井下智能注采工艺技术在河南油田的应用

石油地质与Ｔ程　ＰＥＴＲ（）Ｉ　ＥＵＭ　ＧＥＯＩ　ＯＧＹ　ＡＮＤ　ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ　第３１卷　第１期　

文章编号：１６７３—８２１７（２０１７）０１—０１２１—０３　井下智能注采工艺技术在河南油田的应用　

李　洲　，马宏伟　，张　朋　，张景辉　，程连文　，杨　宽　（１．中国石化河南油田分公司石油Ｔ程技术研究院，河南南阳４７３１３２；２．中国石化河南油田分公司采油二厂）　

摘要：河南油田经过４０余年的开发，已经进入特高含水开发后期，储层非均质严重。油层水淹状况复杂，剩余油潜　力的认识与挖潜难度大。针对以上问题，研发了以压控循环注水开关器、磁控循环注水开关器及智能找堵水开关　器为核心工具的自动循环分层周期注水、智能分层找堵水工艺技术。该技术在河南油田推广应用６１井次，累计增　注５．９×１０　ｍ。，控制无效注水６．６×１０　ｒｎ　，增油６　３１０　ｔ，降水１７．７×１０　ｉｎ。，创效益１２３１万元，有效地解决了现　有技术中存在的细分层周期注水投捞调配工作量大、找堵水工艺工序复杂和地层认识准确率低的问题，取得了良　好的经济效益。　关键词：河南油田；采油技术；分层注水　中图分类号：ＴＥ３５７．６　文献标识码：Ａ　

河南油田是典型的细分注水开发油田，东部注　水主力区块有双河、下二门、魏岗、古城、王集等八个　油田，探明地质储量１９　８３９．３×１０　ｔ，动用储量１７　９４２．３×１０　ｔ，占总动用储量的７０．３　Ｉ　。经过４０　余年的开发，油田进入特高含水开发后期，储层非均　质性严重，层问层内渗透率差异大，层间层内矛盾突　ｌ叶｜，许多主力区块含水高达９５　以上，采收率在　４０　以上，传统的“强注强采”开发工艺面临经济开　采极限的挑战。目前需要考虑在经济开采前提下，　动用层内零散的中低渗透层带。　自动循环分层周期注水工艺技术是国内高含水　开发油田探索低成本的一种增产手段［　ｌ。自动循环　分层注水工艺可以实现分层周期注水，解决层间干　扰对笼统周期注水的影响，将周期注水提高采收率　原理应用于厚油层层内，扩大层内零散分布的低渗　透层带剩余油动用程度。这项工艺改变了现有的分　层注水投捞测试Ｔ艺，不用起下仪器投捞调配，依靠　循环开关器自动的循环分层注水、地面调配水量，可　以避免投捞测试遇阻遇卡带来的返工作业、水嘴堵　塞无法正常分注、井下分层水量不清等问题，提高分　层注水效果。　

１　自动循环分层周期注水工艺技术　这套工艺包括两项技术：自动循环液压控制分层　周期注水技术和自动循环磁控分层周期注水技术。　该技术现场试验１６井次，工艺成功率１００　。　Ｔ作时间最长达到２５个月，液压调层累计３９层，成　

功３７层。累计增注５．９×１０　ＩＴＩ。，累计控制无效注　水６．６×１０　ｍ。，避免投捞测试３２０井次，对应油井　增油１　１６０　ｔ。现场试验表明，该项Ｔ艺达到了耐温　１２０”Ｃ，耐压３０　ＭＰａ，有效期１８个月的技术指标。　１．１　自动循环液压控制分层周期注水工艺管柱　自动循环液压控制分层周期注水工艺管柱示意　图见图ｌ，主要由循环注水开关器、注水封隔器、水　力锚、控制洗井阀、球座、筛管、丝堵等组成。　

ｌ注入屡ｌ　ｌ　ｆ　Ⅱ　ｌ　循环注水‘　■　一　封隔器　Ｉ注入层２　循环注水：　水力锚　■　■　

ｔ　，　注入屡３　ｌ　Ｒ只　循环注水：　

—１．　控制洗井Ｉ　■　球座　

量　筛管　

±　毒占　

图１　自动循环液压控制分层周期注水工艺管柱示意图　

收稿日期：２０１６—０５—３１　作者简介：李洲，工程师，硕士研究生，１９７８年生，２００９年毕业于　河南科技大学机械设计及自动化专业，现从事井下工具研究与　应朋工作。　・１２２・　石油地质与工程　２０１７年第１期　工艺原理：循环注水封隔器下井到预定位置，地　面打液压坐封封隔器，实现层间封隔；根据时钟进　程，到达压控开关器开启时间，开关阀打开；到达压　控开关器关闭时间，开关阀关闭；压控开关器按照一　定周期依次自动循环开启和关闭，进行单层循环注　水。　１．２　自动循环磁控分层周期注水工艺管柱　自动循环磁控分层周期注水工艺管柱示意图见　图２，主要由磁控循环开关器、注水封隔器、水力锚、　控制洗井阀、球座、筛管、丝堵等组成。　■１　垫　注＾屡ｌ　Ｉ　Ｉ　ｌ　＿＿Ｉ　卜＿－一封　墅一　－　—●　＿ＩＩ　控循　注入层２　Ｉ。　水力锚　一　■　注入层３　ｌ　ｃ　Ｉ　：磁控循环开　控制洗井阀　■　球座　匿　筛管　二丝堵二二　器１　器３　图２　自动循环磁控分层周期注水工艺管柱示意图　工艺原理：通过井下带磁控功能的循环注水开　关解决注水井多层同时自动循环的注水问题。管柱　下井后，地面打液压坐封封隔器，实现层问封隔，磁　控循环注水开关器设计霍尔传感器及信号处理控制　系统。通过地面钢丝下入永磁控制器，在磁控循环注　水开关器附近，按照特定时间永磁控制器通过循环　注水开关器次数的多少，组成多组磁信号编码，对应　相应的控制功能，井下磁控循环注水开关器接收到　磁信号编码，和下井时的设置比对，从而控制电机相　应的转动，控制开关阀的开启、关闭以及开度大小，　实现磁控分层注水。　２智能分层找堵水工艺技术　该工艺包括了两项１二艺技术管柱：智能分层丢　手堵水１二岂管柱、智能分层泵封一体化丁艺管柱。　该项技术现场应用６２井次，ｌＴ艺成功率　１００　。其中水平井１０井次，成功实现了自动程序　换层找水１２２次，并成功实施压控换层堵水８０次。　开关器动作均按照设计方案执行，封隔器分层密封　良好、解封稳定可靠，工艺管柱最长有效期已达２４　个月，累计增油８　０００　ｔ，降水５．６×１０　ｒｎ　，减少占　产时间４０４天。重新找到日产油能力大于１　ｔ潜力　层５８层，优化了措施井开采方案。　２．１　智能分层丢手找堵水工艺管柱　针对井况液面低、液量少、泵深在水平段附近、　层段数小于５的分段射孑Ｌ井，研究出智能分层丢手　找堵水工艺管柱　］。管柱示意图见图３，主要由抽　油泵、智能开关器、封隔器、丢手接头等组成。　

图３　智能分层丢手找堵水工艺管柱　工艺原理：分层管柱下至设计位置后，从油管施　加液压１５　ＭＰａ坐封Ｙ４４１封隔器和Ｋ３４１封隔器，　继续升高压力至２０　ＭＰａ丢手脱开，到达设定时间　后，第１段智能开关自动打开，其余段的智能开关还　处于关闭状态，通过产液分析，即可判断该段是否为　高含水段。生产用时到达设定时间，第１段智能开　关自动关闭，然后第２段智能开关自动打开，完成对　第２段的找水工作后又自动关闭。以此类推，按顺　序分别完成其余段的找水。通过各段的产液分析，　确定需要生产其中的一段或多个段后，通过人丁控　制的方法打开对应段智能开关。地面泵车通过环空　输送液压编码，智能开关的压力传感器接收到打开　信号后，打开通道，对应智能开关打开。这样就实现　对指定一段或几段的开采。需要换层开采时，同样　采取人工控制方法，控制不同智能开关的开启和关　闭，实现换层。　２．２　智能分层泵封一体化找堵水工艺管柱　针对液面高、液量足、层段数小于３的分段射孔　井，研制　智能分层泵封一体化找堵水丁艺整体管　柱，采用双向连通阀从套压坐封封隔器，采用存储式测　压开关器进行找水、堵水。管柱示意图见图４，主要由　抽油泵、双向连通阀、智能开关器、封隔器等组成。　＿Ｔ艺原理：分层管柱下至设计位置后，从油管施　加液压坐封封隔器，到达设定时问后，第１段智能开　关自动打开，其余段的智能开关还处于关闭状态。　李　洲等．井下智能注采Ｔ艺技术在河南油田的应用　・　１２３・　图４智能分层泵封一体化找堵水工艺管柱示惹图　通过产液分析，即可判断该段是否为高含水段。生　产用时到达设定时间，第１段智能开关自动关闭，然　后第２段智能开关自动打开，完成对第２段的找水　工作后又自动关闭。以此类推，按顺序分别完成其　余段的找水。通过各段的产液分析，确定需要生产　其中的一段或多个段后，通过人工控制的方法打开　对应段智能开关。地面泵车通过环空输送液压编　码，智能开关的压力传感器接收到打开信号后，打开　通道，对应智能开关打开Ｉ　Ｉ。这样就实现对指定一　段或几段的开采。需要换层开采时，同样采取人Ｔ　控制方法，控制不同智能开关的开启和关闭，实现换　层。　

３　结论　（１）循环分层周期注水技术满足了注水井智能　分层周期注水的需要。该技术能够按照自动程序控　制开关器的开启和关闭，并且可以通过地面开关阀　门发送压力信号，随时改变开关器的Ｔ作状态，还叮　以通过下人磁信号控制器，调节开关器水嘴大小，不　再需要下入传统的投捞调配测试仪器进行投捞调　

ｔ蛐　ｔ　胂　曲　辨　ｉ　配，实现了注水井智能化分层周期注水，降低一线员　工的劳动强度。达到了耐温１２０℃，耐压３０　ＭＰａ，　有效期１８个月的技术指标。　（２）井下智能分层找堵水工艺技术满足了油田　开发后期一趟管柱找水、堵水的需要。该技术能够　在井下对各个层段自动循环开采，通过计量化验，确　定各层段的油水产状　］。在认清各储层状况后，按　照一定的压力编码顺序，通过地面打压，可以控制找　堵水开关器的开启和关闭，实现一趟管柱找水、堵　水。达到了耐温１２０℃，耐压２５　ＭＰａ，解封负荷５０　～８Ｏ　ｋＮ，平均有效期１８个月的技术指标。　（３）该技术研究成果在河南油田推广应用６１井　次，累计增注５．９　Ｘ　１０　ｍ。，控制无效注水６．６×１０　ＩＴＩ。，增油６　３１０　ｔ，降水１７．７×１０　／１１。，减少作业费用　４９９万元，创产值４４２８万元，创效益１２３１万元，取　得了良好的经济效益和社会效益。　参考文献　Ｅ１］张琪．采油Ｔ程原理及设计［Ｍ］．山东东营：石油大学　出版社，２０００：１０５—１２０．　［２３伍超东，李胜．汀刚元，等．井下智能找堵水分层采油技　术［Ｊ］．石油天然气报，２００８，３０（３）：３７６—３７８．　［３３王小勇，黎明志，王磊，等．水平井智能分段开采Ｔ艺管　柱的研制与应用［Ｊ］．石油机械，２０１３，４１（６）：９７一Ｉ１４．　［４］李洪，牛丽，谢小蓉，等．一种新型的水平井智能找堵水　技术［Ｊ］．内汀科技，２０１２，１２（５）：９６—９７．　［５］李德儒，杨岁霞，宋俊岭，等．机械式找堵水技术在＾‘城　油田的应用［Ｊ］．河南石油，２００６，３（５）：８７—８８．　编辑：张　凡　ｔ　驰　，　９９　９９　９　ｉ　９　ｔ　关于２０１６年第６期朱亚林论文的补充　

由于编校疏忽，刊登在本刊２０１６年第６期的《上畛子地区长６储层有效厚度下限研究》一史出现了部分内容缺失．影响ｒ　文章的完整性，在此编辑部对作者深表歉意，并补充内容如下。　（１）第５个参考文献应为：李烨，司马立强，闫建平，等．低孔低渗致密砂岩储层物性下限值的确定——以ＪＩＩ中Ｐ地区须二　段气藏为例［Ｊ］．天然气１一、ｆ　，２０１４，０４：５２—５６．　（２）在“结论”前增加：低渗透油层夹层扣除标准。油层内部常夹有泥质岩层或致密岩层，它们并没有提供工业油流，计算　有效厚度时应该　以扣除ｌ１　１。　物性夹层：在电测曲线』：表现为比有效厚度标准低，微电阻率曲线接近重合，说明储层物性较差，岩性致密。在剖面中泥　质夹层和物性夹层较多。　钙质夹层：在测井曲线ｌ　。电阻率表现为高值，微电极则表现为高峰刺刀状，自然电位网返，声波时差表现为明显的低值。　这类夹层在剖面中少见。　以上原则是经过大量观察测井曲线得出的，从而保证了有效厚度可以真实反映储层的含油程度以及产油程度。考虑到　本　测井曲线的纵向分辨能力和解释精度以及油田生产中压裂工艺的实际水平，对有效厚度的起算和夹层的起扣厚度作如　下规定：①有效厚度起算厚度确定为０．４　ｍ；②夹层起扣厚度为０．２　ｍｌ６】。