论文部分内容阅读
[摘 要]蒸汽驱同心三层注汽工艺技术是稠油蒸汽驱开发后期的有效稳产技术之一，尤其适用于储层为两层以上、层间油藏物性差异大的中心注汽井。常规的两层汽驱注汽方式因蒸汽指进造成了蒸汽驱井组注汽量失调现象，形成的汽窜通道通常使蒸汽驱生产井汽窜关井现象时有发生，影响到蒸汽驱的稳产形势，而蒸汽驱同心三层注汽工艺技术可以通过调整某一单层注汽量或注汽时间以减缓或消除生产井汽窜现象，并提升其余油层的纵向动用程度，提高蒸汽驱整体驱油效率。
[关键词]蒸汽驱；注汽工艺；同心三层；研究
中图分类号：TE357.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）23-0008-01
1 蒸汽驱同心三层注汽工艺的必要性
辽河油田蒸汽驱开发处于蒸汽驱开发的中后期，蒸汽驱生产井汽窜关井现象时有发生，这种现象主要是由于湿蒸汽的物理性质和非均质油藏对注汽效果的影响造成的。蒸汽、油和水在储层内的渗流过程中，由于蒸汽与油和水密度的悬殊差异，注入蒸汽在油藏中的“超覆”流动随油层厚度的增加而加剧，造成蒸汽驱的体积波及系数降低；又由于蒸汽的粘度大大地低于油层流体的粘度，致使蒸汽驱时指进严重，尤其在非均质油藏中常常发生注入蒸汽沿高渗层窜流，这种汽窜现象是稠油注蒸汽开发井间干扰的特殊现象，是制约蒸汽驱驱油效率的主要矛盾。对于出现过汽窜现象的蒸汽驱中心注汽井，常规分两层注汽已经不能满足现场需要，因此进行蒸汽驱同心三层注汽工艺研究，调整某一单层注汽量或注汽时间以减缓或消除生产井汽窜现象，并可对渗透率极差相对较小的油层进行有针对性的差异化注汽，进一步提高油层的纵向动用程度，提高汽驱整体经济效益。
2 蒸汽驱同心三层注汽工艺原理
蒸汽驱同心三层注汽工艺是涉及整体汽驱管柱的座封、解封、长效密封、整体管柱热补偿以及整体管柱各部分长效隔热的综合性的配套技术。注汽管柱的现场施工过程中需按顺序连接下入配套工具，下放到设计深度后，锚定外管柱后，连接好导向头及内管下放至设计深度，并将悬挂内管于井口之上，之后安装井口准备注汽。
蒸汽驱同心三层注汽工艺中的内外管均采用伸缩热补偿方式，外管采用常规方式，使用伸缩管提供热补偿，注汽内管采用独有的滑动式密封方式，实现全井段注汽内管的热伸长量全部垂直向井下释放，确保内管无弯曲无变形，起下顺利安全。通过控制地面阀门开度配汽更加直观、准确，操作灵活，节约成本。外管完成上层注汽，内管通过定量配汽阀来调节下部两层注汽量，利用注汽优化软件优化注汽孔道大小，即可实现三层注汽。通过重新设计伸缩滑动密封装置和配汽装置的井深位置，即可实现外管通过配汽阀来调整上部两层注汽量，内管完成下层注汽，使该工艺能够适用蒸汽驱非均质油藏的各类中心注汽井。
3 蒸汽驱同心三层注汽工艺结构组成
注汽工艺管柱主要由双管注汽井口、隔热管、锚定器、热补偿封隔器、伸缩滑动密封装置、配汽装置等组成。
3.1 双管注汽井口装置
双管注汽井口在结构上采用内外管分流道设计，使两条流道互不干扰，在井口处不需采用任何密封件就使两流道有效分隔。双管四通的双流道采用的是同心管结构，内管流道为φ50mm通孔，在通孔的下端是1.900TBG油管公扣，外管流道设计形状是与内管同心的四分之三环形孔道，在双管四通距底部40mm的位置处外管流道由环形孔道变成φ160mm圆孔，该圆孔和大四通上的隔热管悬挂器连接的喇叭口相对接，增大蒸汽流通面積，减小蒸汽流动阻力。在操作上，内外管双流道互不干扰，在地面直观调整注汽量，通过等干度分配装置将锅炉产生的湿蒸汽以各种比例调整为两股，分注至内外管内。该井口使注汽量调整更加直观、准确，操作灵活，节约常规投捞成本。
3.2 热补偿封隔器
该热补偿封隔器主要由上接头、密封段、液体扩张剂、、支撑隔环、解锁机构、中心管等几部分组成。该封隔器内部结构设计时密封段与中心管之间没有采用常规的螺纹连接，而是采用销钉连接方式，注汽时通过解锁机构将销钉剪断，封隔器中心管与封隔器密封段失去固定，两个封隔器之间的管柱热伸长量可以通过封隔器中心管进行向下滑动并释放出去，避免了已往夹层部分注汽管柱热伸长量无法释放的技术难题。
3.3 伸缩滑动密封装置
伸缩式滑动密封装置由外筒总成、中心管总成组成，是蒸汽驱同心三层注汽工艺的核心配套工具。外筒总成包括外筒、导向短接、密封环。密封环是滑动密封装置最主要的零件，整体经表面化学热处理后，在进行精密加工，具有良好的耐磨、耐腐蚀性，并能保证密封环内孔与中心管的精密配合。密封环通常两两成对使用，通过密封环端面前后压力差实现密封环两两紧密贴合在一起，两两之间互相抵消密封环的独特缝隙，实现中心管总成在缓慢滑动过程中密封压力满足现场注汽需求。
4 结论
4.1 同心三层注汽工艺技术可实现地面灵活快捷调整非均质性严重油藏的各储层注汽量，有效避免了蒸汽驱注汽过程中的蒸汽指进现象，有效防止蒸汽驱生产井汽窜关井现象的发生。
4.2 热补偿封隔器能够有效避免夹层部位的注汽管柱因受热伸长造成的弯曲现象；其中心管外面导流槽设计，成功避免了大通径井下工具上提作业对井底压力的诱喷因素，确保了施工作业的安全性。
4.3 伸缩滑动密封装置采用密封环的结构设计，能够实现耐温350℃耐压17MPa，成功将储层分隔层独立的注汽单元，并能实现全井段注汽内管的热伸长量全部垂直向井下释放，首创了以滑动密封方式取代常规伸缩管的热补偿方式。
参考文献
[1] 王保军，韩卫军，孟宪娟，贾文超.稠油油藏开采配套工艺技术研究[J].石油科技论坛.2011（04）.
[2] 曾魏.稠油蒸汽驱波及规律的主要研究方法[J].科技促进发展（应用版）.2011（06）.
[3] 范英才，赵杰.蒸汽驱产量模型改进及影响因素分析[J].科学技术与工程.2011（17）.
[4] 高岩，陈保东，梁月，刘亮，罗凯.稠油油藏蒸汽吞吐开采参数优化[J].节能技术.2011（05）.
[关键词]蒸汽驱；注汽工艺；同心三层；研究
中图分类号：TE357.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）23-0008-01
1 蒸汽驱同心三层注汽工艺的必要性
辽河油田蒸汽驱开发处于蒸汽驱开发的中后期，蒸汽驱生产井汽窜关井现象时有发生，这种现象主要是由于湿蒸汽的物理性质和非均质油藏对注汽效果的影响造成的。蒸汽、油和水在储层内的渗流过程中，由于蒸汽与油和水密度的悬殊差异，注入蒸汽在油藏中的“超覆”流动随油层厚度的增加而加剧，造成蒸汽驱的体积波及系数降低；又由于蒸汽的粘度大大地低于油层流体的粘度，致使蒸汽驱时指进严重，尤其在非均质油藏中常常发生注入蒸汽沿高渗层窜流，这种汽窜现象是稠油注蒸汽开发井间干扰的特殊现象，是制约蒸汽驱驱油效率的主要矛盾。对于出现过汽窜现象的蒸汽驱中心注汽井，常规分两层注汽已经不能满足现场需要，因此进行蒸汽驱同心三层注汽工艺研究，调整某一单层注汽量或注汽时间以减缓或消除生产井汽窜现象，并可对渗透率极差相对较小的油层进行有针对性的差异化注汽，进一步提高油层的纵向动用程度，提高汽驱整体经济效益。
2 蒸汽驱同心三层注汽工艺原理
蒸汽驱同心三层注汽工艺是涉及整体汽驱管柱的座封、解封、长效密封、整体管柱热补偿以及整体管柱各部分长效隔热的综合性的配套技术。注汽管柱的现场施工过程中需按顺序连接下入配套工具，下放到设计深度后，锚定外管柱后，连接好导向头及内管下放至设计深度，并将悬挂内管于井口之上，之后安装井口准备注汽。
蒸汽驱同心三层注汽工艺中的内外管均采用伸缩热补偿方式，外管采用常规方式，使用伸缩管提供热补偿，注汽内管采用独有的滑动式密封方式，实现全井段注汽内管的热伸长量全部垂直向井下释放，确保内管无弯曲无变形，起下顺利安全。通过控制地面阀门开度配汽更加直观、准确，操作灵活，节约成本。外管完成上层注汽，内管通过定量配汽阀来调节下部两层注汽量，利用注汽优化软件优化注汽孔道大小，即可实现三层注汽。通过重新设计伸缩滑动密封装置和配汽装置的井深位置，即可实现外管通过配汽阀来调整上部两层注汽量，内管完成下层注汽，使该工艺能够适用蒸汽驱非均质油藏的各类中心注汽井。
3 蒸汽驱同心三层注汽工艺结构组成
注汽工艺管柱主要由双管注汽井口、隔热管、锚定器、热补偿封隔器、伸缩滑动密封装置、配汽装置等组成。
3.1 双管注汽井口装置
双管注汽井口在结构上采用内外管分流道设计，使两条流道互不干扰，在井口处不需采用任何密封件就使两流道有效分隔。双管四通的双流道采用的是同心管结构，内管流道为φ50mm通孔，在通孔的下端是1.900TBG油管公扣，外管流道设计形状是与内管同心的四分之三环形孔道，在双管四通距底部40mm的位置处外管流道由环形孔道变成φ160mm圆孔，该圆孔和大四通上的隔热管悬挂器连接的喇叭口相对接，增大蒸汽流通面積，减小蒸汽流动阻力。在操作上，内外管双流道互不干扰，在地面直观调整注汽量，通过等干度分配装置将锅炉产生的湿蒸汽以各种比例调整为两股，分注至内外管内。该井口使注汽量调整更加直观、准确，操作灵活，节约常规投捞成本。
3.2 热补偿封隔器
该热补偿封隔器主要由上接头、密封段、液体扩张剂、、支撑隔环、解锁机构、中心管等几部分组成。该封隔器内部结构设计时密封段与中心管之间没有采用常规的螺纹连接，而是采用销钉连接方式，注汽时通过解锁机构将销钉剪断，封隔器中心管与封隔器密封段失去固定，两个封隔器之间的管柱热伸长量可以通过封隔器中心管进行向下滑动并释放出去，避免了已往夹层部分注汽管柱热伸长量无法释放的技术难题。
3.3 伸缩滑动密封装置
伸缩式滑动密封装置由外筒总成、中心管总成组成，是蒸汽驱同心三层注汽工艺的核心配套工具。外筒总成包括外筒、导向短接、密封环。密封环是滑动密封装置最主要的零件，整体经表面化学热处理后，在进行精密加工，具有良好的耐磨、耐腐蚀性，并能保证密封环内孔与中心管的精密配合。密封环通常两两成对使用，通过密封环端面前后压力差实现密封环两两紧密贴合在一起，两两之间互相抵消密封环的独特缝隙，实现中心管总成在缓慢滑动过程中密封压力满足现场注汽需求。
4 结论
4.1 同心三层注汽工艺技术可实现地面灵活快捷调整非均质性严重油藏的各储层注汽量，有效避免了蒸汽驱注汽过程中的蒸汽指进现象，有效防止蒸汽驱生产井汽窜关井现象的发生。
4.2 热补偿封隔器能够有效避免夹层部位的注汽管柱因受热伸长造成的弯曲现象；其中心管外面导流槽设计，成功避免了大通径井下工具上提作业对井底压力的诱喷因素，确保了施工作业的安全性。
4.3 伸缩滑动密封装置采用密封环的结构设计，能够实现耐温350℃耐压17MPa，成功将储层分隔层独立的注汽单元，并能实现全井段注汽内管的热伸长量全部垂直向井下释放，首创了以滑动密封方式取代常规伸缩管的热补偿方式。
参考文献
[1] 王保军，韩卫军，孟宪娟，贾文超.稠油油藏开采配套工艺技术研究[J].石油科技论坛.2011（04）.
[2] 曾魏.稠油蒸汽驱波及规律的主要研究方法[J].科技促进发展（应用版）.2011（06）.
[3] 范英才，赵杰.蒸汽驱产量模型改进及影响因素分析[J].科学技术与工程.2011（17）.
[4] 高岩，陈保东，梁月，刘亮，罗凯.稠油油藏蒸汽吞吐开采参数优化[J].节能技术.2011（05）.