各种分层注水管柱的作用和特点

第二节 分层注水管柱

分层配水管柱是实现同井分层注水的重要技术手段。分层注水的实质是在注水井中下入封隔器，将各油层分隔，在井口保持同一压力的情况下，加强对中低渗透层的注入量，而对高渗透层的注入量进行控制，防止注入水单层突进，实现均匀推进，提高油田的采收率。我国油田大规模应用的分层配水管柱有同心式和偏心式两种。前者可用于注水层段划分较少较粗的油田开发初期，后者适用于注水层段划分较多较细的中、高含水期。此外，还有用于套管变形井的小直径分层配水管柱。

一、固定配水管柱

（1）结构

由扩张型封隔器及配水器等构成。

（2）技术要求

各级配水器（节流器）的起开压力必需大于 0.7Mpa，以保证封隔器的坐封。

（3）存在的问题

更换水嘴时必须起管柱。

二、活动配水管柱

（1）结构

由扩张式封隔器及空心配水器等构成。

（2）技术要求

各级空心配水器的芯子直径是由上而下从大到小，故应从下而上逐级投送，由上而下逐级打捞。

（3）存在问题

受内通径的限制。一般三级，最多五级。

三、偏心配水管柱

这套管柱的主要特点是，应用偏心配水器能实现多级细分配水，一般可分 4～6 个层段，最高可分 11 个层段；可实现不动管柱任意调换井下配水嘴和进行分层测试，能大幅度降低注水井调整和测试作业工作量。而且测任意层段注水量时，

不影响其它层段注水。

1、偏心配水管柱（I ）

（1）结构

由偏心配水器、压缩式封隔器、球座和油管组成。

（2）技术要求

①筛管应下在油层以下 10m 左右。

②封隔器（压缩式）应按编号顺序下井。

③各级偏心配水器的堵塞器编号不能搞错，以免数据混乱，资料不清。

2、偏心配水管柱（II ）

（1）结构

主要由扩张式封隔器和偏心配水器等构成。

（2）技术要求

①各级配水器的水嘴压力损失必须大于 0.7Mpa，以保证封隔器坐封。 ②各级配水器的堵塞器编号不能搞错。

（3）存在问题：

扩张式封隔器的胶筒不能适应深井高温要求。

四、桥式偏心注水管柱

（1）结构

由桥式偏心配水器、压缩式封隔器、球座和油管组成。

（2）特点

该管柱继承了常规偏心式分层配水管柱的优点，同时通过桥式偏心主体与测试密封段的创新设计，解决了注水井测试时测试密封段过孔“刮皮碗”和“憋压”问题，实现了双卡测单层，不用递减法测得实际工况下的分层注入量，消除了递减法测试的层间干扰和系统误差，提高了流量测试调配效率和资料准确程度。测压功能完善，不用投捞堵塞器，不改变正常的注入状态，直接测得分层压力，使测试资料更准确、测试更快捷。

五、同心集成式注水管柱

（1）结构

同心集成式注水管柱主要由内径为Φ60mm 的 Y341-114 不可洗井封隔器、内径为Φ55mm 和Φ52mm 不可洗井配水封隔器，射流洗井器，Φ55mm 、Φ52mm 配水器等组成。

（2）工作原理

其原理是封隔器将全井分成若干层段，配水封隔器的中心管作为配水器的工作筒，配水器位于相应的配水封隔器中，一级配水器可同时对 2 个层段进行分层注水，并能实现投捞一次同时更换 2 个层段的水嘴。采用小直径电子存储浮子流量计进行分层流量测试，测试时只需将配水器捞出，投入配套的分层流量测试仪，待流量稳定后，在地面控制注入压力，就可获得实际工况下不同压力点的分层流量。采用分层测压验封仪，下井一次即可验证全井封隔器的密封性，也可以进行分层静压测试，同时还可获得井温资料，与同位素吸水剖面测试工艺配套。

（3）特点

①可使封隔器卡距由 8m 降至 2m，并且工艺上最适合于四个层段的分层注水，满足细分注水要求。

②分层注入量实现了同步测试，避免了递减法误差，资料准确，并且可同时测得分层段静压，为储层分析提供可靠的资料。

③测试工艺简单、效率高。

六、压缩式静液压免释放分层注水管柱

为简化分层注水管柱释放工序，减少投捞工作量，提高管柱密封率，大庆油田研制了压缩式静液压分层注水管柱。

（1）结构

该管柱由 Y341-114 静液压封隔器和偏心配水器等组成。

（2）工作原理

Y341-114 静液压封隔器设计了内部自压差式释放结构，避免了套管压力对释放封隔器的影响。当注水压力达到 10.0Mpa 时，封隔器即可释放。

（3）特点

①投捞测试与常规偏心分层注水管柱通用。

②注水干线来水即可释放封隔器。

③管柱下井前地面直接配好水嘴。

七、小直径分层注水管柱

针对油田套变整形后内通径在φ102mm 以上和套损打通道加固的分注井采用由 Y341-95 封隔器、φ90 小直径偏心配水器及底部球座组成的小直径分层注水管柱进行注水。小直径封隔器使用一个中胶筒、两个斜胶筒加两个锥环的结构组合，改变了胶筒的受力状况，使胶筒的承压能力成大大提高，承压差达到 15Mpa，基本满足了现场使用要求。