分层注水工艺及作业施工技术1

分类名称
分类代号
自封式
Z
表1
压缩式
Y
扩张式
K
组合式
用各式的分类代号 等组合表示
自封式
扩张式
压缩式
组合式
固定方式代号：用阿拉伯数字表示，方法应符合表2规定
表2
固定方式名称 固定方式代号
尾管 1
单向卡瓦 2
悬挂 3
双向卡瓦 4
锚瓦 5
坐封方式代号：用阿拉伯数字表示，方法应符合表3规定
表3
坐封方式名称 提放管柱 转动管柱
➢ 应用举例
Y211-114-120/15型封隔器
表示该封隔器封隔件的工作原理为压缩式、单向卡瓦固定、 提放管柱坐封、提放管柱解封、钢体最大外径为114mm，工作温 度为120℃，工作压力为15MPa
YK341-114-90/100型封隔器
表示封隔器封隔件的工作原理为压缩、扩张组合式，悬挂 （无支撑），液压坐封，提放管柱解封，钢体最大外径为 114mm，工作温度为90℃，工作压差为100MPa
桥式偏心分层注水管柱示意图
桥式偏心结构特点
在常规偏心配水器中心主 通道周围布有桥式通道，当使 用测试密封段对目的层段进行 分层流量或压力测试，堵塞主 通道时，其它层段依然可以通 过桥式通道正常注水
常规偏心
桥式偏心
桥式通道
桥式偏心的测试原理
水咀
油层
封隔器
油 层水咀
封隔器
油 层 水咀
油层
油层
封隔器
油层
井下工具的分类及型号编制方法
油气田控制类工具型号编制方法
➢ 型号编制方法
K
工具名称 尺寸特征或使用性能参数 工具型式代号 分类代号
➢ 代号说明及举例
✓ 分类代号
用“K”表示控制工具的分类代号
✓ 工具型式代号
控制工具型式代号用两个大写汉语拼音字母表 示。这两个字母应分别是工具型式名称中的两个关键汉 字的第一个汉语拼音字母，其编写方法如表1所示
一、分类方法
按封隔器封隔件的工作原理分类:
自封式：靠封隔件外径与套管内径的过盈和压差以实现密封的 封隔器 压缩式：靠轴向力压缩封隔件，使封隔件直径变大以实现密封 的封隔器 扩张式：靠径向力作用于封隔件内腔，使封隔件直径扩大以实 现密封的封隔器 组合式：由自封式、压缩式、扩张式任意组合实现密封的封隔 器
一、分层注水工艺及管柱发展历程 二、井下工具分类及型号编制方法 三、分层注水作业方法 四、分层注水的施工规范及质量要求
一 分层注水工艺及管柱发展历程
我国分层注水工艺主要经过了以下发展历程
1 分层注水工艺及管柱发展历程
固定式分层注水技术
注水管柱由K344型扩张式封隔器和固定式配水 器、球座等井下工具组成，首次实现了分层注水 的目的
偏心分层注水管柱示意图
偏心分层注水技术的特点
✓可实现多层分注，任意层段投捞堵塞器，调换水嘴 ✓分层流量测试工艺配套，可实现集流和非集流分层
测试
✓可进行同位素吸水剖面测井 ✓但要求两级配水器间的距离不能小于8米
4 分层注水工艺及管柱发展历程
集成式分层注水技术
✓为了解决部分小卡距的井（两级配水器之 间的距离最小2米）的分层注水要求，上世 纪90年代，研制出了集成式分层注水技术
✓集成式细分注水管柱主要由内径Φ60mm的 Y341 型 可 洗 井 封 隔 器 、 内 径 Φ55mm 和 Φ52mm可洗井配水封隔器、外径Φ55mm和 Φ52mm配水堵塞器等组成
集成式分层注水管柱示意图
集成式分层注水技术优缺点
优 可实现小卡距井的分层注水
缺 最多分四段，需采用特殊的测试仪 器，才能完成封隔器的验封及分层流 量和压力的测试
常规偏心单层测压困难 递减法流量测试误差大
油层
油管
工作筒 堵塞器 智能测调仪 桥式通道
桥式偏心设计有桥式通道 及双密封面，可实现压力 和流量的双卡单测，桥式 通道可避免测试时层间干 扰，提高测试精度
6 分层注水工艺及管柱发展历程
为了进一步扩大水驱波及 体积，提高水驱控制程度，达 到精细挖潜的目的，目前在开 展多层细分注水技术的攻关
工具名称
扶正器 充填工具 安全接头
刮蜡器 冲击器 水力锚 隔垫器 伸缩器 堵塞器 防脱器
➢ 举例
➢ KQS-110堵水器：表示外径为110mm的控制工具类桥式 堵水器 ➢ KLJ-90×50安全接头：表示最大外径90mm，内通径为 50mm的控制工具类连接管柱用的安全接头
分层注水井常用井下工具主要分为两大类
7、冲砂
向井内高速注入液体，靠水力作用将井底沉砂冲散，利用液 流循环上返的携带能力，将砂子带到地面施工
8、正冲砂
修井液沿冲砂管向下流动，在流出冲砂管口时，以较高流速 冲击砂堵，冲散的砂子与修井液混合后，一起沿冲砂管与套管的 环形空间返至地面的冲砂方式
注水井作业术语
9、反冲砂
修井液由冲砂管与套管的环形空间进入，冲击沉砂，冲散 的砂子与修井液混合后沿冲砂管返至地面的冲砂方式
所谓封隔器：为了满足油水井某种工艺技术目的或油层技术 措施的需要，由钢体、封隔件（胶筒）部分与控制部分构成 的井下分层封隔的专用工具 坐封：指按给定的方法和载荷，使封隔件始终处于工作状态 解封：指按给定的方法和载荷解除封隔件的工作状态 验封：指封隔器坐封后用各种方法来检验封隔器的密封性能
K344型封隔器
2 分层注水工艺及管柱发展历程
活动式分层注水技术
➢随着油田含水的上升，需要不断调整各层段
的注水量以保持注采平衡
空心
➢研制了活动式注水管柱
桥式
➢水嘴装配在堵塞器上，更换、调整水嘴时，
用钢丝投捞堵塞器即可
桥式配水器 空心配水器
活动式分层注水管柱示意图
活动式分层注水技术优缺点
优 ຫໍສະໝຸດ Baidu决了调整注水量时，不需起出管柱的 技术问题
✓ 尺寸特征或使用性能参数
尺寸特征或使用性能参数的表示方法，由每个工具标准中具 体规定 外直径表示法，外直径×内通径表示法 连接螺纹表示法，工作压力表示法 张力载荷表示法和扭矩表示法等 表示规则应符合表2规定
项目 长
表2 度
代号
尺寸特征
外直径
外直径×内通径
内螺纹尺寸×
连接螺纹 外螺纹尺寸
M （普通螺纹） T （梯形螺纹） S （锯齿形螺纹） EU（外加厚油管螺纹） NU（平式油管螺纹）
工作压力
使用性能
张力载荷
扭
矩
单位 mm mm mm mm mm mm (in) (in) MPa KN KN·m
➢ 工具名称
工具名称用汉字表示，方法符合表3规定
序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
表3
工具名称
堵水器 配产器 配水器 喷砂器 定位器 气举阀 滑套 凡尔 脱接器 泄油器
序号
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
工具型式名称
桥式 固定 偏心 滑套 凡尔 喷嘴 缓冲 旁通 活动 开关
表1 代号 序号
QS
11
GD
12
PX
13
HT
14
FE
15
PZ
16
HC
17
PT
18
HD
19
KG
20
工具型式名称
测孔 弹簧 轨道 正洗 反洗 卡瓦 卡瓦 水力 连接 撞击
代号
CK TH GD ZX FX QW MZ SL LJ ZJ
1964-1974年间，油田广泛应用，缓解了注入水 单层突进，控制了油井含水上升
固定式分层注水管柱示意图
扩张式封隔器 固定式配水器
固定式分层注水技术优缺点
优 首次实现了多层段的定量注水
缺 ✓由于固定式配水器中的水嘴无法更换，因此
在调整层段注水量时，必须将注水管柱起 出，作业工作量很大 ✓还没有形成配套的分层测试工艺
5 分层注水工艺及管柱发展历程
桥式偏心分层注水技术
为了进一步提高偏心注水井分层注水量
的测试精度，实现双卡测单层注入量的 目的，研制了桥式偏心分层注水技术
桥式偏心配水器工作筒主体上带有桥式
通道，可实现在测试单层流量、压力时 不影响对其它层段的正常注入
采用集流方式测试，与常规偏心相比大
幅度降低了对流量计量程的要求
工作原理：从油管内加液压，液压作用于
封隔件（胶筒）的内腔，当油管内外压差达
到坐封压力（0.5-0.7MPa）时，使封隔件胀
大，密封油套管环形空间，放掉油管内的压
力，封隔件即收回解封
K344型封隔器
Y341型封隔器
工作原理：从油管内加液压，液压作用 于坐封活塞，并使其移动压缩封隔件 （胶筒），使封隔件直径变大，密封油 套管环形空间，同时锁紧机构工作，使 封隔件始终处于工作状态 解封时：上提管柱，依靠封隔件与套管 内壁的摩擦力将锁紧机构打开，封隔件 解除受压状态，封隔器解封
二、封隔器型号编制
➢ 编制方法
按封隔器分类代号、固定方式代号、坐封方式代号、解封方式 代号、封隔器钢体最大外径、工作温度及工作压差等参数依次 排列，进行型号编制
封隔器型号
Y341-114-100/120
工作温度、工作压差 钢体最大外径
解封方式代号
坐封方式代号 固定方式代号 分类代号
➢ 代号说明
分类代号：用分类名称第一个汉字的汉语拼音大写字母 表示，方法应符合表1规定
Y341型封隔器
一、分层注水工艺及管柱发展历程 二、井下工具分类及型号编制方法 三、分层注水的施工规范及质量要求 四、分层注水作业方法
注水井作业术语
1、找窜
通过测井和井下作业施工等方法，确定管外窜槽层位和井 段的过程
2、验窜
通过井下作业施工的方式，具体验证某一井段或层位是否 窜槽或窜通的施工
3、通井
坐封方式代号
1
2
自封 3
液压 4
下工具 热力
5
6
解封方式代号：用阿拉伯数字表示，方法应符合表4规定
表4
解封方式名称
提放管柱 转动管柱 钻铣 液压 下工具 热力
解封方式代号
1
2
3
4
5
6
钢体最大外径：用阿拉伯数字表示：单位为mm
工作温度：用阿拉伯数字表示：单位为摄氏度（℃）
工作压差：用阿位伯数字表示：省略到个数位，单位为兆 帕（MPa） 应用该方法时，可将油田名称加到封隔器型号的前面，特 殊用途加到封隔器型号的后面
井下工具的分类及型号编制方法
封隔器分类及型号编制方法
封隔器：油气田开发中的重要分层开采工具 主要应用：分层注水、分层采油、压裂、酸化及测试等领域
➢ 最早的封隔器分类方法是以封隔器的结构和用途为依据的 ➢ 1948年美国人韦伯提出了根据对油、套管压力条件的适应性来 分类 ➢ 1961年苏联扎哈尔丘克等人建议按坐封方式、封隔件变形及承 受压力等分类 ➢ 我国目前采用的方法是按封隔器封隔件的工作原理进行分类的
采用正反导向桥式偏心与 逐级解封封隔器组成多层细分 注水管柱，利用双导向直读式 测调仪实现高效测调
多层细分注水技术
0.5m 2.0m 0.5m 2.0m 0.5m
正导向桥式偏心配水器
3m
反导向桥式偏心配水器
2.0m
正导向桥式偏心配水器
一、分层注水工艺及管柱发展历程 二、井下工具分类及型号编制方法 三、分层注水作业方法 四、分层注水的施工规范及质量要求
➢ 分层注水管柱
由封隔器、配水器、球座、筛管等井下工具组成
➢ 其它配套工具
主要分为投捞工具及分层测试工具两大部分
投捞工具：主要有投捞器、震荡器、打捞器等 分层测试工具：主要有流量计、压力计、测试密封段等
分层注水井常用的井下工具
压
偏
投
堵
测
电
缩
心
捞
塞
试
磁
式
配
器
器
密
流
封
水
及
封
量
隔
器
水
段
计
器
嘴
分层注水封隔器
10、正反冲砂
采用正冲的方式冲散沉砂，并使其成悬浮状态。然后改用 反冲洗，将砂子带到地面的方式
11、封窜
用堵剂对套管外窜、漏的层位进行修补加固密封的方式
用规定外径和长度的柱状规，下井直接检查套管内径的作 业施工
4、刮蜡
下入带有套管刮蜡器的管柱，在套管结蜡井段上下活动刮 削管壁的结蜡，在循环打入热水将刮下的死蜡带到地面的施工
注水井作业术语
5、刮削
下入带有套管刮削器的管柱，刮削套管内壁，清除套管内壁 上的水泥、硬蜡、盐垢及炮眼刺等杂物的作业
6、探砂
下入管柱实探井内砂面深度的施工
缺 存在无法进行吸水剖面测试（如同心活 动式）及更换水嘴时投捞工作量大的问 题
空心式、桥式配水器一律按编号顺序从小到大依次下井
3 分层注水工艺及管柱发展历程
偏心分层注水技术
➢为了解决活动式分层注水工艺存在的投捞 堵塞器工作量大，同心配水管柱不能进行吸 水剖面测试的问题，上世纪70年代中期，研 制出了偏心分层注水技术 ➢堵塞器偏离油管中心线放置 ➢中心通道供投捞工具及测试仪器通过