海上油田注水新工艺

海上油田注水新工艺

邓燕霞胜利油田海洋采油厂

摘要：2007年以来，胜利海上油田水井以大通径防砂液控分层注水为主导工艺，分层测调工作易受管柱遇阻影响，不仅工作量大，而且导致各层吸水状况难以掌握，分层注水效果评价模糊。为改变这一现状，海洋采油厂联合采油院开展了空心分注管柱测调一体化工艺研究。至2009年底，海上116口注水井全部下入防腐油管，所用防腐油管类型达6种，以渗氮油管为主，渗锌、玻璃钢、涂料、钛钠米及内衬油管为辅。2009年5月水源井投产，目前开井2口，日产水量6000m3，占中心二号供水量的60%，出水温度84℃，海水矿化度3.3×104mg/L，海水与地层水混合液矿化度1.8×104mg/L，注入水矿化度的下降将缓解注水管柱腐蚀状况。海上油田今后发展方向是实现高效提液，注采工艺以提高单井液量（产能）为核心做好技术配套。

关键词：注水井；封隔器；分层注水；防腐油管；测调一体化

doi:10.3969/j.issn.1006-6896.2012.3.004

胜利海上油田针对注海水管柱腐蚀结垢严重、测试调配工作量大、分层合格率低等问题，不断加大注水新工艺技术的应用力度，其目的是深化水井工艺技术配套，切实改善水井井筒技术状况，实现向地层注足水、注好水，为海上提液、提速开发夯实基础。

１存在的主要问题

１．１大斜度井封隔器分层合格率低

埕岛油田早期的空心单管分层注水管柱的封隔器采取液压卡瓦座封，大斜度井应用封隔器胶筒密封有效期短，在封隔器带反洗井通道，层间压差大的情况下，容易产生串层，分层可靠性低。2003～2005年验封26级封隔器，封隔器合格率仅为45%，封隔器胶筒密封有效期为1年左右。

１．２注海水为主导致管柱腐蚀结垢严重

埕岛油田转入注水开发阶段时，由于海水与地层水配伍性好，来源广、成本低，注水水源优先考虑污水，海水作补充。但油井分离污水量有限，埕岛油田一直以海水为主要注水水源。海水对管柱有强烈的破坏作用，由于海水高矿化度，注水管柱平均下井3.5年出现腐蚀穿孔，见表1；同时海水富含泥质，管柱内壁常形成致密垢层。管柱穿孔将直接造成封隔器不能坐封，分层注水没有保证；管柱腐蚀结垢极易导致测调工具遇阻，进而影响层段合格率。上述问题导致检管工作量激增，海上作业平台和费用压力巨大。

１．３水井测试调配难度大

目前采用的大通径防砂液控分层注水工艺，分层测试调配工艺繁琐，工作量大，施工风险大，成功率低（约50%），作业周期长且费用高。因此海上水井每年测调工作都很难完成，导致大多数水井

各层实际吸水情况不清，分层注水效果不明。

２注水新工艺的应用

２．１液控分注

针对大斜度井分层封隔器胶筒有效期短、封隔器密封与反洗井存在矛盾等问题，研究推广了液控式分层注水管柱，采用液压扩张式封隔器分层，地面控制井下多个扩张封隔器胶筒的胀开与收缩。在正常注水或停注但需要保持封隔器分层时，只要保持地面液控装置一定压力，液控扩张式封隔器就能保持胀封状态；需反洗井时，地面液控装置泄压，液控扩张式封隔器胶筒收缩，形成反洗井通道，实现全井筒反洗井。该管柱验封测试封隔器密封良好，自2006年7月在CB1B-4井试验以来，到2009年推广应用55口井，占海上分注井数的53.4%。

液控分层注水工艺在2008年以前主要用于拔滤并重新防砂的水井，后经研究改进实现了不拔滤下液控分注管柱：①针对大刮管器易损坏防砂管，改用GX-T127小刮管器对防砂管通刮，去除内壁污垢；②针对液控封隔器坐封位置问题，考虑到在7英寸套管中座封注水时封隔器受力较大，确定了

在封隔器中心管内座封的方案。

２．２新型防腐管材

到2009年底，海上116口注水井全部下入防腐油管，所用防腐油管类型达6种，以渗氮油管为主，渗锌、玻璃钢、涂料、钛钠米及内衬油管为辅。

2.2.1玻璃钢油管

（1）技术路线。玻璃钢即玻璃纤维增强材料。玻璃钢油管不含任何金属元素，具有重量轻、防腐垢、抗菌性能好、不易寄生有机物、耐温保温和使用寿命长等优点，但抗拉抗压能力较弱。2005年，玻璃钢产品开始应用于胜利油田注水井，2007年，东辛莱1-48井成为国内第一口应用玻璃钢油管的油井。海洋采油厂联合采油院和厂家于2006年开始对玻璃钢防腐油管注水工艺研究攻关，形成了液压控制阀、安全接头、水力锚、液控封隔器等配套工具，整套工艺配套完善。针对油管强度不足，加大玻璃钢油管接箍尺寸，采用接箍使油管抗拉强度从16t提高到25t；加工后使玻璃钢管柱弯曲度达到8°/30m，弯曲后耐压强度达到24MPa；为避免注水管柱蠕动造成油管挤压伤害，增加水力锚防蠕动工具。针对海上注水井要求下环空封隔器，使用机械坐封、解封的封隔器将导致水井管柱解封力较大，玻璃钢油管存在拔脱的风险，对此采用液控封隔器作为环空封隔器，以液控管线打压、泄压来控制封隔器的坐封和解封，避免注水管柱受力。

（2）矿场应用。2008年7月，CB273-1新水井成功下入玻璃钢油管完井，这是海上首次使用玻璃钢油管。2009年，水井专项治理单元CB6D-3、CB6D-4井采用玻璃钢油管，其中针对CB6D-3最大井斜达52.3°，经充分研究，拓宽了玻璃钢油管弯曲适应性，使玻璃钢油管顺利下入完井，见图1。至此，包括CB22G-4井，海上共有4口合注井应用玻璃钢油管。CB273-1井2009年8月投注，目前日配注量170m3，日注水量174m3；CB6D-3井8月作业完投注，目前日配注量40m3，日注水量41m3；CB6D-4井9月作业完投注，目前日配注量130m3，日注水量126m3。这3口玻璃钢油管合注井自投注以来，一直平稳注水。

2.2.2内衬防腐油管

HDPE管内衬技术由胜利油田总机械厂于2004年从国外引进，2005年实现自主生产。

（1）技术路线。内衬HDPE/EXPE抗磨抗腐油管是在普通钢制油管内部衬入一层特种聚乙烯管，采用专用技术使衬管与油管紧贴在一起，形成“管

中管”结构，衬层表面光滑、柔韧，对油管内部能起到很好的保护作用。该管除了可有效解决油管偏磨与腐蚀外，同时由于聚乙烯管摩擦系数较低，可使油水井生产管柱负荷、底部应力均有显著降低，进而提高生产管柱寿命，见图2。由于内衬HDPE/ EXPE抗磨抗腐油管将HDPE管材通过特殊工艺衬

在油管内，因此2

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8英寸内衬油管内径（55mm）小于普通油管（62mm），而配水器注水芯子402外径55mm、403外径51mm，投捞存在困难，只有404外径47mm满足尺寸要求，所以配套技术无法满足应用2

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8英寸内衬油管。考虑采用内径较大（67mm）的3

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2英寸内衬油管，但其成本较高，并存在着其外径与大通径金属毡防砂管的匹配问题。开发分注井测调一体化技术后，由于同心可调式配水器无需投捞注水芯子，成功解决了上述难题，因此决定选用2

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8英寸内衬油管配套空心分注管柱测调一体化技术。

图１ＣＢ６Ｄ－３玻璃钢油管完井管柱

图２内衬ＨＤＰＥ／ＥＸＰＥ防腐油管

（2）矿场应用。2009年10月，内衬防腐油管配套分注管柱测调一体化工艺技术在CB22G-9新水井首次成功应用。该井为一级二段注水方式，下大通径金属毡分层防砂、液控分层注水管柱；同时为兼顾保护内衬油管外部，配合使用了SHJN-Ⅱ型油管防腐器。完井后测调结果显示，全井调配流量