2大庆油田有限责任公司第四采油厂第二油矿五区五队 163000；
3大庆油田有限责任公司第四采油厂第五油矿北九队 163000
摘要：江苏油田为复杂断块油藏，各油层的物性差异较大，非均质性严重，机采井采用多层合采，低渗透低压油层的产能被抑制，难以动用。因此开展了分层采油工艺的研究与应用，以实现将差异大的油层隔断，实现分层独立开采，克服层间干扰问题。
关键词：油井；多层分采；工艺技术
1引言
江苏油田为多层系、非均质性复杂断块油藏构造，采用注水开发方式。由于层系多、断块面积小、含油井段长、含油带窄、非均质性严重，各油层的物性差异较大，生产能力也不一样，在多层合采时，存在着较为严重的层间干扰问题：各油层压力不平衡，压力高的油层抑制了压力低油层的产能，一些低渗透低压油层难以动用，油井采收率较低。开发进入到了中后期，随着长时间的注水，高渗油层含水的增加，对低含水低产液层的干扰更为加剧，油层纵向的层间矛盾的加剧，使得高含水高产液层单井的原油产量大大降低。七十年代油田进入中含水阶段，注入水沿高渗透层突进，油井多层见水。为适应配产工艺堵水需求，研制了油井滑套式堵水器和多用途偏心配产堵水控制系统，使配产堵水层可达到 7-8 级，解决了管柱分隔器级数多、不动管柱可任意调整油咀、可分层测试、不投堵不压井起下管柱等系列问题，适应了油田开发需要。
油田进入高含水阶段，分层采油技术由自喷开采阶段的分层配产转变为机械采油条件下的分层采油。为满足不同机采方式和不同套管系列的要求，对各类机械采油装置、井下封隔器及配套工艺进行了不断的创新和改进，已形两种较完整的分层采油方式：换层分采技术和分采合抽技术。这些技术在大庆、胜利、辽河和新疆等油田的现场应用中取得较好的效果。机采井分层采油技术可根据油井层位的深浅，油层供液能力的大小，分别抽不同的油层，消除油层之间因压力、含水量、渗透率等不同而引起的层间干扰，从而达到适度开采高压、高含水层的生产能力，充分发挥低压、低渗透、低含水层的生产潜力，延长油田稳产期，提高油田整体经济效益。
2分层采油泵
2.1 总体设计
从分层采油的装置在井下工作的特点看，对分采泵和配套工具提出了特殊的要求：
⑴分层采油装置上必须留有压力传递通道，以便于Y341型封隔器座封。
⑵分体式分采装置中，分采泵与Y341封隔器是分开的，由于封隔器的位置是由设计卡点位置决定，封隔器处于上泵固定阀以下的位置，管柱试压时必须有液力通过上泵固定阀传递到封隔器内使之座封，而在封器座封成功后，这一通道必须关闭。
⑶分层采油装置中的封隔器的通心孔道必须足够大，满足各规格泵筒的需求。
⑷分体式分采装置所用封隔器，应具备承受双向压力，工作应可靠。
⑸分采泵的最大冲程设计为5m。
⑹分采泵的主体结构强度，应满足Y型液压封隔器坐封和工作时的载荷作用；并能克服封隔器坐封时侧向力，防止泵筒弯曲变形。
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⑺在偏心进液阀上设置特孔道，传递压力。
⑻将下泵的固定阀，设计为多功能结构即固定滑阀的型式，解决封器座封成功后，流道关闭实现普通固定阀的功能。
2.2 结构设计
分采泵的结构分为上泵组、偏心进液阀组、下泵组、固定滑阀四个部分。分采泵的上泵为大泵φ56、φ44，下泵为小泵φ38、φ32；大小柱塞串联，利用两泵的容积差，作为上泵的容积，结构简单合理。泵日产能力为3.5m3-47m3，基本覆盖了江苏油田非均质油藏分层开采的需求。将分采泵结构上的阀体下接头，替换为Y341大通径封隔器，即可实现分采泵与封隔器合为一体。分采泵上留有封隔器坐封的压力通道，满足泵与封隔器一体化装置的坐封需求，一体化装置适合分采泵挂位置与封隔器卡封位置接近的情况，特点是管柱简单，便于施工。
分采泵分隔地层的典型步骤如下：①依次下入分采管柱组合，如：丝堵+筛管+固定阀+Y341油井封隔器+固定滑阀+分采泵外筒部分（下泵外筒、偏心进液阀组、上泵外筒、上下泵筒），接油管至井口。②井口打压，Y341油井封隔器坐封，并试压。③试压合格后，下入分采泵柱塞部分（下泵柱塞、空心连杆、上泵柱塞）+抽油杆，将柱塞下至井底。④实施碰泵动作，由底端柱塞将固定滑阀的阀体顶入密封位置。这个重要过程完毕后，固定滑阀上的侧孔流道关闭，启用固定滑阀的普通固定阀功能。
两泵有各自独立的进液阀（固定偏心阀、双流道进液固定阀、常规固定阀）和排液阀（游动阀、双通道游动阀）；上、下泵的排出液在上泵柱塞的双通道游动阀的上部汇合；分采泵结构上实现了两泵的进排液过程相互独立、互不干扰。
上下两泵的连接方式有两种型式，第一种型式为柱塞之间用空心杆连接，两泵均为常规的长泵筒短柱塞，特点是泵整体运送，可靠性高。第二种型式为柱塞之间直接连接，适用上泵长泵筒短柱塞，下泵采用短泵筒长柱塞特种泵。特点是泵可分为两件，便于运输，在现场组装，其最大的冲程大于第一种型式，可以实现5 m以上冲程。
3存在问题与改进措施
在现场试验表现突出的问题是：在配套工具的功能能够满足需求的同时，寿命和可靠性还有待提高。在分层采油系统配套工具设计时，由于对油层出砂、井筒及施工现场的复杂情况预计不足，分采泵组件和工具不适应井筒内出现的泥砂和异物，造成部分井分层采油管柱使用寿命过短。对失效工具和部件的拆解后，发现：①固定滑阀球阀被砂埋，阀罩内有泥砂石，阀球腐蚀严重，阀体关闭不密封，造成下泵工作失效。②一套泵筒和柱塞磨损严重无法修复，柱塞面上有很深的刻槽。③固定偏心阀和过渡连管内有沉砂。
发现问题后，及时组织相关工具的改进设计，对前述发现的问题的固定阀等工具，从结构上做了有针对性的改进，提高其防污物、沉砂、异物的能力。在后期的试验井中，对于油井出砂，井筒污物较多的井，下入了新型的工具。阀件的砂卡、失效，柱塞过度磨损等现象没有再发生。
结束语：
综上所述，机采井分层采油工艺，通过封隔层段，分抽不同的油层，来解决江苏油田多层合采时常出现的层间干扰问题，能有效动用低渗低含水产油层。总而言之，为了充分发挥各含油层系的潜力，消除层间干扰，发展机采井分层采油工艺，对油层进行分层开采已成为一种提高采收率的必然趋势。
参考文献：
[1]屈艳飞，李权，付阳秋等．分层合采工艺管柱研究与应用[J]．钻采工艺，2005，28（1）：80-81
[2]谷开昭，古光明，李蓉等．缩径井分层采油工艺技术[J]．油气地质与采收率，2004，11（4）：63-64
论文作者:吕洋1,刘璞2,边庆伟3
论文发表刊物:《基层建设》2019年第5期
论文发表时间:2019/4/26
标签：油层论文; 油井论文; 管柱论文; 滑阀论文; 柱塞论文; 油田论文; 偏心论文; 《基层建设》2019年第5期论文;