SAGD直井小直径注汽工艺管柱技术研究

SAGD直井小直径注汽工艺管柱技术研究

摘要：最近几年，随着辽河油田稠油油藏开发进程的加快，对不同区块稠油开发方式进行了大量的基础研究工作，研究表明针对生产井的蒸汽吞吐在多周期开采情况下都难以获得较高的采收率，相对而言SAGD却能够经济有效地开发这种油藏，凸显了重力泄油开采技术作为接替蒸汽吞吐开采稠油的最佳生产方式。目前SAGD间歇注汽后，部分直井由于套管变形损坏采用127MM套管补贴，因此对相应的SAGD直井小直径注汽工艺管柱及其配套工具进行技术研究用以满足SAGD间歇注汽需要。

关键词：SAGD注汽；套管变形；小直径

1.概述

稠油油藏进行热采开采，需根据井下状况及开采效果适时调整单井配注量，必要时进行间歇注汽。SAGD生产过程中大部分都要间歇注汽，由此产生了与注汽相关的技术难题。就蒸汽吞吐、蒸汽驱、蒸汽辅助重力泄油和水平裂缝辅助蒸汽驱等方式适合超稠油开发的可能性与经济性进行了比选，对于超稠油或天然沥青这种原油粘度非常高在初始油藏条件下根本没有产能、吸汽能力非常差的油藏，SAGD能够经济有效地开发这种油藏，凸显了重力泄油开采技术作为接替蒸汽吞吐开采超稠油的最佳生产方式。SAGD直井小直径注汽工艺管柱技术研究是目前油田生产过程中急需解决的技术关键，目前的主要问题一是常规吞吐、汽驱均依靠注汽封隔器来实现长期有效的密封，但一般的封隔器无法实现蒸汽驱降温后的二次密封；二是目前SAGD间歇注汽部分直井由于套管变形损坏采用127MM套管补贴，需要研制相应的配套工具满足SAGD间歇注汽需要。

2.SAGD直井小直径注汽工艺管柱结构及技术原理

稠油油藏SAGD技术开发模式及特点决定了其开发效果的好坏与注入蒸汽干度有着密切关系，配套的注汽管柱要达到间歇注汽要求，其配套工具的高温长效密封件必须有效提高重复密封性、耐冲蚀性能，降低热损失。

管柱结构由上到下依次由真空隔热管、压力补偿式隔热型汽驱伸缩管、真空隔热管、小直径注汽封隔器、油管、喇叭口等工具组成。SAGD直井小直径注汽工艺技术是涉及整体汽驱管柱的座封、解封、长效密封、整体管柱热补偿以及整体管柱长效隔热的综合性的配套技术。

其中的5 寸SAGD注汽封隔器是一种利用液缸压缩密封件的压缩式封隔器，这种压缩式封隔器的优点是无锚定热力坐封，上提管柱解封，是稠油油田注蒸汽采油的理想工具。可用于笼统，分、选层稠油注汽井。适用于5寸套管，井温小于350℃的稠油注汽井。该封隔器具有如下特点：利用蒸汽的热能自动座封，操作简便，简化了施工程序、密封效果好，提高了注汽效果、上提管柱即可解封，解封可靠。

3.SAGD直井小直径注汽工艺管柱配套工具计算分析及试验

3.1 SAGD注汽封隔器的计算分析试验

密封件是封隔器最关键的部件之一，封隔器密封效果的好坏与其关系最为紧密，在辽河油田以往的热采过程中，封隔器密封件的研究改进对于提高注汽管柱的密封隔热效果起着重要作用。在开展的高温长效密封件的研制基础上，我们开展了SAGD高温长效密封件的研制实验。SAGD高温长效密封件的特点应在满足高温长效密封件的基础上，提高耐冲蚀性、往复密封性能。对此开展了金属包裹式密封件的研究，该密封件是在原来的基础上包裹一层薄铜皮，这样既提高了整体强度和耐冲蚀性，也进一步提高了座封后的密封性能，满足间歇性注汽密封的特点。

汽驱用高温密封件是保证深层蒸汽驱注汽管柱长效隔热的关键之一，对超稠油SAGD井，由于油稠，在施工过程中，封隔器高温密封件在起下过程中，由于密封件强度低，易发生损坏。在直井水平井SAGD注汽中，随着温场的变化对注汽井进行调整注汽量，而我们使用的蒸汽驱高温长效隔热管柱，不能满足蒸汽驱变温度注汽的要求，从而影响了管柱密封的使用寿命。

3.2高温密封件金属包裹的研制

对于密封件包裹的研制首先要选择好包裹的材料。因为紫铜具有较好的延展性和柔韧性，因此在密封件外表面采用紫铜，不仅可避免密封件在上、下井过程中不被刮坏，同时可起到耐磨防腐的作用，确保其在重复注汽的条件下仍具有可靠的密封性能。可避免汽驱封隔器密封件在坐封过程中的坐封吨位和注汽中后期出现密封件的损坏。采用厚度不同的四种规格紫铜板，优选设计加工相应的模具进行包裹试验。在密封件进行金属包裹以后，采用100吨液压机和一套模式套管装置对包裹的密封件进行15～18吨二次坐封检验，经过几次的检验以后，出现了金属包裹皮外翻不到位，磨损严重，经过分析认为，由于密封件的金属包裹边缘陷入密封件内部的缘故，这说明密封件的内部支撑力不够，需改进密封件内部的强度，以达到金属包裹皮正常外翻的情况。在原有的密封件编织物的基础上，通过加强骨架延长时间，提高了烧结编织方法，使密封件的性能得到了改善。

4.结论

目前，SAGD间歇注汽隔热技术在已经开始在现场规模实施应用。通过对5 寸SAGD直井小直径注汽工艺管柱技术研究，生产井中的套变小直径井得到了二次利用，节约了大量成本。SAGD注汽管柱选用真空隔热管的同时，相邻隔热管通过隔热管接箍密封器连接，隔热管接箍密封器采用特殊的结构设计，从而大大降低了隔热管接箍处的热点损失，实现高温高压湿饱和蒸汽在长期隔热且无任何热点损失的条件下运载至油层部位。间歇注汽管柱与套管环空的长效密封性能更加可靠、解封更加灵活方便，并且实现中深层稠油油藏注汽条件下多轮次长效密封与隔热，其研究和应用为辽河油田超稠油的开发提供了可靠的技术保障。

参考文献：

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