张中

摘 要：普光气田回注井具有井身长、压力高、摩阻大等特点，本文利用管柱力学基本理论，选择普光11井回注井为研究对象，计算管柱安全性，并通过对注水参数敏感性研究，找出注水参数对管柱安全的影响规律，最后根据普光气田回注井实际情况选择合理注水方式与参数，保证气田注水管柱安全、高效、稳定注水。

关键词：高含硫；回注井；管柱力学；注水参数

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.12.110

普光11井构造上属川东断褶带黄金口构造带普光构造西翼断下盘。完钻井深6130m。本文主要研究普光11井回注井注水管柱受力变化规律，通过对注水参数敏感性分析，找出注水参数对管柱安全的影响规律，最后根据普光气田回注井实际情况选择合理注水方式与参数，保证普光气田注水管柱安全、高效、稳定注水。

1 注水管柱力学效应

注水管柱在注水过程中由于压力和温度变化，会产生下列引起封隔器管柱受力和长度变化的四种基本效应。活塞效应：因油管内、外压力作用在管柱直径变化处和密封管的端面引起。螺旋弯曲效应：因压力作用在密封管端面和管柱内壁面上引起；鼓胀效应：因压力作用在管柱的内、外壁面上引起；温度效应：因管柱的平均温度变化引起。

2 注水参数敏感性分析

2.1 相同注水压力，不同排量敏感性分析

考虑在相同注水30MPa压力下，以9～12m3/h的不同排量方式连续注水，计算管柱轴向变化，计算结果为：注水排量9m3/h时，活塞效应、螺旋弯曲效应、鼓胀效应、温度效应导致管柱轴向收缩量分别为440mm、114mm、665mm、1471mm，总计2691mm；注水排量10m3/h时，管柱轴向收缩量分别为440mm、114mm、664mm、1500mm，总计2781mm；注水排量11m3/h时，管柱轴向收缩量分别为439mm、113mm、664mm、1526mm，总计2742mm；注水排量12m3/h时，管柱轴向收缩量分别为438mm、113mm、663mm、1547mm，总计2761mm。

从计算伸缩量变化结果可以看出，在相同注水压力，不同注水量的注水参数下，管柱的轴向伸缩量变化不大，主要变化表现为温度效应引起的轴向伸缩变化。

2.2 相同注水排量，不同注水压力敏感性分析

在相同排量11m?/h时，以28、30、32、34MPa不同注水压力进行连续注水，计算注水管柱轴向变形，计算结果为：注水压力28MPa时，活塞效应、螺旋弯曲效应、鼓胀效应、温度效应导致管柱轴向收缩量分别为402mm、98mm、615mm、1526mm，总计2642mm；注水压力30MPa时，管柱轴向收缩量分别为439mm、113mm、664mm、1526mm，总计2742mm；注水压力32MPa时，管柱轴向收缩量分别为475mm、129mm、712mm、1526mm，总计2842mm；注水壓力34MPa时，管柱轴向收缩量分别为511mm、146mm、760mm、1526mm，总计2944mm。

从计算结果可以看出，在相同排量，不同注水压力的注水方式下，管柱的轴向伸缩量变化较大，主要变化表现为活塞效应、螺旋弯曲效应、鼓胀效应引起的注水管柱轴向伸缩变化。

2.3 持续与间断注水制度下注水管柱变化规律

考虑在注水压力30MPa，注水排量11m3/h时，计算连续注水和间断2、4、6小时条件下注水管柱轴向变形。

从计算伸缩量变化结果可以看出，间断注水方式下管柱的轴向伸缩量更大，主要变化表现为温度效应引起的轴向伸缩，这说明间断注水方式下由于注水管柱热量交换还未完全稳定，注水前后温度差更大，所以轴向伸缩量更大，注水管柱轴向受力比持续注水方式下大。间断注水时间越长，注水管柱与地层热量交换越达到平衡，所以表现为随着注水间断时间的增加注水管柱轴向伸缩变化减小，轴向受力变小。

3 结论与建议

（1）注水压力变化对注水管柱的轴向伸缩变化影响明显。

（2）持续注水方式下，对管柱的轴向变化影响较小，建议注水过程中采取小排量连续注水方式注水。

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