空心調(diào)試一體化技術(shù)在注水井的應(yīng)用

畢建梅　高東華　張海龍　劉淑芹

【摘 要】油田進(jìn)入注水開發(fā)后期，精細(xì)分層注水成為提高采收率的重要措施之一。為保證分層注水效果，需要對(duì)每層注水量進(jìn)行測(cè)試調(diào)配，使之適應(yīng)地質(zhì)要求。傳統(tǒng)的測(cè)調(diào)工藝非常繁瑣，工作量大、分層合格率較低。空心調(diào)試一體化技術(shù)在注水井實(shí)施應(yīng)用后，顯著提高了注水井的分層合格率，改善了水驅(qū)開發(fā)效果。

【關(guān)鍵詞】注水井；空心調(diào)試一體化

1.技術(shù)概述

本技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)測(cè)調(diào)工具一次下井同時(shí)完成各層流量的測(cè)試與調(diào)配工作；實(shí)現(xiàn)驗(yàn)封工具一次下井同時(shí)完成各級(jí)封隔器的分層驗(yàn)封工作。

其工藝原理是該測(cè)調(diào)系統(tǒng)采用邊測(cè)邊調(diào)的方式進(jìn)行流量測(cè)量與調(diào)配。通過地面儀器監(jiān)視流量壓力曲線，根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到的流量曲線調(diào)整注水閥水嘴大小直到達(dá)到預(yù)設(shè)流量。該層調(diào)配完成后，上提到上一層段進(jìn)行調(diào)，直至所有層段測(cè)調(diào)完畢。然后根據(jù)需要進(jìn)行復(fù)測(cè)并對(duì)個(gè)別層段注入量進(jìn)行微調(diào)，完成全井各層段的測(cè)調(diào)。

其特點(diǎn)是采用同心同尺寸可調(diào)節(jié)配水裝置，分層級(jí)數(shù)不受限制；測(cè)調(diào)、驗(yàn)封均采用一體化技術(shù)，邊測(cè)邊調(diào)，工作量更小，費(fèi)用更低；測(cè)試數(shù)據(jù)地面直讀，無級(jí)調(diào)配，調(diào)配精度高。

其技術(shù)指標(biāo)：流量范圍為0～500m3/d；調(diào)配精度為10%；測(cè)調(diào)成功率為≥80%；適應(yīng)井斜為≤60°；適應(yīng)溫度范圍為 -20℃ ～120℃。

2.工藝管柱

2.1常規(guī)測(cè)試一體化技術(shù)

工作原理：配水器下井時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)，通過油管打壓坐封封隔器，下入測(cè)調(diào)儀器打開配水器，進(jìn)行試注，待注入壓力穩(wěn)定后，重新下入測(cè)試儀器進(jìn)行調(diào)配。可通過封隔器反洗閥實(shí)施洗井。

特點(diǎn)是：完井工藝相對(duì)簡(jiǎn)單；與液控式分注工藝相比作業(yè)成本低；封隔器配有洗井閥，可實(shí)現(xiàn)反洗井。

2.1.1空心可調(diào)配水器

主要由：軸向定位斜面、徑向定位槽、電機(jī)定位槽、驗(yàn)封定位槽組成。

其特點(diǎn)為：采用不銹鋼材質(zhì)，防腐防垢性能好，調(diào)配靈活、扭矩小；水嘴調(diào)節(jié)為線性關(guān)系，水量調(diào)配更加準(zhǔn)確，更加易于控制；同一尺寸（內(nèi)徑46mm），分層級(jí)數(shù)不受限制；同心結(jié)構(gòu)，測(cè)試調(diào)配成功率高，適用于大斜度井；具有防返吐功能，防止停注時(shí)地層返吐出砂。

2.1.2一體化測(cè)調(diào)儀

主要由：三參數(shù)測(cè)試儀、電動(dòng)定位裝置、調(diào)配機(jī)械手著稱。

其特點(diǎn)為：定位裝置改為電動(dòng)定位方式，定位準(zhǔn)確、可靠，儀器可反復(fù)上提下放；三參數(shù)測(cè)試儀設(shè)計(jì)有防干擾裝置，測(cè)試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，性能更加穩(wěn)定；調(diào)配機(jī)械手采用特殊絲杠傳導(dǎo)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，增大了旋轉(zhuǎn)扭矩，同時(shí)轉(zhuǎn)速勻速，有利于提高調(diào)配精度。

一體化測(cè)調(diào)儀技術(shù)參數(shù)，最大外徑為?42mm；壓力測(cè)試范圍為60Mpa；壓力測(cè)試精度為2～5‰；耐溫為125℃；流量測(cè)試范圍為0～500m3/d；流量測(cè)試精度為1.5%；工作電壓直流為70V；最大許用電流為450mA；最大輸出扭矩為150N·m。

2.1.3一體化驗(yàn)封儀

主要由：上流量計(jì)、下壓力計(jì)、定位密封機(jī)構(gòu)組成。

其特點(diǎn)是：一次下井可完成多層驗(yàn)封，操作簡(jiǎn)單；驗(yàn)封順序由下而上；溫度壓力流量實(shí)時(shí)顯示。

2.2液控式測(cè)調(diào)一體分層注水

液控封隔器的工作狀態(tài)由地面液壓控制，方便可靠；封隔器密封情況可由地面壓力數(shù)據(jù)直接看出；適用于分層注水工藝。

空心可調(diào)配水器：采用不銹鋼材質(zhì)；水嘴調(diào)節(jié)為線性關(guān)系；分層級(jí)數(shù)不限（內(nèi)徑46mm）；同心結(jié)構(gòu)；具有防返吐功能。

其主要由井口密封器、針閥、壓力表、手動(dòng)泵、液控管線組成。

2.3液控式封隔器泄壓—反洗井

工作原理是通過液控管線傳遞液壓，地面控制封隔器的坐封與解封狀態(tài)。配水器下井時(shí)處于全開狀態(tài)，待注入壓力穩(wěn)定后，下入測(cè)調(diào)儀器進(jìn)行調(diào)配。封隔器解封后可實(shí)現(xiàn)大排量洗井。密封可靠，分注合格率高。

特點(diǎn)是具有獨(dú)立的液壓控制系統(tǒng)，在地面可以控制井下封隔器的坐封與解封；注水時(shí)，各層間不存在洗井通道，分層可靠性高；洗井通道大，不易堵塞，可以實(shí)現(xiàn)大排量洗井。

3.地面主要配置設(shè)備

3.1數(shù)據(jù)采集調(diào)控裝置

地面控制裝置包括：配注量—控制操作—控制模塊—信號(hào)處—通信?！狿C 機(jī)—測(cè)量流量—配注量。

井下測(cè)調(diào)儀器：地面控制裝置中的信號(hào)處—測(cè)量電纜—信號(hào)處理—控制模塊—調(diào)配裝置—配水水嘴—分層注水—改變流量大—電磁流量—A/T轉(zhuǎn)換—信號(hào)處理。

主要功能是：控制定位塊電機(jī)和電動(dòng)機(jī)械手；將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的作用；可以顯示測(cè)調(diào)時(shí)的電流和電壓，能夠避免電機(jī)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.2數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

具有程序卡片自讀功能，通過該軟件將井底測(cè)試儀傳上來的信號(hào)轉(zhuǎn)化為流量、壓力、溫度數(shù)據(jù)，并及時(shí)反映出來。

3.3井口防噴器

其特點(diǎn)是：液壓舉升，液壓防噴；材料選用鈦合金，質(zhì)量輕，便于安裝；操作簡(jiǎn)單。

液壓舉升防噴器技術(shù)參數(shù)：最大通徑為?62mm；最大舉升壓力為45Mpa；最大舉升高度為4.5m；最大舉升重量為150kg；最大防噴壓力為60Mpa。

3.4一體化測(cè)試絞車

特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)無級(jí)液壓調(diào)速，具有安全載荷保護(hù)和下深保護(hù)功能；增加了智能控制器；實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)盤繩功能。

有關(guān)項(xiàng)目和指標(biāo)分別為：外形尺寸為1750mm×2800mm；滾筒繩容量為Φ5.6mm；單芯測(cè)試電纜為3500m；滾筒最小直徑為600mm；第一層起繩線速度為0-60m/min，速度可調(diào)；被動(dòng)下放速度為0-90m/min，速度可調(diào)；拉力為25 KN；長(zhǎng)度計(jì)量精度為±0.3‰；液壓系統(tǒng)最高壓力為25Mpa；裝機(jī)功率為30kw。

4.現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及效果

截止目前該技術(shù)已在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用73口井，一體化測(cè)調(diào)儀器下入順利，定位機(jī)構(gòu)工作狀況良好，定位準(zhǔn)確，調(diào)配機(jī)械手性能可靠，同心可調(diào)配水器開關(guān)動(dòng)作靈活順暢，調(diào)配準(zhǔn)確率達(dá)到90%以上，滿足了注水井的分層注水、分層測(cè)試調(diào)配需求。

實(shí)施效果：2012年同心一體化測(cè)調(diào)技術(shù)在勝利油田現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用44口井，調(diào)配準(zhǔn)確率達(dá)到90%以上，測(cè)調(diào)效率提高1倍以上。滿足了大斜度注水井的分層注水、分層測(cè)試調(diào)配要求。這樣以來，使得地層壓力穩(wěn)中有升，油氣比下降；自然遞減率降低。

截至2012年10月，同心一體化測(cè)調(diào)技術(shù)在油田現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用13口井，調(diào)配準(zhǔn)確率大大提高，由33%調(diào)高至90%，單井平均測(cè)調(diào)時(shí)間由24h縮短至8h。對(duì)應(yīng)油井日增油 5.1t。