摘要
轮南油田因为井深、油藏温度高、注入水矿化度高、地层渗透性差等特点，使老油田成熟的分层注水工艺技术难以直接应用。本文通过对轮南油田分注现场试验的评价总结，认为对于超深、高温的轮南油田来说，通过优化管柱结构，采用改进的液力投捞（或钢丝投捞）技术，是适合超深井分层注水开采较可行的方法，对今后的超深井分层注水开发提供了可行的实践指导。
关键词 超深井 分层注水 试验总结 认识
轮南油田是塔里木最早投入开发的大型整装油气田，其主力油藏是三迭系油藏。TⅠ油组是一个边水构造砂岩油藏，天然能量难于补充开发区内的地层损耗，不能满足较高采油速度和较长稳产期的需要，早期采取笼统注水开发。TⅡ、TⅢ油组是底水油藏，先期利用天然能量开发，再采用注水保持能量开发。由于是多油层的油田，储层纵向上非均质性严重，注入水主要沿高渗透层向油井推进，部分油水井之间已经形成了水道，导致开发效果变差。为了充分利用现有的井网，限制油井含水上升速度，把水有效地注入地层，合理分配注入到高、中、低渗透层中的注水量，使层间矛盾得到调整，地层能量得到合理补充，在轮南油田实施了注水井分层配注现场试验，期望在深井中实现分注，确保实现油田长期高产、稳产。
一、分层注水工艺技术研究
分层注水工艺技术在老油田是比较普遍和成熟的，但轮南油田由于井深（注水层中部深度4700m左右）、油藏温度高（120℃）、注入水矿化度高、地层渗透性差等特性，老油田成熟的分层注水工艺技术难以直接运用。针对轮南油田的实际情况，通过优化配注管柱，采用单筒二层配水器加可钻封隔器的管柱结构，并采用改进的液力投捞（或钢丝投捞）注水芯子技术，解决了如下问题：
1、封隔器耐温耐压的可靠性问题
封隔器在120oC、大于50MPa压差下提供可靠密封。
2、由温度效应引起的管柱应力问题
由于井较深且地层温度高，在开始注水和反洗井时井内温度场变化很大，管柱温度效应十分严重，管柱必须避免或将风险降低到最小程度。
3、芯子投捞可靠性问题
对于偏心分注、空心分注等各种不同的分注工艺，在如此深的井中进行芯子的投捞很困难，然而芯子投捞成功率的高低又关系到分注措施的成败，因此所选择的分注结构必须具有较高的芯子投捞成功率。防止芯子捞不出或卡钢丝等事故。
4、大排量注水的分层水量控制和测试问题
如何控制实际注入量，保持各层的相对精度并提供有效的测试和检验手段，将直接影响到分注效果。
二、现场试验情况
经过大量的前期准备工作，于2002年10月对LN2-4-6井进行了油田第一次超深井分层注水试验。按设计方案下入2 7/8″分注管柱后，对TI油组（4756.5-4759.5m、4764.5-4774m）和TII油组（4814-4836m）进行分层吸水能力的测试及水嘴选配，进行分层注水试验。
工序如下：
1、测试下层TII油组吸水能力：将芯子上层装一个死水嘴，下层放空，投入井中，以检验封隔器和插管的密封性。从油管向井内注水，观察套管的压力变化情况。检验结果表明，封隔器和插管密封良好。对下层 TII油组进行分层吸水能力测试，测试数据见表1。
2、测试上层TI油组吸水能力：测试完成后上冲芯子不出，正注、反冲多次仍无效。改为钢丝打捞，取出注水芯子。调换水嘴，将芯子下层装一个死水嘴，上层放空，投入井中，到位后测上层TI油组吸水能力（见表1）。
表1 LN2-4-6井吸水能力测试数据表
序号 | 调试量m3 /h | 油压MPa | ||
TI油组 | TII油组 | TI油组 | TII油 | |
1 | 3.4 | 1.1 | 12 | 7.5 |
2 | 3.0 | 1.4 | 11.6 | 8.3 |
3 | 2.5 | 2.0 | 9.9 | 9.4 |
4 | 2.2 | 2.2 | 8.9 | 9.8 |
5 | 1.6 | 2.6 | 7.4 | 10.8 |
6 | 1.1 | 2.8 | 6.0 | 11.2 |
3、选配水嘴分注：测试完成后用钢丝下放打捞工具，捞上芯子上提至井口，检查芯子，芯子完好。最后，根据地质配注要求，结合上下两层吸水能力选配水嘴，将上层换成10水嘴、下层为空嘴，连接流量计下入井中。流量计测试数据显示：在泵压为12MPa时, 上层实际注入量为110-118m3/d，下层为80-84m3/d ，分注调试完成。
分注技术在LN2-4-6井取得了现场试验有关资料，针对存在的注水芯子无法液力反冲至井口问题进行了相应改进，具备现场再次试验条件，于是选定LN2-3-13井再次进行试验。施工工序与LN2-4-6井相同。测试该井分层吸水能力数据见表2
表2 LN2-3-13井吸水能力测试数据表
序号 | 调试量m 3/d | 油压 MPa | ||
TI油组 | TII油组 | TI油组 | TII油 | |
1 | 336 | 91.2 | 10.6 | 10.4 |
2 | 220.8 | 72 | 8.9 | 9 |
3 | 177.6 | 57.6 | 7.4 | 7.9 |
4 | 134.4 | 48 | 6.0 | 7.1 |
5 | 96 | 33.6 | 4.2 | 6.6 |
由流量计回放的测试结果得出：上层与下层的合注水量与地面流量计的注水量相吻合，表明该井实现分层注水。
三、结论及认识
通过现场试验，我们认为：
1、这种分注工艺在注水芯子的液力投捞、钢丝打捞和分层流量调试方面都达到了要求，现场试验取得了理想结果。为塔里木油田实施分层注水优化奠定了坚实基础。
2、为满足油田大排量分注要求。可以将目前的分注工具改进，具体方法是：调整芯子结构，增大水嘴过流面积，其余部分（液力投捞机构和可钻封隔器完井）延用已试验的模式。
3、钢丝打捞有一定的危险性，尽量使用液力反冲注水芯子，考虑到液力投捞芯子的需要，要求全井使用2 7/8″通径油管。
现有的芯子打捞机构都是与2 7/8油管相匹配的，液力打捞可靠性高，重量较轻，如果改制成31/2″油管内径，势必增加芯子重量，不利于操作，且由于3 1/2″油管内反冲流速小于2 7/8＂油管内流速，芯子的反冲力将大大减小，不能保证冲出井口，虽然3 1/2″油管对减小注水阻力损失有利，但在现有的2 7/8″管柱可以满足分注的情况下，仍然沿用原来的反冲操作和2 7/8″全井通径，不主张使用3 1/2″油管。
4、为保证注水芯子顺利反冲至井口，可对井口做适当改造，消除井口变径，或者是对有变径的井口，做井内二次打捞装置。