您当前的位置:杀菌剂网行业信息 → 文章内容

分层注水工艺

发布:多吉利        来源:www.duojili.cn  
分层注水工艺
分层注水工艺主要包括分层注水工具及管柱、配水技术、测试技术和增注技术。
一.分层注水工具及管柱
(一)分层注水用封隔器
1.扩张式封隔器
分层注水常用的扩张式封隔器有K344(原DDQ457——9)型等。
(1)结构
(2)工作原理  从油管内加液压,当油管内外压差达0.5~0.7MPa,液压经滤网罩,下接头的孔眼和中心管的水槽,作用于胶筒的内腔,使胶筒胀大,密封油套管环形空间。
放掉油管内的压力,使其油管内外压差低于0.5~0.7MPa时,胶筒即收回解封。
(3)技术规范
(4)使用条件及特点
扩张式封隔器必须与节流器配套使用。其优点是结构简单,不能单独坐封封隔器;缺点是必须在油管内外造成一定的压差方能正常工作。
2.压缩式封隔器
分层注水常用的有Y141—114型和DQY341—114型封隔器。
(1)Y141—114型封隔器  该封隔器既可以用于分层注水,也可用于分层采油。其特点是密封状态不受注水压力变化的影响;缺点是使用前要清理井底,且不能洗井。技术性能可参阅分层采油的有关章节。
(2)可洗井分层注水封隔器
1)DQY141—114(原DQ752—5)型扶正式可洗井封隔器
①结构
②工作原理
坐封   该封隔器与偏心配水器、球座及筛管等工具组成分层注水管柱,下入井内,将尾管支撑人工井底。上接头及连接管在管柱重量作用下下移,钢球沿连接管锥面被挤出并紧贴套管内壁,使封隔器坐封前在套管内居中。当油管内加液压大于15MPa时,液压经上中心管的孔眼作用在坐封活塞上,坐封销钉被剪断,坐封活塞和活塞套上行,压缩胶筒,使胶筒直径变大,封隔油。套管环形空间。放掉液压,由于活塞套被大卡簧卡住,胶筒就始终处于封隔坐封状态。
洗井   洗井水作用于洗井凡尔,推动凡尔上行而打开洗井通道,进行洗井。洗净完毕,洗井凡尔在静液压作用下自动关闭,封隔器恢复密封。
解封   上提管柱,连接管上移,钢球失去内支撑,并带动钢球套、中间接头、上下中心管和键向上运动。因坐封时活塞已上行,使卡快失去外支承,结果卡块被挤出,胶筒复原。
③技术规范
2)DQY341—114(原DQ752—6)型可洗井封隔器
①结构
②工作原理
坐封   当封隔器随着管柱下到井里预订深度后,坐好井口。从油管加液压,高压液体经中心管的水眼进入到活塞腔内,推动洗井活塞,洗净活塞又推动承压座、辅助胶筒、锥环上行,这时压缩中胶筒,使其直径变大,封隔油套环形空间。同时辅助胶筒被锥隔环锥开,其端面压在中胶筒上,起支承保护作用。在压缩胶筒的同时,工作筒上行卡在大卡簧上,这时封隔器处于工作状态。
洗井   接好洗井管线,倒流程、关闭生产闸门,打开洗井闸门、慢慢打开套管闸门,由低压到高压慢慢地洗。当洗井排量达到25 m3/h左右时,压力要保持稳定,最高不得超过6MPa,当洗井合格后(一般洗4个小时即可),这时倒流程,该井又可恢复正常注水。
卸压   需要更换管柱时,在井口投入2#的钢球坐于卸压密封段上,再打开生产闸门,高压水憋压,只要压力超过10MPa即可剪断固定销钉,此时密封段下移,锁块失去内支撑,这时上提管柱拉断卸压锁钉,胶筒恢复原状,封隔器解封,管柱就可以顺利起出。
③技术规范
3)ZYY341—114型封隔器
4)JHY341—114(原JH752—5)型封隔器
5)XJY—111(原DXJ151—1)系列可洗井封隔器
①结构
②工作原理
坐封   按需坐封的高度(油管挂距顶丝法兰的高度)下放管柱。因胶筒座与下接头及管尾(或卡瓦式封隔器、或支撑卡瓦)为支点,使上接头、中心管总成和滑动接头在一定管柱重力作用下一起下行,压缩胶筒使其外径变大,封隔油、套管的环形空间。
中心管总成的内径直径d1和d2,是套子密合面。在d1和d2的中部各开一组连通孔,使封隔器坐封后,封隔器上、下的油、套管的环形空间处于连通状态,但可根据不同工艺需要,投入不同类型的套子加以控制和改善。
洗井   投入洗净套,依靠D1台阶坐于中心管总成的内孔上部,洗净套密合面D2和D4处于中心管总成的上、下连通孔两端的密合面内,于是,由中心管总成的内孔和洗净套外径构成环形通道,连通中心管总成的上、下两组连通孔,从而可进行正反洗井。
注水(或采油)  投入短注采套,依靠D1台阶坐于中心管总成的内孔上部。短注采套的两组两道:“△”型胶圈正好封住上连通孔,从而封住上层。若再短注采套的两组“△”型胶圈间装上嘴子,便可控制采油和注水。
投入长注采套,依靠D1台阶坐于中心管总成的内孔上部,长注采套的三道三组“△”型胶圈正好封住上、下连通孔,从而封住上层和下层。若在长注采套三组“△”型胶圈间装上嘴子,便可控制注水或采油。
各种套子均有专用工具投捞。
③技术规范  洗井套及短、长注采套主要尺寸。
6)HNY342—114(原HN752)型注水封隔器
①工作原理
坐封   坐封时利用注入水憋压14~15MPa坐封封隔器,密封油套环形空间,与此同时,锁紧机构锁紧,使胶筒始终处于压缩状态,完成坐封动作。
注水   注水时封隔器封隔各层段,注入水通过偏心配水器堵塞器水嘴,注入各层段,实现分层注水。
反洗井  油管放空,高压来水经套管后将反洗活塞启开,洗井水经上反洗套孔眼,通过内外中心管通道进入下层,最后从油管返出,实现反洗井。
解封   井口上提封隔器以上管柱悬重力,正转油管封隔器解封。
②主要技术参数。
1.固定式分层配水工具
(1)KGD—110配水器
1)结构
2)工作原理  油管加液压,经滤罩口、水嘴和凡尔接头的孔眼作用在凡尔上。凡尔压缩弹簧,离开凡尔座接头上行,凡尔启开,高压水经油、套管环形空间注入地层。
3)技术规范
(2)KGD—110节流器
1)结构
2)工作原理  油管加液压,经中心管水槽作用在凡尔上,凡尔压缩压簧离开凡尔座接头,凡尔启开,注入水经油、套管环形空间注入地层。
3)技术规范
2.活动式配水工具
(1)KHD—114配水器
1)结构  可用专用工具投捞的活动部分又叫芯子。配水嘴装在芯子上用以控制注入各层的水量,一个芯子装一个水嘴。芯子依靠密封段上的台肩定位在分水工作筒上。芯子和分水工作筒之间靠密封圈密封。球座可防止弹簧被卡死。
2)工作原理  油管加液压,高压水从分水工作筒的竖槽流出,通过导向头的小孔进入芯子,经过配水嘴顶开凡尔球产生压力降,从分水工作筒的侧壁孔进入套管,实现分层注水。
3)技术规范
(2)KHD—106型(原JH0651型)配水器
1)结构
2)工作原理  从油管加液压,液压经过水嘴作用在凡尔上,凡尔压缩压簧,离开凡尔座接头上行,凡尔启开,高压水经油、套管环形空间注入地层。
3)技术规范  KHD—106配水器技术规范。
3.偏心配水工具
(1)KPX—113(原DDC0656—2型)配水器
1)结构  由工作筒和堵塞器组成。
2)工作原理
注水   正常注水时,堵塞器靠其主体的∮22mm台阶坐于工作筒主体的偏孔上,凸轮卡于偏孔上部的扩孔处(因凸轮在打捞杆的下端和扭簧的作用下,可向上来回转动,故堵塞器能进入工作筒主体的偏孔被卡住而不飞出),堵塞器主体上下两组四道“O”型胶圈封住偏孔的出液槽,注入水即经堵塞器滤罩、水嘴、堵塞器主体的出液槽和工作筒主体的偏孔进入油、套管环形空间后注入地层。
捞堵塞器   将投捞器的投捞头安装打捞器,收拢并锁好投捞抓和导向爪,用录井钢丝将投捞器下过配水器工作筒。然后上提到工作筒上部,打捞器锁块过工作筒主通道遇阻,打捞器的锁块和锁轮一起向下转动,投捞爪和向导爪失锁向外转出张开。再下放投捞爪,导向爪沿工作筒导向体的螺旋面运动,当导向爪进入导向体的缺口时,投捞爪已进入工作筒扶正体的长槽,正对堵塞器头部。待下放遇阻,打捞器已捞住赌赛器打捞杆。再上提投捞器,堵塞器打捞杆压缩压簧上行,下端与凸轮脱离接触,凸轮在扭簧的作用下向下转动而内收,堵塞被捞出并起到地面。
段堵塞器   将投捞器的投捞头安装投送器,把堵塞器的头部插入投送器内,二者用剪钉连接好。然后按上述施工步骤将堵塞器下入工作筒主体的偏孔内。上提投捞器,凸轮的支撑面已卡在偏孔内的上部扩孔。结果剪钉被剪断,堵塞器流于工作筒内,投捞器被起出。
3)主要技术参数
   总长                             995mm  
  最大外径                          113mm
最小通径                            46mm
偏孔直径                            20mm
工作压力                            15MPa
堵塞器最大外径                      22mm
附:KPX—113  配水器投捞器
总长                             1265mm
最大外径                         45mm
(2)KPX—121(原DYM—0657—1型)配水器
1)结构   由工作筒和堵塞器组成。
2)工作原理
注水   正常注水时,堵塞器靠其主体的∮22mm台阶坐于工作筒下接头3的偏孔上,卡钩2卡于偏孔上部的扩孔处(卡钩在扭簧的作用下可向内来回转动),故堵塞器能进入工作筒下接头的偏孔并被卡主而不飞出,堵塞器主体上下两组四道“O”型胶圈封住偏孔的出液孔,注入水即经堵塞器滤罩、水嘴、堵塞器主体的出液孔和工作筒下接头的偏孔进入油套管环形空间后注入地层。
捞堵塞器   将投捞器的支撑体下端接打捞器,收拢锁好定位器,用录井钢丝将投捞器下过配水器工作筒。然后上提到工作筒上部,卡块过工作筒主通道遇阻,锁套受力下行,剪钉被剪断,定向器失锁张开。再下放投捞器,待遇阻时,打捞器已捞住堵塞器主体的头部,堵塞器卡钩的上端已进入打捞器引鞋,卡钩内收。再上提投捞器,堵塞器即被捞出工作筒,起到地面。
投堵塞器   将投捞器的支撑体下端接投送器,把堵塞器头部插入投送器(堵塞器卡钩的下部正好位于投送器下端的开口处),按上述施工步骤将堵塞器下入工作筒下接头的偏孔内。然后上提投捞器,堵塞器卡钩已卡在偏孔内的上部扩孔。结果投送器松开堵塞器主体的捞头,堵塞器流于工作筒内,投捞器被起出。
3)主要技术参数
总长                                  1000mm
最大旋转直径                          121mm
最小通径                                50mm
偏孔直径                                20mm
堵塞器最大外径                          22mm
工作压力                                15MPa
附:KPX—121配水器投捞器
主要技术参数
总长                              1180mm
最大外径                          42mm
(3)KPX—95(原DQH0652—2型)配水器
1)结构  由工作筒和堵塞器。
2)工作原理
注水    正常注水时,堵塞器靠堵塞器主体的∮23mm台阶坐于工作筒下接头的偏孔上,卡钩卡于偏孔上部的扩孔处(卡钩在扭簧的作用下,可向内来回转动,故堵塞器能进入工作筒下接头的偏孔被卡住而不飞出)。堵塞器主体上下两道“O”型胶圈封住偏孔的出液孔,注入水即经堵塞器滤罩、水嘴、堵塞器主体的出液孔和工作筒下接头的偏孔进入油、套管环形空间。
投堵塞器    将投捞器的投捞头接打捞器,收拢锁好投捞抓,用录井钢丝将投捞器下过配水器工作筒。然后上提到工作筒上部,卡筷过工作筒主通道遇阻,锁套受力下行,钢球被挤入锁套扩孔,控制杆上行,投捞爪失锁张开。再下放投捞器,遇阻时打捞器已捞出堵塞器主体的头部,堵塞器卡钩的上端已进入打捞器引鞋,卡钩内收,再上提投捞器,堵塞器即被捞出工作筒,起到地面。
投堵塞器   将投捞器的投捞头接投送器,把堵塞器头部插入投送器(堵塞器卡钩的下部正好位于投送器下端的开口处),按上述施工步骤将堵塞器下入工作筒下接头的偏孔内。然后上提投捞器,堵塞器卡钩已卡在偏孔内的上部扩孔。结果投送器松开堵塞器主体的接头,堵塞器留于工作筒内,投捞器被起出。
3) 主要技术参数
总长                                         1000mm
最大外径                                     95mm
最小通径                                     40mm
偏孔直径                                     20mm
堵塞器最大外径                               23mm
工作压力                                     15MPa
附:KPX—95 配水器投捞器
主要技术参数
总长                       1625mm
最大外径                   36mm
(4)KPX—113(原DDG0651—1型)配水器
1)结构 由工作筒和堵塞器组成。
2)工作原理
注水  正常注水时,堵塞器靠支撑座的∮22毫米台阶坐于工作筒导向主体的偏孔上,凸轮卡于偏孔上部的扩孔处(因凸轮在打捞杆的下端和扭簧的作用下可上下来回转动,故堵塞器能进入工作筒导向主体和偏孔,并被卡住而不飞出),堵塞器密封段12上下两组四道“O”型胶圈封住偏孔的出液孔,注入水即经堵塞器滤罩、水嘴、密封段的出液槽和工作筒导向主体的偏孔进入油套管环形空间后进入地层。
捞堵塞器    将投捞器的投捞头接打捞器,收拢锁紧投捞爪,用录井钢丝将投捞器下过配水器工作筒。然后上提到工作筒上部,凸轮过工作筒主通道遇阻而向下转动,顶起控制杆,投捞爪失锁向外转出张开。再下放投捞器,投捞器沿工作筒导向主体的螺旋面运动顺开口槽而下。待下放遇阻时,打捞器已捞住堵塞器的打捞杆,再上提投捞器,堵塞器打捞杆压缩弹簧上行,下端与凸轮脱离接触,凸轮在扭簧的作用下向下转动而内收,堵塞器被捞出工作筒起到地面。
投堵塞器    将投捞器的投捞头接投送器,将堵塞器的头部插入投送器内,用剪钉将堵塞器压盖和投送器连接好,按上述施工步骤激昂堵塞器下入工作筒导向主体的偏孔内。上提投捞器,由于凸轮的支撑面卡于偏孔的上部扩孔内,结果剪钉被剪断,堵塞器留于工作筒内,投捞器被起出。
3)主要技术参数
总长                            700mm
最大外径                        113mm
最小通径                        46mm
偏孔直径                        20mm
堵塞器最大外径                  22mm
工作压力                        15MPa
附:KPX—113(原DDG0651—1型)配水器投捞器
主要技术参数
总长                             1700mm
最大外径                         44mm
(三)分层注水管柱
分层注水管柱按配水器结构一般分为三类,即固定配水管柱、活动配水管及偏心配水管柱。而偏心配水管柱按所用封隔器类型,又分为可洗井及不可洗井两种。
1.固定配水管柱
(1)结构  由扩张型封隔器(如K344型等)及配水器(节流器)等构成。
(2)技术要求  各级配水器(节流器)的启开压力必须大于0.7MPa,以保证封隔器的坐封。
(3)存在问题   更换水嘴时必须起管柱。
2.活动配水管柱
(1)结构  由扩张式封隔器及空心配水器等构成。
(2)技术要求   各级空心配水器的芯子直径是由上而下从大到小的,故应从下而上逐级投送,由上而下逐级打捞。
(3)存在问题  受内通经的限制,使其使用级数受到限制。一般三级,最多五级。
3.偏心配水管柱
(1)偏心配水管柱(用于深井分层注水)
1)结构  由压缩式封隔器和偏心配水器等构成。
2)技术要求
①筛管应下在油层以下10m左右;
②封隔器(压缩式)应按编号顺序下井;
① 各级偏心配水器的堵塞器编号不能搞错,以免数据混乱,资料不清。
(2)偏心配水管柱
1)结构  主要由扩张封隔器和偏心配水器等构成。
2)技术要求
①各级配水器的水嘴压力损失必须大于0.7MPa,以保证封隔器坐封;
②各级配水器的堵塞器编号不能搞错。
3)存在问题,扩张式封隔器的胶筒不能适应深井高温要求。
(3) 可洗井偏心配水管柱
1)结构  由可洗井封隔器、偏心配水器和球座等构成。
2)技术要求
①坐封压力必须在15MPa以上,以确保封隔器完全密封;
②分层注水必须与压缩式封隔器组合使用。
3)存在问题   易堵洗井通道。
二、分层配水技术
(一)分层注水指示曲线和嘴损曲线
1.分层注水指示曲线
分层注水指示曲线是注水层段注入压力与注水量的相关曲线。指示曲线的形状主要取决于地层条件和井下配水工具工作状况。因此,同一层段在同一时间和不同时间里的指示曲线的变化,反映了油层吸水能力的变化及井下工具的工作情况。
2.嘴损曲线
配水嘴尺寸、配水量和通过配水嘴的节流损失三者之间的定量关系曲线称为嘴损曲线。各种配水器的嘴损曲线各异。可以在实验室,通过地面模拟试验来确定。试验时,固定嘴前压力,然后控制出口改变回压,以求得不同压力下的流量。
(二)井下水嘴的选择
基本原理是利用嘴损求得配水嘴的大小。
1.嘴损曲线法
嘴损曲线法多用于KGD—110配水器水器的选择。其步骤如下:
(1)据测试资料绘制层段吸水指示曲线;
(2)在分层指示曲线上,查出与各层段注水量相对应的井口水压力;
(3)根据全井配注量及油管深度,计算求出管损;
(4)确定井口压力,即泵压;
(5)计算嘴损压力: 
                       P嘴损= P泵-P配-P管损+
式中  P嘴损——通过水嘴的压力损失,MPa;
      P泵——井口压力,MPa;
      P配——达到配注水量时的井口压力,MPa;
      P管损——注水时管柱的沿程压力损失,MPa。
(6)根据各层段注水量及嘴损,在嘴损曲线上查出水嘴尺寸。
2.原理推算法
是一种比较简便并且准确的方法。其选择步骤如下:
(1)求真实分层指示曲线井的有效注水压力和层段吸水量所绘制的分层指示曲线,作为真实分层指示曲线实测的资料,提供井口压力和层段吸水量。但井口压力不能代表油层或层段吸水的有效压力,须按下式求有效注水压力:
                P有效=P井口-P嘴损
将各层段的实测井口压力点按上述方法求得相应有效注水压力,再与对应的实际层段吸水量绘制成真实分层指示曲线。矿场为简便和减少注水井波动,往往每层只选用两个压力点(假定注水量波动不大)。
(2)求嘴损差。在真实分层指示曲线上,配注压力下原水嘴的实际注入量和配注量所对应的压力差,即为嘴损差△p的正负,向上或向下截取△p。与配注量相交于某一水嘴尺寸线上,这一水嘴尺寸即为所求的水嘴。
3.简易法
对于调整水量不大的层段选配较准确。其简易计算如下:
              d1 =d1√Q0(Q1)
式中  d1——原用水嘴直径,mm;
      d1——需调整水嘴直径,mm;
      Q0——原注入量,m3;
      Q1——配注量,m3。
简易法和推算法计算的水嘴相比约大0.1~0.15mm,可根据层段性质将简易法求得的水嘴尺寸加以调整,对于限制层可减小些,加强层可稍增大。一般视配注水量和压力的大小,减小或增大0.1~0.2mm。
实际进行水量量配时,也有根据经验进行调配水嘴尺寸的,由于其准确度不高,因此一般不能只凭经验来调整配水嘴。
4.选择配水嘴注意事项
(1)选择配水嘴的准确与否和测试资料准确程度有直接的关系。一般要求连续两次以上的测试资料基本相同,调整水嘴才能准确;
(2)要对水井的资料和动态等作经常分析,及时掌握地层变化情况,找出变化原因。
(3)每次调整配水嘴必须检查原水嘴及配水管柱,修正实测资料的准确程度;
(4)一般注水合格率各油田都有一定界限标准,达到此界限以内,便可认为合格。
三、注水井分层配水技术
(一)分层流量测试
1.投球测试法
(1)投球测试工具技术规范。
(2)测试方法  分层测试前必须求得全井的测试资料。测试方法一般均采用降压法测指示曲线。控制井口压力,每隔0.5~1.0MPa,稳定10~30分钟后测流量。共测五个点。
取得全井资料后,开始测分层指示曲线。用钢丝连接吊球下井测试,每下一次钢球都须测得5个压力点,每个压力点都稳定注水30分钟以上,记录压力盒注水量。最后计算出分层段的注水量。再将各层段的压力盒注水量列成表,并绘成指示曲线。
2.浮子式流量计法
(1)浮子式流量计
1)结构
2)工作原理  浮子式流量计是利用与被测试管柱配套的密封及定位装置密封,并定位于被测层段的配水器上。使注入地层的全部液体流量通过仪器的锥管,冲动锥管里的浮子。浮子产生位移并带动记录笔,而记录笔与弹簧相连接。当液流冲动浮子向下位移,弹簧被拉长时,笔尖随之下移。当冲击力和弹簧反力平衡时,笔尖就相对稳定于这一位置。同时,时钟带动装有记录卡片的记录纸筒旋转,这样笔尖就可在记录卡片上画出一定高度的台阶。在不同的流量下,划出的台阶高度也不同,于是便可记录出流量的变化。
3)浮子式流量计技术规范
4)测试方法   以庆104型浮子流量计为例测试方法如下:
①用Φ2.0~Φ2.4mm的录井钢丝,将仪器下在固定配水器的配水管柱内,在控制注水降低注水压力的情况下,将仪器下到预定深度;
②提高注水压力,打开定位器;
③放大注水压力后,控制到正常注水压力稳定30分钟后才能测试;
④稳定后,将仪器定位于最下一层,每测试4分钟上提5m,再放回原处,再测4分钟上提到上一层,这样自下而上测试到最顶层。
庆106浮子流量计,测试时要配接偏心配水测试密封段,在偏心配水管柱中进行分层注水量的测试。先将仪器下到井底,让定位器撞到撞击头上打开定位爪(或用提挂式定位器)。其它测试方法与庆104浮子流量计类同。
(二)放射性同位素载体法测分层吸水剖面
1.工作原理
利用医用骨质活性炭相载体吸附放射性同位素离子,使其与水配制成一定浓度的活化悬浮液,在正常注水条件下注入井内,地层内各小层在吸水的同时也吸入活化悬浮液。当载体颗粒大于地层孔隙直径时,悬浮液的水进入地层而载体滤积在井壁上。地层吸收的活化悬浮液越多,对应该段地层井壁上滤积的载体也越多,此时测得地层放射性同位素的强度也相应增高。地层的吸水量与滤积载体的量及放射性强度三者之间成正比关系。注同位素前后的两条放射性测井曲线进行对比,注同位素以后所测得放射性曲线上所增加的异常值,就反映了相应层位的吸水能力。
2.放射性同位素的选择
国内各油田先后选择锌65、银110、锑124、铁59、碘131、钡131及钡131—GTP微球载体等类型的同位素进行同位素测井。
目前使用较多的是碘131和钡131两种。
3.施工技术要求
(1)为了测得全部吸水层,井口至射孔底界以下10m范围内,管柱内通径应不小于46mm。
(2)注水管路各阀门必须关严。水表、压力表必须完好。
(3)为避免底部球座返吐,必须使用压缩式封隔器,并在射孔底界多下一级。
(4)井口必须使用高压防喷装置,并控制井口溢流量在2m3/d以内。
(5)为避免分流引起同位素微球载体颗粒下沉,配水器要位于各配水层段渗透率相对低端的夹层中。
(6)为避免沾污影响解释结果,井下工具(封隔器、配水器、工作筒等)必须避开射开层位。
4.井下仪器的主要技术指标
(1)FG1C38——120型自然伽马、磁性定位器组合仪
1)直径38mm;
2)仪器在环境温度120℃、600kg/cm2压力的情况下可连续稳定工作2小时;仪器的供电、自然伽马和接箍信号的传输使用同一根缆芯;
3)仪器测速不高于800m/h;
4)仪器接上5000m电缆后,传输到地面信号转换得脉冲幅度大于3V;分辨时不大于350us;
5)仪器最大起下速度不应大于3000m/h。
(2)一次释放器技术指标
1)外径38mm、长1m;
2)源室容积200mL或400mL;
3)仪器可在20MPa下正常释放。
四、注水井增住工艺技术
为了恢复和提高注水井的注水能力,增强吸水能力差油层的注入量,通常采用酸化、压裂等增注措施来实现。油田应用的增注措施主要有以下几种:
(一)压裂增注
压裂是实现油层增注的常用手段。可分为普通压裂和多裂缝压裂。
对于水井通常采用清水做为压裂液。携砂液和顶替液应根据油层的岩性,选择适当的防膨剂加入工作液中,以防止水敏矿物膨胀或迁移。支撑剂应根据地层的闭合压力而定,一般与油井压裂用的支撑剂相同。常用的支撑剂有石英砂和陶粒等。
1.普通压裂增注
普通压裂适用于吸水指数低,注水压力高的低渗地层和严重污染地层,对于目的层尽可能用封隔器卡开。其压裂规模(即施工参数)应当根据需要,经过设计计算来确定。
2.多裂缝压裂增注
油层较厚、层内岩性差异较大或多油层层间差异大,均可采用多裂缝压裂实现多层增注,以改善层间矛盾。
对于未射孔的注水井,可用限流法压裂来实现多层完井增注。
对于已射孔的注水井,可采用投暂堵剂的方法实现多层改造。其工艺与油井多裂缝压裂相似,只是暂堵剂不尽相同,但必须溶于水(当然是在压裂完后一定时间内才能溶解)。
(二)酸化增注
酸化是注水井增注的重要措施,已经配套完善,大量应用。
1.土酸增注
盐酸、氢氟酸和水的混合物成为土酸。主要用于碳酸盐含量较低、泥质成分较高的砂岩油层的处理。其中盐酸主要溶蚀岩层中的石灰岩和白云岩等碳酸盐类。氢氟酸主要溶解岩层中的硅酸盐类,如二氧化硅和泥质等。
(1)土酸组成浓度  根据储层的岩性试验选择土酸组成浓度。
(2)酸液用量计算
1)土酸液量计算
              V=π(R2-r2)hm
式中  V——酸液用量,m3;
     π——圆周率;
     R——酸处理范围半径,m;
     r ——钻头半径(即该井钻井时的井眼半径),m;
     h——欲处理段油层有效厚度,m;
     m——欲处理层的有效孔隙度,%。
2)土酸酸液成分用量的计算
 盐酸用量由下式来定
                    QHCI=Z(Vp1X)
氢氟酸用量由下式确定
                 QHF=F(Vp2Y)
水的用量由下式确定
                QH2O=V--p1(QHC1)-p2(QHF)
式中  QHC1——土酸中商品盐酸用量,t
      QHF——土酸中商品氢氟酸用量,t
      QH2O——土酸中水的用量,m3;
       V——土酸用量,m3;
       P1——所配制土酸液的HC1密度,t/m3;
       P2——所配制土酸液的HF密度,t/m3;
       X——土酸液中盐酸的浓度(重量百分数),%
       Y——土酸中氢氟酸的浓度(重量百分数),%
       Z——商品盐酸的浓度(重量百分数),%
       F——商品氢氟酸浓度(重量百分数),%
3)土酸处理工艺   土酸中除氢氟酸、盐酸、水混合物外,还应当加入根据井温选择合适的缓蚀剂,以防止对地面设备和井下管柱、井身(主要是套管、采油树等)的腐蚀。
土酸酸化工艺到目前为止,已发展为普通酸化(即不排酸)和强排酸化两种工艺方法。
1)普通酸化工艺   普通酸化适用于堵塞不严重,注水中的二次堵塞,不形成二次沉淀的井层。其工艺过程如下:
在配酸溶器中加入所需的水、甲醛、缓蚀剂、所需商品盐酸、氢氟酸、活性剂、破乳剂,循环均匀,挤入欲处理的层段中,关井一定的时间后,恢复注水。
2)气举强排酸处理工艺   强排酸的酸化与普通酸化相同,只是在关井一定时间后气举返排,增大返排压差,以求排出酸化中产生的二次沉淀及钻井的污染物(如重晶石粉等)。强排酸工艺特别适用低渗透层的酸化。根据压风机的工作压力及井深,采用直接气举或多级气举凡尔气举强排酸。
2.氟硼酸深度酸化工艺技术
氟硼酸酸化主要用于砂岩油层。氟硼酸在地层条件下发生水解反应,逐步缓慢地释放出氢氟酸,可增大酸化半径,实现深度酸化的目的。
此外,残余的氟硼酸还可以起到稳定粘土的作用。
氟硼酸深度酸化的施工工艺如下:
1)先注入7~12%HC1进行预处理;
2)注入浓度为8~12%HBF4进行深度酸化;
3)再注土酸进一步提高近井地带的渗透率。
上述酸液中必须加缓蚀剂和破乳剂。全部酸液替入地层,关井反应10小时。
3.浓缩酸增注工艺
浓缩酸具有反应缓慢、穿透距离大、对设备腐蚀低微等特点。以中原油田PACS851为代表说明其原理。
1)原理  PACS851中的主体酸是磷酸(H3PO4),它可以解除硫化物、腐蚀废物(铁锈)及碳酸岩类的堵塞物。
延缓了反应,从而实现深度酸化的目的。
配方的确定要根据地层条件,选择最佳的磷酸浓度,合适的添加剂,以达到防乳化、防沉淀、防腐蚀和降低表面张力的目的。
2)酸化工艺
1)稀释浓缩酸液,依具体情况可用1:6,1:8,1:10.
2)用量。一般为每米油层用稀释酸液0.5~1.5m3;
3)洗井合格;
4)将酸液全部挤入目的层,关井6~8小时,开井。
4.胶束酸增注工艺
在土酸中加入了胶束后,形成了胶束酸。它兼有酸液和胶束的特性,是一种新型的酸化工艺。
1)原理  在钻井、完井、注采及修井过程中,由于外来液体的浸入污染了油层,主要是有机物和无机物的堵塞。无机物如碳酸盐、硫化亚铁、硅质、重晶石粉及粘土等;有机物如沥青、胶质细菌代谢物、油水乳化产物等。胶束酸具有解除这两方面堵塞的性能。
1)能同时解除无机固体和有机堵塞物;
2)酸与地层水或原油相遇不产生乳化或沉淀;
3)有较低的表面张力;
4)具有悬浮微小固体颗粒的能力。
胶束酸溶解无机堵塞物反应过程反应如下,
要防止二次沉淀的发生,需采用合理的酸液配方。以胶束盐酸作为前置液溶解碳酸盐并把地层水和后面的土酸隔开,可以预防CaF2沉淀。胶束液具有pH值升高缓慢地性能,可预防铁离子过早产生沉淀。
胶束溶剂中含有表面活性剂、互溶剂及有机溶剂,能渗透和溶解重质烃(胶质、沥青质)可以 把覆盖在岩石或无机堵塞物表面上的油垢溶解下来,部分油污可增溶到胶束中,亦利于酸和无机堵塞物发生反应。
2)施工工艺  施工工艺与常规酸化基本相同,只是酸液配制要按以下顺序进行;
清洗配酸池→清水→缓蚀剂(搅拌均匀)→盐酸→氢氟酸→胶束溶剂。循环搅拌均匀,注入地层。
5.固体酸增注
固体酸增注具有反应速度慢、作用距离远、解堵效果好、管线腐蚀率低等特点。施工时不动用配液设备和泵注设备,可用本井注入水作动力将酸料送入井内。
1)主要成分及作用原理  固体酸主要由表面活性剂、杀菌剂、缓蚀剂及铁离子络合剂等组合而成。
表面活性剂:对地层起润湿反转、改变润湿性作用,对油污起稀释、降粘、溶解分散作用;
杀菌剂:主要对硫酸盐还原菌、铁细菌和腐生菌起杀灭和分解作用。
缓蚀剂:可以减缓酸对油套管及井下工具的腐蚀;主要成分是酸液溶解堵塞物。它之所以能解堵增注,是由于酸液通过地层孔隙时,直接溶解分散堵塞物,解除堵塞,恢复了地层渗透率。
2)性能测试
1) 水不容物含量(45℃)                     ﹤0.02%
2) 水不容物粒径                              3~4um
3) 硫酸盐(SO32-,20℃)                       ﹤0.7%
4)饱和溶液pH值(20℃)                       0.22
5)络合Fe3+能力                                ﹥1.00mg/g(料)
6)溶解能力  Fe2O3                               0.010g/g(料)
             FeS                                0.25g/g(料)
            CaCO3                                0.39g/g(料)
7)腐蚀速率(45℃、45#钢片)                     1.79g/(m2.h)
(3)固体酸在不同注水量下的溶解速度   固体酸的溶解速度与注水量、注入水温度有关。通过中间模拟试验绘制出不同注水量下的溶解速度曲线。
(4)近似推算注入水(含固体酸)由井口进入地层所需时间公式
                       T=4Q(HπD2)
式中  T——注入水由井口进入地层所需时间,min;
      H——地层深度,m;
      D——油管内径,m;
      Q——注水量,m3/min。
由注水量从井口到达地层所需时间的计算公式,可推算出不同注水量进入地层的时间,将图中不同注水量下固体酸的溶解速度换算成一定的固体酸(现场中每一罐酸25kg)在不同注水量下的溶解时间。
(5)预算固体酸现场用量  现场中因地质条件及注水时间不同,机械杂质沉积在地层的数量和污染程度也不同。故现场用量可根据不同地区注水井的污染情况及水质状况采用不定期酸化。第一次可预投酸料150~250kg,观察酸化效果及恢复注水情况后,确定下一次投酸日期和酸量。第二次施工酸用量要比第一次少。一般在一个施工周期内酸用量不超过450kg,即可达到解目的。
6)现场工艺流程装置  用来挤酸的井口装置由节流器、投料器和高压软管等配件组成。
为使用方便,目前现场已开始推广使用棒状固体酸简化了上述工艺流程装置。
7)注意事项
1)固体酸溶于水后呈酸性,施工时要注意眼睛和皮肤的防护;
2)固体酸应贮存在干燥、通风处,贮存期为一年。
五、粘土防膨技术
对于含粘土砂岩油藏的开采,如何防止水敏、速敏、酸敏是一个十分重要的问题,是直接关系到能否开发和开发好这类油藏的重要问题。国内外对此给予了高度重视,取得了很大成效。
防止注水过程中的粘土膨胀是一项有效的增注措施。粘土防膨剂可分为无机盐类、无机物表面活性剂、离子型表面活性剂(有机物离子表面活性剂)以及无机盐与无机物离子型表面活性剂复配物。
无机盐类为KC1NH4C1,虽然能防止不膨型粘土的分散、运移及膨胀型粘土的膨胀,但有效期短。这是国外50——60年代常用的防膨剂。
无机物表面活性剂,如铁盐类,对施工条件要求较严,成本高,有效期短,是国外60——70年代出现的粘土处理剂。
离子型有机物类粘土处理剂是目前常用的防膨剂,如聚季胺。这种处理剂,有效期长,成本较低,施工容易。
无机盐和有机物混合的处理剂也已开始应用。综合二者的性能,降低了成本,提高了有效期。
1.防膨剂的筛选
由于粘土矿物成分和储层岩石的差异,没有一种固定的现成防膨剂通用于各油层。欲取得理想的防膨效果,必须经过精心的室内筛选。
1) 初选  将储层的岩屑粉碎过筛,在一定的强度下,将其加入到有防膨剂的水(或注入用的水)中,浸泡一定的时间,对比其前后的重量变化。其变化最小的防膨剂及配方为最佳者,即初选完成。
2) 渗流防膨效果评价  将初选的防膨剂加入到注入水中,经岩心模拟注入试验,测定其渗透率的变化值,如果变化小即初选正确,可用于现场;否则,重新初选,再经渗流防膨效果评价。
2.防膨剂的使用
防膨剂在含泥砂岩井中的完井液、钻井液、注入水、酸液、压裂液中都应使用。
在酸化时,可直接加入酸液中。
对于注水,一般是周期性注入加防膨剂的段塞。即当停止加防膨剂注水后,其注量降低到一定值时再注入段塞,然后再注水。目的是降低成本,取得较好的经济效益。如果用量小,效果好,也可采取连续注入。
3.几种有效的防膨剂性能
1ZYC系列防膨剂性能  ZYC系列防膨剂适用范围广、与水、酸的配伍性好,防止粘土膨胀和迁移,水润湿性好,无毒。
ZYC01  絮凝性强,用于钻井。作为絮凝剂,具有一定的钻土防膨性能和降低失水作用,可以作为完井液和修井液的添加剂。
ZYC02 具有一定的絮凝性,耐冲刷。具有一定的防膨胀性能和稳定地层、防止胶结物分散和出砂。可用于压井和注水,也可作为完井液和工作液的添加剂。
ZYC03 耐冲刷性能强,有较强的防膨性能,可以作为压裂液及注入水的防膨剂,亦可作为完井液和修井液的添加剂。
ZYC04 具有较强的抑制粘土膨胀性能,有效期长。主要用于注入水和压裂液的防膨剂。
2) PTA粘土稳定剂  PTA是聚季胺型有机阳离子聚合物化学处理剂。主要用于抑制地层中的粘土矿物遇水时发生水化膨胀和分散运移。
PTA为一种淡黄色到棕黄色的粘稠状透明液体,可与水醇、有机酸等强极性溶剂混溶。分子量约为7000~22000.在空气中热稳定性为200℃。
1PTA的稳定粘土原来  PTA以较强的静电作用力、较快的作用速度与粘土上的降价阳离子自发地进行不可逆离子交换吸附,使粘土的表面负电荷得到“中和”并使其表面积大大降低,从而使粘土的水敏性基本消失,遇淡水时不再发生水化膨胀和分散迁移,起到抑制粘土水敏性,防止粘土水敏造成的钻井事故和油层损害作用。
2) 使用方法
① 与其它钻井或作业液体一起使用将PTA0.4~1.0%的浓度加入其它液体中。
② PTA单独使用  用1.0~2.0%HC1NH4C1溶液配制PTA,浓度为0.5~1.0%,然后注入地层。
3)注意事项
① 使用PTA前,对地层要有明确的认识,地层确实存在粘土水敏性问题使,方可使用。
② 对阴离子聚合物体系及含粘土钻井液要慎重。
5)应用范围
① 碳酸盐对其性能无影响,可用于碳酸盐含量高的地层。
② PTA溶液粘度低,可用于各种渗透率的地层都不会引起溶剂本身堵塞地层。
③ 不会造成地层油润湿转移,既可用于生产井也可用于注水井。
④ 抗酸碱性能强,可用于不同酸碱的作业液中。
⑤ 稳定粘土的效果时间长。
⑥ 与粘土作用速度快,处理后不需要特别关井就可以投产。
⑦ 耐温性强,可用于不同地温的地层。
PTA可用于钻井完井液、压裂液、酸化液、射孔液、砾石充填液、固井水泥浆和修井作业液中,也可用于注水和注蒸汽前的地层预处理。
<--EndFragment-->

济南多吉利工贸有限公司
百宜系列杀菌剂、防腐剂、防霉剂、消毒剂、抗菌剂
联系人:宋先生 电话13305313047