不动管柱换层采油工艺技术与应用

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石油机

械

C IA P T O E M M C I E Y HN E R L U A H N R

20 0 2年第 3 O卷第 4期

●应用技术

不动管柱换层采油工艺技术与应用。张绍东。(利油田有限公司孤岛采油厂 )胜

古光明李蓉柴国兴赵增顺 (利油田有限公司采油工艺研究院)胜

摘要胜利油田已进入高含水中后期采油阶段，应用新开发的不动管柱换层采油工艺技术， 取得了很好的分层开采效果。对这项工艺技术的分析表明，该项工艺技术的创新点在于： ( ) 1管柱满足直井、大斜度井、定向井机械控水的使用要求； ( )设计了密封可靠、解封安全的 2 Y 4 E型液压封隔器及其配套工具；( ) Y型液压换层开关换层可靠，性能稳定； ( )可随意 41 3 K 4换层生产，减轻了层问生产矛盾，降低了作业成本。 关键词机械控水封隔器井下工具换层生产

胜利油田已进入高含水中后期采油阶段，综合含水率达 9%以上，控水稳油成为油田的主要措 0施之一。随着油藏地质条件的日趋复杂和井况的日 益恶劣，对油井找水、卡水生产管柱提出了更高的

要求。为了取得更好的分层开采效果，降低作业成

本，延长油井免修期，我们成功开发了不动管柱换层采油工艺技术。采用这项开采技术，可实施不动

管柱换层找卡堵水、换层生产等作业，实现找水、 卡堵水、换层开采一体化，从而提高分层卡堵水效果，有效地减少作业次数、作业成本及频繁作业对油层的污染。现场应用情况表明，该工艺管柱可有效地降低油井的含水，实现控水稳油，取得了明显

油

油

图 l不动管拄换层采油工艺管柱结构示意图 l泵；2 YD一一 s液压多功能丢手工具；3 Y 4 E型封隔一 4l器； 6 YK液压换层开关；一 Y 4 E封隔器；一丝堵 4,一型 5 3l型 7

的社会效益和经济效益。

技术分析1 .不动管柱组成不动管柱换层采油工艺管柱是采用 Y 4 E型 41

2 .工作原理

根据各层以后的生产要求，管柱下井前先调整好各级开

关的开关位置及开关压差，管柱下至设计

位置后，油管内加液压使各级封隔器坐封，然后增压至泵压突降，证明开关换向，然后油管内投球憋压至丢手压差实现丢手。起出丢手上部管柱，下人泵即可进行采油生产。根据生产情况要换层生产时，停泵上紧光杆密封器，关闭生产闸门，套管内

高压封隔器与液压开关等配套工具组成的油井控制管柱，通过套管加液压的方式，实现在不动生产管柱、不动井口等条件下，进行多油层换层生产。不动管柱结构如图 1所示。

本课题是中石化集团公司“五”重点科技攻关项目“动管柱换层采油工艺技术” (目编号 K D 9 90 8的部分内容。九不项 Z 29 90 ) .张绍东，高级工程师，生于 16 . 9 3年， 18 9 3年毕业于华东石油学院，现主要从事油田技术管理工作。地址： ( 5 2 1山东省东营 273 )市。电话：( 5 6 8 80 6。 04 ) 86 9 (稿日期：2 0 0 2收 0 1— 9— 4;修改稿收到日期：2 0 O 2 ) 0 2一 l一 9

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20 0 2年第 3 0卷第 4期

张绍东等：不动管柱换层采油工艺技术与应用

加液压至开关换向压差 (泵压突降显示 )有，从而实现在不动整个生产管柱的条件下进行换层采油的工艺要求。3 .技术特点

一

开循环开关，下井过程中根据需要可以处于开或

关状态。当需要开关换向时，从井 1套管加液压至 2开关换向压差，这时控制活塞在液压力作用下下行，

推动分流体压缩弹簧，同时控制销钉轨道换向，泄压后弹簧回弹，即可实现换向。多级开关使用时，可以通过调节压力调节机构得到不同的换向压力。

( )换层生产简单方便，只需要 1台泵车 1 ( 1台罐车 )和 1作业人员。配名

( )可以重复换层，实施 2~ 2 4层任意反复换层生产。

( )特点①开关换向灵活可靠，可根据现 3场需要多级配套使用，实现任意开关某一油层或多个油层组合生产；②设计有泄压显示机构，使地面人员易于操作控制；③换向压差可以灵活调节，调节范围

大；④多级开关灵活组合，可以满足 2~4层换层生产的需要。

( )适用于直井、斜井及定向井的采油工艺。 3 ( )管柱工具配套性好。Y 4 E和 Y 4 E型 4 41 31高压封隔器坐封可靠，坐封压差低 ( 0~1 MP ) 1 4 a,密封性能良好，承受双向压差能力强 (、下各上 2 0~3 MP ) 0 a,解封安全方便，可逐级解封。Y型 K

液压换层开关开关灵活可靠，开关压差易于调节， 开关泄压显示明显，与液压式封隔器配套使用性能良好。 D S丢手工具丢手压差稳定，易于控制， Y

应用情况在大量室内试验的基础上，自 2 0 0 0年 1月至

且可以根据每一口井的不同条件进行调节。

l O月分别在桩西、孤东、现河、胜采等采油厂进行了 1 5井次现场试验，施工成功率达 1 0。到 0%目前为止，l 5井次都至少进行了 1次换层作业， 换层生产成功率为 10。 0% 典型井例分析：孤东采油厂 G 9—1 D 5井是一口多油层油井，共有 4个油水层，该井作业前，水层不明确，若单独进行单层卡堵水作业，作业费用高，还不一定能实现作业目的，因此决定下入不动管柱找水工艺管柱。

主要配套井下工具1 Y 4 E型封隔器 .41

在设计上采用双锥体单卡瓦双向锚定方式和单面螺纹步进锁紧机构，设计有双液压缸联动机构和下锥体脱卡机构。Y 4 E型封隔器有以下特点： 41

( )设计了下锥体脱卡机构，解决了封隔器 1下锥体机械力脱卡的难题。 ( )在设计上，内、外中心管分离，使解封 2力与承压能力无关，能够多级使用，逐级解封，且解封安全可靠。 ( )设计有小活塞向上启动机构，解决了由 3

作业情况：2 0 0 0年 5月 8日下入换层生产完井管柱，下至设计位置后，泵车打压至 1 MP,稳 2 a

压 5 i,确保封隔器坐封完全可靠，泵车继续打 a rn压至 1 MP 4 a,压力表有压力下降显示，说明开关已经换向，停泵从油管内投球，3 m n后，重新打 0 i压至 1 MP,压力突降为零，说明此时丢手成功， 7

a 停泵泄压，下入￣ 6 m泵，生产最下层，日产液 5m9 . t含水 10。 6 6, O%

于震动冲击造成封隔器中途坐封的问题，保证了封隔器下井过程中的安全性。

( )采用双液压缸联动坐封机构，降低了封 4隔器坐封压差及对油管和作业工艺的要求。

换层：下层生产半个月后，证明最下层确实是水层，决定换上层生产。2 0 0 0年 6月 4日换层， 泵车管线直接接井 1 2,泵车加液压至 1 MP,压力 4 a表有泄压显示，说明开关已换向，停泵泄压，继续生产。换层后日产液 2 . t 8 3,含水率 10,证明 0%最上层也是水层。

( )单面螺纹步进锁紧机构性能稳定，易加 5工，易组装，安全可靠，从而提高了封隔器坐封和密封的可靠性。2Y . K型液压换层开关 Y K型液压换层开关的开关由压力控制，实现

换层找水显示最上层和最下层都是水层，由封隔器所密封的两层应该为油层，该井于 7月 3日以

了通过井口加液压控制多个油层开和关的目的。( )结构 Y 1 K型液压开关主要由轨道换向机构、 泄压显示机构、分流机构及压力调节机构等组成。 ( )工作原理 2 Y型液压换层开关是开一关 K

后起出油井内管柱，用水泥封堵上、下两层，开采中间两层。(文编辑王志权 )本