关键词：偏心配水器、偏心堵塞器、偏孔、堵塞、投捞成功率、除垢、解堵
前言：某油田三次采油技术的研究起始于20世纪60年代，经历近60年的不断探索、创新历程，聚合物驱及三元复合驱相继投入工业化应用，形成了日趋成熟的化学驱配套技术。为保证注采平衡，提高油层动用程度、提高采收率，分层测调工作由最初的年测调2次增加6次，伴随产生的层段堵塞器投捞工作量大幅增加。但油田开采中后期，化学驱注入井由于受注入剂腐蚀性、凝结性的特性原因及后期酸化、调剖等措施工作影响，管柱内会产生锈垢、盐碱结析物及注入剂凝结物质，随注入导向堆积在偏心配水器偏孔内造成堵塞，使得测调过程中偏心堵塞器投捞成功率较低，从而导致的重复性投捞工作加大了员工劳动强度，层段无法及时有效调整严重影响注入效果，施工修井造成大量作业成本支出，问题亟待解决。
1.现状调查
某采油厂作为油田公司产能建设主力采油厂，肩负着稳油控水的重要任务，三采化学驱测试调配更是重要工作之一。目前，某采油厂共有化学驱注入井3623口，分注井3058口，已注剂阶段1202口，占到分注井比例39.3%。
根据目前测试调配工作要求，化学驱注剂井按年测调6次计算，年需测调7212井次，22357层次，年度调整工作量极大，而且还会逐步增加。但由于受到化学驱注入剂特性及其它各类因素影响，测调施工现场投捞堵塞器工作经常会出现堵塞器无法投入或捞出现象，单井投捞一次成功率仅能达到45%。由于分层注入井配水器在井内千米以下，无法直观了解结垢原因，结析物吸附于偏孔内，并且长时间堆积增大，物质坚硬且形态各异，采取大排量洗井、热洗也无法解决问题。为保证测试调整工作能够顺利进行，操作人员使用传统钢制螺纹偏孔除垢工具（见图1）对配水器偏孔进行除垢，完成硬性除垢工作后，容易在配水器偏孔顶部造成形变，偏孔内部堵塞物易被推压在偏孔底部造成除垢工具卡阻，甚至在偏孔内壁形成沟槽，致使堵塞器密封圈无法起到应有作用，严重影响层段注入准确率。
.png)
2.一代新型偏孔除垢工具研发
针对旧式除垢工具存在的主要问题，为真正达到除垢清堵的目的，对现有工具结构和功能进行了初步改进。
2.1结构原理
2.11结构主要由撞击导向头、菱形刮削体和连接头组成（见图2）。
.png)
2.12其原理一是加大了除垢工具撞击引流部分前端倒角，更容易导向进入偏孔，防止对偏孔顶端的冲击破坏，同时增加对堵塞物的刺破作用；二是将刮削部分的横向刮槽改变为菱形，降低对偏孔内壁的损伤。
2.2存在的问题
一代新型偏孔除垢工具研发后，经现场10口井试验，发现除垢后投捞状况仍不理想。有3口井出现了除垢工具卡在偏心配水器内的情况，有4口井8个层段出现重复投捞状况，分析具体原因一是撞击导向头前端倒角过大，在除垢过程中扎进堵塞物中所致；二是由于菱形刮削体对偏孔内壁的碱、锈垢刮削能力不足，改进情况未达到理想效果。
3.二代新型偏孔除垢工具
吸取一代除垢工具的不足，在二代除垢工具的设计中考虑增加滤垢凹槽，同时对刮削槽重新进行了改进加工。
3.1结构原理
3.11结构主要由连接头、刮削槽和滤垢槽组成。
3.12其原理一是将刮削槽改进设计为45o正反向设计，可以对偏孔内的堵塞物向下挤压、向上提挂，改变了传统除垢器只能向下推挤的情况；二是设计了滤垢槽，可以减缓除垢器遇卡情况，同时刮削脱落的堵塞物还可随滤垢槽排出。
3.2存在的问题
二代新型偏孔除垢器仍然需要利用工具的重力作用进行钢性冲击，在部分设计上虽然有所改进，但整体仍然没有摆脱原有偏孔除垢器的固有结构，在现场试验过程中，经过7口井的层段偏孔除垢前后效果比对，该工具除垢刮削作用较弱，效果不明显，原有问题没有得到有效解决，未能达到预想目标。
4.三代新型偏心配水器偏孔除垢组合工具
偏孔除垢工具在经过两次改进及现场试验后，虽然没有能够完全达到预期效果，但为我们下一步的改进方向提供了有利的基础，能够有效规避问题走向，三代新型偏孔除垢工具在设计思路上通过借鉴冲击钻和水杯刷结构，完成了最终的改进设计。
4.1结构原理
4.11结构主要由旋转冲击刮削通偏孔工具和丝束偏孔清理工具配套组成。
其中：旋转冲击刮削通偏孔工具A由压紧连接头、Φ20偏孔除垢工具主体、旋转伸缩连接杆、冲击刮削钻头组成；丝束偏孔清理除垢工具B由压紧连接头、腔体、丝束清理部位组成（见图3）。
.png)
4.12其工作原理是将组合工具A、B分别安装于投捞器打捞爪上，在进行偏孔除垢刮削时，首先使用组合工具A，采用冲击钻形式对配水器偏孔内结垢腐蚀部位进行破阻冲击，靠重力使底部钻头急速旋转，反复作用下全达到了突进解堵的效果，并将碎屑排出。完成破阻工作后，再使用组合工具B,利用旋转钢刷丝束对偏孔内部进行深度的后续清理，将偏孔内的结垢体、附着物进行全角度清除，从而充分起到疏通偏孔，除垢、清淤的作用。该组合工具采用了“钢、柔”结合的方式，其旋转钻头的使用仅靠仪器自重即能达到对堵塞物的破阻作用，降低了对偏孔顶部和内壁的冲击破坏；钢刷丝束则能够深层次清理，延长了各类物质的堆积成形周期。
4.2现场应用及效益情况
偏心配水器偏孔除垢组合工具自2016年4月研发设计后投入现场应用，截止目前，在某油田推广共470套，某采油厂内覆盖率达75%以上，应用井数已达到1000余井次，测调投捞一次成功率由原来的45%提高到98%。该组合工具的应用，有效降低了化学驱注入井测调投捞难度，避免了因偏孔结垢造成的注水影响及作业施工等问题发生，在油田范围内每年可应用520井次，创效1600万元以上。
3.结论
（1）偏心配水器偏孔除垢组合工具，改变了传统工具通过钢性冲击进行偏孔清堵方式，利用两配套工具深层次清理易堵塞、结垢部位，提高了配水器偏孔解堵、清淤、除垢效果，从“控”到“防”，在根本上解决了配水器偏孔堵塞问题。
（2）新型配水器偏孔除垢组合工具，操作简便、实用，有效减少了化学驱注入井测调投捞重复性工作量，降低了员工劳动强度，提高了工作效率和施工安全系数。
（3）新型配水器偏孔除垢组合工具，技术成熟先进，加工成本低廉，应用范围广泛，有显著的社会和经济效益，在行业系统中具有较好的推广前景。
（4）
姓名；曹刚 性别： 男 学历： 本科 籍贯：黑龙江省大庆市 1974年11月27 日，大庆第一采油厂第四油矿试井队
论文作者:曹刚 刘月 孙光杰
论文发表刊物:《科学与技术》2019年19期
论文发表时间:2020/4/29
标签：工具论文; 组合论文; 偏心论文; 丝束论文; 化学论文; 成功率论文; 油田论文; 《科学与技术》2019年19期论文;