1、分注井测调工艺及应用分注井测调工艺及应用二一三年八月二一三年八月1分层注水管柱简单管柱：单管分层配水、多管分层注水。井中只下一套管柱，利用封隔器将整个注水井段封隔成几个互不相通的层段，每个层段都装有配水器。注入水从油管入井，由每个层段配水器上的水嘴控制水量，注入到各层段的地层中。底球底球+筛管筛管+丝堵丝堵配水器配水器注水层注水层人工井底人工井底封隔器封隔器注水层注水层配水器配水器封隔器封隔器注水层注水层配水器配水器新型注水管柱：l 常规悬挂式分层注水工艺管柱l 锚定补偿式分层注水工艺管柱l 防蠕动分层注水工艺管柱l 分层防砂注水一体化注水工艺管柱l 防返吐分层注水工艺管柱l 套变井小直径分层
2、注水工艺管柱l 高压差分层注水管柱（双管）一、分注井分注工艺简介2常规悬挂式分层注水工艺管柱配水器反洗阀配水器注水层封隔器 封隔器人工井底注水层水力锚配水器反洗阀配水器注水层 封隔器人工井底注水层不保护套管 保护套管 适用条件：不出砂油藏 注水压力15MPa 井 深2500m 温 度160 套 管：51/2in，7in管柱结构形式：不保护套管 保护套管管柱结构组成：右图一、分注井分注工艺简介3工作原理配水器反洗阀配水器注水层封隔器 封隔器人工井底注水层水力锚配水器反洗阀配水器注水层 封隔器人工井底注水层不保护套管 保护套管 常规悬挂式分层注水工艺管柱1）管柱下井2）坐封、锚定3）注水4）反洗井
3、5）测试调配6）解封 一、分注井分注工艺简介4锚定补偿式分层注水管柱注水层位注水层位底 筛 堵BC补偿器ZJK配水器SK水力卡瓦注水层位SLM水力锚人 工 井 底ZJK配水器 Y341G封隔器注水层位Y341G封隔器保护套管管柱1、适用条件 高温高压深井：含动停层、含方停层井 层间差异大的分注井 适用井深：3500米 注水压差：35MPa 适用井温：160 适用井斜：45 坐封压差：1620MPa 解封方式：上提管柱2、结构组成1）不保护套管2）保护套管 一、分注井分注工艺简介5注水层位注水层位底 筛 堵BC补偿器配水器SK水力卡瓦注水层位SLM水力锚人 工 井 底配水器 Y341G封隔器注水
4、层位Y341G封隔器保护套管管柱3、工作原理1）下井2）坐封，锚定3）注水4）反洗5）解封 4、性能特点 管柱结构能有效补偿温度和压力效应下的管柱伸缩，克服管柱的蠕动，改善管柱和封隔器的受力条件，提高封隔器的有效工作寿命。具备一次打压坐封全部封隔器和启动液压工具的特点。配水器单向阀结构可以防止层间串通。油管内正打压,首先是水力锚启动,水力卡瓦坐卡,锚定支撑管柱,然后是补偿器、配水器启动,打压至20MPa后,封隔器坐封完成.油管泄压后,配水器轨道换向,进入正常注水轨道,注入水经各级配水器进入对应的注水层段.锚定补偿式分层注水管柱一、分注井分注工艺简介6偏心分注流量测试采用递减法计算油层C油层BQ
5、CBA=QC+QB+QA油层A QA=QAQBA=QB+QA定向井小水量桥式偏心分注工艺研究取得突破，具备规模应用条件。桥式偏心分注流量压力单层直测 桥式偏心分注工艺实现了流量压力单层直接测试，提高了测试精度。QC=QC QB=QB油层C油层B油层A QA=QA一、分注井分注工艺简介7桥式偏心分层注水管柱结构及工艺原理桥式偏心分层注水管柱结构及工艺原理 由Y341可洗井封隔器、桥式偏心配水器、配水堵塞器、球座等组成。管柱结构：工艺原理：采用桥式过流通道结构和四皮腕集流式测试密封段，实现了流量单层直测、中心通道测压。8流量计常规偏心非集流主通道偏心筒流量计桥式偏心集流桥式通道桥式偏心配水器及剖面
6、示意图一、分注井测调工艺简介91.1.分层流量调配测试技术分层流量调配测试技术 原理：原理：测试时将流量计与测试密封段相连，用钢测试时将流量计与测试密封段相连，用钢丝将流量计下至最下一级配水器以下丝将流量计下至最下一级配水器以下35m，然，然后上提流量计至配水器以上后上提流量计至配水器以上35m，打开密封段，打开密封段定位爪，下放钢丝将流量计坐入配水器内，测试定位爪，下放钢丝将流量计坐入配水器内，测试该层的注水量，然后上提，依次测出其它各层段该层的注水量，然后上提，依次测出其它各层段的注入量。的注入量。集流法特点：特点：直接测取各分层流量，消除了绝对误差的直接测取各分层流量，消除了绝对误差的迭
7、加，测试资料准确度高。迭加，测试资料准确度高。配套仪器配套仪器：集流式涡街流量计、平衡式测试密封段。：集流式涡街流量计、平衡式测试密封段。配套测试技术及工艺原理配套测试技术及工艺原理 102.2.分层验封测试技术分层验封测试技术 特点：特点：一次验封过程，每一级封隔器均验封两一次验封过程，每一级封隔器均验封两次，一次是密封，即表明该封隔器密封。次，一次是密封，即表明该封隔器密封。配套仪器配套仪器：20mm 双通道压力计双通道压力计配套测试技术及工艺原理配套测试技术及工艺原理 原理：原理：测试密封段上端连接一只双通道压力计测试密封段上端连接一只双通道压力计，用钢丝将仪器串坐入配水器内，在井口做用
8、钢丝将仪器串坐入配水器内，在井口做“开开-控控/关关-开开”压力激动，每一动作稳定压力激动，每一动作稳定35min；采用；采用双通道压力计测试套管压力变化，油管压力变化；双通道压力计测试套管压力变化，油管压力变化；测试完毕上提，依次完成其它各层段的测试。数测试完毕上提，依次完成其它各层段的测试。数据回放后，根据油套压力变化曲线判别各层的密据回放后，根据油套压力变化曲线判别各层的密封效果。封效果。验封112.2.分层验封测试技术分层验封测试技术（一封二配）验封测试曲线（一封二配）验封测试曲线 配套测试技术及工艺原理配套测试技术及工艺原理 西安惠众石油装备有限公司西安惠众石油装备有限公司 验封12
9、1 1、钢丝测调：、钢丝测调：局限性：局限性：1 1、井深、井深18001800米、井斜米、井斜3535度以度以上的分注井投捞上的分注井投捞成功率低于成功率低于40%40%；2 2、固定系列水嘴、固定系列水嘴不适应不适应配注配注1010方以下小水量调配需要；方以下小水量调配需要；3 3、效率低：单井测调、效率低：单井测调2-32-3天；天；4 4、精度低：测量误差、精度低：测量误差20%-30%20%-30%。二、分注井测调工艺简介132 2、偏心电缆测调：、偏心电缆测调：二、分注井测调工艺简介偏心配水器Y341-114封隔器封隔器偏心配水器偏心配水器Y341-114封隔器封隔器Y341-11
10、4封隔器封隔器长长庆庆油油田田偏偏心心分分注注井井管管柱柱结结构构图图14 有效的避免了常规调配方法反复投捞有效的避免了常规调配方法反复投捞堵塞器、反复存储式测量所带来的测试堵塞器、反复存储式测量所带来的测试周期长、劳动强度大的弊端。周期长、劳动强度大的弊端。以其测试数据实时直读、测调同时进以其测试数据实时直读、测调同时进行、调配精度高等特点深受各油田单位行、调配精度高等特点深受各油田单位的亲睐。的亲睐。边测边调测试技术：边测边调测试技术：边测边调技术是目前注水井调配最先进的方法之一：它利用微边测边调技术是目前注水井调配最先进的方法之一：它利用微电机做动力源在井下调节水嘴，在地面直接观察井下流
11、量变化，对目电机做动力源在井下调节水嘴，在地面直接观察井下流量变化，对目的层注入量可实时做出判断和调整，仪器一次下井可完成全井各个层的层注入量可实时做出判断和调整，仪器一次下井可完成全井各个层段的调配。段的调配。对比常规投捞调配的优势：对比常规投捞调配的优势：二、分注井测调工艺简介15 边测边调工艺在大庆油田已经应用了边测边调工艺在大庆油田已经应用了1200012000多井次，在吉林、辽多井次，在吉林、辽河、长庆、大港、新疆等油田也已规模推广应用，大大提高了测调河、长庆、大港、新疆等油田也已规模推广应用，大大提高了测调效率，降低了作业成本，提高了水驱开发效果，体现了技术的先进效率，降低了作业成
12、本，提高了水驱开发效果，体现了技术的先进性。性。主要技术优势如下：各层压力、流量均可直读获得；单层测调时其它层段依然正常注水；整体测调效率能提高两倍以上。二、分注井测调工艺简介16二、分注井测调工艺简介投捞器通过下放、投捞器通过下放、上提，凸轮在偏心上提，凸轮在偏心配水器底部被刮开，配水器底部被刮开，带动投捞臂和导向带动投捞臂和导向爪打开。导向爪保爪打开。导向爪保证投捞时，投捞臂证投捞时，投捞臂对准配水器的偏心对准配水器的偏心孔，测试可调堵塞孔，测试可调堵塞器投入（捞出）偏器投入（捞出）偏心配水器心配水器。投捞器堵塞器配水器17利用微电机做动力源在井下调节水嘴，利用微电机做动力源在井下调节水嘴
13、，在在地面直接观察井下流量变化，地面直接观察井下流量变化，对目的层注入对目的层注入量可实时做出判断和调整。量可实时做出判断和调整。二、分注井测调工艺简介18 鉴于各个井况复杂、地层吸水性不同、调配前流量不同，单井作业时间长短不同,现已以100口一封两配注水井为例分析时效如下：步骤一步骤一第一趟测第一趟测流量，调流量，调整总流量整总流量（2小时）小时）不成功不成功步骤二步骤二第二趟捞强吸水层水嘴第二趟捞强吸水层水嘴（1.5小时）小时）第三趟投更换尺寸后水嘴第三趟投更换尺寸后水嘴（1.5小时）小时）第四趟测流量（第四趟测流量（1.5小时）小时）步骤三步骤三按步骤二再做按步骤二再做弱吸水层投捞弱吸水
14、层投捞后测量后测量不成功不成功不成功不成功步骤四步骤四按步骤二再按步骤二再做一遍做一遍不成功不成功继继续续累计累计2小时成功小时成功率小于率小于5%，每，每100井次此环节井次此环节成功成功5井次井次成功成功成功成功累计累计11小时成小时成功率小于功率小于70%，每每100井次此环井次此环节成功节成功20井次井次成功成功累计累计6.5小时成功率小时成功率小于小于50%，每，每100井井次此环节成功次此环节成功45井次井次成功成功累计累计15.5小时小时成功率小于成功率小于90%，每，每100井井次此环节成功次此环节成功20井次井次常规调配作业程序和时间智能调配与常规调配的时效对比智能调配与常规
15、调配的时效对比二、分注井测调工艺简介19 以一封两配为例分析时效如下：智能调配调配作业程序和时间 步骤一步骤一第一趟测第一趟测流量，调流量，调整总流量整总流量（2小时）小时）不成功不成功步骤二步骤二第二趟捞强吸水层水嘴（第二趟捞强吸水层水嘴（1.5小时）小时）第三趟投可调水嘴（第三趟投可调水嘴（1.5小时）小时）第四趟测流量，调尺寸（第四趟测流量，调尺寸（2小时）小时）不成功不成功步骤三步骤三第五趟捞弱吸水层水嘴（第五趟捞弱吸水层水嘴（1.5小时）小时）第六趟投可调水嘴（第六趟投可调水嘴（1.5小时）小时）第七趟测流量，调尺寸（第七趟测流量，调尺寸（2小时）小时）累计累计2小时成功小时成功率小
16、于率小于5%，每，每100井次此环节井次此环节成功成功5井次井次成功成功累计累计7小时成功小时成功率小于率小于80%，每每100井次此环井次此环节成功节成功75井次井次成功成功累计累计12小时成功小时成功率率100%（踢出（踢出井况因素）井况因素），每，每100井次此井次此环节成功环节成功20井次井次成功成功二、分注井测调工艺简介201 1、第一次调配：、第一次调配：（1）常规调配时效分析表（2）智能调配时效分析表二、分注井测调工艺简介21（1）常规调配时效分析表（2）智能调配时效分析表 2 2、第二次及以后调配：、第二次及以后调配：二、分注井测调工艺简介22以上分析是以一封两配为例，在注水层
17、多余两个的情况下，调节难度加大，智能调配的优势更加明显。第一轮调配任务中常规调配时间较长于智能调配。因为智能调配采用可调式堵塞器，所以在第二次及以后调配任务中无需投劳作业，智能调配在5小时左右即可完成，而常规调配还需重新进行投劳作业，工作时效仍然长达十小时左右。3 3、智能调配与常规调配的时效对比总结：、智能调配与常规调配的时效对比总结：二、分注井测调工艺简介23井筒结垢严重仪器遇阻现象较多井筒结垢严重仪器遇阻现象较多二、分注井测调工艺简介目前存在主要困难目前存在主要困难24老井阀门坏或漏水现象严重阀门打开后此处漏水，漏出的水比注入的水多二、分注井测调工艺简介25配水器上导向槽结垢和锈蚀造成投
18、捞器不能进入预定轨道配水器上安装堵塞器的孔眼本身锈死，造成堵塞器和配水器粘在一起二、分注井测调工艺简介26打捞出的堵塞器原装打捞出的堵塞器原装堵塞器锈死造成堵塞器上上提堵塞器锈死造成堵塞器上上提松开卡箍不能自动弹起松开卡箍不能自动弹起限位点不能限位点不能自动收回自动收回二、分注井测调工艺简介27配水器上安装配水器上安装堵塞器的孔眼堵塞器的孔眼被堵被堵配水器上安装堵配水器上安装堵塞器的孔眼被堵、塞器的孔眼被堵、生锈生锈孔眼生锈和孔眼生锈和被堵后即使被堵后即使用榔头敲也用榔头敲也不能使堵塞不能使堵塞器安装到位器安装到位二、分注井测调工艺简介283 3、同心电缆测调：、同心电缆测调：二、分注井测调工
19、艺简介类分注管柱图（井深2000米、层数=2层）类分注管柱图（分注层数3层、卡距大于2米）类分注管柱图（井深2000米、层数=2层）类分注管柱图（分注层数3层、卡距小于2米）长庆油田同心分注井管柱结构长庆油田同心分注井管柱结构293 3、同心电缆测调：、同心电缆测调：二、分注井测调工艺简介 桥式同心配水工作筒的水量调节是通过专用调节器桥式同心配水工作筒的水量调节是通过专用调节器转动工作筒转动工作筒中心位置的同心活动筒，中心位置的同心活动筒，来改变注水流通面积，从而实现注水大小来改变注水流通面积，从而实现注水大小的调节。的调节。出水口出水口同心活动筒定位爪 防转爪调节爪30桥式同心配水工作筒水流
20、出口为两个对称的大小可调的窄长型椭圆出口，在保证最大注入量的情况下，实现水流量调节的高分辨率，实现细分精细化注水。全开状态全开状态全关状态全关状态半关状态半关状态二、分注井测调工艺简介31专用同心智能测调仪和桥式同心配水工作筒在井下的对接也是同心对接。在大斜度井和井壁沾污严重的井中，也可进行正常对接，实现测调同步进行。仪器转速较慢，配合窄长型水流出口，可以适应各种低注入量配注的精度要求。二、分注井测调工艺简介32调节器有两个定位爪和一套调节头。定位抓实现仪器定位和固定仪器自身，调节头实现水量大小的调节功能。定位爪可张收，从而实现仪器在井下工作时，可随意进行上下各层单独操作。调节头调节头定位爪定
21、位爪流量测量部分流量测量部分调节爪收回状态调节爪收回状态调节爪张开状态调节爪张开状态二、分注井测调工艺简介33u 可进行多层任意设置，可实现精细化配水要求。u 可调水嘴和配水工作筒为一体化结构，不存在水嘴打捞问题。u 同心桥式配水工作筒可以实现完全关死功能，关死后可以承同心桥式配水工作筒可以实现完全关死功能，关死后可以承受受60MPa60MPa压差，并且调节活动筒始终承受平衡压，可以保证压差，并且调节活动筒始终承受平衡压，可以保证在高压差环境下顺利打开。在高压差环境下顺利打开。u 调节螺纹具有自动脱扣功能，可以有效防止调节活动筒在最上方和最下方不会出现卡死情况。u 具有较大流通面积的桥式过流通
22、到，仪器通过工作筒时，对其他层位注水量影响较小。u 中间为直径46mm的测试通道，联通上下油管。二、分注井测调工艺简介34u 无论是仪器在井下定位对接还是调节对接均为同心对接，所以无论是仪器在井下定位对接还是调节对接均为同心对接，所以大斜度井和沾污严重的井况对井下仪器与配水工作筒的对接成大斜度井和沾污严重的井况对井下仪器与配水工作筒的对接成功率影响不大。功率影响不大。u 相对于偏心工作筒用的调节器，此类同心工作筒使用的调节器无较长的侧向调节臂，动力传递均为同心连杆，机械结构简单，可靠性很高；并且动力传递效率高，最高峰值扭矩可达15N.m。u 流量的测量在工作筒的上部油管水流稳定区，流量测量精度
23、高。u 井下调节器尺寸短小，结构紧凑，非常适合工人在井口人工举升操作。u 为了方便大斜度井作业，配有过线万向节，扶正器等必要配件。二、分注井测调工艺简介354 4、三代水井测调技术对比：、三代水井测调技术对比：二、分注井测调工艺简介364 4、测调推广成效显著：、测调推广成效显著：二、分注井测调工艺简介 长庆测井中心长庆测井中心先后与油气院合作先后与油气院合作在中国石油新闻中在中国石油新闻中心、长庆油田公司心、长庆油田公司网页、中油测井公网页、中油测井公司网页发表关于桥司网页发表关于桥式同心智能测调技式同心智能测调技术开展、应用情况术开展、应用情况的多篇报道。的多篇报道。37三、分注井同心测调工艺应用2012年开始，截止目前，已成功在我厂南梁油田、西峰油田、城壕油田、马岭油田上应用，目前同心分注井达100口以上，提高了注水井分层配注合格率。38三、分注井同心测调工艺应用岭211-2（老区分注井）39二、分注井同心测调工艺应用山22-8（多层分注井）40
