回聲液面探測(cè)儀在澀北氣田的應(yīng)用

李拉毛才旦 宋維春 楊喜彥 余萬(wàn)林

（中國(guó)石油青海油田天然氣開(kāi)發(fā)公司，青海 格爾木 816000）

回聲液面探測(cè)儀在澀北氣田的應(yīng)用

李拉毛才旦 宋維春 楊喜彥 余萬(wàn)林

（中國(guó)石油青海油田天然氣開(kāi)發(fā)公司，青海 格爾木 816000）

針對(duì)澀北氣田出水日益嚴(yán)重、積液井井?dāng)?shù)逐年增多的問(wèn)題，為預(yù)防氣井因積液排出不及時(shí)而導(dǎo)致停躺，及時(shí)掌握井筒內(nèi)的積液情況，在總結(jié)了氣田曾采用的壓力梯度測(cè)試法和油套壓差分析法存在的在特殊工藝井不適用且測(cè)試費(fèi)用高的缺點(diǎn)后，利用美國(guó)得克薩斯州ECHOMETER公司的回聲液面探側(cè)儀對(duì)澀北氣田的一些氣井進(jìn)行測(cè)試應(yīng)用，對(duì)回聲液面探側(cè)儀的儀器結(jié)構(gòu)做了說(shuō)明并闡述了儀器的工作原理，將該儀器對(duì)氣田的13口井進(jìn)行了積液測(cè)試，獲得了第一手資料。通過(guò)實(shí)際探測(cè)和數(shù)據(jù)分析，表明回聲液面探側(cè)儀探測(cè)液面的方法除去油套環(huán)空與油管內(nèi)液面差的因素外，吻合率達(dá)到76.9%，準(zhǔn)確率較高。

澀北氣田 積液井 油套壓差分析法 回聲液面探測(cè)儀 接箍

0 引言

澀北氣田近年來(lái)出水井不斷增多，氣田部分含氣面積較小的層組整體出水嚴(yán)重，積液井?dāng)?shù)呈現(xiàn)逐年上升的趨勢(shì)［1］。為了能及時(shí)地掌握氣井的井筒積液情況，充分利用各種液面測(cè)試手段掌握井筒中液面的情況就顯得尤為重要。筆者擬就利用回聲液面探測(cè)儀在澀北氣田積液井的應(yīng)用及效果作探討分析。

1 氣田概況

澀北氣田年產(chǎn)水氣比由2007年的30.03m3／106m3上升至2012年的69.06m3／106m3，具體情況見(jiàn)圖1。氣田部分含氣面積較小的層組整體出水嚴(yán)重，部分層組逐步進(jìn)入氣水同產(chǎn)階段，積液井?dāng)?shù)逐年增多，截至2012年12月底氣田積液井?dāng)?shù)已達(dá)到75口，占總井?dāng)?shù)的12.4%。為預(yù)防出水井因井底積液不及時(shí)排出而停躺，目前氣田主要通過(guò)油套壓差分析法［2-3］、流靜壓壓力梯度分析法來(lái)判斷井筒積液情況，但存在井下氣嘴井積液判斷困難、測(cè)試費(fèi)用高等問(wèn)題，因此采用回聲液面探測(cè)儀解決這些問(wèn)題，在今后開(kāi)發(fā)過(guò)程中具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

圖1 澀北氣田歷年水氣比變化趨勢(shì)圖

2 回聲探測(cè)儀結(jié)構(gòu)及工作原理

2.1 儀器結(jié)構(gòu)

回聲液面探測(cè)儀由井分析儀器和TMW軟件兩部分組成，其中井分析儀器包括遙控點(diǎn)火式氣槍、壓力傳感器、麥克風(fēng)采集電纜、壓力信號(hào)傳輸電纜、電源裝置及筆記本電腦，見(jiàn)圖2。

2.2 工作原理

在保證儀器密封性的同時(shí)，采用套管氣作為發(fā)聲能源，通過(guò)控制放氣閥釋放氣體，從而產(chǎn)生液面測(cè)試所需要的頻率較為集中的聲波［4］。聲波通過(guò)井

筒的過(guò)程中遇到接箍反射回來(lái)，再通過(guò)接收裝置形成波圖形（圖3），在經(jīng)過(guò)井筒到達(dá)井底積液液面反射回來(lái)的過(guò)程中低頻聲波能量較為充足，液面反射波清晰可辨［5］。最后利用超聲波在井筒中發(fā)生的反射現(xiàn)象，運(yùn)用計(jì)算機(jī)等設(shè)備，計(jì)算聲波在介質(zhì)中的傳播時(shí)間，從而獲取井筒內(nèi)液面的位置，并通過(guò)綜合氣井的一些基本參數(shù)，計(jì)算出井筒積液的液面位置，并通過(guò)直觀的圖示法顯示井筒內(nèi)液面位置、流壓、靜壓、井口以及井底的數(shù)據(jù)。

圖2 氣井分析儀的組成部分和軟件系統(tǒng)實(shí)物圖

3 探測(cè)儀在澀北氣田的應(yīng)用情況

2012年澀北氣田用ECHOMETER公司的回聲液面探測(cè)儀結(jié)合氣田地質(zhì)、井筒及井口裝置的實(shí)際問(wèn)題，針對(duì)氣井處于不同的生產(chǎn)狀態(tài)、特殊井筒工藝、井筒積砂等情況，在測(cè)試過(guò)程中選取澀2-18、澀1-7-2等13口井進(jìn)行了液面測(cè)試試驗(yàn)，見(jiàn)表1。

圖3 回聲液面探測(cè)儀的測(cè)試原理示意圖

該試驗(yàn)是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試取得的第一手資料，在室內(nèi)應(yīng)用TMW軟件解釋出測(cè)試結(jié)果。通過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)：氣井處于開(kāi)井狀態(tài)時(shí)由于井筒中氣液兩相的運(yùn)動(dòng)，液面是動(dòng)態(tài)變化的［6］，但是較油管內(nèi)的液面，油套環(huán)空中液面的變化很小，因而對(duì)于測(cè)取油套環(huán)空中液面的測(cè)試方法來(lái)說(shuō)影響不大；針對(duì)特殊工藝

井，如泡排井澀1-7-2井，油套環(huán)空中注入的發(fā)泡劑雖然對(duì)聲波在套管中的傳播速度有一定影響，但是通過(guò)在解釋過(guò)程中采用接箍法避開(kāi)了這個(gè)問(wèn)題。從表1的測(cè)試結(jié)果不難看出，回聲液面探測(cè)儀測(cè)試液面的方法除去油套環(huán)空和油管內(nèi)液面差的因素外，吻合率達(dá)到約76.9%，準(zhǔn)確率較高。

表1 回聲液面探測(cè)儀用于液面測(cè)試結(jié)果表

4 結(jié)論

通過(guò)回聲液面探測(cè)儀在澀北氣田的應(yīng)用試驗(yàn)，得出如下3個(gè)結(jié)論：

1）通過(guò)試測(cè)表明該測(cè)試結(jié)果受井筒及采氣工藝的影響，但是滿足生產(chǎn)分析的需要。

2）該儀器測(cè)試與流靜壓壓力梯度法來(lái)判斷液面位置相比，具有程序簡(jiǎn)單、工作效率高、節(jié)省成本等優(yōu)點(diǎn)。

3）該測(cè)試方法可以很好地解決有井下氣嘴氣井井筒積液判斷的難題，將對(duì)澀北氣田氣井井筒積液情況的判斷發(fā)揮其獨(dú)特的作用，為制定單井出水治理的措施提供可靠數(shù)據(jù)。

［1］張立會(huì).澀北氣田產(chǎn)水特征分析［J］.石油天然氣學(xué)報(bào)，2012，34（9）：308-312.

［2］周銓.井筒積液方法研究與應(yīng)用［J］.石油儀器，2009，23（5）：70-72.

［3］趙春立，楊志，張正祖.氣井井筒積液及其高度研究［J］.重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2011，13（5）：93-97.

［4］魏佳超，田新民，能學(xué)春.新型動(dòng)液面測(cè)試設(shè)備的試驗(yàn)與應(yīng)用［J］.設(shè)備管理與維修，2011，32（S1）：84-86.

［5］Thomas，Hankinson，Phillips.Determination of Acoustic Velocities for NaturalGas［J］.Journal of Petroleum Technology，1970，22（7）：889-895.

［6］穆林，王麗麗，溫艷軍.氣井積液動(dòng)態(tài)分布研究［J］.石油天然氣學(xué)報(bào)：原江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2005，27（2）：406-410.

（編輯：蔣龍）

鳴謝

中國(guó)石油天然氣股份有限公司天然氣與管道分公司

中國(guó)石油天然氣股份有限公司西部管道分公司

中國(guó)石油塔里木油田公司

中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田公司

中國(guó)石油吐哈油田公司

中國(guó)石油川慶鉆探公司長(zhǎng)慶鉆井總公司

中國(guó)石油管道建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)理部

大慶油田有限責(zé)任公司勘探開(kāi)發(fā)研究院

海南中油深南石油技術(shù)開(kāi)發(fā)公司

云南云天化股份有限公司

中國(guó)石油川慶鉆探公司長(zhǎng)慶井下技術(shù)作業(yè)公司

中國(guó)石油川慶鉆探公司長(zhǎng)慶固井公司

四川瀘天化股份有限公司

中石油東南亞管道有限公司

中國(guó)石油化工股份有限公司天然氣川氣東送管道分公司

中國(guó)石油集團(tuán)東方地球物理勘探有限責(zé)任公司

中國(guó)石化集團(tuán)西南石油局井下作業(yè)公司

中石化集團(tuán)西南石油局四川鉆井公司

中國(guó)石油吉林油田公司松原采氣廠

中石化中原油田工程有限公司西南鉆井公司

B

2095-1132（2014）01-0027-03

10.3969／j.issn.2095-1132.2014.01.008

2013-06-23

2014-01-08

李拉毛才旦（1986-），助理工程師，從事天然氣開(kāi)發(fā)工作。E-mail：2005lamaocaidan@163.com。