编者: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,通过优化管柱结构,采用改进的液力投捞(或钢丝投捞)技术,是超深井分层注水开采较可行的方法,将对今后的超深井分层注水开发提供了可行的实践指导。
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(见图1),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120℃、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)。
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Φ10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
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27/8”通径油管。
现有的芯子打捞机构都是与27/8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31/2”油管内反冲流速小于27/8”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31/2”油管对减小注水阻力损失有利,但在现有的27/8”管柱可以满足分注的情况下,仍然沿用原-来的反冲操作和27/8”全井通径,不主张使用31/2”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。□
参考文献:
[1] 万仁溥等,采油技术手册,北京石油工业出版社,1992
[2] 胡盛忠等,石油工业新技术及标准规范手册,哈尔滨地图出版社,2004