Ⅲ. 施工简单.由于坐封压差小,通过正常注水既能实现封隔器坐封, Ⅳ. 密封性好.与水力压缩式封隔器相比,由于采用扩张式胶筒并且胶筒内充满高压水,因此胶筒封隔油套环空的能力大大提高.
Ⅴ. 洗井排量大.洗井时封隔器解封,胶筒回收,油套环空既是洗井通道,远远大于压缩式封隔器专门设计的洗井通道.
Ⅵ. 该封隔器可以多级灵活应用,可以重复坐封,地层出砂不会影响封隔器坐封等特点。
●Y341型水力压缩式可洗井封隔器 工作原理
座封:从中心管打压,压力升高到一定值时,防座剪钉被剪断,两级活塞随着压力的升高不断上移,压缩上、下组胶筒,同时卡瓦装臵起作用,直到活塞移至最大行程,完成座封。
解封:上提管柱解封。
主要特点
Ⅰ. 无卡瓦支撑,避免座封时对套管内壁造成伤害; Ⅱ. 液压坐封,上提管柱解封;
Ⅲ. 在座封完成的同时,可以判断出座封是否良好; Ⅳ. 可在不解封的情况下实现反洗井作业。
B、 配水器:根据注水井配注量调整的需要,配水器及其配套的工具应具备可以
更换水嘴等特点。根据其结构特征,一般可分为同心配水器、偏心配水器两种规格。 ●KPX偏心配水器主要结构特点:
Ⅰ.配水阀在工作筒的侧面,不影响工作筒的通径(图10),
Ⅱ.所配套的配水阀直径小,相应的密封断面小,密封容易,同时,由于密封断面小,投捞力量较小,
Ⅲ.成熟的偏心投捞工具配套以及成熟的投捞调配技术,可保证完井后投捞调配工作的顺利进行。
配套堵塞器型号: KPX-20配水阀。
●TX-402、403同心配水器主要结构特点:
Ⅰ.配水器内通径大,配水芯子投放难度小; Ⅱ.捞出工具结构简单,捞出工艺可靠,但起出配水芯子时钢丝承受张力大。
Ⅲ.配水器内通径向下逐级缩小,目前最常用的只有两层分注,即完井管柱上只装有两级配水器,多于两级的多层分注由于同心配水器的内通径向下变得太小而使得分注变得不可靠,因此多层分注一般不采用同心分注。
三、井下分层注水井的投捞调配测试技术
1、投捞调配的目的
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针对注水井井下分注工艺的要求,解决注水井井下配水的需要, 投捞调配工艺技术逐步发展起来。注水井的投捞调配就是结合注水井的井下管柱结构,通过钢丝作业,进行单层测试、判断各个单层的吸水能力,进行井下工具的投捞,改变各个单层的注水条件,满足油藏开发对各个单层配注的需求,以达到油藏合理有效的开发。
p P1 P2 2、投捞调配原理
投捞调配的核心就是调整各单层注水的压力系统,使各层段的注水量均能达到配注的需求。采用的方式就是调整各配水层段的水嘴,结合各个单层的吸水能力,通过水嘴的调整,来调整各注水层段的注水压力,从而达到调整单层注水量的目的(图13)。为此, 我们需要掌握注水井的单层吸水能力、水嘴的嘴损—流量压力关系曲线。为此, 需要对如下概念进行说明
图13 分注原理示意图
P3 A、吸水指示曲线
注水井指示曲线表示稳定
注水条件下,注入压力与注水量之间的关系曲线,如图所示,纵坐标表示井口注入压力,Mpa;横坐标表示注水量,3
m/d。
B、吸水指数
图 注水井吸水指示曲线
3
吸水指数表示单位注水压差下的日注水量,单位为m/(d.MPa) 吸水指数=
日注水量日注水量=
注水压差注水井流压?注水井静压吸水指数的大小表示油层吸水能力的好坏。正常生产时,不可能经常关井测注水井的静压,所以采用测指示曲线的办法取得在不同流压下的注水量,一般用下式计算吸水指数。 吸水指数=
两种工作制度下日注水量之差
相应两种工作制度下流压之差从图所示的指示曲线可直接计算该油层的吸水指数K
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K=
Q2?Q1
p2?p1 (1)
C、 分层吸水能力及测试方法
分层吸水能力可用指示曲线、吸水指数、试吸水指数等指标表示,还可用相对吸水量表示。相对吸水量是指在同一注入压力下,某一层吸水量占全井吸水量的百分数
相对吸水量=
小层吸水量×100%
全井吸水量层1 P 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,就是在P2 层2 一定压力下测定沿井筒各射开层段的注入
P1
量(即分层注入量,一般用相对吸水量表示),目的是为了掌握各小层的吸水能力来进行合理分层配注。一般通过放射性同位素载体法测定注水井的吸水剖面。一般用各层Q Q2 Q1 的相对吸水量来表示各层吸水能力的大小。
图13 注水井分层注水指示曲线
另一类就是在注水过程中直接进行分层测试,就是用特定的井下流量计、压力计、
温度计在正常注水或人为改变注水井工作制度的条件下,测定每个层的压力、流量等在正常注水或在不同的工作制度下的一系列数据点。测定的结果是绝对吸水量,结合对应的压力,可整理分层指示曲线,从而判断吸水能力,然后按照地质要求对各层进行配水。
通过多功能井下流量计在分层注水井中直接进行分层测试是目前广泛应用的测试手段和技术。测试结果进行简单整理后,可绘制出如图13所示的分层指示曲线,
D、 嘴损-流量关系曲线
◆ 流体在园管中流动遵循以下的公式
Q=K*A*ΔP (1) Q——流量 A——过流面积
ΔP——管子前后压差
K——管损系数,与材质、管内壁光滑度有关,通过实验得到。 实际应用中更多使用的是管径,因此,公式(1)可改写为
2
Q=K*D*ΔP (2) D——管径
◆ 嘴损
当管径和长度缩小到一定程度,管流就成为嘴流,园管也就成为水嘴。
水嘴的主要作用就是截流。分注井就是依靠井下水嘴的截流来对单层注水量进行控制。
井下水嘴一般采用的是陶瓷水嘴,它的嘴损系数通过实验得到。结合公式(2),可以得到偏心和同心嘴损的经验公式。
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Q2) 22.456877*DQ2ΔP=() 23.474024*DΔP=(
(3) (4)
公式(3)为偏心配水器嘴损公式,公式(4)为同心配水器嘴损公式。由这两个公式,可做出不同流量,不同水嘴直径的嘴损曲线。
依靠这两个嘴损曲线图板,可完成同心和偏心分注井的井下水嘴的选配。
计算步骤如下:
◆ 绘制单层注水指示曲线
通过单层测试的数据绘制各层的吸水指示层1 曲线,图18是各层真实的注水指示曲线。同P 时可拟合出两个注水层的两条直线方程。
Q1=K1* P1+Ps1
层2 P2配 P2=K2*Q2+Ps2
P1K——吸水指数
Ps——启动压力
这两个数是方程中的已知数。
我们的目的就是要使该层的注水量达到配
Q2配 Q1配 Q 注要求,从以上公式可计算出完成该层配注Q
也可直接在指示曲线上配所需的注入压力P配,图18 注水井分层注水指示曲线
查出配注压力,如图18所示。 ◆ 计算嘴前压力
井口压力P井口已知,各配水器深度已知,可计算出各配水器处的静液柱压力 P静=ρH g
ρ——注入水密度,m3/kg H——配水器深度,m G——重力加速度,m/s
配水器处的压力即嘴前压力P嘴前=P井口+ P静 ◆计算嘴损
完成配注所需的注入压力P配即为经水嘴截流后的嘴后压力,需要截流的压力即嘴损为
ΔP=P嘴前 - P配 有了嘴损,在某一个配注水量下,就可以在嘴损曲线图板上查到这个水量下所需的水嘴尺寸。
3、捞调配的配套仪器
随着各油田小层细分的研究,分层开采和分层注水技术得到了长足的发展,特别是随着科技的进步,采油设备和测试仪器的智能化使得分层注采的实施更加合理和科学化。这些设备的应用使得分层注水的实施更加便捷和合理。目前我们所采用的配套仪器主要有电磁流量计、偏心验封仪、同心验封仪等。
A、 电磁流量仪可测量各层的注水量
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