王 超

(1.大慶油田有限責(zé)任公司 采油工程研究院，黑龍江 大慶 163453；2.黑龍江省油氣藏增產(chǎn)增注重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江 大慶 163453)

大慶油田分層注水是水驅(qū)開發(fā)的根本[1-2]。長(zhǎng)垣老區(qū)已進(jìn)入雙特高開采期，層間、層內(nèi)和平面矛盾更加突出；外圍油田產(chǎn)量遞減快，動(dòng)用程度低[3-5]。采用常規(guī)分層注水工藝技術(shù)已不能實(shí)現(xiàn)對(duì)剩余儲(chǔ)量的有效挖潛，迫切需要發(fā)展精細(xì)分層注水工藝技術(shù)。

油田先后開發(fā)應(yīng)用了電動(dòng)測(cè)調(diào)、電動(dòng)驗(yàn)封等技術(shù)[6-15]，大幅度提高了測(cè)試效率。但是，電動(dòng)測(cè)調(diào)和電動(dòng)驗(yàn)封均屬于獨(dú)立技術(shù)，測(cè)試時(shí)需要操作人員分別使用測(cè)調(diào)、驗(yàn)封儀器進(jìn)行多次起下操作，增加了儀器成本、人工成本和測(cè)試車輛費(fèi)用。為了進(jìn)一步提高測(cè)試效率、降低投入、增強(qiáng)對(duì)地層特性的認(rèn)識(shí)，研制了一體化驗(yàn)封測(cè)調(diào)工具，由驗(yàn)封測(cè)調(diào)一體儀和地面控制系統(tǒng)組成。本文介紹了該工具的結(jié)構(gòu)、原理和應(yīng)用情況。

1 驗(yàn)封測(cè)調(diào)一體儀

1.1 結(jié)構(gòu)組成

驗(yàn)封測(cè)調(diào)一體儀主要由電纜頭、上流量計(jì)組件、電機(jī)、調(diào)節(jié)組件、電機(jī)傳感器組件、密封段組件、支撐導(dǎo)向組件、下流量計(jì)組件(可拆卸)等組成，如圖1所示。

1—電纜頭；2—上流量計(jì)組件；3—電機(jī)；4—調(diào)節(jié)組件；5—電機(jī)傳感器組件；6—密封段組件；7—支撐爪；8—支撐導(dǎo)向組件；9—下流量計(jì)組件(可拆卸)；10—導(dǎo)向爪；11—調(diào)節(jié)臂。

1.2 技術(shù)原理

驗(yàn)封測(cè)調(diào)一體儀主要實(shí)現(xiàn)油管壓力、溫度、流量等信號(hào)的采集處理、單芯電纜通訊等功能。在測(cè)調(diào)狀態(tài)下，控制調(diào)節(jié)組件上的調(diào)節(jié)臂張開，密封段組件的膠筒和支撐導(dǎo)向組件的支撐爪處于收攏狀態(tài)，下放儀器使得調(diào)節(jié)組件的調(diào)節(jié)臂與井下配水器上的堵塞器對(duì)接后，即可實(shí)現(xiàn)分層注水量的測(cè)調(diào)功能；在驗(yàn)封狀態(tài)下，調(diào)節(jié)組件的調(diào)節(jié)臂處于收攏狀態(tài)，控制支撐導(dǎo)向組件上的支撐爪張開，下放儀器使得支撐導(dǎo)向組件的支撐爪與井下配水器定位臺(tái)階配合后，控制密封段組件的膠筒脹封，即可實(shí)現(xiàn)本級(jí)封隔器的驗(yàn)封功能。

1.3 技術(shù)參數(shù)

最大外徑

?44 mm

長(zhǎng)度

<2 200 mm(單流量，含電纜頭)

<2 500 mm(雙流量，含電纜頭)

流量測(cè)量范圍

2～300 m3/d

流量測(cè)量精度

±2.0% F·S

壓力測(cè)量范圍

0～60 MPa

壓力測(cè)量精度

±0.2% F·S

密封膠筒使用壽命

可反復(fù)驗(yàn)封10層次以上

適用范圍 偏心分層注水工藝管柱直讀式測(cè)調(diào)、驗(yàn)封

其他性能 調(diào)節(jié)臂能與主流堵塞器可靠的對(duì)接和調(diào)節(jié)

儀器測(cè)調(diào)具有正反雙導(dǎo)向功能

1.4 技術(shù)特點(diǎn)

1) 驗(yàn)封測(cè)調(diào)一體儀設(shè)計(jì)有配套接口，可安裝下流量計(jì)組件(可隨時(shí)拆卸)，實(shí)現(xiàn)雙流量測(cè)調(diào)功能。

2) 驗(yàn)封測(cè)調(diào)一體儀調(diào)節(jié)臂配有不同規(guī)格的調(diào)節(jié)頭，能與大慶油田的主流堵塞器可靠的對(duì)接和調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)頭可根據(jù)需要由現(xiàn)場(chǎng)操作人員進(jìn)行更換。

3) 驗(yàn)封測(cè)調(diào)一體儀上同時(shí)布置有測(cè)調(diào)短節(jié)和驗(yàn)封短節(jié)，使得儀器同時(shí)具有測(cè)調(diào)功能和驗(yàn)封功能，2個(gè)功能依靠不同部件組合實(shí)現(xiàn)，互不影響。

4) 驗(yàn)封測(cè)調(diào)一體儀可錄取注水層段的地層壓力、油管壓力、流量、溫度等數(shù)據(jù)，控制軟件可實(shí)現(xiàn)儀器的參數(shù)設(shè)置、驗(yàn)封電機(jī)和測(cè)調(diào)電機(jī)的控制、測(cè)試數(shù)據(jù)處理，能輸出合格測(cè)調(diào)和驗(yàn)封卡片，滿足資料解析要求。

5) 驗(yàn)封測(cè)調(diào)一體儀具有安全保護(hù)功能，電機(jī)過載或過流時(shí)斷電。

2 地面控制系統(tǒng)

地面控制系統(tǒng)與驗(yàn)封測(cè)調(diào)一體儀配套使用，包含地面測(cè)控儀和PC測(cè)調(diào)軟件2部分。地面測(cè)控儀為井下用電設(shè)備提供可靠電源，具備控制功能。配套的PC測(cè)調(diào)軟件需要在Windows XP操作系統(tǒng)以上的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)驗(yàn)封測(cè)調(diào)一體儀的控制、數(shù)據(jù)采集、保存、顯示及打印功能；控制程序在地面終端顯示屏上應(yīng)實(shí)時(shí)反饋井下數(shù)據(jù)、工作參數(shù)曲線，包括電壓、電流、溫度、油管壓力、地層壓力、實(shí)時(shí)流量、水嘴開度、密封膠筒坐封與解封過程中工作狀態(tài)指示、支撐臂對(duì)接指示、調(diào)節(jié)臂對(duì)接指示、導(dǎo)向爪開啟狀態(tài)等信息，真實(shí)準(zhǔn)確。

3 施工工藝

1) 地面調(diào)試。安裝井口防噴管及滑輪，測(cè)試調(diào)節(jié)臂收放及密封段脹封功能是否正常。

2) 儀器下井。通過電纜攜帶驗(yàn)封測(cè)調(diào)一體儀下入到井下最下一層配水器上方。

3) 檢測(cè)流量。將儀器從最下層配水器逐級(jí)上提，在每層配水器停留3～5 min，測(cè)試數(shù)據(jù)，形成測(cè)試成果表。

4) 調(diào)節(jié)流量。將測(cè)試成果表與各層配水量對(duì)比，儀器下至不滿足配注層段的配水器上方，打開調(diào)節(jié)臂，繼續(xù)下入至配水器中與堵塞器對(duì)接，調(diào)節(jié)流量至合格。

5) 驗(yàn)封封隔器。將儀器下至最下層封隔器中，地面發(fā)送指令，脹封膠筒，井口控制注水閥“開-關(guān)-開”動(dòng)作，每個(gè)動(dòng)作穩(wěn)壓3～5 min，根據(jù)曲線判斷封隔器密封情況。

6) 驗(yàn)封其余層段封隔器。上提至上一層配水器中，重復(fù)步驟5，完成全部層段驗(yàn)封后，起出儀器，卸掉防噴管，井口恢復(fù)正常注水。

4 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

一體化驗(yàn)封測(cè)調(diào)工具在大慶油田現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)248井次，一次測(cè)調(diào)成功率達(dá)92.2%，實(shí)現(xiàn)了儀器一次下井，完成驗(yàn)封及流量測(cè)試調(diào)配。本文以B井為例進(jìn)行分析。B井的井況參數(shù)如表1所示。

表1 B井井況參數(shù)

4.1 驗(yàn)封成果分析

根據(jù)管柱深度，將驗(yàn)封測(cè)調(diào)一體儀下到最下一級(jí)配水器上方，通過地面控制系統(tǒng)得到驗(yàn)封曲線如圖2，曲線分析為P1層疑似不封；P3層、P2層上方封隔器均驗(yàn)封。

圖2 B井一次驗(yàn)封曲線

對(duì)P1層進(jìn)行解堵后，再次下入儀器，得到第2次驗(yàn)封曲線如圖3，P3層、P2層、P1層均測(cè)得典型的驗(yàn)封曲線，封隔器是驗(yàn)封的。證明儀器重復(fù)性較好。

圖3 B井二次驗(yàn)封曲線

4.2 測(cè)試成果分析

下放驗(yàn)封測(cè)調(diào)一體儀并坐到配水器上方，與水嘴調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)進(jìn)行對(duì)接，點(diǎn)擊“調(diào)大”、“調(diào)小”按鈕，進(jìn)行水量調(diào)節(jié)，得到測(cè)試曲線如圖4。分析曲線為：從左至右依次為P3、P2、P1層，視流量依次為：11、20、48 m3/d。按照遞減法，各層吸水量分別為：11、9、28 m3/d。測(cè)調(diào)流量在合理范圍內(nèi)。

圖4 B井測(cè)試流量曲線

5 結(jié)論

1) 一體化驗(yàn)封測(cè)調(diào)工具突破了測(cè)試效率受小卡距和分層段數(shù)的限制、細(xì)分井測(cè)調(diào)難度大、測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)的問題。針對(duì)特定層段，可實(shí)現(xiàn)小卡距雙導(dǎo)向直讀，提高了測(cè)試效率。

2) 該工具實(shí)現(xiàn)了一次下井，完成測(cè)調(diào)和驗(yàn)封工作。這2項(xiàng)功能獨(dú)立進(jìn)行、互不干擾，提高了工作效率。

3) 測(cè)調(diào)功能和驗(yàn)封功能組合，降低了油田儀器購(gòu)置成本。起下儀器次數(shù)少，減少了測(cè)試車輛燃油費(fèi)用和電纜磨損，大幅降低了油田水井測(cè)試成本，實(shí)現(xiàn)了降本增效。