多级压降偏心配水器的研制与应用

赵继

中原油田分公司石油工程技术研究院 河南濮阳 457001

摘要：中原油田东濮老区部分注井，由于地层物性差异大、层间矛盾突出，为控制高渗层注水量，加强中低渗层注水量，需在提高注水压力的前提下对高渗层实施节流降压。为此研制一种多级降压偏心配水器，解决现有技术中仅依靠节流堵塞器进行节流降压的效果较差，无法适用于层间压差较大的分注井的各层合格注水问题。初步实现了大压差控水技术在现场应用。

关键字：节流降压 偏心配水器 大压差控水

油田注水井分注工艺是利用封隔器将注水井分为多个注水层段，对于油套分注井或多级分注井，一般是在地面井口安装地面配水器或者在井下安装偏心配水器，在配水器内安装节流堵塞器，通过调整节流堵塞器中水嘴直径的大小来控制各注水层段的注水量，达到分层注水的目的。在多层系油藏分注中，由于注水井层间差异较大，为控制高渗层注水量，加强中低渗层注水量，满足同时达到合格注水的目的，需在提高注水压力的前提下对高渗层实施节流降压。现场跟踪结果显示：当层间压差大于5MPa时，仅依靠缩小节流堵塞器水嘴直径进行节流的方式无法满足实际调配需要。

一、研制多级压降配水器

为此研制一种多级降压偏心配水器，用以解决现有技术中仅依靠节流堵塞器进行节流降压的效果较差，无法适用于层间压差较大的分注井的各层合格注水问题。该配水器结构如图1-1所示，在不改变偏心配水器的整体结构及投捞方式的前提下，在堵塞器出水孔后再增加两级节流装置，将水嘴一级节流改为水嘴与节流阀两级节流，单级节流压差5MPa，两级节流压差达到10MPa，可根据实际情况单独使用或同时使用，再加上水嘴的节流压力，节流压差可达到12MPa以上。同时具有防返吐功能，可保证高压调配时井筒内为常压，降低测调风险。

多级降压偏心配水器在使用时，首先通过对注入高压水压力进行预判，调整阀孔中压簧和阀球的使用数量（比如可以仅使用一个阀孔中的压簧和阀球，将另一个阀孔中的压簧和阀球拆去，或者同时使用两个阀孔中的压簧和阀球，两级阀孔内均设置有阀球和压簧，即两个阀孔均在注入水时起到节流降压的作用），然后将本装置与封隔装置串联后下入油管串中，向多级降压偏心配水器中注入高压水，高压水经过通水孔进入堵塞孔，堵塞孔中的节流堵塞器通过水嘴对高压水枪进行初次节流降压，而后高压水进入节流降压结构，通过依次作用一级阀孔和二级阀孔的阀球，使两级阀孔的阀球均压缩压簧下行以使两级阀孔均处于连通位，压簧通过自身的收缩有效地吸收了高压水枪的液压，实现了对高压水的多级降压，而后高压水经过二级阀孔的出水口进入工作筒外部的地层，实现对相应地层的注水。

结构特点：

多级节流、阶梯降压，节流压差可调；

投捞、测试工艺不变；

具有防返吐功能。

设计指标：

耐温：130℃

耐压差：25MPa

一级节流压差：5MPa

二级节流压差：10MPa

图1-1多级降压偏心配水器结构示意图

二、配水器压降试验

加工了多级降压偏心配水器样机，并按照如下步骤进行了室内试验，检验其节流效果：

图2-1多级降压偏心配水器

①装一级节流阀，然后连接试压泵进行试验，记录节流压差值；

②装二级节流阀，然后连接试压泵进行试验，记录节流压差值；

③在二级节流阀的基础上，投堵装有2mm水嘴的堵塞器，然后连接试压泵进行试验，记录节流压差值；试验结果见表2-1。

图2-2 二级节流试验图

表2-1 多级降压偏心配水器试验结果图

三、 现场应用实例

该工艺在文留采油厂、濮城采油厂现场实施7井次，工具最大下深3045米，最高注水压力32.5MPa， 文33-257是文留采油厂的一口注水井，与油井文33-325有很好的对应关系，措施前注水压力13MPa，卡顶封合注S2下4-5（2870.1-2938.1），主要吸水层位为S2下4-5，井段2899.9-2938.1，为启动剩余油更为丰富的S2下4（21.22），下两级两段分注管柱。

地质预测分注后注水压力30MPa，层间压差较大，故在偏2设计下入多级降压偏心配水器（节流压差7MPa）。

该井于2018年11月8日工具下井，9日完井注水，初期补充地层能量，注水压力13MPa，日注水量100m³；11月19日上井测调，调配后注水压力32MPa，偏1注水50m³，偏2注水50m³。

措施效果：分注后，注水压力提升，启动低渗层。实现大压差控制注水。

表3-1 新文33-257井调配成果表

作者简介：赵继， 1970年生，毕业于西安石油学院采油工程专业，现在中原油田分公司石油工程技术研究院井下工具中心从事工具研究。