注水开发油藏井下工具配套技术研究与实践

前言

随着全球能源需求的不断增长，油田开发的技术要求也在逐步提高。注水开发作为一种有效的油田增产技术，被广泛应用于国内外油田开发中。注水开发的核心在于通过向油藏注入高压水，维持地层压力，改善油流条件，从而提高原油采收率。然而，注水开发的效果不仅受注水工艺的影响，还与井下工具的配套技术密切相关。

井下工具是注水系统的重要组成部分，主要包括配水器、封隔器、流量调节器等。这些工具的功能和性能直接影响注水的均匀性、注水压力的控制以及注水系统的安全性。因此研究注水油藏井下工具的配套技术，优化工具的选型和组合方案，对于提高注水开发效果具有重要意义。

1.研究背景

L 区块属于复杂断块边底水油藏，目前采用反九点面积井网实施注水开发，生产中存在主要有三方面：一是油井水淹严重，找堵水难度大。L 区块纵向上发育多套含油层系，油水关系复杂，再加上注入水水窜、边底水侵入等因素影响，高含水油井无法确定出水层位，找堵水措施难度大，造成储量无法有效动用；二是受水质不合格、储层物性差及粘土矿化吸水膨胀等因素影响，部分注水井注水压力高在 25MPa以上，导致封隔器密封合格率低，无法实现精细分层注水目的；三是在注入水长期冲刷下，注采井间水窜通道内岩石颗粒脱落，随水流进入到采油井底，导致砂埋油层、管柱及卡泵等问题，影响油井正常生产。

2.井下工具配套技术研究

2.1 智能找堵水技术

（1）技术介绍

智能找堵水系统主要由地面控制系统、抽油泵、二次对接装置、封配一体智能配产器组成，其中中地面控制系统主要作用是向井下发送动作指令，接收井下配产器的反馈信号和数据；抽油泵可为井下流体举升提供动能；二次对接装置实现电缆在井下的重复对接，实现检泵作业时配产管柱不随生产管柱起出；封配一体智能配产器能实现分层段的连续定量配产及分层段的压力时时监测。

该系统可以通过地面控制系统便能控制井下阀嘴开关，实现对各层位找水，相较于常规找堵水技术，减少了施工步骤，实现地面调整和时时测压的分层采油新模式。

（2）工艺流程

分两次下入整天套管柱，首先下入配产管柱，下入到位后，打压坐封，下丢手成功后，下入生产管柱进行井下对接，由地面传输信号进行调试，实现不同层位的井下阀嘴开关。

（3）技术特点和适用范围智能找堵水技术特点有三方面，一是能够对多层位开发的采油井进行有效的层段分隔，最多可达 8 层；二是实时监测每个层段的生产流压，停产层的油层静压；三是能够通过控制每个层段开关，可以实现任意层段的组合开采；四是能够进行单层产液量、流压的综合测试。

该技术适用范围如下：要求井深小于 3000m，层间压差小于15MPa，井斜小于 60^∘ ，适于套管尺寸5.5″和 7" 。

2.2 分层防砂、分层注水技术

对于出砂轻微井，可以采用单流偏心配水器配合沉砂球座，防止停注后地层返吐砂埋配水器，但针对 7" 套管出砂严重水井，优化设计分层防砂、分层注水管柱及工具，即在套管内先悬挂机械分层防砂管柱（通径 Φ108mm ），坐封和验封合格后，在其内部插入多级小直径桥式偏心分注工具（外径Φ95mm），进行分层注水，利用现有测调联动技术对配水器水嘴大小进行调整，实施边测边调，满足现场需求。

2.3 高压注水技术

针对注水压力 23MPa 以上水井，其井下封隔器密封合格率低且密封有效期短（平均不足 3 个月），开展了高压注水技术研究，整套管柱特点有三方面，一是套管保护封隔器采用双向锚定结构，更好的保证管柱不蠕动；二是保护封隔器的解封方式为下工具打捞解封，不会出现封隔器在受力时自动解封的情况；三是加入了补偿器，可以使双向锚定封隔器上部的油管受力更均匀。

图2 高压注水管柱示意图

3.现场应用

依据上述研究成果，L 区块先后实施油井智能找堵水技术 12 井次，措施前日产液 180 吨，日产油 22 吨，措施后日产液 86 吨，日产油50 吨，日增油28 吨，阶段累增油 0.85 万吨；同是实施分层防砂、分层注水技术以及高压注水技术等共 18 井次，全部有效，日增注水量 320 方，阶段累增注水量 8.5 万方，新增注水受效井 15 口，日增油36 吨，阶段累增油0.65 万吨，稳油控水效果显著。

参考文献：

[1]雷佳，王浩承.新型机械分层找堵水工艺研究与应用[J].石油化工应用.2020（07）.

[2]黎明，李得信.免投捞同心分注测调技术在青海油田的应用[J].石油机械.2014（06）..

作者简介：

付强，男，1967 年 1 月出生抚顺，汉族，工程师，1993 年毕业于广播电视大学，现于中石油辽河油田分公司从事油气开采工作。