分层注水定量配水工艺技术的应用

2012-02-01杨金瑞

科技传播 2012年2期

马斌，曲涛，杨金瑞

青海油田花土沟采油一厂，青海海西州 816400

分层注水指的是：在注水井中下一个封隔器（packer：具有弹性的密封元件，并借此封闭和隔断井下各种尺寸的“管柱”与“井眼”之间以及管柱之间环形空间，并将层面隔绝，用来控制注入液、保护套管的井下工具），把差异较大的油层有效的分离，再用配水器（Water distribution device：对油层进行分层定量注水的井下工具，它与水井封隔器配套使用。常见的配水器主要有：665偏心配水器、KL-4in偏心配水器、DQB0641桥式空心配水器和一次分三层配水器四种类型），进行分层配水，使高渗透层的注水量得到有效的控制，中低层渗透油层的注水量得到加强，使得各类油层都能够发挥其作用。

1 差压式定量堵塞器的结构和原理

1）差压式定量堵塞器的结构。DL-1井下偏心定量堵塞器如图所示：

它是由阀体、喷嘴、阀芯、弹簧等主要结构组成，差压式定量堵塞器的外形和尺寸都和普通的堵塞器相同。它的工作原理是：在注水时由滤罩、喷嘴，在经过偏心配水器工作筒上的注水小孔注入相应的配水段。

2）定量配水器的工作原理以及技术指标。定量配水器的工作原理以P1和P2分别表示注水压力和喷嘴内腔压力，P3为出口压力，也就是地层压力，△P1为P1和P2压力差。当P1大于P2时，注水经过喷口小孔进入喷嘴内腔，再经过喷嘴和阀芯之间的环形空间流入地层。当△P1增加的瞬间，△P1增加，流量上升，这是作用在阀芯另一端的P2也同时增加，推动阀芯向喷嘴靠近，间隙减小，导致流量下降，使得△P1减少到开始时候的数值来维持流量的恒定。定量配水器的技术指标是：额定流量10 m/d～130m/d、流量精度3%～8%、最大工作压差35MPa、最小工作压差3MPa、连续工作时间6个月～12个月。

2 地面定量配水技术

针对各种原因所不能进行正常分层注水的部分注水井的分注问题，自行设计研制了地面自动恒流装置。

用它和定量堵塞器进行配套使用，能够向地面有效的进行定量注水。这个装置有效的解决了以下几个问题：一是解决了油套定量分注的问题，使得由于各种原因不能实现井下分注的注水井进行了地面分注；二是解决了串联注水井分水的问题，实现了注水井口分水的控制和有效的管理；三是解决了地面阀门的损耗问题，由于地面分注，减少阀门控制波动较大的注水水量。

3 井下定量配水技术的应用

现场应用的时候，只需要根据配注的要求，相应的投入该应用水量的堵塞器，并与原有的偏心配水器共同作用，就可以实现对地层的定量配水，有效的改善了地层吸水的状况，减缓了层与层间的突出矛盾。下图是应用定量配水器前后的测试图：

京618井配柱60京617井配柱60京722井配柱60京503井配柱60京58-11井配柱60压力/MPa注入量15 14注入量压力/MPa注入量压力/MPa注入量压力/MPa注入量压力/MPa 备注55 50 15.5 14.5 21 18 15.6 14.6 45 36 14.5 13.5 47 40 22 21 37 35 下定量配水器前下定量配水器后下前2.7mm水嘴15 14 13 12 61 60 60 58 15.0 14.5 13.5 12.2 29 28 28 27 15.6 14.6 13.6 12.6 49 48 48 46 14.5 13.5 12.5 11.5 39 39 38 36 22 21 20 19 32 30 28 27下前1.6mm水嘴下前2.5mm水嘴下前2.8mm水嘴下前1.6mm水嘴

4 分层注水定量配水工艺技术的有效应用

分层注水的技术有效的解决了注水井的诸多问题，对不能进行井下分注的注水井实现了地面分层注水，有效的解决了串联注水井分水的问题，满足了效率高成本低的要求，节约了大量的资金，而且解决了地面阀门经常损坏的问题，进过分层定量注水，减少了阀门控制水量的应用。并伴随着科技的发展，定量喷嘴有的开始采用陶瓷作为材料，从而延长其使用的寿命，一次下井就能够保持一年的使用功效，有效的保证了定量注水的有效期。