双河油田注水井返吐出砂综合治理技术

2012-11-09何力渊郭洪涛高立建杨柳强

石油地质与工程 2012年4期

关键词：井次洗井工艺技术

何力渊，郭洪涛，张鼎，高立建，杨柳强，刘江

（中国石化河南油田分公司第一采油厂，河南桐柏 474780）

双河油田注水井返吐出砂综合治理技术

何力渊，郭洪涛，张鼎，高立建，杨柳强，刘江

（中国石化河南油田分公司第一采油厂，河南桐柏 474780）

针对双河油田注水井返吐出砂导致维护性作业井次高、测试困难的问题，采用地面工艺技术、井筒分注工艺技术与管理三方面相结合的综合治理思路和措施进行治理，年减少维护性作业41井次，提高注水时率2.1个百分点，提高测试一次成功率9.8个百分点，见到了良好的效果。

注水井；出砂；综合治理；分注工艺；双河油田

注水井返吐出砂是困扰注水开发的一大难题。双河油田有返吐出砂注水井116口，在洗井、测试、穿孔以及作业等工作制度不稳定时，地层聚合物、调剖剂、砂、油等进入井筒，影响水井的正常注水，大部分井需进行修井处理，而且导致测试困难，影响测试工艺一次成功率。由于返吐出砂造成的维护作业次数达78井次／年，占维护性作业总井次的48%；测试工艺一次成功率仅为86.5%。

1 返吐出砂原因分析及治理思路

通过从地层、工艺技术及生产运行管理等方面的研究分析，找出了注水井返吐出砂的主要原因，主要有以下几个方面：①地层本身原因：地层物性差、层间差异大；②工艺技术原因：井下管柱不适应、井口单流阀单流效果差、水量调节技术落后；③生产运行管理原因：工作制度不稳、部分规章制度及操作规程不适应。针对此，确定以防止在注水过程中井筒压力向地面扩散以及层与层之间扩散为治理的主要思路。

2 返吐出砂综合治理技术的应用

从地面、井筒和管理三方面，通过技术创新、改进以及推广应用，完善相关管理、操作制度，采取防治结合的手段，对注水井返吐、出砂进行综合治理。

2.1 配套地面工艺技术的应用

根据注水生产过程的特点，应用了注水井智能监控装置、井口排渣单流阀以及保压洗井自动控制器等地面工艺技术。

2.1.1 井口排渣单流阀的应用

针对现有单流阀易被杂质卡堵造成单流功能失效的情况，对单流阀进行改进，在原阀体侧向上增设一放空阀，打开侧向阀后可对阀体内积存物进行清理，以保持长期单流效果，在工作制度变化时，防止井筒压力向地面扩散，抑制地层返吐。

主要应用在返吐出砂严重的注水井上，应用井在管线穿孔后未发现从井口返水，而且恢复生产后注水情况正常，表明此装置单流效果较好，对预防返吐出砂具有一定的作用。应用井维护性作业井次年减少了8井次。

2.1.2 注水井智能监控装置的应用

为了降低系统压力波动对返吐出砂注水井的影响，实现平稳注水，引进了注水井智能监控装置。该装置由机、电两大部分构成，采用先进智能机电一体化技术精心研制而成。采用智能控制实行流量闭环稳流或稳压控制，自动实现24小时稳流或稳压控制，可通过面板设定注水启动压力值。当系统干压小于启动压力时，自动快速关闭“调节阀”，防止返吐出砂；当干压恢复时，自动开阀恢复恒流或恒压控制。监控装置还监视干压值时，当干压值低于油压值时，自动关闭“调节阀”；当干压值高于油压值，同时高压值大于注水启动压力值时，自动开启“调节阀”。

共应用注水井智能监控装置74套，应用井维护性作业井次由53井次减少到了42井次，注水时率由95.5%提高了97.1%。

2.1.3 注水井保压洗井自动控制器的研制应用

根据相关管理规定，为确保易出砂与返吐地层的水（聚）井的注入，洗井时的压力应低于启动压力1MPa，而聚驱后水井和正注聚井洗井时的压力应高于启动压力1MPa。但实际操作难度大、不易实现，对此研制出了能够实现保压洗井的自动控制装置。该装置在进水口和出水通道之间，通过锥形阀调节压力，锥形阀是靠调节螺杆压缩弹簧而受力，达到调节的目的，压力调节范围4～10MPa。先后在20多口井上进行了应用，实现了自动保压洗井，有效控制洗井压力，确保洗井质量，从而达到减少因出砂与返吐造成的水（聚）井的作业。

2.2 防返吐分注工艺管柱的应用

注聚转水驱井和调剖后分注井因层间差异影响，滞留在近井地带的高分子聚合物会因注水压力波动而返出进入井筒，造成测试仪器遇阻或掉卡现象，使得分层测试有效期变短，测试吻合率降低，并造成多次重复作业。应用了防返吐分注工艺管柱［1］，该管柱主要包括控制洗井防倒流分注管柱和剪切控制防返吐分注管柱。控制洗井防倒流分注管柱由防返吐偏心配水器、封隔器、限压单流阀、割缝筛管等组成；剪切控制防返吐分注管柱主要由防返吐剪切控制器、防返吐偏心配水器、封隔器、限压单流阀割缝筛管等组成。

该工艺管柱主要特点体现在：偏心配水器出口设计单流阀，防止堵塞管柱和水嘴；限压单流阀防倒流；割缝筛管实现返吐聚合物二次剪切，降低粘度；防返吐剪切控制器双向皮碗和过滤衬管剪切、阻挡返吐物。

目前应用井工艺成功率95%，分注有效期延长了55天，较好地缓解了地层返吐和出砂影响分注测试现象。

2.3 规章制度及操作规程的研究完善

移植了安全管理理念，在注水井管理中实行了注水井生产应急预案。在停电、管线穿孔等压力波动时，及时关闭站内阀组上下流阀门，必要时关掉井口注水闸门。年启动应急预案320余次，减少由于返吐出砂造成的维护性作业次数12井次。同时，在总结分析现有制度、操作规程的基础上，为了减少压力变化对注水设施、地面管网、井下管柱工具造成的损伤，减少地层出砂、返吐现象，实现“平稳注水”，专门制定了《平稳注水操作及管理规定》。