SAGD双管热采井口装置研制与应用

彭 辉

（新疆油田公司 工程技术研究院，新疆 克拉玛依834000） ①

SAGD采油技术作为国外先进的一种用于超稠油热采的开发方式，已日趋成熟［1－2］。2008年底，新疆油田在风城重32井区进行了先导性试验。根据SAGD生产井工艺方案的需要，要求井口装置主、副管均可实现注汽、生产、测试等工艺的需要，后期为了增储上产，提高油气采收率，还需下入120 mm大直径抽油泵和实现不压井修井作业。而目前常规稠油热采水平井中，适合244.5 mm（9英寸）套管的SKR14－337－78×52型双管热采井口，虽然满足SAGD工艺前期对注汽、生产、测试的工艺要求，但是后期修井作业对于不动副管、主管频繁提下、大直径抽油泵下入以及不压井修井作业已不能适用。针对以上问题，研制了适用新疆油田SAGD工艺的SKR14－337－150×50型双管热采井口装置。

1 技术分析

1.1 结构组成［3－4］

SKR14－337－150×50双管热采井口装置主要由井口装置和井口配件2部分组成，如图1所示。该井口装置主要由双管大四通、三通、主管油管挂、副管油管挂、生产闸阀、套管闸阀等组成。闸阀采用明杆式楔型热采闸阀；外组件全部采用法兰连接和钢圈密封；井口配件主要有主管悬挂装置、提升工具、丝堵等。

图1 SKR14－337－150×50型双管热采井口装置结构

1.2 工作原理

SKR14－337－150×50型双管热采井口装置包括2个通道，主管悬挂114.3 mm（4英寸）隔热油管，副管悬挂60.3 mm（2英寸）内接箍油管，主、副管可下入井下测温、测压装置。施工作业时，首先下入60.3 mm（2英寸）内接箍油管，接着下入114.3 mm（4英寸）隔热油管，下完管柱后，再与油管管挂连接安装井口。测试则以60.3 mm（2英寸）内接箍油管做通道下入31.75 mm（1.25英寸）连续油管，依靠卡瓦实现悬挂，旋紧压紧螺帽实现密封，实时监测循环预热阶段注气水平井段各点的温度、压力。双管四通左侧的套管闸阀可连接井液循环管线或配装压力表接头，以便进行循环洗井及测试作业。

1.3 主要技术参数

1.4 关键技术

1） 整套井口装置满足SAGD生产井进行自喷、注汽、抽油、伴热、测试等一系列生产工艺技术要求。

2） 整套井口装置结构设计紧凑，其主要零部件为一体化设计，连接方式简单，漏失点少，确保密封可靠，适合实际生产需要。

3） SKR14－337－150/50型热采双管井口装置的主、副管挂采用螺纹连接，分别位于不同的2个层面悬挂。该设计很好地解决了井口装置的现场安装困难、修井拆卸不方便等问题。

4） 副管通道的独特性是从副管底部螺纹根部沿副管通道镗出角度为11°的第2个通道，增加了副管通道总面积，对副管下入连续油管有很大帮助。经过现场试验，下入过程顺利。

1.5 室内试验

SAGD双管井口装置整体组装前，分别对主、副两管进行水压试验，试验压力21 MPa，保证两孔无互窜、互通现象；组装闸阀后，在开关闸阀过程中，手轮要转动灵活，轴承处不得有上下晃动现象存在；打开及关闭闸板情况下，分别进行整体强度及密封试验，强度试验压力42 MPa，密封试验压力21 MPa，试压由0升至试验压力后，稳压5 min。稳压期间不得有渗漏、冒汗、压降大于5%等现象出现。试压合格后放尽余水，关闭闸阀，螺纹部位、轴承处应注入适量的高温密封脂；整体组装后打开闸板，分别用63 mm、78 mm长1 m的通径规检查，应畅通无阻。

1.6 现场应用

风城油田从2009－12开始应用 SKR14－337－150/50型双管热采井口装置，至今已有65套成功应用于现场。经过3 a的跟踪调查，井口装置工作正常。

2 SAGD井口配套工具组成

2.1 连续油管密封悬挂装置

连续油管密封装置由压紧螺帽、密封部分、卡瓦悬挂器等组成，如图2所示。卡瓦悬挂器的组成如图3所示。

图2 连续油管悬挂密封装置

图3 卡瓦悬挂器

悬挂部分采用整体式卡瓦，侧面开槽，双向悬挂，如图4所示。

图4 整体式卡瓦

整体式卡瓦在放置过程中，因为是套入连续油管，所以可以自动找中，自然悬挂。此卡瓦用于31.75 mm（1.25英寸）连续油管，在设计卡瓦内径时，考虑到安装问题，设计加工了32 mm内径的成品，经过安装试验，可轻易套入31.75 mm（1.25英寸）连续油管，作业简单实用。

密封部分采用石墨盘根密封，结构简单，一般安装8层即可，满足现场试验的要求。

2.2 工作原理

连续油管下入到位后，将图3中卡瓦座Ⅰ套入连续油管，接着套入卡瓦和垫片，然后套入卡瓦座Ⅱ，并用管钳旋紧锁死，此步骤可防止连续油管的下窜；重复套入卡瓦和垫片，并旋紧卡瓦座压帽，此步骤可防止连续油管的上顶，这样就实现了双向悬挂连续油管；最后套入密封装置上法兰，可实现连续油管的密封。

2.3 室内试验

加工32 mm金属棒用于产品试压，经过室内试验，加压10 MPa稳压10 min后，无可见渗漏，说明连续油管悬挂密封装置的密封部分可满足现场长时间注气需求，密封可靠。

2.4 现场应用

先后在新疆油田风城SAGD先导试验区重1井区、重18井区、重32井区、重37井区投入使用。为了随时监测井底温压的参数数据，先后80多次下入连续油管，成功安装连续油管密封悬挂装置50多套。就目前连续油管密封装置的应用效果来看，达到了悬挂密封的作用，无泄漏现象发生。

3 结论与建议

1） SKR14－337－150/50型双管热采井口装置及其配套工艺技术，可以缩短修井作业时间，增加单井原油产量，降低生产成本。

2） 与国内其他油田相比，该井口装置在设计上具有新颖性，配套的工艺技术满足了SAGD注汽、生产、测试等生产作业要求，减少修井次数，降低工人劳动强度和生产成本，为新疆油田稠油上产及以后SAGD采油技术大面积开发提供了技术保证。

3） SAGD井口在现场应用过程中，由于下入的测试仪器是通过31.75 mm（1.25英寸）连续油管导入60.3 mm（2英寸）内接箍油管中，在油井生产过程中，因为高温蒸汽上升，导致副管与连续油管之间温度不均匀，影响仪器测试温度的准确度。故需要设计出适合于SAGD工艺技术的三管热采井口装置，采用注汽、生产、测试均有独立的通道，以解决测试遇到的问题。

［1］ 上海第二石油机械厂，西南石油学院.《国内外高压采油（气）井口装置》资料汇编［G］.1986.

［2］ 万仁溥，罗英俊.采油技术手册［K］.北京：石油化学工业出版社，1994.

［3］ GB/T22513—2008，钻井和采油设备井口装置和采油树［S］.

［4］ 申玉壮，赵云峰，周汉鹏，等.热采平行闸阀闸板密封现状及技术难点分析［J］.石油矿场机械，2013，42（7）：16－18.