自動測調聯(lián)動分層配注技術在青海油田的應用與優(yōu)化

左小鵬

【摘要】所謂的測調聯(lián)動分層配注技術，其依托于現(xiàn)有的偏心配水技術，在測試過程中實現(xiàn)流量、壓力實時監(jiān)測，測試數(shù)據(jù)實時錄取、注水參數(shù)實時控制，提高分層注水測試效率和調配準確率。本文通過對地面控制信號傳輸系統(tǒng)、井下綜合測調系統(tǒng)及輔助系統(tǒng)等技術的研究，結合該技術在青海油田現(xiàn)場試驗中存在的問題，對測調聯(lián)動分層配注技術進行分析及優(yōu)化完善，取得了較好的應用效果。

【關鍵詞】測調聯(lián)動 分層配注 青海油田 分析 優(yōu)化

油田注水是補充地層壓力的重要手段之一，它能有效地補充地層能量和驅替剩余油，對提高油藏采收率，確保油田穩(wěn)產(chǎn)起著極其重要的作用。由于各地層之間的地質參數(shù)并不一致，同一注水壓力下吸水能力有差異，因此需要進行分層注水，并通過調配來實現(xiàn)精細分層注水的目的。為此青海油田引進自動測調聯(lián)動分層配水技術來彌補傳統(tǒng)分層測調工藝。

1 傳統(tǒng)分層測調工藝，該工藝主要有以下兩方面的不足

1.1 測試周期長，工作強度大

傳統(tǒng)分層測調工藝采用偏心堵塞器作為井下分層配水的工具，其堵塞器配水嘴徑不可調，為了滿足各層段的配注量，就需要采用多次投撈堵塞器更換水嘴的方式進行調配作業(yè)，單井的調配時間多為2-3d，投撈工作量大、效率低。

1.2 采用固定嘴徑水嘴，分層配注質量一般

由于傳統(tǒng)堵塞器采用固定直徑水嘴，水嘴直徑最小1.0 mm，最大7.0 mm，每隔0.2 mm確定一個固定水嘴大小，共有35種水嘴。因此，在相鄰的兩個水嘴之間無法實現(xiàn)調整。對于小注入量的細分層注水井，在調配時的配注量誤差相對較大。

2 測調聯(lián)動分層配注方法的優(yōu)勢

2.1 調配測試過程清晰直觀

測調聯(lián)動分層配注方法是一種集測、調試為一體的新型注水井調配系統(tǒng)，儀器一次下井可同時完成流量測試和調配測試，具有邊測、邊調功能。在現(xiàn)場測試時可實時讀取數(shù)據(jù)和曲線，井下儀器的工作狀況和注水井各配注層段的注入狀況一目了然，便于施工人員合理有效地制定下步施工方案。

2.2 無需更換井下偏心堵塞器，提高施工效率

測調聯(lián)動分層配注方法采用連續(xù)可調水嘴，可以滿足任意嘴徑水嘴的需要，克服了傳統(tǒng)測調工藝需頻繁投撈堵塞器和更換水嘴的施工過程，縮短了單井測調時間，提高了單井的施工效率。

2.3 測調質量高，分層配注效果好

由于測調聯(lián)動分層配注方法采用了邊測邊調的測試方式，因此可以通過井上的地面控制系統(tǒng)實時觀察并改變各層段的配注量，直至達到要求的理論配注量。測調聯(lián)動分層配注方法使用可調水嘴，無嘴徑限制，彌補了傳統(tǒng)測調工藝采用固定嘴徑誤差較大的缺陷，可有效提高分層配注的準確度，提高分層配注質量。

3 測調聯(lián)動分層配注方法的測量原理及方法

3.1 自動測調系統(tǒng)組成

自動測調系統(tǒng)由一體化地面控制儀、井下測調儀以及通訊測試電纜和可調水嘴四部分組成。

3.2 自動測調系統(tǒng)測量原理

自動測調系統(tǒng)采用單芯電纜下井結構，在單芯電纜上實現(xiàn)正向供電和雙向ST編碼的數(shù)據(jù)通信。井下儀可以給地面控制系統(tǒng)發(fā)送測量數(shù)據(jù)，也可接收地面系統(tǒng)的指令。調節(jié)器處理控制單元根據(jù)地面系統(tǒng)的指令處理數(shù)據(jù)并控制 “傳動軸電機 ”和“調節(jié)器電機” 的正轉及反轉，來實現(xiàn)對調節(jié)臂的張收控制，以及對可調水嘴的開度調節(jié)。

當需要對目標層進行注水調節(jié)時，首先系統(tǒng)將井下儀下至要注水的目標層面上方約2～5m的距離，通過“傳動軸電機”打開調節(jié)臂和導向鍵，在下放儀器到目標層后，通過導向鍵使傳動軸與井下的可調水嘴實現(xiàn)可靠對接。然后地面系統(tǒng)給流量計發(fā)指令，使流量計向地面系統(tǒng)傳送流量的實際測量值。操作人員根據(jù)實際測量值和需要注水值的大小，通過地面系統(tǒng)軟件，給井下的調節(jié)器控制短節(jié)發(fā)調節(jié)指令。在調節(jié)器控制單元的控制下，調節(jié)臂可以根據(jù)地面指令進行正轉或者反轉，調節(jié)可調水嘴的開度，使目標層的注水量達到規(guī)定值的要求，穩(wěn)定一段時間檢查無誤后調節(jié)結束。此時可收回調節(jié)臂，然后將儀器提升或者下放到另一目標層進行調節(jié)。

儀器在井下可反復上下工作，一次下井就可以完成全部的測量及注水調配工作，從而可縮短測成一口井的工作時間。

4 自動測調系統(tǒng)的優(yōu)化

4.1 井下測調儀導向鍵外形結構的優(yōu)化

引進之初的井下測調儀在部分井曾出現(xiàn)了井下測調儀坐不到位或遇阻的情況，經(jīng)過技術人員和操作人員的現(xiàn)場應用分析，發(fā)現(xiàn)是由于井下測調儀導向鍵的外形結構不符導致的，后將井下測調儀的導向鍵前端加工修磨成與現(xiàn)有投撈器的導向鍵形狀一樣（其寬度應小于等于28mm，打開時高點據(jù)儀器外表的距離控制在8±0.5mm尺寸內），解決了井下測調儀坐不到位和遇阻的問題。如圖1、2中所示：

4.2 可調堵塞器投放頭連接方式的優(yōu)化

原有的可調堵塞器投放頭采用的是“銷釘式”連接方式，在實際使用中易出現(xiàn)銷釘脫扣導致的儀器遇卡事故。為了增加儀器的可靠性，以避免此類事故的發(fā)生，將投放頭的連接方式由“銷釘式”改成“絲扣式”，在近一年的時間里，未發(fā)生因脫扣導致的儀器遇卡事故。如圖3、4中所示：

6 結論

6.1 調配測試過程清晰直觀

測調聯(lián)動分層配注方法是一種集測、調試為一體的新型注水井調配系統(tǒng)，儀器一次下井可同時完成流量測試和調配測試，具有邊測、邊調功能。在現(xiàn)場測試時可實時讀取數(shù)據(jù)和曲線，井下儀器的工作狀況和注水井各配注層段的注入狀況一目了然，便于施工人員合理有效地制定下步施工方案。

6.2 無需更換井下偏心堵塞器，提高施工效率

測調聯(lián)動分層配注方法采用連續(xù)可調水嘴，可以滿足任意嘴徑水嘴的需要，克服了傳統(tǒng)工藝需頻繁投撈堵塞器和更換水嘴的施工過程，縮短了單井測調時間，提高了單井的施工效率。

6.3 提高分層配注質量，分層配注效果顯著

由于測調聯(lián)動分層配注方法采用了邊測邊調的測試方式，因此可以通過井上的地面控制系統(tǒng)實時觀察并改變各層段的配注量，直至達到要求的理論配注量。測調聯(lián)動分層配注方法使用可調水嘴，無嘴徑限制，彌補了傳統(tǒng)調配工藝采用固定嘴徑的缺陷，可有效提高分層配注的準確度，提高分層配注質量。

6.4 可調堵塞器壽命長，降低測試費用

現(xiàn)場試驗證實，可調配水堵塞器在井下的使用壽命在1年以上，可以有效減少投撈可調堵塞器的次數(shù)，降低測試費用。

6.5 測調聯(lián)動測試工藝不斷成熟

在自動測調系統(tǒng)經(jīng)過一年多的試用，操作人員已總結出了較為實用現(xiàn)場測調的經(jīng)驗，如對可調堵塞器可調水嘴開度的預調節(jié)問題、“吊測”與“坐測”流量之間的對應關系等，使得測調施工效率進一步提升。

6.6 測調系統(tǒng)的功能優(yōu)化和結構改進

測調系統(tǒng)在前期的使用中發(fā)現(xiàn)了不少的問題和改進的空間，經(jīng)過技術人員和操作人員的共同研究，已經(jīng)隊測調聯(lián)動系統(tǒng)進行了部分優(yōu)化。通過這些對測調系統(tǒng)的優(yōu)化改造，在后期的現(xiàn)場試用中減少了因儀器問題造成的施工周期延長的問題，提高了測調施工的效率。

參考文獻

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