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桥式同心分注工艺技术研究与应用【摘要】长庆陇东油田注水井具有“定向井、小水量”的特点，对分注工艺的可靠性和实用性提出了更高的要求。
针对目前使用的偏心分注工艺技术存在测试投捞成功率、效率低及测试误差大等问题，引进了桥式同心分注工艺。
该工艺在南梁西、华152、白455区块37口分注井进行应用，通过现场应用表明，该技术提高了分注井测调成功率、效率及精度，满足了陇东油田精细分层注水的需要。
【关键词】桥式同心分注Y344型封隔器同心智能测调现场试验随着陇东油田注水开发的不断深入，大斜度井、深井、多层小卡距井逐年增多，分注井数、分注级数、测调工作量逐年增大，对分注工艺测试效率和监测注入参数提出更高的要求，而目前使用的常规偏心分注、桥式偏心分注等工艺无论采用钢丝还是电缆测调，均需要精确机械式导向、定位、对接，以实现投捞测试，在大斜度井和深井上存在测试成功率低、效率低、作业风险大等问题，已不能完全满足陇东油田多级精细分层注水的需要[1-3]。
因此，通过在陇东油田开展桥式同心分注工艺研究与应用，改变传统的偏心作业方式，利用同心电动直测工艺发挥同心分注管柱在大斜度井中测调易对接、测调效率高等优势，较好地解决了大斜度井和深井分注测调难度大等问题，使测试调配技术进一步简便化、快捷化、准确化、智能化，满足陇东油田精细分层注水的需要。
1 桥式同心分注技术1.1 管柱结构桥式同心分注注水管柱由Y344-114型封隔器、同心电动直测配水器、球座、筛管、丝堵等组成，4层分注管柱结构如图1。
桥式同心分注工艺由于采用桥式同心配水器、Y344型封隔器，不受投捞距离、封隔器卡距等限制，真正意义上实现了多层细分注水。
1.2 工艺原理桥式同心分注工艺是利用机电一体化及电缆传感接受技术，采用边测边调的方式确进行流量调配和测试。
桥式同心配水器将可调水嘴设计在中心通道外围，可调水嘴固定安装，井下智能测调仪与同心配水器同心对接，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。
定向井桥式偏心分注Y341封隔器改进与完善巨亚锋31,2,李 明2,3,郝炳英3,4,王治国5,关 宇6(1.西安石油大学石油工程学院,陕西西安710065;2.长庆油田公司油气工艺研究院,陕西西安710021;3.低渗透油气田勘探开发国家工程实验室,陕西西安710021;4.长庆油田公司勘探开发研究院,陕西西安710021;5.大庆油田公司第四采油厂,黑龙江大庆163001;6.大庆油田公司第五采油厂,黑龙江大庆163001)摘 要:对直井桥式偏心分注Y341封隔器进行密封及解封性能实验检测。
检测发现封隔器密封性能不能达到定向井分注30M Pa 的要求,且封隔器解封力仅为25kN ,解封力偏低。
为适应定向井井况对分注用封隔器的要求,对Y341封隔器胶筒进行改进:将原来的单个短胶筒密封面设计成双胶筒长密封面,增加密封面长度以提高密封性能;改进解封机械增加解封力保证封隔器的可靠性,对反洗井通道结构进行重新设计,提高反洗井后封隔器密封率。
16口井现场应用表明改进后封隔器能适应定向井井身结构的特殊要求,密封性能良好,反洗井后重复坐封成功率较高。
关键词:定向井;桥式偏心分注;Y341井封隔器;胶筒;反洗井结构中图分类号:TE24 文献标识码:B 文章编号:1004—5716(2010)12—0048—03 桥式偏心分层注水技术最早应用在大庆油田,普遍应用于直井[1]。
桥式偏心分注技术与常规偏心分流技术主要的差别在于格式偏心配水器比常规偏心配水器多了桥式过液通道,这使得测试技术发生了变化。
桥式偏心测试技术的主要原理是通过偏心工作筒上的桥式结构设计和测试主通道过孔结构设计,实现了分层注水井流量单层直接测试和井下直接关井分层压力测试[2]。
因为桥式偏心测试技术能提高流量测试的精度及分层压力测试资料的准确度,所以在大庆、吉林、胜利等油田得到的广泛的应用[3],但是还没有在定向井水井上进行试验。
桥式偏心分注技术在定向井上应用受到配套工具Y341封隔器性能的限制,因此要对Y341封隔器性能进行改进以增加密封性能,适应定向井井况。
辽河油田高压分层注水现状分析摘要：该文分析了普通偏心分层注水技术、桥式偏心测调联动分层注水技术在辽河油田高压分注井中现场试验情况及实验过程中存在问题，设计了高压平衡式分层注水管柱，提出了下步发展方向，为低渗油田注水区块开发提供技术基础。
关键词：高压桥式偏心分注注水辽河油田注水井中低渗油藏比率占14%，影响地质储量1.71亿t，水驱开发是其重要开采方式。
目前有高压注水井约370余口。
该类油藏埋藏深、注水压力和井底温度高，由于储层渗透率低等原因，随着注水时间延长，地层吸水能力越来越差，注水压力呈逐年上升趋势，目前主要采用笼统注水并开展分层注水试验。
但应用过程发现，管柱密封性差，有效期短，不到1年。
1 普通偏心分层注水技术试验情况2009年辽河油田欢喜岭采油厂针对欢东稀油注水油藏首次进行高压分层注水现场试验，该区块共有高压增注井109口，开井85口（15MPa以上的注水井52口），其中分注井16口（油套分注5口井），开井15口，分注率17.6%。
随着欢北低渗透油藏全面的转入注水开发，注水井注采平衡后，层间矛盾会日益突出，据54口高压笼统注水井测试资料显示，油层纵向上平均吸水厚度只有54.4%。
试验采用普通偏心分注管柱，管柱由Y211油管锚定器+Y341封隔器+普通偏心配水器+水力锚+防溢单流阀组成，相对于常规分层注水管柱，该管柱增加了Y211油管锚定器、水力锚，使管柱更加稳定，以适应长期高压注水的需求。
从2009年到2010年现场共实验该类型高压分注管柱4口，成功分注3口井，1口井因水嘴捞不出改单注，最高分层注水压力28MPa，最高密封有效压力23MPa，管柱最长有效期346d，最短仅36d。
存在问题：封隔器密封性低，使用寿命短，同时受井下杂质及井斜的影响该管柱测试时水嘴投捞成功率低，统计4口井水嘴投捞成功率只有60%左右。
2 桥式偏心测调联动分层注水技术试验情况为解决因水嘴投捞不成功造成高压分注难及管柱寿命的问题，2011年实验应用了桥式偏心测调联动分层注水管柱，该管柱与普通偏心管柱基本相同，只是配水器结构有所不同。
桥式偏心配水管柱的应用作者：王宗涛来源：《中国石油和化工标准与质量》2013年第08期【摘要】尕斯油田进入中高含水期开发阶段后，如何达到精细注水是关系到油田长远发展的问题，由此开展了桥式偏心配水管柱在分层测试中的研究与应用。
目前水井分注后单层流量多用递减法获得，误差较大。
而桥式偏心配水器具有旁通过流通道，当通过集流方式测某一层流量时，不影响其他层段正常注水，测分层流量时结果简单直观，误差小，可达到精细注水的目的。
【关键词】桥式偏心分层测试精细注水尕斯油田非均质性比较严重，层间、层内矛盾突出，经过近二十年注水开发的不断深入，油田整体上进入中高含水期开发阶段，特别是尕斯E31油藏的主力小层已连片水淹，如何合理的开展水井分层注水，直接关系到油田中后期的开发水平。
针对尕斯油田地质情况复杂的特点，要解决好如何注水，注多少水就需要进行准确的水井测试。
目前油田注水井主要采用常规配水器进行分层配水，虽然该项技术比较成熟，应用广泛，但由于其单层流量采用递减法获得，所以误差较大，分层配水时水嘴配好后各层段实际吸水量与配注量是否吻合，尚无有效的技术手段来精确定量验证，导致配水质量低，不利于油田的精细发展。
本着提高分层注水效率的目的，开展了桥式偏心配水管柱在分层测试中的研究与应用。
1 技术分析1.1 结构桥式偏心配注管柱主要由常规Y341型封隔器和桥式偏心配水器构成。
1.2 工作原理桥式偏心配水器主通道周围布有桥式通道（如图1），当通过集流方式测某一层流量时，不影响其它层段正常注入。
即相当于各层相对独立，层间干扰较小，所测流量值不用递减法，直接便可读取，减小了递减法测试带来的误差，降低了测试难度，减少了测试工作量。
测流量时，采用双皮碗流量测试密封段，双皮碗流量测试密封段具有良好的密封性能，可以实现各层的独立测试，层间干扰小。
1.3 分层测试技术特点（1）分层测试结果准确，可以实现各层独立测试，层间干扰较小，分层测压时不需捞配水堵塞器，测分层流量时结果直观、准确，绝对误差不迭加（如图2）。
直读研封仪在桥式偏心配水管柱封隔器验封中的效果分析
作者：刘秀琪何文祥
来源：《当代化工》2019年第11期
（長江大学资源与环境学院，湖北武汉 430100）
Analysis on the Effect of Direct Reading Seal-Examining Device;in Verifying the Sealing of Packer of Pipe With Bridge Type Eccentric Water Distribution
LIU;Xiu-qi，HE;Wen-xiang*
（College of Resources and Environment， Yangtze University，;Hubei;Wuhan 430100，China）
分层配注技术井能够最大限度地提高注入水波及范围，提高储层动用程度，保证多层油田开发效果。
分层配注井需要依靠封隔器将各个配注层段分隔开来，才能实现各个层段的分层注水。
然而长期使用时封隔器胶筒会逐渐失效，因此如何验证封隔器密封性能一定程度上决定了分层注水质量和油田开发效果。
目前，大庆油田上常用的封隔器验封方法有注水套压法、堵塞压力计法、测试密封段法、同位素吸水剖面辅助验封法等4种方法[1]。
注水套压法只能验证配水管柱顶部封隔器，使用范围具有较大的局限。
堵塞压力计法需要捞出各个层段堵塞器后投入堵塞压力计后才能进行验封，验封时投捞工作量较大，验封结果受堵塞压力计“O”型密封圈密封性能影响不确定性较大，因此堵塞压力计验封法现场使用并不多。
同位素吸水剖面辅助验封法受替注时间、测井时机、同位素沾污等影响较大，解释结果只能作为辅助判断[2，3]。
因此，测试密封段法仍旧是油田上最常用的封隔器验封方法。
密封段法主要依靠皮碗上覆重力或水力压差作用压缩密封皮碗，使皮碗产生横向变形后密封配水器注水通道，地面开-关-开或者关-开-关注水时皮碗上部压力不随着下部压力的变化而变化时证明验封层段的封隔器密封。
大庆油田近年来广泛使用了桥式偏心配水器，桥式偏心配水器设计了四个桥式通道降低了分层测试时的层间干扰[4，5]。
然而近年來的验封测试结果表明，采用传统的密封段法验证桥式偏心配水管柱封隔器密封性能时封隔器密封率极低，即便刚刚作业完的注水井验封时封隔器也不密封。
密封段法在桥式偏心配水管柱验封中的适用性令人质疑，如何有效验证桥式偏心配水管柱封隔器密封性能成为石油行业急需解决的课题[6-8]。
采用密封段法验封时首先使用试井钢丝将测试密封段下入井筒内，密封段在球座处遇阻后，依据遇阻深度与施工设计上的球座深度进行相对深度校正，上提密封段过最后一级配水器。
密封段经过配水器时划开凸轮、释放定位爪，过配水器2;m左右后缓慢下放密封段，进入配水器后密封段定位爪支撑在配水器支架上，皮碗在上覆重力、水力压差作用及惯性作用下继续向下运动而产生横向变形，从而密封配水器主通道（图1）。
按规定测试时间在地面开-关-开或者关-开-关注水。
上提密封段经过倒数第二级配水器时重复上述操作，直至完成最顶部封隔器验封后起出密封段（图2）。
软件回放验封仪内的测试数据，当验封层段的地层压力不随着油管压力的变化而变化时证明该层段封隔器密封。
分析密封段法在桥式偏心配水管柱验封的不适用性前必须了解桥式偏心配水器结构，桥式偏心配水器主要由上接头、连接套、偏孔、堵塞器、工作筒主体、支架、导向体和下接头等组成[10-12]。
其中配水器的过水通道可以分为中心通道、偏心主通道和桥式通道3种，桥式通道有4个。
正常注水时注入水同时流经配水器的主通道和4个桥式通道，一部分水流（绿色）经主通道从配水器过水孔、堵塞器水嘴上返，经上部的过流孔进入油套环形空间再进入油层;另一部分水流（蓝色）经桥式通道流向下部配水器[13-16]（图3）。
1.3 ;验封时存在的主要问题
从密封段法验封的原理可知，地面开-关-开注水时在密封段皮碗上下能否形成压差是判断封隔器密封的关键。
桥式偏心配水管柱验封时尽管皮碗密封了配水器主通道，但是由于4个桥式通道的存在，仍然会有水流通过桥式通道流向下一级配水器。
那么，开-关-开法验封时就很难在密封段皮碗上下产生压差，验封必然失败。
桥式通道的存在也使水力压缩式密封段的皮碗因缺少足够的压差不能充分压缩而无法彻底密封配水器主通道，也会导致验封失败。
因此，桥式偏心配水管柱封隔器验封的关键首先是密封配水器主通道，其次是在密封皮碗两端形成压力激动源。
从流经桥式配水器的水流方向可知，如果能够彻底密封配水器主通道采用关-开-关法验封仍旧是可行的。
直读验封仪电路部分采用模块化设计，包括主控板、电机和磁定位模块、压力温度采集模块四部分。
主控板的功能是发码和控制指令的接收;电机磁定位模块的功能是驱动电路接收指令后控制电机发出开臂和收臂动作;磁定位模块的功能是接收仪器经过井筒时产生的磁通量的变化信号，信号经过数模转换后传输到地面，经软件绘制成磁性定位曲线，方便进行深度校正;压力温度采集模块的功能是采集压力和补偿温度值[17，18]。
直读验封仪密封段主要由电机、减速器、连轴器、定位臂、滑块、推杆、皮碗等组成。
开臂时约束定位臂的滑块移开，定位臂张开;开臂行程中滑块没有对推杆施加推力，为空行程。
定位臂坐入配水器支架后，电机驱动丝杠滑块，滑块推动推杆压缩皮碗;从而密封配水器主通道。
单层验封完毕后收臂，收臂为开臂的逆过程（图4）。
直读验封仪可以通过地面控制器实时观测验封效果，如发现不封可重新坐封，排除坐封原因导致的验封失败。
电机控制皮碗的压缩量，可保证坐封到位（图5）。
避免了机械式密封段靠重力进行坐封不到位的情况，也可避免水力压缩式密封段因皮碗上下压差不够坐封不严的情况。
设计了预泄压通道，在解封前平衡了油压和套压，能够减少皮碗所受到的压力，从而减小皮碗的磨损，延长皮碗寿命。
2.3 ;直读验封仪验封过程
将直读验封仪与单芯电缆连接调试正常后，下放时使用验封仪自带的磁性定位仪测试井下工具位置，深度校正后將验封仪下放到待验封目的层段配水器上方后，经地面控制系统发出指令，控制模块解码后电机带动传动轴转动释放定位臂，定位臂坐入配水器支架后，电机继续转动使密封段上下皮碗继续压缩而扩张，完全密封桥式偏心配水器工作筒内壁。
在地面进行关-开-关注水操作，此时可由地面数据采集处理系统实时观测井下验封状况。
验封完成后地面发出指令，电机反转皮碗收回实现解封，电机继续转动收回定位臂，转而进行下一层段验封。
A井2016年2月转注，采用桥式偏心配水器与Y341-114可洗井封隔器组合管柱注水，为三级三段配水结构。
注入量40;m3/d，注入压力10.95;MPa，泵压15.5;MPa。
2017年首次采用普通密封段验封均失败，改用西安斯坦公司直读验封仪、配合关-开-关法验封成功。
从验封曲线可以看出地面关-开-关注水时地层压力没有随油管压力变化而变化，说明各封隔器密封性能良好，验封过程中地层压力并没有发生较大幅度的降低，说明该井吸水能力一般。
大量的验封实验表明，采用直读验封仪密封配水器主通道后，当层段吸水量较大时地层压力会发生快速降落，地面操作系统上即可观察到地层压力曲线与油管压力曲线不同步变化，不必进行关-开-关操作即可证明封隔器密封。
直读验封仪的地面操作系统使验封过程更直观，便于观察井内密封段密封状况，方便注水压力的调整，验封效率较高（图6）。
4 ;结论
采用重力压缩或水力压缩式密封段坐封桥式偏心配水器时，桥式通道正常过水导致皮碗无法彻底密封配水器主通道，开-关-开或者关-开-关注水操作激动效应失效，导致验封失败。
采用直读验封仪可彻底密封桥式偏心配水器主通道，操作时地面操作系统可以直接观察井下密封段密封过程，方便调整注水压力。
使用直读验封仪，配合关-开-关注水操作能够实现桥式偏心配水管柱的封隔器验封，验封效率较高。
层段吸水量较高时，不必进行关-开-关注水操作即可实现验封判断。
参考文献：。
