防砂分注工藝在油田注水井的應(yīng)用

防砂分注工藝在油田注水井的應(yīng)用

經(jīng)過30多年的大力注水開發(fā)，河南油田進(jìn)入高含水注水開發(fā)后期，注入水長期侵蝕巖石骨架，破壞地層連接物質(zhì)和空隙結(jié)構(gòu)。多次注水、加壓和洗井洗井等工作制度的變化也導(dǎo)致了地層框架的損傷。通過聚合物驅(qū)動(dòng)油將殘留在附近井的聚合物驅(qū)動(dòng)油減少了水流。當(dāng)水流快速上升時(shí)，地層深度和近井區(qū)的間隙差導(dǎo)致地層骨架坍塌，并隨水流排出。地層出砂容易造成水嘴堵塞、注水管柱砂埋、洗井不通、投撈測(cè)試遇阻,無法實(shí)現(xiàn)測(cè)試及調(diào)配,導(dǎo)致作業(yè)頻繁,影響有效分注。在注水井防返吐分注方面,油田開展了不斷地探索試驗(yàn)和研究,先后開展了洗井后投球分注、單流偏心配水器和定壓洗井凡爾防返吐分注、剪切過濾分注等工藝,分別取得了一定效果,從下井無法分注到分注有效期3個(gè)月以上、6個(gè)月以上,緩解了聚合物返吐分注困難問題,但是,對(duì)于壓降大的情況下,如地面管線穿孔導(dǎo)致注水壓力從15MPa左右瞬間下降到零時(shí),仍然會(huì)出現(xiàn)返吐,而且沒有解決注水井返吐伴隨出砂堵塞的問題。為解決注水井因油層返吐出砂導(dǎo)致無法分層注水的問題,研究應(yīng)用了單流防砂分注工藝和控制洗井防砂分注工藝。1井筒和油層存在較大高壓降壓層,導(dǎo)致砂層不能要素溶出注水井注水過程中不會(huì)出砂,注水井出砂主要是在地面注水壓力突然下降時(shí),如地面管線穿孔、反洗井操作過快,降壓測(cè)試控制不當(dāng),導(dǎo)致油層和井筒產(chǎn)生較高壓降,出現(xiàn)倒流,在倒流返吐過程中攜帶出砂,砂埋油層、堵塞管柱,無法注水。單流防砂分注工藝通過在注水管柱上采用單流防砂器,將容易出砂的油層射孔段卡封,注入水只能通過單流防砂器進(jìn)入油層,不能從油層倒流進(jìn)入井筒,通過控制油層壓力避免快速下降實(shí)現(xiàn)防返吐出砂。1.1水器管柱主要由單流防砂器、單流偏心配水器、注水封隔器、限壓洗井閥、篩管絲堵等組成(見圖1),主要適應(yīng)出砂油層厚度在8米以內(nèi)的分注井。1.2密封澆注閥漏壓過濾坐封分注:管柱下井后,油管蹩壓15MPa,坐封封隔器、單流防砂器,通過試井鋼絲投撈調(diào)配偏心配水器水嘴,實(shí)現(xiàn)分注。防地層返吐出砂:單流防砂器在油管蹩壓后,兩個(gè)單向皮碗在油層上下卡封,在易出砂層段形成防護(hù)層,注入水可以通過單流防砂器密封注水閥進(jìn)入地層向地層注水;停注、泄壓時(shí),密封注水閥關(guān)閉,地層水不會(huì)返吐,避免地層出砂進(jìn)入井筒。密封注水閥滲漏時(shí),地層水微量返吐進(jìn)入井筒,單流偏心配水器單向閥、限壓洗井閥防倒流,避免微量返吐物通過配水器和底部篩管進(jìn)入油管內(nèi),造成管柱和水嘴堵塞,進(jìn)一步延長工作壽命。管柱解封:上提管柱,封隔器解封,單流防砂器單向皮碗解封機(jī)構(gòu)解封,管柱起出。1.3參數(shù)單流防砂分注工藝技術(shù)參數(shù)見表1。2施工難度大、成功率低單流防砂分注工藝是通過在注水管柱上采用單流防砂器,將容易出砂的油層射孔段卡封實(shí)施防砂分注,當(dāng)分注井出砂油層厚度在8m以上,或者出砂油層不確定時(shí),實(shí)施工藝難度較大,成功率低。單流偏心配水器和限壓洗井閥組成的限壓洗井防返吐分注工藝,通過限壓洗井閥在一定壓降下防倒流,當(dāng)注水壓力突降大,如地面管線穿孔,井筒液體仍然會(huì)通過限壓洗井閥出現(xiàn)倒流,引起地層出砂,為此,開展了控制洗井防砂分注工藝研究配套?？刂葡淳郎胺肿⒐に囃ㄟ^在注水管柱上應(yīng)用可撈式控制洗井防砂閥,將注水管柱形成單向密閉系統(tǒng),注入水只能通過單流偏心配水器進(jìn)入油層,不能從油層進(jìn)入井筒,防止地層水倒流進(jìn)入井筒,防止出砂。2.1主流保護(hù)柱由清潔井和防砂斷柱組成管柱主要由單流偏心配水器、注水封隔器、控制洗井防砂閥、絲堵等組成(見圖2),主要適應(yīng)出砂油層不確定、出砂嚴(yán)重的分注井。2.2控制砂段,控制洗井管線砂段坐封分注:管柱下井后,油管蹩壓15MPa以上,坐封封隔器,通過試井鋼絲投撈調(diào)配偏心配水器水嘴,實(shí)現(xiàn)分注。防地層返吐出砂:單流偏心配水器單向閥防倒流,避免注入水通過配水器返吐進(jìn)入油管內(nèi);控制洗井防砂閥的控制活塞將洗井通道堵死,避免注入水通過洗井通道進(jìn)入油管內(nèi),防止在突然出現(xiàn)高壓降情況下地層返吐出砂。反洗井:通過試井鋼絲下打撈筒撈出控制洗井防砂閥的控制活塞,打開洗井通道,反洗井;洗井結(jié)束,重新從油管內(nèi)投入控制活塞,關(guān)閉洗井通道,正常注水。管柱解封:上提管柱,封隔器解封,管柱起出。2.3參數(shù)控制洗井防砂分注工藝技術(shù)參數(shù)見表2。3地層出砂嚴(yán)重,導(dǎo)致無法正常分注該技術(shù)從2007年開始,先后在雙河、魏崗等油田開展防砂分注現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用85井次,其中單流防砂分注工藝應(yīng)用8井次,控制洗井防砂分注工藝應(yīng)用77井次,工藝成功率96.4%,可對(duì)比井平均分注有效期從實(shí)施前的4個(gè)月提高到12個(gè)月,最長有效期達(dá)到44個(gè)月,仍有效;有效的減少了地層出砂造成的配水器、管柱砂埋、洗井不通等問題,取得了較好的應(yīng)用效果。魏崗油田魏214井應(yīng)用單流防砂分注工藝之前,因停注、泄壓、洗井時(shí)地層出砂,造成測(cè)試遇阻、洗井不通、無法正常分注,2007年由于地層出砂嚴(yán)重導(dǎo)致作業(yè)3次,作業(yè)頻繁,分注時(shí)率低,嚴(yán)重影響注水開發(fā)效果(見表3)。該井于2007年10月實(shí)施單流防砂分注工藝,封隔器坐封壓力15MPa,第一層配注50m3/d,第二層配注20m3/d,實(shí)施后,達(dá)到配注要求。截至目前,順利進(jìn)行水量測(cè)試16次,停注、反洗井25次,沒有發(fā)現(xiàn)因出砂造成洗井不通、測(cè)試遇阻、無法分注的現(xiàn)象,防砂分注有效期達(dá)44個(gè)月,防砂效果顯著,目前仍有效。雙河油田雙2205井應(yīng)用控制洗井防砂分注工藝之前,經(jīng)常因管線穿孔、洗井時(shí)地層出砂,砂堵油管3根-5根,造成測(cè)試遇阻、洗井不通、無法正常分注。2008年7月4日實(shí)施控制洗井防砂分注工藝,實(shí)施后,達(dá)到配注要求。期間出現(xiàn)10次管線穿孔停注,打撈控制洗井閥洗井1次,均實(shí)現(xiàn)正常分注,2009年7月25日因封隔器失效換封,截至目前有效期換封一次,平均有效期13個(gè)月,較之前延長一倍以上。防砂分注工藝雖然延長了分注有效期,但是部分單層注水量較高的井,有效期較短,起出工具檢查表明,單流偏心配水器防倒流閥存在被刺壞的現(xiàn)象,導(dǎo)致防倒流能力下降,通常防倒流閥在注水量50m3/d左右時(shí),有效期達(dá)到15個(gè)月左右,隨著注水量的增大,有一定的下降,目前正在試驗(yàn)改進(jìn)耐磨性能高的防倒流閥。4泄壓返吐出砂(1)在注水管柱上采用防倒流措施,防止地層水倒流進(jìn)入井筒、井筒水倒流進(jìn)入油管,是防止注水井因快速泄壓返吐出砂的有效方法。