河南油田進入特高含水開發(fā)期后，隨著油田綜合含水的不斷上升，井下油水關(guān)系日趨復(fù)雜，油層層內(nèi)及層間矛盾更加突出，主要潛力已由層間轉(zhuǎn)為層內(nèi)、由主力油層轉(zhuǎn)為非主力的薄差油層。同時油田地質(zhì)特點決定了河南油田厚油層發(fā)育、平面多變、非均質(zhì)十分嚴重，剩余油分布復(fù)雜、零散，挖潛難度增大，開發(fā)效益變差。 針對河南油田分層工藝現(xiàn)狀以及油田開發(fā)后期對厚油層層內(nèi)細分挖潛的生產(chǎn)需要，我們開展了大厚層細分開采技術(shù)的研究，該技術(shù)包括大厚層細分注水技術(shù)、大厚層細分卡堵水技術(shù)和大厚層細分改造三項配套技術(shù)，該技術(shù)的關(guān)鍵是井下管柱機械定位技術(shù)。通過采用井下管柱機械定位技術(shù)，使分層措施管柱在井下精確定位。 目前國內(nèi)外的管柱定位卡封主要是通過測磁定位曲線的方法來校正管柱深度，該方法需要在工藝管柱下井前測一條套管接箍磁曲線，當工藝管柱下井后，再從油管測一條磁曲線，通過兩條曲線比較來確定管柱深度。因該方法工藝復(fù)雜、作業(yè)量大、占用生產(chǎn)時間長、測試成本高，所以現(xiàn)場難以推廣應(yīng)用?；谶@種情況，油田井下定位技術(shù)為解決這些問題開辟了新途徑。 定位技術(shù)結(jié)構(gòu)組成 定位技術(shù)由井下定位器、測力傳感器、智能顯示儀表、封隔器等井下工具組成。使封隔器準確座封于厚油層內(nèi)薄夾層處，實現(xiàn)定位卡封。 定位技術(shù)工作原理 定位技術(shù)是通過定位器與措施管柱配套、有效解決薄夾層定位卡封的問題，從而在大厚層實現(xiàn)細分注水、細分卡堵水和細分改造的目標。將接在工藝管柱底部的定位器下至套管定位接箍下方4～5m的位置后、在管柱上端接上高精度的測力傳感器及智能儀表。然后上提管柱尋找定位接箍，當定位器進入定位接箍時，地面智能儀表產(chǎn)生lO～15kN載荷信號顯示，此時即為磁定位套管的深度，再上提一定高度，使封隔器座封于厚層內(nèi)的薄夾層處，從而實現(xiàn)了定位卡封，如圖1所示。 計算方法： L提=L套 一L封一△L 式中：L提：定位器通過磁套管后的上提高度，m； L套：定位器所通過的磁定位套管深度，m； L封：封隔器卡點的設(shè)計深度，m； △L:封隔器上膠筒至定位器之間的距離，m。 機械定位技術(shù)的特點 1．該技術(shù)不需專門施工車輛，所需儀器輕便操作簡單、不占用生產(chǎn)時間、不增加作業(yè)量、成本費用低。 2．該技術(shù)克服了溫差、重力等因素的影響，精度高，2500米井深誤差不超過0.15m； 3．井下定位器直接與生產(chǎn)（措施）管柱配套，實現(xiàn)管柱自身定位，廣泛用于采油、注水等作業(yè)，占產(chǎn)時間少。 機械定位技術(shù)主要設(shè)備構(gòu)造及特點 ● NSDWQ-130內(nèi)收型機械定位器 1．結(jié)構(gòu)組成 NSDWQ-130內(nèi)收型機械定位器主要由鎖緊部分、定位塊內(nèi)收部分、定位塊和主體部分等組成。 2. 結(jié)構(gòu)特點 a. 定位塊回收功能 由于定位時機械定位器外徑大于套管內(nèi)徑，這直接影響定位器能否順利起出，通過設(shè)計定位塊回收鎖緊機構(gòu)，借助坐封壓力使定位塊回收，回收后定位器外徑由φ130mm縮至φ115mm，確保了定位器安全起出，避免定位器在井下遇卡事故的發(fā)生。 b. 扶正功能 在下井過程中，定位器在強力彈簧的作用下，始終使管柱保持居中狀態(tài)，克服了井架與井口不對中偏磨管柱現(xiàn)象；同時克服了因井斜偏磨管柱現(xiàn)象，從而不受井架與井口不對中及井斜的影響，起保護封隔器等配套工具的作用。 3. 技術(shù)參數(shù) 定位負荷：20KN～30KN 徑向扶正力：1.6KN～2.0KN 耐壓：25MPa 最小通徑：φ32mm最大外徑：φ130mm 總長：1000mm壓縮后最大外徑：φ115mm ● 微電腦地面定位儀 1．結(jié)構(gòu)組成 微電腦地面定位儀主要由信號采集部分、信號分析部分、信號處理部分及信號存貯與回放部分組成。 2. 工作原理 通過采集管柱上提過程中管柱負荷增量值，并加以分析、處理，以曲線形式顯示出來，通過分析曲線達到管柱定位之目的。 3. 特點 操作簡單，定位信號直觀，抗干擾能力強，定位精度高。 4. 技術(shù)參數(shù) 工作溫度：-20～50℃ 工作環(huán)境：室內(nèi)、室外 采集時間：0.01s 采樣間隔：0.01s 輸入電壓：220V 輸出電流：5mA 施工注意事項 ● 人井前應(yīng)認真檢查定位器的靈活性，對地面的傳感器、智能儀表的靈敏程度也要反復(fù)校對。 ● 司鉆在下鉆及定位操作過程中應(yīng)嚴格執(zhí)行有關(guān)標準，平穩(wěn)操作。 ● 進行定位卡封時，定位套管接箍深度應(yīng)以磁定位校深為準 ● 入井管柱必須執(zhí)行“三丈量、三對口 ”的標準，以縮小定位深度與磁定位深度的誤差。 ● 定位校深時，應(yīng)密切注視地面顯示儀表的負荷變化，準確判斷卡點位置。 配套工藝技術(shù) ● 大厚層細分注水技術(shù) 1. 大厚層細分注水技術(shù)的構(gòu)成 主要由緩沖器、兩級封隔配水器（包括配水封隔器、配水器芯子）、注水封隔器、擋球連通器、內(nèi)收型機械定位器、活動單流閥、井口捕撈器、防噴管匯、液力投撈測試工藝等組成。 2. 大厚層細分注水技術(shù)原理：將液力投撈細分注水管柱下入井內(nèi)設(shè)計位置，通過井下管柱機械定位技術(shù)，將封隔器準確卡封在薄夾層上，具有層間封隔和分層配水雙重功能的兩級封隔配水器，可直接與封隔器連接組配細分分注管柱，利用電子流量計將注入水分配到5個層段的兩級配水器芯子，采用液力投撈方式，一次投撈調(diào)配5層水咀并測試5層分層水量，實現(xiàn)厚油層細分注水。 耐壓：25MPa 最小通徑：φ32mm最大外徑：φ130mm 總長：1000mm壓縮后最大外徑：φ115mm ● 微電腦地面定位儀 1．結(jié)構(gòu)組成 微電腦地面定位儀主要由信號采集部分、信號分析部分、信號處理部分及信號存貯與回放部分組成。 2. 工作原理 通過采集管柱上提過程中管柱負荷增量值，并加以分析、處理，以曲線形式顯示出來，通過分析曲線達到管柱定位之目的。 3. 特點 操作簡單，定位信號直觀，抗干擾能力強，定位精度高。 4. 技術(shù)參數(shù) 工作溫度：-20～50℃ 工作環(huán)境：室內(nèi)、室外 采集時間：0.01s 采樣間隔：0.01s 輸入電壓：220V 輸出電流：5mA 施工注意事項 ● 人井前應(yīng)認真檢查定位器的靈活性，對地面的傳感器、智能儀表的靈敏程度也要反復(fù)校對。 ● 司鉆在下鉆及定位操作過程中應(yīng)嚴格執(zhí)行有關(guān)標準，平穩(wěn)操作。 ● 進行定位卡封時，定位套管接箍深度應(yīng)以磁定位校深為準 ● 入井管柱必須執(zhí)行“三丈量、三對口 ”的標準，以縮小定位深度與磁定位深度的誤差。 ● 定位校深時，應(yīng)密切注視地面顯示儀表的負荷變化，準確判斷卡點位置。 配套工藝技術(shù) ● 大厚層細分注水技術(shù) 1. 大厚層細分注水技術(shù)的構(gòu)成 主要由緩沖器、兩級封隔配水器（包括配水封隔器、配水器芯子）、注水封隔器、擋球連通器、內(nèi)收型機械定位器、活動單流閥、井口捕撈器、防噴管匯、液力投撈測試工藝等組成。 2. 大厚層細分注水技術(shù)原理：將液力投撈細分注水管柱下入井內(nèi)設(shè)計位置，通過井下管柱機械定位技術(shù)，將封隔器準確卡封在薄夾層上，具有層間封隔和分層配水雙重功能的兩級封隔配水器，可直接與封隔器連接組配細分分注管柱，利用電子流量計將注入水分配到5個層段的兩級配水器芯子，采用液力投撈方式，一次投撈調(diào)配5層水咀并測試5層分層水量，實現(xiàn)厚油層細分注水。 3. 該項技術(shù)特點是： a. 設(shè)計了兩級封隔配水器組配的細分注水管柱，使封隔器與配水器相互之間間距不受限制，任意級封隔器和封隔配水器之間可以直接連接組配細分注水管柱， 最小卡封距1.8m，解決了多個薄夾層和薄注入層注水井細分問題。 b. 設(shè)計了擴張式反沖皮碗提升機構(gòu)，解決兩級配水器芯子在變徑管柱內(nèi)液力投撈 “瓶徑”問題，一次液力投撈兩級配水器芯子和5支電子流量計，可同時調(diào)配5層水咀和測試5層水量，測試時能夠驗封，能夠判斷分層密封性能和測試結(jié)果準確性，解決了多個薄夾層和薄注入層注水井細分注水投撈測試問題。 c. 收縮型管柱機械定位器的研制，解決了細分注水管柱的準確卡封問題，同時避免了定位機構(gòu)長期在注水井下工作回收困難的現(xiàn)象。 4. 大厚層細分注水技術(shù)指標： 工作壓差：25Mpa； 工作溫度：120℃； 坐封壓力: 6～7Mpa； 分注層段： 2～5層； 單層測量范圍：300m3/d； 測試精度：±1.5%； 反沖配水器芯子最小流量：12m3/h； 封隔器最小卡封距：1.8m；最小坐封段：0.89m；解封負荷:25～30KN。 ● 大厚層細分卡堵水技術(shù) 1. 大厚層細分卡堵水技術(shù)的構(gòu)成 主要由丟手接頭、Y441封隔器、Y341封隔器、偏孔單流閥、底部球座及內(nèi)收型機械定位器等組成。 2. 大厚層細分卡堵水技術(shù)原理 將細分卡堵水管柱按照人工丈量數(shù)據(jù)下入井內(nèi)設(shè)計位置，然后通過收縮型管柱機械定位器和地面定位儀進行管柱定位，使封隔器準確的卡在薄夾層段上。通過油管蹩壓坐封封隔器，分隔生產(chǎn)層段， 再向油管內(nèi)打壓18MPa，通過觀察地面壓力的變化情況驗證各級封隔器的密封性。采用雙向錨定方式和丟手堵水管柱，延長封堵壽命，提高卡堵水管柱密封有效率，采用下放上提分步解封解卡方式，解決多級多段卡堵水管柱逐級解封。 3. 該項技術(shù)特點是： a. 井下管柱機械定位技術(shù)定位精度高，在井深2500m的情況下定位誤差僅為0.15m，使封隔器在坐封段僅0.69米上準確坐封，有效保證了細分措施管柱在薄夾層上準確定位和卡封。 b. 在Y341封隔器上設(shè)計逐級解封機構(gòu)，在Y441封隔器上設(shè)計了雙向卡瓦錨定結(jié)構(gòu)和分步解卡結(jié)構(gòu)，使堵水管柱解封負荷僅有20kN，解決了同類封隔器多級使用錨定不可靠和解封難的問題，提高了施工工藝安全可靠性。 c. 在Y341封隔器上設(shè)計了膠筒—皮碗組合式驗封機構(gòu)，各級封隔器能自行驗封，解決了原同類封隔器多級使用驗封判斷難的問題，提高了密封可靠性。 4. 大厚層細分注水技術(shù)指標： 工作壓差：25Mpa； 工作溫度：≤120℃； 封隔器級數(shù)：≥2；解封負荷：≤20KN；最小卡封段：≥0.69m；適應(yīng)套管內(nèi)徑：Φ121～Φ124mm。 ● 大厚層細分酸化技術(shù) 1. 大厚層細分酸化技術(shù)構(gòu)成 主要由氣舉凡爾、水力錨、兩個X344皮碗封隔器、細分開關(guān)器、定位器、球座等組成 。 2. 大厚層細分酸化改造技術(shù)原理：通過定位使新式皮碗封隔器坐封于薄夾層處，實現(xiàn)酸化時的細分卡封;X344皮碗封隔器、細分開關(guān)器等工具組配成油層細分酸化管柱，實現(xiàn)了對厚油層內(nèi)中低滲透段進行細分酸化處理。 3. 該項技術(shù)特點是： a. 研制的地面定位儀和井下定位裝置，可確保封隔器在0.8米以上的坐封段坐封，解決了對厚層內(nèi)中、低滲透層卡封的問題，實現(xiàn)了對厚層內(nèi)中低滲透層段進行酸化處理。 b. 研制了皮碗封隔器和細分開關(guān)器，實現(xiàn)不動管柱多層分別酸化，同時具有驗封功能，保證作業(yè)質(zhì)量， 減少了施工工作量，提高酸化效果。 4. 大厚層細分酸化技術(shù)指標： 工作壓差：25Mpa； 工作溫度：≤120℃；封隔器級數(shù)：≥2；解封負荷：≤20KN；最小卡封段：≥0.69m；適應(yīng)套管內(nèi)徑：Φ121～Φ124mm。 大厚層細分開采技術(shù)是厚油層層內(nèi)挖潛的主要技術(shù)手段。該技術(shù)為進入高含水后期的油田開展厚油層層內(nèi)細分注水、卡堵水、改造等措施提供了技術(shù)保證；而井下管柱機械定位技術(shù)是實施大厚層細分開采的一項關(guān)鍵技術(shù)；機械定位技術(shù)操作簡便，施工成本低，宜大面積推廣應(yīng)用。