学文网摘要：随着辽河油田超稠油油藏开发进程的加快，对于超稠油或天然沥青这样原油粘度非常高在初始油藏条件下根本没有产能、吸汽能力也非常差的油藏， SAGD却能够经济有效地开发这种油藏，凸显了重力泄油开采技术作为接替蒸汽吞吐开采超稠油的最佳生产方式。稠油油藏进行SAGD开采，需根据井下状况及开采效果适时调整单井配注量，必要时进行间歇注汽，因此对间歇注汽工艺技术展开研究。
关键词：SAGD 间歇注汽 封隔器 金属包裹
SAGD注汽管柱需要满足间歇注汽要求，其配套工具的高温长密封件必须要提高重复密封性、耐冲蚀性能。对此开展了Y441-152汽驱封隔器的密封件、金属包裹式密封件、高温长效金属密封器、压力补偿式隔热型伸缩管以及隔热管接箍密封器的研究，既提高了整体强度和耐冲蚀性，也进一步提高了座封后的密封性能，满足间歇性注汽密封的特点，并降低了注汽管柱的热损失。
1 、Y441-152封隔器的金属包裹式密封件以及密封件补偿机构优化设计。
对超稠油SAGD井，封隔器高温密封件在起下过程中，由于强度低，易发生损坏，随着温场的变化对注汽井进行调整注汽量，而我们使用的常规注汽管柱耐不住蒸汽冲刷，不能满足SAGD间歇注汽以及变温度注汽的要求，从而影响了管柱密封的使用寿命。 采用金属包裹密封件形式，可以有效解决上述问题。最终研制的高温长效金属包裹密封件可确保在350℃、17MPa的高温蒸汽环境中，且温度、压力波动的条件下可靠长效密封。
为了能够适应SAGD多轮次间歇注汽的过程，特别设计了封隔器的补偿机构。具体原理是锚定机构的支撑位置设计有蓄能弹簧，在封隔器坐封过程中，锥体推动卡瓦运动，使封隔器坐封。同时运动过程中弹簧也是蓄能过程。当多轮次注汽的时候，必然会导致密封件由于热胀冷缩而回缩，此时弹簧中储存的弹性势能将释放，阻止由于密封件降温发生的回缩。使得封隔器仍然能够密封，进行下一轮注汽。
以上两方面的设计，可在井中长期工作而不漏失，这样能够起到注气、停注、注气、停注的循环工作效果，而又能够达到边注汽边采油的目的，极大地提高了封隔器的使用寿命。节约大量成本，具有巨大的市场空间。
2、高温长效金属密封器M型内套金属的研制
普通汽驱管柱采用的金属密封器或其他高温密封器的长效密封性能与解封性能均存在一定的不足，项目组针对SAGD间歇注汽的特点，研制了多级长效汽驱密封器，该密封器主要由上接头，多级膨胀腔、液体扩张剂、支撑隔环、下接头等部分组成。在结构上采用多腔体软金属密封，同时特殊材质支撑环可在高温和挤压作用下随时补偿多级膨胀腔对油套环空密封的不足，从而提高了整体管柱的长效效果和解封性能。
该结构应用了张力互相补偿原理，在未膨胀前膨胀腔体设计的形状为M型，膨胀后为M型。在进行多轮次注气时，井内温度压力下降的情况下，膨胀体会出现收缩的的情况，影响密封效果。M型的设计结构恰能解决这个问题。具体原理为当温度压力升高的时候，膨胀液体汽化后，膨胀腔随之膨胀，密封油套环控，当温度压力下降的时候，必然会出现横向和纵向收缩的情况。变形后的膨胀金属呈现m型，由于受到张力的影响，位于波谷的金属张力要明显大于波峰的张力，所以，即使回缩也不会影响到密封效果，另外，纵向上的回缩更能加***峰和波谷的张力值，所以此种形状的膨胀金属完全能满足多轮次间歇注气的要求。
3、 压力补偿式隔热型伸缩管密封方式的研究
普通汽驱管柱所采用的伸缩管在长期注气过程中内管外壁易结垢，易造成密封件磨损，导致伸缩管动密封效果减弱，使用寿命缩短。为提高伸缩管的长效动密封性能，以确保伸缩管在长期注汽过程中具有可靠的热补偿性能，项目组科研人员研制了压力补偿式隔热型伸缩管，该伸缩管主要由除垢装置、压力密封补偿装置、隔热装置等几部分组成。
在结构上增加了除垢装置，在伸缩过程中除垢装置能够在内外管滑动的过程中自动清除内管外壁的垢质和其他杂质，以减少密封件的磨损；改变原来弹性密封方式基础为压力密封补偿方式，能够通过作用补偿体对密封件产生相对的随压力变化的压紧力，由此减小补偿密封件的损耗，以保证伸缩管的活动密封效果；隔热型外管设计可以确保注汽过程中伸缩管部分的热损失最小，从而保障多轮次注汽管柱的整体隔热效果。
4、隔热管接箍密封器的研究
普通汽驱管柱隔热管接箍处隔热密封效果不理想，蒸汽通过隔热管接箍时存在绕流、渗漏以及减压等问题，使隔热管接箍处成为注汽管柱主要散热点之一。研制的隔热管接箍密封器采用特殊的结构设计，在管柱连接过程中，使该密封器与隔热管内隔层之间形成由具有较好隔热性能的材料所填充的密闭隔热层，使隔热管接箍处被完全密闭填充，并且接箍密封器的内管与隔热油管的内管接触，实现了隔热管接箍处的二次密封，减少了接箍处蒸汽绕流、减压对蒸汽流动的影响，从而大大降低了隔热管接箍处的热点损失，确保高温高压湿饱和蒸汽在无泄漏与减压且热损失较小条件下的顺畅注入。
综上所述，可得出如下结论：
（1）完成SAGD高温注汽工艺管柱的研制，管柱耐高温350℃、耐压差17MPa，间歇密封轮次3次以上。
（2）实现SAGD间歇注汽条件下多轮次的长效密封隔热，SAGD高温间歇注汽管柱热损失降低5-10%。
作者简介：
戚勇，男，出生年月1981.9，2009年毕业于东北石油大学，硕士学位，现在辽河油田钻采工艺研究院工作，从事油田采油工程研究工作。
基金项目：该项目为国家重大科技专项“大型油气田及煤层气开发”之“渤海湾盆地辽河坳陷中深层稠油开发技术示范工程（二期）" （2011ZX05053）。
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