长寿命分层注水管柱
分层注水管柱设计
其 实影 响 物 理效 能 还 有 一个 因素 ， 那就 是 有 无加 装 保 护 碗 。经过 有关 的实验 我们 可以得 出这 样一 个结论 ， 那 就是加 装 保 护碗之 后的 胶筒是 能够发挥 其理 想的 强度和 柔韧 性 的 ， 而 且 也 能 够 在 一 定 程 度 上 防 止 胶筒 两端 因为 压 力 过 大 而 发 生 破 裂 。这 对于 提 高分 层注 水 当中管 柱的 稳定 性是 有非 常 明显 的 帮 助的 ， 而且 铜碗 结 构安装 比较 方便 ， 是一 种非 常理 想 的 肩部 保护 结构 。这对 于完善分 层注水设计 是非常有意 义的 。 ２ ． ３其他 除 了以上 提到 的 能够影 响 的分 层注 水 当 中管柱稳 定 性 的 因素 之外 ， 水 井双 向锚 以及 伸缩补 偿器等 的部件都 能够 影响到 注水 环节 当中管 柱的 稳定 性 。要想 对分 层注 水 的管柱 进 行新 的设 计还需要 改进 以上提 到的几个 部件 的设 计原理 ， 从 清楚 它 们 各 自的工 作原理 开 始弥 补现 有设 计上 存 在的漏 洞 。这 样才 能够从 整体上提高分 层注水 当中管柱 的稳 定性 。
分层注水管柱设计
张旭（ 茨榆坨采油厂采油作业二区， 辽宁 沈阳 ｌ １ ０ ２ ０ ６ ）
摘要 ： 分层 注 水是 保持 地层 压 力 ， 稳 定油 田产 能 的重要 手 管柱 的结构主 要是 由Ｋ Ｑ Ｗ、 伸缩 补偿器 、 水井双 向锚 、 偏心 段 。是 目前 国 内外采 油过程 中非 常常用 的一个 办法 ， 经过 实践 配水 器等 组成 的 。其 工作原 理 主要是 在 管柱 下井 的过 程 中利 的检验 发现 这 种 注水 办法 能够有 效 的防 止在 注水过 程 中单层 用封 隔器的作 用将各 层段 卡开 ， 当管 柱下完 之后再 从油管 内部 突进 的情 况发 生。 而作 为分层 注水 的井下 通道 的管柱 ， 其性 能 进行 蹩压 ， 来验证 管柱漏 失的情 况 。再 继续 蹩压让封 隔器封 隔 以及 设 计 的好坏 是 能够 直接 影响 到 注水 工作 的效 率的 。 因为 油套 环空 ， 这 样 就能使 得 各油 层分 隔成 相对 密 闭的结 构 ， 为 实 目前 国 内的 油田分层 注水 的管柱都是 采用 的上 个世 纪 六、 七 十 现 分层 注水打 下 了基 础 。继 续蹩压 到最 高值 ２ ０ Ｍｐ ａ 的时 候 ， 需
分注井封失效存在问题及对策
分注井封失效存在问题及对策摘要：随着油田开发进入后期，细分注水在开发中显得越来越重要，注水分注率比例逐年增加。
确保封隔器稳定工作、延长封隔器有效期,是注水管理的首要任务。
当注水井因套管腐蚀变形，封隔器坐封环境变差，或注水管柱因洗井、测试、管线穿孔、停开井出现压力波动等情况时，容易引发封隔器失效，影响注水开发效果。
油田经过多年的开发，井下套管长期服役，出现破漏、变形情况日益增多，常规工具密封不严，锚定力过大，管柱解封困难，制约着注水井寿命。
通过对分注井封失效原因分析及对策研究，优化工艺管柱，取得了较好的效果。
关键词：注水，压力波动，封隔器失效一、存在的问题分析（一）注水压力高、压力不稳定，导致胶筒密封失效统计某油组的39口换封水井，平均注水压力达到28MPa，受到高压影响，出现封隔器有效期较短的问题。
封隔器有效期一年以内的井有8口，1-2年9口，2-3年10口，大于3年只有13口。
注水压力高，影响了注水管柱的有效期。
（二）管柱蠕动，导致胶筒密封失效当注水井因停注、测试或压力波动时，管柱受力状况发生变化，导致管柱蠕动，进而带动封隔器胶筒蠕动，直至封隔器失效。
该因素为引起封失效的主要因素。
（三）胶筒性能低，导致胶筒密封失效封隔器胶筒一般由弹性复合材料制备而成，压缩式封隔器胶筒是用的最普遍的一种。
封隔器胶筒作为封隔器的关键的弹性密封部件，其质量的好坏直接影响井下工具性能的高低，影响到措施的成败。
封隔器胶筒的使用工况是非常复杂和苛刻的：高温、高压、处于油水介质中，同时还受到硫化氢、酸等侵蚀，在这样的环境中，弹性体复合材料将会发生膨胀、老化等现象，致使材料硬度上升、强度下降、抗裂口增长能力降低，拉伸强度和伸长强度下降，导致封隔器胶筒密封件不耐高压失效。
（四）应力集中，导致胶筒密封失效胶筒在轴向压缩力作用下，当载荷大于50kN时，胶筒的工作面完全和套管壁相接触轴向压缩量达到了最大值，产生约束变形，肩部形成应力集中，没有肩部保护的情况极易产生破损失效。
分层注水工艺现状及发展趋势-采油院
分层注水工艺现状及发展趋势注水工艺研究所：李世文（胜利油田）一、国外分层注水工艺现状二、国内分层注水工艺现状三、胜利油田分层注水工艺现状及技术进展四、分层注水工艺技术下步攻关方向注水作为油田稳产增产的重要措施之一，在油田开发中的地位越来越重要。
胜利油田分公司目前投入开发油田59个，其中注水开发油田54个（657个开发单元），水驱动用地质储量27.93×108吨，占分公司动用储量的84.4%，胜利油田总注水井数6528口，配注水量67.34×104m3/d，开井4923口，配注水量58.68×104m3/d，开井率75.4%，日注水量55×104m3/d，。
方案分注井2743口（其中792口井因套管原因不能分注），配注32.93×104m3/d，在油田注水开发的过程中，为了缓解层间、层内和平面矛盾，提高注水效率和波及体积，提高原油采收率和采出程度，国内外许多油田采用了分层注水的开发方式，分层注水技术的研究开发和应用越来越受到重视。
一、国外分层注水工艺现状国外的注入水水质处理工艺较为先进，注入水基本上不堵塞地层，洗井解堵周期比较长，注水过程中没有不动管柱洗井的要求，因此注水封隔器没有洗井通道，结构简单，减少了烦琐的定期洗井工序，大大延长了管柱的使用寿命。
分层注水工艺相对简单，主要是分层注水完井工艺，配水主要采用井口流量调节器和井下流量调节器进行定量配水，一般不需要进行井下流量测试，不配套专门的井下流量测试技术，管柱寿命可达3年以上。
1、分层注水管柱按照井下管柱数量与，国外分层注水工艺管柱可分为单管注水工艺管柱和多管注水工艺管柱。
1)单管注水工艺管柱单管注水工艺管柱多为支撑式结构，管柱主要由卡瓦式封隔器、流量调节器和伸缩短节组成。
封隔器用于分层和锚定管柱，能有效克服管柱的蠕动对封隔器密封性能的影响，密封压力较高，工作寿命较长。
伸缩短节一般装在第一级封隔器的上方，用于补偿注水过程中温度和压力效应引起的管柱长度变化，改善封隔器的受力条件，因而管柱的寿命较长。
Y221+ Y241多级支撑式分层注水管柱
适用套管尺寸 解封附加力， kN
技术特点
水力锚与多级卡瓦式封隔器来锚定和支撑管柱 ，避免管柱及封隔器胶筒的蠕动。 反循环洗阀启闭及密封性能可靠。
采用管柱伸长补偿实现多级封隔器逐级解封，
降低解封力，提高解封成功率。
工具材质均采用42CrMo钢并表面氮化处理，关
Y241-114（110） 139.7 7.72 －10.54 114（110） 1350 48 55 142 18±2
Y241-146（138） 177.8 7.8 －14.5 146（138） 1450 62 55 142 18±2
耐上、下压差（MPa） 耐 温 （оC） （MPa）
座封压力
3、Y221注水封隔器
键部件采用不锈钢 ，橡胶密封件耐温、抗压
差及老化指标较高。
工具简介
1、水力锚
主要由锚体、锚爪、复位弹簧、盖板 及盖板螺钉等组成 。当油压高于套
压0.5MPa
套管。
锚爪伸出,并牢牢地抓住
2、Y241注水封隔器
封隔器型号 适用套管外径（mm） 适用套管壁 （mm） 工具最大外径（mm） 工具长度 最小通径 （mm） （mm）
管柱伸长补偿器 Y241封隔器 配水器 管柱伸长补偿器
注水层2
Y221封隔器 配水器 底封球座
注水层3
筛管 丝堵
工作原理
1）管柱下井
技术参数
适用注水压力 MPa 适用层间压差 MPa 适用井斜 适用井温 适用井深 分注层数 ° ℃ m 层 ≤45 ≤60（50） ≤30 ≤142 2000-3700 2~4 5 1/2in，7in 80~200
Y241+Y211封隔器
多级支撑式分层注水管柱
水力锚
分层注水工艺管柱在河口采油厂的应用
结束后活塞 自动转入正常 的可注 水状态 ，从而实现分层注水 。配合压 缩封隔器座封时不需投捞死嘴 ，配水器通过轨道转换能够憋压 ，使封
隔器座封 。
（ ）后期测调影响 因素。 由于大部分 分层注水管柱 需要进行测 ２ 调 ，因此分注工艺 中配水器的选择要考虑井下测试 的需要 。部分注水 井受洗井条件 、出砂等影响 ，井况较差 ，由于空心配水器 ，打捞装置 结构简单 ，在井况较差 的情况下 ，投捞成功率较高 。偏心配水器 具有 管柱 内通径较大 的优点 ， 不会影响吸 水剖面 的测试 ， 当井筒 内较脏 但
石 油 地 质
ห้องสมุดไป่ตู้
缸 科 技 ２ １年第３ ０２ 期
分层 注水工 艺管柱在河 口采油厂的应用
杜 建 娟
胜利 油田分公司河 Ｅ采油厂 ｌ ２ Ｏ 山 东 东 营 ５２ ０ ７
摘 要 为满足各 生产层对 注水 量的不 同需求 ，提 高油 田注水开发效果 ，近几年 来分层注水 工艺管柱 的应 用规模不 断扩 大 ，较 ２ １年相 比 ，分注 井数增加 了１ ． ００ ８５ ％。本文 以分层注水工 艺管柱配套的影响 因素为切入点 ，对各 种分层注水 管柱 的管柱结构 、工作原 理 、技术特点 、应 用范 围等做 了详细介 绍，结合现场 应用情 况 ， 分层注水工艺管柱应 用情况进行梳理分析 ，总结 出分层 注水 工艺管 将
在深井应考虑防蠕动措施 。 ２ 分层注水 工艺 管柱在 河口采油厂 的应用
２ １ 分 层 注 水 工 具 ．
２２ 分 层 注 水 配 套 管 柱 ．
（ ） １ 长效扩张 式封隔器分 注管柱 。① 管柱组成 ：由Ｋ ３ ４ Ｙ ４ 封隔 器 、偏心 配水器 （ 空心配 水器 ）、油管 、 筛堵等 组成 。② 工作原 底 理 ：ａ ． 管柱下井 。通井刮管后投球验证油管 密封性 。配水器 内直接装 上 带水 嘴 ，工 具按照 管柱 顺序连 接好 后 ，下 井 。ｂ 封 、注 水 ：注 ． 坐 水 ，利用配水 器 内水嘴 的节流压差 ， 隔器便可座 封（ 筒胀封压 力 封 胶 ０ — ． ａ ，转入正 常注水 ，注入水经 各级配 水器 进入对 应的注 水 ． ０ ＭＰ ） ５ ７ 层段 。③解 封 、 井 ： 洗 反洗 井时封隔器胶筒 自动收 回实现解封 ，洗 井 水从套管进 入 ， 管柱 底部的单流阀进 入油管 内 ， 井口返 出。④管 经 从 柱特 点 ： 井通道 大 ， 井彻 底 ， 易堵 塞 结构 简单 ， 易造 成管 洗 洗 不 不 柱 卡。⑤ 应用范围 ： 用于出砂较严 重 、 杂 、油质污染 的注水井 ， 适 机 井深小于２０米 。⑥应 用情况 ：目前分注井主要集 中在高渗透浅层 砂 ００ 岩 油藏 ，因此 以长效 扩 张式 封隔 器 分注 管柱 为 主 ， 占总 分注 井 的 ６． ９ ％。其 中偏心 配水管 柱 占４ ． ９ １ ％，层段 合格 率４ ． ％，空心配 水 ６ ８１ ６ 管柱 占５ ．％，层段合格率５ ．２ ８４ １９ ％。 （ ） 定补 偿式液 压封隔器 分注管柱 。①管柱组 成 ：由Ｙ ４ — ２ 锚 ３ １ １ ５（ Ｔ）封 隔器 、Ｚ Ｋ空心配 水器 、补偿 器 、水力卡 瓦 、水力锚 、 １ Ｓ Ｊ 油管 、底 筛堵 等工具组 成。②工作 原理 ：ａ ． 管柱下井 ：Ｚ Ｋ Ｊ 配水器 内 直接装 上带 水嘴 的芯子 ，工具按 照管 柱顺序 连接好 后 ，下井 。ｂ ． 坐 封 、锚定 ：油管内正打压 ，首先是水力锚启动 ，水力卡瓦坐卡 ，锚定 支撑管柱 ，然后是补偿器 、配水器启动 ，打压至２ ＭＰ 后 ，封隔 器坐 ０ ａ 封 完成 。ｃ ． 注水 ：油管 泄压 后 ，配 水器轨 道换 向 ，进 入正常 注水 轨 道 ，注入水经各级酣 水器进 入对应的注水层段 。ｄ ． ： 洗井时 ， 洗井 反 油管泄压 ，洗井水从套管进入 ，打开封隔器的洗井活塞后下行 ，经管 柱底部的单流 阀进入 油管内 ，从井 口返 出。ｅ ． ：油管泄压 后 ，锚 解封 爪回收 ，上提管柱 ，封隔器逐级解 封 ，卡瓦脱开 ，继续上提即可安全
三步法延长分层注水管柱有效期的控制管理
３ 优化水 井设计提高设计质量 。一是规范设计 审核把关机制 ； ） 二 是优化设计Ｔ序和完井管柱 ，提高设计的科学性。 ４）建立完善作业监督体 系，加强现场 监控 。为确保作业质量 ，确 立了重点工序重点监督 ，工艺所技术人员要到现场进行指导把关 ， 实施 ２ ｄ 时监督方式 ，同时采取 了采油厂抽查 、矿作业组定期检查的措施 ， ４， 基本实现 了作业现场重点 序的有效监督。 ５） 建立健全规章制度 。采取旬度 例会 、月度例会 、阶段总结汇报 等下作会议制度，对各阶段的工作进行总结 ， 安排下阶段工作。对 出现 的问题进行分析解剖 ，对工艺配套技术的应用进行讲评 ， 对方案实施后 的 阶段 效 果进 行 评价 。
孤 岛油 田进入特高含水开发以来 ，地质动态调整频繁，受多层射孑 Ｌ 的影 响 ， 向上渗透率级差 等因素造成停注层多 ，注水层间压差不均 纵 衡 ，形成管柱蠕动 ，使封隔器胶筒损伤 ，油管在井时间长 ，注水管柱漏 失 、结垢严重 ，导致分层注水管柱１ — 年的有效率仅为４ ．％，严重影 ．２ ５ ５８ 响了油田稳定生产。为了实现油田长期高效注水的 目的，我们力争通过 水井设计优化、注水工具 的改进 、管杜优化配套研究 、强化技术管理来 努力实现有效注水三年以上。
Ｉ 类型 Ｉ总井 数 洗井不 通井数 ｌ 沉砂 底筛堵 ｌ １ ６ ２ １ １ ［ 普通的 Ｊ １ 筛堵 ７ １ ２ ６
比 例 ３ ％ ９％ ． ５
３２ 注水管柱分类配套模式实施 ． １ 防止管柱 向上蠕动 的配套模式 ：Ｘ 一 油管锚＋ ） Ｓ１ 封隔器＋ Ｘ Ｇ 配水器 ＋ 沉沙底筛堵。
２ 防止管柱向下蠕动的配套模式 ：蠕动补偿器＋ ） 封隔器＋ Ｘ Ｇ 配水器＋ 沉沙底筛堵。
２ 建议 的 内容和措 麓
分层注水简介
目录
1 分层注水简介 2 分层吸水能力及测试方法 3 分层注水管柱结构 4 分层注水工具及其工作原理 5 分层注水发展趋势 6 参考文献
2
1 第一章
分层注水简介
分层注水概念 指在注水井中下入封隔器，把差异较大 的油层分隔开，再用配水器进行分层配水， 使高渗层注水量得到控制，中低渗透率油 层注水量得到加强，使各类油层都能发挥
32
配水器 KHD-110型空心配水器
工作原理
KHD-110型空心配水器由油管 加液压，液压经水嘴作用在阀上， 阀压缩压簧，离开阀座上行，阀 启开，高压水经油、套管环形空 间后注入地层。配水器按芯子大 小排列，分甲、乙、丙和丁。
33
配水器 KHD-110型空心配水器
型 参 数 号
甲
乙
丙
丁
总长/mm
9
目前分层吸水能力的测试方法主要有两类：一 类是测定注水井的吸水剖面；另一类是在注水过 程中直接进行分层测试。 测定注水井的吸水剖面：用各层的相对吸水量 来表示分层吸水能力的大小。 直接进行分层测试：用分层测试整理分层指示 曲线，求出分层吸水指数来表示分层吸水能力的 好坏。
10
测试方法一：放射性同位素载体法测吸水剖面
36
配水器 KHD-110新型空心配水器
型
参 数 号
甲 730 113 58 46 0.5~0.7
乙 730 113 51 40 0.5~0.7
丙 730 113 46 34 0.5~0.7
丁 730 113 42 32 0.5~0.7
总长/mm 最大外径/mm 中心管通径/mm 芯子通径/mm 凡尔开启压力/Mpa
5
国内外分层注水发展现状
长寿命分层注水管柱资料
液力助捞测试配套工艺特点
1.高压注水井口防喷器采用了节流降压原理，把 钢丝密封换成了低压动密封，又设计了水力自 封式组合密封结构，承压能力高，密封可靠。 解决了井口喷漏问题，减少了环境污染。
2. 水质不达标、腐蚀严重。
油管漏失、强度下降。
1.地层温度变化。 2.水质不合格。
影响注水压力和测试调配。
检换管和测试发现问题的井41.3%。在近三年的换管管柱 和工具描述中，三年以上的油管腐蚀、结垢率达100%， 油管报废率达80%。如滨南的利33-34、利21-1、滨7927、滨73-2 等 注水井，管柱的内径 由62mm缩至 25mm~40mm；临盘的P1-46井，油管内径变为8mm， 水嘴也被完全堵塞。
④封隔器系列化
即封隔器外径尺寸尽量增多，使之与套管内径 相适应，任何尺寸的套管都有与之相适应的封隔器 规格可供选择。如：对于51/2″套管，根据套管壁 厚的不同其封隔器外径就有110mm、112 mm、115 mm、118 mm、121 mm等一系列尺寸规格可供选择， 从而减小了封隔器密封间隙，有效提高密封压力。
目前国内大多油田的多层系油藏普遍采用分 层注水的开发方式，分层注水工艺管柱主要采用 60~70年代研究开发的常规分层注水工艺技术， 这些管柱结构设计和工具可靠性能较低，分层不 清、管柱有效期短，作业频繁，不仅降低了注水 开发的效果，还大大增加了生产开发成本。针对 常规注水管柱存在的主要问题，我们研制成功了 锚定补偿式分层注水管柱及配套工艺技术。
锚定补偿式分层注水管柱
Y241-114分层注水管柱
Y241-114分层注水管柱
1.主要工艺用途：
用于水井油套分注工艺。
2.管柱结构：水力锚+Y241油套分注封隔器+坐封球座
3.使用技术条件：
主要用于51/2in ，7.72mm、9.17mm壁厚套管井。
4.工作原理：
（1）座封：管柱到设计位置后，上提管柱封隔器所需坐封距高度，从油管内加压5-6MPa后下放至井口位置，完成封隔器座封，之后继续加压至15MPa，将坐封球座打开，完成整个管柱坐封。
（2）验封：坐封球座打开后，从油管内注水，注水压力至少25MPa，此时套管若无返水则验封合格。
（3）解封：直接上提管柱。
5.主要技术参数：见下表。
Y241-114油套分注管柱配套工具主要技术参数表。
各种分层注水管柱的作用和特点
第二节分层注水管柱分层配水管柱是实现同井分层注水的重要技术手段。
分层注水的实质是在注水井中下入封隔器，将各油层分隔，在井口保持同一压力的情况下，加强对中低渗透层的注入量，而对高渗透层的注入量进行控制，防止注入水单层突进，实现均匀推进，提高油田的采收率。
我国油田大规模应用的分层配水管柱有同心式和偏心式两种。
前者可用于注水层段划分较少较粗的油田开发初期，后者适用于注水层段划分较多较细的中、高含水期。
此外，还有用于套管变形井的小直径分层配水管柱。
一、固定配水管柱（1）结构由扩张型封隔器及配水器等构成。
（2）技术要求各级配水器（节流器）的起开压力必需大于 0.7Mpa，以保证封隔器的坐封。
（3）存在的问题更换水嘴时必须起管柱。
二、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，故应从下而上逐级投送，由上而下逐级打捞。
（3）存在问题受内通径的限制。
一般三级，最多五级。
三、偏心配水管柱这套管柱的主要特点是，应用偏心配水器能实现多级细分配水，一般可分 4～6 个层段，最高可分 11 个层段；可实现不动管柱任意调换井下配水嘴和进行分层测试，能大幅度降低注水井调整和测试作业工作量。
而且测任意层段注水量时，不影响其它层段注水。
1、偏心配水管柱（I）（1）结构由偏心配水器、压缩式封隔器、球座和油管组成。
（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。
③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（II）（1）结构主要由扩张式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。
四、桥式偏心注水管柱（1）结构由桥式偏心配水器、压缩式封隔器、球座和油管组成。
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辛17-21井油管的腐蚀情况
胜采3-3-6井3年油管及丝扣腐蚀照片
临盘的P1-46井油管内径变为28mm。L13-24井下管柱 三年，起出管柱后在1000m以下有300多个圆洞，最大 孔径40mm。
3、封隔器方面
40%
K344封隔器易 层间串通； Y341封隔器洗 井通道太小； 上提解封封隔 器易自动解封； 下放解封封隔 器解封不彻底。
长寿命分层注水管柱及配套工艺技术
注水是保持地层能量、提高采收率的重
要手段。而分层注水能有效防止注入水 的单层突进现象，可减少层间矛盾，提 高波及系数和水驱采收率。分层注水管 柱是分层注水的井下通道，其性能好坏 直接影响注水开发效率。
目前国内大多油田的多层系油藏普遍采用分 层注水的开发方式，分层注水工艺管柱主要采用 60~70 年代研究开发的常规分层注水工艺技术， 这些管柱结构设计和工具可靠性能较低，分层不 清、管柱有效期短，作业频繁，不仅降低了注水 开发的效果，还大大增加了生产开发成本。针对
④封隔器系列化
即封隔器外径尺寸尽量增多，使之与套管内径 相适应，任何尺寸的套管都有与之相适应的封隔器 规格可供选择。如：对于51/2″套管，根据套管壁 厚的不同其封隔器外径就有 110mm 、 112 mm 、 115
mm、118 mm、121 mm等一系列尺寸规格可供选择，
从而减小了封隔器密封间隙，有效提高密封压力。
测试配套技术主要由 GZF 高压注水防喷器、液力助捞器以 及配套的电磁流量计测试工艺组成。其工作原理为：
测试 :将流量计装入防喷器内，安装调试好防喷器。接通电源， 即可把仪器顺利下井进行测试。测试完毕后反转电机即可把仪
器顺利起出，就可取得测试结果。
调配打捞：用录井钢丝悬挂液力助捞器，通过高压注水防喷器
取得的效果
改善了井下管柱的技术状况，提高了管
柱工作寿命 降低了注入压力，提高了单井注入量 提高了测试成功率，提高了注水有效率 顺利实现了各油田注水目标的实施
注水管柱可以满足分层配注水量的需要，使得周围油井 见效明显，下面以C71-31注水井为例，说明其应用效 果。该井对应油井为C71-21、C71-16采油井。整个对 应井组产量提高非常明显见下图。长寿命管柱井能实现 分层有效注水，其增油效果显著。
（2）研制新型注水封隔器
①封隔器密封件加了防突机构。在封隔器密封元件的 端部安放肩部保护材料，用来覆盖封隔器和井壁间的 环行间隙，阻止和限制封隔器工作时密封件发生的应 力松弛现象，从而提高和保持接触应力以获得长时间 的密封。我们在Y341注水封隔器上采用了软金属护罩， 如图所示，在套管尺寸、井温、井深相同条件下，其 工作寿命比不加护罩延长1.5倍，而其密封压力也由原 来的不足15MPa提高到35MPa以上，效果较好。
人工井底
2.油管和工具腐蚀结垢严重
腐蚀
1. 普通油管、修复管抗腐蚀性能较 差，防腐涂料油管涂层脱落，镍 磷镀油管钳夹持处破损。 2. 水质不达标、腐蚀严重。 油管漏失、强度下降。
结垢
1.地层温度变化。 2.水质不合格。 影响注水压力和测试调配。
检换管和测试发现问题的井41.3%。在近三年的换管管柱 和工具描述中，三年以上的油管腐蚀、结垢率达100%， 油管报废率达80%。如滨南的利33-34、利21-1、滨7927、滨73-2 等 注水井，管柱的内径 由62mm缩至 25mm~40mm；临盘的P1-46井，油管内径变为8mm， 水嘴也被完全堵塞。
3.外流式电磁流量计测试工艺克服了空心 测试时更换密封段逐级测试的缺陷，并 且实现了数据智能化处理，消除了人为 因素的影响，保证了测试资料的真实性。 4. 液力助捞器充分利用了管柱反洗井功能， 提高打捞工具的打捞力，利用录井钢丝 就可捞出芯子，具备节能降耗的特点， 同时也可一级打捞或多级同时打捞。
长寿命分层注水管柱及配套工艺技术
一.常规注水管柱应用及性能分析
二.长寿命分层注水管柱及配套工艺技术
三.现场应用情况 四.结束语
应用概况
该管柱能够有效地减轻压力和温度变化造成的 管柱伸缩，改善管柱的受力状况，延长封隔器 及井下工具的使用寿命。在胜利、长庆等油田 应用300余井次。其中最大井深达到3400m， 最长工作时间达到30个月，目前继续有效。据 统计胜利油田在应用该管柱后，平均综合分注 率由76.4%上升到94.5%，层段合格率由48.6% 上升到70.7%。
ZJK配水器在整体设计上具有以下特点：
①中心管上设计了轨道控制销钉的活动规律，满足了封隔器 坐封及直接检查管柱密封需要，不需要投捞死芯子可直接注 水，简化了施工工艺，较好地解决了水力压缩式封隔器多级 使用的问题。 ②ZJK配水器设计了新式的过孔盘根，停注时关闭配水器， 较好地解决了洗井时洗井液经配水器进入油管的问题，保证 了洗井彻底和停注时的层串问题。 ③ZJK配水器设计了安全销钉，在下井过程中，如油管压力 发生变化，控制机构不动作，保证了其工作的可靠性。 ④ZJK配水器所有零件的表面都采用了镍磷镀防腐处理，提 高了其可靠性和灵活性。
2.工作原理 A.封隔器坐封
将分层注水管柱下到设计井深后，从油管内 打入高压液体，水力锚和水力卡瓦在液压的作 用下撑开，整个注水管柱被下端的水力卡瓦和 上部的水力锚支撑锚定。同时各级Y341封隔 器在液压作用下同步完成坐封和锁紧。ZJK配 水器的活塞在液压作用下进入短轨道的上死点， 坐封完毕后，油管泄压，此时，封隔器仍然保 持密封状态，ZJK配水器的活塞在弹簧力的作 用下沿轨道转向，进入注水轨道。
锚定补偿式注水管柱的技术参数
项 目 单位 MPa 常压注水管柱 ≤15 ≤45° 高压注水管柱 ≤35 ≤45° ≤120（160） 适用注水压力 适用井斜 适用井温
℃
mm
≤120（160）
使用套管
117.8mm~127.8mm和 153.8mm~163.8mm 16~20 2~4 1000（单级）
座封压力 分注层数 补偿距
MPa 层 mm
锚定补偿式分层注水管柱技术特点
（1）管柱上部锚定和下部支撑，能有效克服 管柱的蠕动，提高封隔器等配套工具的使用 可靠性；管柱上部设置了补偿器，能补偿注 水管柱在温度效应和压力效应下的伸缩，改 善管柱的受力条件。
锚定补偿式分层注水管柱技术特点
（2）该管柱既能实现细分层注水，又能保护油层以 上套管，基本上克服了常规分层注水管柱存在的缺 陷，是目前国内比较先进的分层注水管柱，能够满 足目前高含水期油田注水开发的需要。对于层间压 差很大、一般防蠕动措施较难解决、套管情况相对 较好的分层注水井，此种管柱的优越性体现得更加 充分。 该管柱可根据使用配水器的不同，分为空心分层注 水管柱和偏心配水管柱。其中，空心分层注水管柱 除具备上述特点外还具有以下特点：
Y341注水封隔器护罩
②封隔器胶筒材料进行了优化选择。 对高温井选择了新型密封材料氰化丁腈橡胶，有效 提高了封隔件抗老化性能，提高了其工作可靠性。 有效提高密封压力。 ③选择了合理的密封件几何参数以及与之相关的 座封力、压缩距。 对密封胶筒一改中胶筒密封的传统，采用双胶筒密 封，提高了密封压力。经过试验对坐封力实现了优 化，采用了双活塞坐封，确定了其相应的坐封力， 提高了其工作可靠性。
常规注水管柱存在的主要问题，我们研制成功了
锚定补偿式分层注水管柱及配套工艺技术。
长寿命分层注水管柱及配套工艺技术
一.常规注水管柱应用及性能分析
二.长寿命分层注水管柱及配套工艺技术
三.现场应用与效果 四.结束语
常规管柱结构特点性能分析
常规分层注水管柱图
1.管柱结构问题
管柱的支撑点：悬挂于井口，没有锚 定机构。
注水层位
空心配水器
封 隔 器
注水层位
空心配水器
封 隔 器
注水层位
空心配水器
注水井工作状态改变（注水、洗井、 关井等状态之间的相互转换）往往会 导致温度和压力变化，导致管柱伸长 或缩短。
理论计算表明，每1000m（钢级N80） 27/8 油管温变20℃时的伸缩量约有 0.312m。
循环凡尔 筛管 丝堵
偏 心 • 堵塞器捞不出、投不进，其主要原因 配 是腐蚀、结垢所造成的。 水 器
长寿命分层注水管柱及配套工艺技术
一.常规注水管柱应用及性能分析
二.长寿命分层注水管柱及配套工艺技术
三.现场情况 四.结束语
长寿命分层注水管柱及配套工艺技术
一.锚定补偿式分层注水管柱 二.液力助捞测试配套工艺 高压井口注水防喷器 液力助捞器 电磁流量计测试工艺
从油套环空注入洗井液，在液压的作用 下，Y341封隔器的反洗通道被打开，注 入水将沿此通道，经底部的筛管和底球 从油管中返出，达到洗井的目的。
2.工作原理 D.测试调配
从油管内下入测试仪器，即可进行逐级
测试。调配时，下入打捞工具将原配水
芯子捞出，调配好水嘴后，重新投入即
可。
2.工作原理 E.解封
管柱需要解封时，油管泄压后直接上提 管柱，释放封隔器内部的锁紧机构，即 可实现管柱解封，顺利起出井下管柱。
3.技术创新与改进
（1）优化了分层注水管柱结构 管柱结构中采用了水力锚和支撑卡瓦，通过对 管柱的上部锚定和下部支撑，能有效克服管柱的蠕 动，提高封隔器等配套工具的使用安全性；水力锚 和水力卡瓦均设计为低压启动，能有效减少压力效 应对管柱的影响。同时管柱上部设置了补偿器，能 补偿管柱温度和压力效应下的伸缩，改善管柱的受 力条件，缓解了管柱的螺旋效应和弯曲效应，避免 了封隔器随管柱的上下蠕动，提高了封隔器的使用 寿命。
2.工作原理
B.注水
注水压力作用下沿长轨道 上移，打开注水通道，实现注水。补偿器处于 自由伸缩状态，能够补偿管柱蠕动引起的长度
变化，保证了封隔器位置固定不动，从而改善
了封隔器的受力条件，提高封隔器及管柱的工 作寿命。
2.工作原理 C.反洗井
锚定补偿式分层注水管柱 1.管柱结构