二氧化碳驱注气井完井管柱设计

【摘要】CO2驱是低渗透油藏补充地层能量、提高采收率的重要途径，针对CO2驱注入井的特点，研究了具有锚定、反洗井、耐腐蚀和免压井作业功能的完井工艺管柱，在多口井中进行了应用，取得了较好的效果。

【关键词】二氧化碳驱 注气 免压井 耐腐蚀 完井管柱 应用

我国低渗透油藏资源丰富，其储量在新增探明储量中所占的比例逐渐增大，对于低渗透油藏提高采收率技术的研发和应用越来越收到重视[1]。各油田也相继开展了CO2驱油的室内研究工作，对CO2的驱油机理、相态特征等取得了比较成熟的认识，但总体来说，现场应用井数还较少，在完井工艺管柱和防气窜方面还没有形成成熟的技术[3]。

1 CO2驱注入井免压井作业完井管柱设计研究

注入管柱是二氧化碳气进入地层的通道，是保证二氧化碳驱顺利进行的关键。由于CO2注入温度低，停注时会引起管柱蠕动，降低封隔器密封性能，同时考虑到环空保护液需要定期更换，气井压井困难等问题，设计了具有锚定、反洗井和免压井作业功能的完井管柱。

1.1 完井管柱结构及原理

由于调整方案注气井转为生产井或其他原因需要更换管柱时，CO2的高膨胀性使得施工过程存在较大的风险，为此设计了能够实现免压井分体丢手注气管柱。

管柱组成（从上至下）：由井口悬挂器+反洗阀+安全接头+水力锚+密封插头+丢手及回接筒+蝶扳单向阀+Y441封隔器+底部止回阀+筛管+丝堵等部分组成（见图1）。

丢手注气管柱中反洗阀的作用是在正常注气时油管连通，环空关闭，反洗井时与环空连通可替换保护液。水力锚的作用是锚定管柱。密封插头主要由插头及“O”型圈组成，主要作用就是与回接筒配套，起到连接丢手管柱与密插管柱并且密封的作用。蝶板阀的原理是当蝶扳受到上部外力作用时，可翻转一定角度，从而实现内部的连通。当蝶扳受到的外力消失时，蝶扳在弹簧力的作用下，可恢复原状，从而起到密封井内气体的的功能。

1.2 技术特点及技术指标

A：采用锚定式管柱结构，可防止管柱蠕动，以确保注气作业正常进行，同时可保护丢手管柱上部套管。

B：可实现反洗井更换环空保护液的功能。当油套环空注入含有缓蚀剂的环空保护液时，液体经反洗阀直接进入油管，后经油管返出井筒，从而达到保护油层的目的。

C：采用分体式丢手结构，在更换上部注气管柱时，不需起出下部丢手管柱。

D：工作筒及蝶板单向阀的应用可以实现上部管柱不压井作业。当要起出上部密插管柱时，先从采油树中投入工作筒密封插头，使得工作筒上部油管内没有压力，移开采油树，安装高压自封封井器，上提密插管柱后，蝶扳单向阀自动关闭，使得丢手管柱上部没有压力，从而完成作业时下部管柱的密封；

E：底部注气止回阀是一种单向注气多功能阀，用于封隔器坐封、丢手、注气，停注时自动关闭，防止注入气返吐，可以辅助实现不注气时的不压井作业。

2.3 完井管柱和工艺

通井、刮管之后下入悬挂丢手完井管柱（管柱图见2），利用磁定位短节确定座封位置后，投入φ30mm球，从油管打压8MPa，10MPa，12MPa，15MPa时各稳压5min，确保封隔器坐封完全，继续升压至20Mpa，显示压力突降，表明注气止回阀已开启。之后从油管投入φ50mm直径的钢球，继续从油管加压至17Mpa，丢手成功。下入密插注气管柱：密插注气管柱结构见附图3。注套管保护液：上提注气管柱2-3m，现场根据实际情况装封井器或坐油管挂，反循环替入套管保护液。密插插入情况：将末根入井油管部分换成油管短接，装、坐油管挂，紧顶丝，反打压2MPa，稳压5分钟不降，证明密封情况良好。完成的最终注气管柱，见附图1。

该井完井后注气成功，每天注气40t/d，井口注气压力15Mpa，通过挂片测试，该井管柱的腐蚀速率为0.0025mm/a，说明几乎没有腐蚀。

3 认识和结论

（1）实施CO2驱技术以来，先导试验区块的地层压力由14Mpa恢复到26Mpa，油井产量递减率减缓了15%，现场试验证明，CO2驱是低渗透油藏补充地层能量的有效途径；

（2）在实施CO2驱之前，根据区块的含水情况、注入方式（连续驱还是段塞驱），对腐蚀情况进行预测，确定经济安全的综合防腐技术；

（3）通过研究，形成的CO2驱完井工艺技术能够满足封气窜、防腐蚀、高压注入和免压井作业的要求。

参考文献[1] 李士伦.国内外注气提高石油采收率技术回顾

与展望[J].油气地质与采收率，2002，9（2）：1～5[2] 孙学忠，于涛，等.CO2EOR地下管柱的腐蚀

控制[J].大庆石油学报，1990，14（1）：63～69[3] 李景梅，等.高89-1块特低渗透油藏CO2驱

提高采收率先导试验 [J].内蒙古石油化工，

2012，5（5）：127～129