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[摘 要]本文主要详细分析了胜利浅海油田同心双管注水工艺及其技术指标，对今后浅海油区注水井的管理有一定的借鉴。
[关键词]胜利浅海；同心双管；注水
中图分类号：V235 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）11-0007-01
1 前言
胜利油田浅海油田疏松砂岩油藏分布范围较广、储量大，产量占有重要的地位。浅海油田受地理环境限制，多采用的是以井组卫星平台为中心，打丛式井组、定向斜井的布井方式。为尽快收回投资，取得较好的经济效益，方案部署时采用一套层系、大井距开发，故注水后出现比陆上相似油田更加严重的层间和平面矛盾；同时，由于地处海洋环境，钻采工程和中心平台、注采管网、流程等海工设施建设周期较长，施工能力有限，注水措施实施滞后，未进行分层注水或分层不严格，配注能力不足，注采比达不到要求，导致地层压力下降严重。因此，研究制定一套有效的分层注水技术具有重要的意义。
目前我们采用的双管注水可以实现大压差油层的有效分层注水，地面调配，具有测调简单的特点。正因如此，双管注水非常适合于胜利浅海油田应用，可以解决海上单管注水测调工作量大的问题。目前双管注水主要在陆上油田应用，最多实现了3油层封隔注水，考虑到浅海的安全要求，根据设计要求，增加了井口及井下安全装置，并注水管柱组合及井下分层密封、注水装置等配置进行相应的改进。
本文主要分析了胜利浅海油田同心双管分层注水管柱的工艺及配套参数，并结合实际作业井，介绍了该工艺配套的海上双管安全控制技术。
2 同心双管注水管柱主要工艺内容及技术指标
2.1 同心双管注水管柱图及其工艺原理
工艺原理：
防砂管采用5in防砂管（通径为108mm），并配套相应悬挂封和分层封。注水时，井口采用双悬挂器，由4in油管配注上层，由23/8in油管配注下层，配注量由井口采油树闸门控制；正常注水时通过分层封和密封插头来分隔上下两层，实现分层注水；停注洗井时，液控管线泄压，可分别冲洗双管环空和内管。
环空安全阀用来连接内外两层注水管柱，实现注水环空的开启与紧急情况下的自动关闭，起到防止井喷或溢流的作用。
分流配水器用来达到井下流体分流的目的，内层流体经过由封隔器密封的注水管柱从分流配水器中心通过，外层流体在注水压差的作用下打开注水通道，从外层通过，内外两层流体的流量由井口控制。
井下安装注水安全阀，注水安全阀为单流阀，液体只能从管柱流向地层，安全阀中的大小两个密封球体在不到1MPa的注水压差下即可实现注水，没有注水压差单流阀即自动关闭，防止液体逆流。
在注水管柱中包括两个大小通径的液控封隔器，上部的大通径液控封隔器和防砂管内的液控封隔器。液控封隔器的作用是在液压的控制下实现地层环空的密封，同时可以控制解封，实现全井筒洗井。
在管柱中还包括井下管柱补偿器，补偿器可以实现管柱的密封伸缩，可以保证双管的精确协调性，防止设计或施工中管柱的轻度移位或伸缩产生的偏差。
2.2 井下安全控制技术分析
2.2.1 双控安全阀的应用
在该同心双管注水管柱中，采用了单管双控安全阀。该单管双控安全阀主要包括内管密封总成和环空密封总成两大部分。内管密封总成主要是对内管的单向密封，从而起到安全控制作用；环空密封总成起到对环空的安全控制作用。
工作原理：
单管双控安全阀具有内外两层，正常工作时，由液控管线打压同时打开中心管内密封阀板和环空内密封活塞，下层注水管柱从中心通道通过，配注下层；环空注上层。当有任何问题出现，导致液控管线泄压时，单管双控安全阀都会自动关闭，达到中心管和环空的安全控制。技术指标如表1。
2.3 内外管密封技术的合理利用
该注水管柱创新的的采用了内密封方式，密封圈固定于外管工具密封腔内，内管光管密插下入，有效防止内管跟外管刮碰造成的密封圈失效。 管柱在井下会产生温度效应、活塞效应、鼓胀和反鼓胀效应以及螺旋弯曲效应等，为了使内外管更好的结合密封，必须下内管时加压一定的吨位，以确保管端密封插头进入密封腔，同时消除注水时管柱伸缩对密封的不良影响
2.4 配套工具的参数及组成
2.4.1 大通径液控封隔器
液控封隔器的主要部分包括：上下接头、主体中心管和液控密封橡胶圈等几部分。大通径液控封隔器由主体中心管和液控封隔橡胶圈组成。其主体中心管内径较一般的封隔器的内径要大，可实现大通径的封隔。在到达预定封隔层段，用打压泵通过液控管线对封隔器加压，使胶筒膨胀，与套管接触密封，产生压差，达到分层的效果。性能指标如下：分流配水器的主要包括上接头、中心管、弹簧、凡尔和下接头。分流配水器由中心管和外部注水環套两个主要部分组成。中心管内径大于分层注水内油管的直径，注水时注下层的内油管从配水器的中心管中通过，用封隔器封隔，实现下层注水。外部注水环套上配有弹簧，当注入水通过环套时，注水压差顶开弹簧，使上接头与凡尔座接头分离，注入水从中通过，实现上层注水，从而实现上下层分流的目的。性能指标如下：
2.4.3 补偿器
井下管柱补偿器由本体、挡环、中心管及密封部件组成。补偿器由本体和中心管两个主要部分组成，两个部分之间由“O”型密封圈密封连接，且可以相对密封滑动，滑动到最大限度时，挡环与下接头接触，防止抽离中心管。本体和中心管的两端分别连接管柱，可实现管柱长度的伸缩，且保持密封，可以防止管柱蠕动或拉伸等产生的实际管柱长度与设计长度的偏差带来的危害，自由调节管柱长度。性能指标： 密封性能--20MPa；伸缩长度--0.5m。
3 典型井例应用分析
以胜利油田浅海油区埕岛油田CB27A-6井进行典型井例分析。该井的施工目的：检管、下入同心双管注水管柱；该井的基本数据如下：该井的具体施工步骤如下：
（1）从下到上依次入：导向接头+筛管+反洗阀+外径73mmNU油管2根+配注器73mmNU油管+短节+QHYK344-104封隔器+外径73mmNU油管+分流配水器+外径101mmNU油管＼外径60mmNU油管+QHYK344-152封隔器，后下入油管至安全阀位置；（2）下内管至补偿器位置，连接补偿器和安全阀；（3）安全阀试压35MPa，稳压30分钟无压降后带压下入；（4）继续下入外管至井口，坐外悬挂器，下入内管，坐内悬挂器；（5）装井口后打压封隔器和安全阀，试注。可以看出：（1）管柱下入过程正常，安全阀试压正常；（2）液控封隔器压力稳定，稳压15MPa；（3）上层日均注水100m3，油压6MPa，下层日均注水57m3，油压2.3MPa，分层效果非常明显。该同心双管管柱研究成功后，在现场进行了8井次的应用，施工成功率100%，分注合格率100%，效果显著。
参考文献
[1] 施明华、王艳珍、李宝林.海上油田同心双管分层注水工艺研究与应用.石油机械，2011，5：70～75.
[关键词]胜利浅海；同心双管；注水
中图分类号：V235 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）11-0007-01
1 前言
胜利油田浅海油田疏松砂岩油藏分布范围较广、储量大，产量占有重要的地位。浅海油田受地理环境限制，多采用的是以井组卫星平台为中心，打丛式井组、定向斜井的布井方式。为尽快收回投资，取得较好的经济效益，方案部署时采用一套层系、大井距开发，故注水后出现比陆上相似油田更加严重的层间和平面矛盾；同时，由于地处海洋环境，钻采工程和中心平台、注采管网、流程等海工设施建设周期较长，施工能力有限，注水措施实施滞后，未进行分层注水或分层不严格，配注能力不足，注采比达不到要求，导致地层压力下降严重。因此，研究制定一套有效的分层注水技术具有重要的意义。
目前我们采用的双管注水可以实现大压差油层的有效分层注水，地面调配，具有测调简单的特点。正因如此，双管注水非常适合于胜利浅海油田应用，可以解决海上单管注水测调工作量大的问题。目前双管注水主要在陆上油田应用，最多实现了3油层封隔注水，考虑到浅海的安全要求，根据设计要求，增加了井口及井下安全装置，并注水管柱组合及井下分层密封、注水装置等配置进行相应的改进。
本文主要分析了胜利浅海油田同心双管分层注水管柱的工艺及配套参数，并结合实际作业井，介绍了该工艺配套的海上双管安全控制技术。
2 同心双管注水管柱主要工艺内容及技术指标
2.1 同心双管注水管柱图及其工艺原理
工艺原理：
防砂管采用5in防砂管（通径为108mm），并配套相应悬挂封和分层封。注水时，井口采用双悬挂器，由4in油管配注上层，由23/8in油管配注下层，配注量由井口采油树闸门控制；正常注水时通过分层封和密封插头来分隔上下两层，实现分层注水；停注洗井时，液控管线泄压，可分别冲洗双管环空和内管。
环空安全阀用来连接内外两层注水管柱，实现注水环空的开启与紧急情况下的自动关闭，起到防止井喷或溢流的作用。
分流配水器用来达到井下流体分流的目的，内层流体经过由封隔器密封的注水管柱从分流配水器中心通过，外层流体在注水压差的作用下打开注水通道，从外层通过，内外两层流体的流量由井口控制。
井下安装注水安全阀，注水安全阀为单流阀，液体只能从管柱流向地层，安全阀中的大小两个密封球体在不到1MPa的注水压差下即可实现注水，没有注水压差单流阀即自动关闭，防止液体逆流。
在注水管柱中包括两个大小通径的液控封隔器，上部的大通径液控封隔器和防砂管内的液控封隔器。液控封隔器的作用是在液压的控制下实现地层环空的密封，同时可以控制解封，实现全井筒洗井。
在管柱中还包括井下管柱补偿器，补偿器可以实现管柱的密封伸缩，可以保证双管的精确协调性，防止设计或施工中管柱的轻度移位或伸缩产生的偏差。
2.2 井下安全控制技术分析
2.2.1 双控安全阀的应用
在该同心双管注水管柱中，采用了单管双控安全阀。该单管双控安全阀主要包括内管密封总成和环空密封总成两大部分。内管密封总成主要是对内管的单向密封，从而起到安全控制作用；环空密封总成起到对环空的安全控制作用。
工作原理：
单管双控安全阀具有内外两层，正常工作时，由液控管线打压同时打开中心管内密封阀板和环空内密封活塞，下层注水管柱从中心通道通过，配注下层；环空注上层。当有任何问题出现，导致液控管线泄压时，单管双控安全阀都会自动关闭，达到中心管和环空的安全控制。技术指标如表1。
2.3 内外管密封技术的合理利用
该注水管柱创新的的采用了内密封方式，密封圈固定于外管工具密封腔内，内管光管密插下入，有效防止内管跟外管刮碰造成的密封圈失效。 管柱在井下会产生温度效应、活塞效应、鼓胀和反鼓胀效应以及螺旋弯曲效应等，为了使内外管更好的结合密封，必须下内管时加压一定的吨位，以确保管端密封插头进入密封腔，同时消除注水时管柱伸缩对密封的不良影响
2.4 配套工具的参数及组成
2.4.1 大通径液控封隔器
液控封隔器的主要部分包括：上下接头、主体中心管和液控密封橡胶圈等几部分。大通径液控封隔器由主体中心管和液控封隔橡胶圈组成。其主体中心管内径较一般的封隔器的内径要大，可实现大通径的封隔。在到达预定封隔层段，用打压泵通过液控管线对封隔器加压，使胶筒膨胀，与套管接触密封，产生压差，达到分层的效果。性能指标如下：分流配水器的主要包括上接头、中心管、弹簧、凡尔和下接头。分流配水器由中心管和外部注水環套两个主要部分组成。中心管内径大于分层注水内油管的直径，注水时注下层的内油管从配水器的中心管中通过，用封隔器封隔，实现下层注水。外部注水环套上配有弹簧，当注入水通过环套时，注水压差顶开弹簧，使上接头与凡尔座接头分离，注入水从中通过，实现上层注水，从而实现上下层分流的目的。性能指标如下：
2.4.3 补偿器
井下管柱补偿器由本体、挡环、中心管及密封部件组成。补偿器由本体和中心管两个主要部分组成，两个部分之间由“O”型密封圈密封连接，且可以相对密封滑动，滑动到最大限度时，挡环与下接头接触，防止抽离中心管。本体和中心管的两端分别连接管柱，可实现管柱长度的伸缩，且保持密封，可以防止管柱蠕动或拉伸等产生的实际管柱长度与设计长度的偏差带来的危害，自由调节管柱长度。性能指标： 密封性能--20MPa；伸缩长度--0.5m。
3 典型井例应用分析
以胜利油田浅海油区埕岛油田CB27A-6井进行典型井例分析。该井的施工目的：检管、下入同心双管注水管柱；该井的基本数据如下：该井的具体施工步骤如下：
（1）从下到上依次入：导向接头+筛管+反洗阀+外径73mmNU油管2根+配注器73mmNU油管+短节+QHYK344-104封隔器+外径73mmNU油管+分流配水器+外径101mmNU油管＼外径60mmNU油管+QHYK344-152封隔器，后下入油管至安全阀位置；（2）下内管至补偿器位置，连接补偿器和安全阀；（3）安全阀试压35MPa，稳压30分钟无压降后带压下入；（4）继续下入外管至井口，坐外悬挂器，下入内管，坐内悬挂器；（5）装井口后打压封隔器和安全阀，试注。可以看出：（1）管柱下入过程正常，安全阀试压正常；（2）液控封隔器压力稳定，稳压15MPa；（3）上层日均注水100m3，油压6MPa，下层日均注水57m3，油压2.3MPa，分层效果非常明显。该同心双管管柱研究成功后，在现场进行了8井次的应用，施工成功率100%，分注合格率100%，效果显著。
参考文献
[1] 施明华、王艳珍、李宝林.海上油田同心双管分层注水工艺研究与应用.石油机械，2011，5：70～75.