螺桿泵環(huán)空測(cè)井在油田的應(yīng)用

韓丹

（大慶油田有限責(zé)任公司測(cè)試分公司，黑龍江 大慶 163000）

1 引言

環(huán)空找水測(cè)井自從在油田應(yīng)用以來(lái)，為油田提供了大量的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)資料。隨著三次采油注聚井?dāng)?shù)量的增加及油稠現(xiàn)象，普通機(jī)采井成本、消耗的增大。采用螺桿泵井進(jìn)行抽油，且井?dāng)?shù)逐年增加。由于傳統(tǒng)螺桿泵井受到地面驅(qū)動(dòng)設(shè)備和井下管柱結(jié)構(gòu)的限制，無(wú)法進(jìn)行環(huán)空測(cè)試，為解決環(huán)空測(cè)試問(wèn)題，開(kāi)展螺桿泵環(huán)空測(cè)井技術(shù)。

2 螺桿泵井口裝置的改進(jìn)

普通螺桿泵井井口無(wú)偏心測(cè)試孔，且井下油套環(huán)形空間內(nèi)有扶正器、螺桿泵、防轉(zhuǎn)錨等工具由于外徑大導(dǎo)致儀器的無(wú)法通過(guò)。研制的螺桿泵井口，在基座上安裝了偏心井口，加裝了測(cè)試閘門。將地面的驅(qū)動(dòng)裝置高度增高。螺桿泵的偏心測(cè)試孔是一個(gè)與油管成12°角的裝置。加大掛體座內(nèi)徑，進(jìn)而使偏心油管掛及掛體座之間形成的測(cè)試通道加大；將掛體座內(nèi)壁由垂直狀態(tài)變?yōu)?2°的喇叭口；將偏心油管掛內(nèi)的21/2油管與油管掛體之間的偏心距定為18mm，與抽油機(jī)偏心井口偏心距相同。井下裝置也相應(yīng)進(jìn)行調(diào)整在螺桿泵排量、揚(yáng)程不變的前提下，將泵體以下外徑由φ102mm減小到φ91mm。

通過(guò)以上改進(jìn)，可確保外徑φ25.4mm、單節(jié)長(zhǎng)度為1米且軟連接的儀器順利通過(guò)偏心井口和拐點(diǎn)。為了解決螺桿泵井儀器發(fā)生纏繞的問(wèn)題，將螺桿泵井口與油管掛之間設(shè)計(jì)了推壓軸承，并將油管掛的固定方式設(shè)計(jì)為頂絲周向固定。螺桿泵井正常生產(chǎn)時(shí)，可旋轉(zhuǎn)井口由6支長(zhǎng)螺栓牢牢的固定。當(dāng)儀器發(fā)生纏繞時(shí)，擰出螺栓就可以旋轉(zhuǎn)井口。螺桿泵的井下管柱是一套比較復(fù)雜的管柱。其中泵體體以下的部分是不允許轉(zhuǎn)動(dòng)的，研制在帶壓情況下可旋轉(zhuǎn)的油管旋轉(zhuǎn)器。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)可旋轉(zhuǎn)螺桿泵的偏心井口時(shí)，自旋轉(zhuǎn)器的向上的管柱發(fā)生旋轉(zhuǎn)，下部的保持靜止。解決了測(cè)試電纜纏繞油管的問(wèn)題。研制導(dǎo)向器和環(huán)空打壓坐封油管錨。測(cè)試儀器可以通過(guò)導(dǎo)向器進(jìn)入油管內(nèi)部，通過(guò)油管錨，完成測(cè)試。

2 螺桿泵測(cè)井儀器的改進(jìn)

針對(duì)普通阻抗找水組合儀在長(zhǎng)度上無(wú)法通過(guò)螺桿泵偏心井口的問(wèn)題，將原儀器進(jìn)行的分段研制，自上而下組成井溫、壓力、磁定位短節(jié)、阻抗儀線路板短節(jié)；儀器含水率計(jì)、渦輪流量計(jì)短節(jié)。它們之間用可以轉(zhuǎn)動(dòng)的活結(jié)過(guò)線連接。對(duì)儀器的性能、工藝進(jìn)行了多次的實(shí)驗(yàn)制成了鉸接式螺桿泵阻抗環(huán)空組合測(cè)井儀。為了使儀器能夠順利的通過(guò)螺桿泵井的井下工具，將儀器的外徑由原來(lái)的φ28mm縮小至現(xiàn)在的φ25mm。

3 螺桿泵環(huán)空找水測(cè)井的井口施工工藝

將儀器與加重插入防噴管中，用測(cè)試井架車將防噴管起至螺桿泵偏心井口的上方，連接偏心井口。將儀器拉至防噴盒頂部，緩慢的打開(kāi)測(cè)試閘門，儀器緩慢通過(guò)“S”形短節(jié)進(jìn)入偏心井口。由于活接的作用，將儀器分為三段，逐次進(jìn)入。儀器通過(guò)油管旋轉(zhuǎn)器、上扶偏器、螺桿泵、下扶偏器、導(dǎo)向器、喇叭口進(jìn)入測(cè)量井段，進(jìn)行測(cè)井。

4 儀器的結(jié)構(gòu)測(cè)量原理及主要技術(shù)指標(biāo)

螺桿泵過(guò)環(huán)空阻抗組合測(cè)井儀自下而上由傘式集流器、渦輪流量計(jì)、含水率計(jì)、井溫儀、壓力計(jì)和磁定位器組成。

5 測(cè)量原理

螺桿泵過(guò)環(huán)空阻抗組合測(cè)井儀采用集流的測(cè)量方式，用渦輪流量計(jì)測(cè)量流量，用阻抗式含水率計(jì)測(cè)量含水率。

6 流量的測(cè)量原理

采用渦輪流量計(jì)進(jìn)行體積流量的測(cè)量。在集流狀態(tài)下，流體通過(guò)渦輪的轉(zhuǎn)速與流量成線性關(guān)系。整只儀器在油水模擬井進(jìn)行標(biāo)定求出儀器的K值。由測(cè)點(diǎn)記錄渦輪流量計(jì)的轉(zhuǎn)數(shù)由公式 Q=K*F+q（Q-待測(cè)流量，K-渦輪常數(shù)，F(xiàn)-渦輪每秒的轉(zhuǎn)數(shù)，q-啟動(dòng)排量）計(jì)算射孔井段各測(cè)點(diǎn)產(chǎn)液量，從上到下通過(guò)各測(cè)點(diǎn)產(chǎn)液量相減運(yùn)算得到層段的產(chǎn)液量。

7 含水率的測(cè)量原理

給含水率計(jì)中的傳感器供交變恒定電流，當(dāng)混合均勻的油水混合物通過(guò)傳感器時(shí)，傳感器測(cè)量電極產(chǎn)生和交變恒定電流頻率相同的交變電壓，其電壓幅度與油水混合物的電導(dǎo)率成反比。而油水混合物的電導(dǎo)率隨其持水率的增高而增大，這樣，當(dāng)持水率增高時(shí)，傳感器接收電極的輸出電壓隨之降低，因此儀器的輸出頻率也降低，通過(guò)測(cè)量混相液和全水時(shí)輸出頻率可計(jì)算出混相液的持水率。

8 技術(shù)指標(biāo)

流量的測(cè)量范圍：（傘式流量器）（2~60）m2/d；測(cè)量精度：±5%；含水率測(cè)量范圍：50%~100%，測(cè)量精度：±3%；儀器耐溫：125℃；儀器耐壓：30MPa。

表1 測(cè)試驗(yàn)證情況表

9 儀器在油田的應(yīng)用情況

從全井符合率和層段測(cè)試符合率入手查看現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果

自2007年4月至今，使用螺桿泵阻抗式組合測(cè)井儀在油田進(jìn)行了19次井的產(chǎn)出剖面測(cè)試，其中儀器下入測(cè)量井段的15口，全井產(chǎn)液量相符的12井次，符合率80%；全井含水相符率13井次，符合率86%；測(cè)試的總層段數(shù)為148個(gè)層段，動(dòng)態(tài)分析清楚的123層段，有98層與測(cè)試結(jié)果符合，符合率為79%，含水清楚的68層，有51層與測(cè)試結(jié)果符合，符合率為75%。表1為測(cè)試驗(yàn)證情況表（如表1）：

從表1中看出，無(wú)論是全井測(cè)試還是層段測(cè)試，符合率都比較高，說(shuō)明測(cè)試結(jié)果較可信，為油藏的剖面提供了可靠的依據(jù)。

10 在選擇堵水層位的應(yīng)用

油井進(jìn)入開(kāi)發(fā)中后期高含水階段，要延長(zhǎng)穩(wěn)產(chǎn)期，關(guān)鍵要提高產(chǎn)液能力，控制含水上升速度措施之一就是封堵高含水層。如：*50-9井是油田的一口螺桿泵井，該井在2009年4月進(jìn)行了螺桿泵環(huán)空找水測(cè)井，測(cè)得全井的產(chǎn)液量為36.4m3/d，含水86.5%。該資料顯示13號(hào)層產(chǎn)液為12.3m3/d，占全井產(chǎn)液33.7%,含水94.6%。井溫曲線在13號(hào)層顯示很明顯的異常。符合高含水井主產(chǎn)液層井溫曲線異常的特點(diǎn)。廠家根據(jù)此資料同年4月底進(jìn)行堵水作業(yè)施工。全井產(chǎn)液由堵前的36.4m3/d，降到21.4m3/d，含水降為78.5%。

11 結(jié)束語(yǔ)

螺桿泵環(huán)空組合測(cè)井儀具有良好的重復(fù)性、穩(wěn)定性和一致性，阻抗式含水測(cè)井方法能夠很好的解決目前油田高含水開(kāi)采階段油井分層測(cè)試的問(wèn)題，而且對(duì)于特高含水的測(cè)井具有一定的優(yōu)勢(shì)。

螺桿泵環(huán)空組合測(cè)井儀由于其獨(dú)特的鉸接結(jié)構(gòu)，對(duì)普通的機(jī)采井也同樣適用，特別是對(duì)偏心井口上方安裝大接箍和大盤根裝置的井，它能夠較輕松的繞過(guò)進(jìn)行測(cè)井。

在螺桿泵井的施工中，多次出現(xiàn)儀器在扶偏器位置遇阻的現(xiàn)象，有時(shí)導(dǎo)致測(cè)井的失敗。建議改進(jìn)扶偏器的傾斜角度，達(dá)到儀器順利起下的目的。

[1]丁波，徐太宗,蔣玉新.空心轉(zhuǎn)子螺桿泵過(guò)泵加熱采油技術(shù)[J].石油礦場(chǎng)機(jī)械，2006-12-30.