随着我国经济的快速发展，对石油的需求量越来越大，因此我国许多油田纷纷采用多种办法来提高油气产量。例如：各大油田都成立了自己的研究机构，充分利用油田自身的人才和资金的优势，研制油田钻井、测井所急需的仪器。许多油田特别是东部和东北地区的开采时间较长的油田，对油井进行二次开采，以提高油气产量等等。而对于油井的二次开采，往井下注水是现在应用广泛，且效率较高的一种方法。现在油田对注水技术的要求越来越高，近几年又提出井下分层注水。对井下分层注水参数的监测，越来越引起油田相关部门的重视。因此现在急需井下分层注水参数监测的仪器，基于这种现状，本文设计了一套检测流量、温度的电路。

胜利海上油田主力油层主要采用分层注水开发,常规配套注水管柱采用胶筒式封隔器实现分层注水,因井内高温高压环境,胶筒容易老化导致性能下降,管柱抗蠕动能力不足。通过研制模块密封式分层注水管柱,可有效降低常规胶筒式分层封隔器因胶筒老化密封性能和回缩性能下降导致分层密封失效和洗井不通畅的问题,同时提升管柱抗蠕动能力。

为解决油田分层注水封隔器工艺成功率低的问题,研制了一种可钻封隔器。该封隔器内径为62 mm,零件采用非金属可钻复合材料;封隔器采用双活塞低压坐封,减小了坐封压差,增强了坐封可靠性;筛选耐高温高压胶筒,尽可能缩小胶筒厚度。通过对胶筒密封机构进行仿真分析,得出不同工作压力下胶筒与套管内壁的接触压力与胶筒压缩距。对仿真结果进行分析可知,密封机构满足设计要求且密封性能良好。室内试验和现场应用结果表明:可钻封隔器坐封顺利,解封可靠,整体密封性能良好。密封压差可达35 MPa,常温至120℃高温下承压25 MPa,能够满足高温、高压等复杂环境下的工作需求,工艺成功率100%,应用效果良好。此封隔器的研制成功为分层注水井的应用提供了技术支持,对油田实现降本增效起到了良好作用,具有广阔的推广应用前景。

针对渤海油田常规液压控制智能分层注水技术调配精度低、分注层数少、不能满足小眼井应用需求和无法实时监测井下注水情况等问题,开展了数字解码器研制、井下流量控制阀调节级数优化、配套大排量涡街流量计和分层调配方案设计等技术研究,形成了渤海油田液压控制智能分注优化关键技术。优化后,最大分注层数达到6层,不同规格流量控制阀的调节级数分别增大至11级和7级,满足了?82.6 mm小井眼注水井的应用要求,可实现地面实时监测井下注水情况。该技术在渤海油田应用20井次,智能分注系统运行稳定可靠,井下水嘴调节灵活,井下数据上传高效,测试精度高于95%,平均单井调配周期缩短至1 d,应用效果良好。应用结果表明,该技术可增加分注层数,实现了小眼井分注、井下注水情况的实时监测。

连续分层注水是目前提高油藏采收率的重要技术之一,但存在注水能量利用率低、注水波及体积差等问题。提出了一种脉冲注水工艺方法,并设计了配套的螺杆驱动滑套式低频脉冲分层注水工具,该工具采用螺杆驱动,利用滑套轴向的往复运动实现脉冲压力调制,脉冲流体通过滑套和工具壳体上的内外射孔注入储层,对地层产生持续的高幅低频脉动干扰,提高注水效率;同时,运用牛顿运动定律描述滑套运动状态,并用abaqus进行了有限元分析,验证了工具结构的合理性

分层注水工艺技术的不断提升,提高油田水驱整体效益发挥了重作用。针对现有已桥式偏心、桥式同心为主体的高效测调分注工艺存在无法监测历史配注数据、现场调配工作量大等问题,提出一种基于系统辨识的存储式智能堵塞器,通过存储在芯片内的数据实现了压力和流量的历史数据实时监测,单片机唤醒监测实现定周期内自动调配,并且根据井管与地层的压差流量和压差的换算公式实现压差与流量的系统辨识,进而得到堵塞器水嘴开度的流量特性。最后运用了MTALAB进行数据分析及系统仿真,证实了该智能堵塞器的可靠性能,能更好的完善油田分层注水高效测调技术。

针对海上油田超大斜度、水平注水井无法实施传统注水工艺的问题,研发了一种不依赖于钢丝电缆作业,可适用于超大井斜井、水平井,具有较高测试调配效率、注水量更加精确的的预置电缆自动测调分注工艺。文中介绍了该工艺的工作原理、工艺技术参数、技术特点以及关键配套工具,进行了工艺可靠性设计及试验。通过现场应用试验,验证了预置电缆自动测调分注工艺技术整体工艺的可行性及可靠性。

现有海上空心集成分层注水工艺技术不具有洗井功能,长期注水管柱发生腐蚀、穿孔、结垢,导致地层堵塞、油层污染、注入压力上升等问题出现,严重影响海上油田采收率。在空心集成分层注水工艺技术研究基础之上进行管柱优化设计及配套工具设计,研发了一种新型防返吐分层配水工作筒,解决反洗井及地层配注液返吐问题,实现大井斜、单层大配注量的细分层注水要求,有效延长管柱寿命,极大提高注采效果。

渤海油田防砂分层注水井防砂完井后预留井眼尺寸为3.25in和3.88in,先前只能采用钢丝投捞多水嘴方式进行分层配注,致使出现调配效率低、占井时间长等问题。文中介绍了一套注水井测试和调配一体化工艺及工具,可用于防砂完井后最小3.25in的分层注水井。该系列工具可实现多层注水,注水工作筒随油管一同下入井下,后期再用电缆绞车下入测调仪器,一趟电缆作业即可完成整口井的分层注水测试和调配。