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，井下油水關系日趨復雜，油層層內及層間矛盾更加突出，主要潛力已由層間轉為層內、由主力油層轉為非主力的薄差油層。同時油田地質特點決定了河南油田厚油層發(fā)育、平面多變、非均質十分嚴重，剩余油分布復雜、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狀以及油田開發(fā)后期對厚油層層內細分挖潛的生產需要，我們開展了大厚層細分開采技術的研究，該技術包括大厚層細分注水技術、大厚層細分卡堵水技術和大厚層細分改造三項配套技術，該技術的關鍵是井下管柱機械定位技術。通過采用井下管柱機械定位技術，使分層措施管柱在井下精確定位。
目前國內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。因該方法工藝復雜、作業(yè)量大、占用生產時間長、測試成本高，所以現場難以推廣應用?；谶@種情況，油田井下定位技術為解決這些問題開辟了新途徑。
定位技術結構組成
定位技術由井下定位器、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薄夾層處，實現定位卡封。
定位技術工作原理
定位技術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的薄夾層處，從而實現了定位卡封，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。
機械定位技術的特點
1．該技術不需專門施工車輛，所需儀器輕便操作簡單、不占用生產時間、不增加作業(yè)量、成本費用低。
2．該技術克服了溫差、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（措施）管柱配套，實現管柱自身定位，廣泛用于采油、注水等作業(yè)，占產時間少。
機械定位技術主要設備構造及特點
● NSDWQ-130內收型機械定位器
1．結構組成
NSDWQ-130內收型機械定位器主要由鎖緊部分、定位塊內收部分、定位塊和主體部分等組成。
2. 結構特點
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徑，這直接影響定位器能否順利起出，通過設計定位塊回收鎖緊機構，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象；同時克服了因井斜偏磨管柱現象，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. 技術參數
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．結構組成
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. 技術參數
工作溫度：-20～50℃
工作環(huán)境：室內、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校對。
● 司鉆在下鉆及定位操作過程中應嚴格執(zhí)行有關標準，平穩(wěn)操作。
● 進行定位卡封時，定位套管接箍深度應以磁定位校深為準
● 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
● 大厚層細分注水技術
1. 大厚層細分注水技術的構成
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原理：將液力投撈細分注水管柱下入井內設計位置，通過井下管柱機械定位技術，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，一次投撈調配5層水咀并測試5層分層水量，實現厚油層細分注水。
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．結構組成
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. 技術參數
工作溫度：-20～50℃
工作環(huán)境：室內、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校對。
● 司鉆在下鉆及定位操作過程中應嚴格執(zhí)行有關標準，平穩(wěn)操作。
● 進行定位卡封時，定位套管接箍深度應以磁定位校深為準
● 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
● 大厚層細分注水技術
1. 大厚層細分注水技術的構成
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原理：將液力投撈細分注水管柱下入井內設計位置，通過井下管柱機械定位技術，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，一次投撈調配5層水咀并測試5層分層水量，實現厚油層細分注水。
3. 該項技術特點是：
a. 設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. 設計了擴張式反沖皮碗提升機構，解決兩級配水器芯子在變徑管柱內液力投撈 “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長期在注水井下工作回收困難的現象。
4. 大厚層細分注水技術指標：
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
1. 大厚層細分卡堵水技術的構成
主要由丟手接頭、Y441封隔器、Y341封隔器、偏孔單流閥、底部球座及內收型機械定位器等組成。
2. 大厚層細分卡堵水技術原理
將細分卡堵水管柱按照人工丈量數據下入井內設計位置，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，分隔生產層段， 再向油管內打壓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. 該項技術特點是：
a. 井下管柱機械定位技術定位精度高，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封隔器上設計逐級解封機構，在Y441封隔器上設計了雙向卡瓦錨定結構和分步解卡結構，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封隔器上設計了膠筒—皮碗組合式驗封機構，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指標：
工作壓差：25Mpa；
工作溫度：≤120℃；
封隔器級數：≥2；解封負荷：≤20KN；最小卡封段：≥0.69m；適應套管內徑：Φ121～Φ124mm。
● 大厚層細分酸化技術
1. 大厚層細分酸化技術構成
主要由氣舉凡爾、水力錨、兩個X344皮碗封隔器、細分開關器、定位器、球座等組成 。
2. 大厚層細分酸化改造技術原理：通過定位使新式皮碗封隔器坐封于薄夾層處，實現酸化時的細分卡封;X344皮碗封隔器、細分開關器等工具組配成油層細分酸化管柱，實現了對厚油層內中低滲透段進行細分酸化處理。
3. 該項技術特點是：
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，解決了對厚層內中、低滲透層卡封的問題，實現了對厚層內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器，實現不動管柱多層分別酸化，同時具有驗封功能，保證作業(yè)質量， 減少了施工工作量，提高酸化效果。
4. 大厚層細分酸化技術指標：
工作壓差：25Mpa； 工作溫度：≤120℃；封隔器級數：≥2；解封負荷：≤20KN；最小卡封段：≥0.69m；適應套管內徑：Φ121～Φ124mm。
大厚層細分開采技術是厚油層層內挖潛的主要技術手段。該技術為進入高含水后期的油田開展厚油層層內細分注水、卡堵水、改造等措施提供了技術保證；而井下管柱機械定位技術是實施大厚層細分開采的一項關鍵技術；機械定位技術操作簡便，施工成本低，宜大面積推廣應用。