采出井6段以上細分配產(chǎn)技術(shù)

郭 穎

（大慶油田有限責(zé)任公司采油工程研究院，黑龍江大慶 163453）

采出井6段以上細分配產(chǎn)技術(shù)

郭 穎

（大慶油田有限責(zé)任公司采油工程研究院，黑龍江大慶 163453）

為了提高油層的動用程度，實現(xiàn)油層的精細劃分，研究出一種采出井6段以上細分層產(chǎn)量控制工藝。通過油管和套管之間的環(huán)形空間下入電控式測調(diào)儀，與井下可調(diào)式分層配產(chǎn)器進行對接，依據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)對高產(chǎn)液層段狀態(tài)進行直觀分析判斷，實現(xiàn)一次下井完成各層段產(chǎn)液量的合理控制，使各層段均保持合理流壓，充分發(fā)揮產(chǎn)油潛力。通過配套細分工藝的研究，滿足了采出井6段以上的細分控制，達到了剩余油深度挖潛的目的。

采出井；細分配產(chǎn)；監(jiān)測數(shù)據(jù)；產(chǎn)液量

大慶油田屬于非均質(zhì)多油層砂巖油田，長垣內(nèi)部儲層由薩爾圖、葡萄花和高臺子三套油層的上百個小砂層和泥質(zhì)巖交互組成，小層數(shù)較多，滲透率級差大，采出井含水率逐年升高。目前油田采出井分層采油管柱只能滿足5個層段以內(nèi)分層開采［1-2］，層段劃分較粗。對小層較多油井，易出現(xiàn)液降、含水不降現(xiàn)象，已經(jīng)不能滿足采出井細分的要求，為此研究出一種采出井6段以上細分層產(chǎn)量控制工藝［3-4］，可更好地適應(yīng)多層高含水且動態(tài)變化的開發(fā)狀況，實現(xiàn)油井長期有效分層控制及動態(tài)調(diào)整，彌補了常規(guī)工藝找水困難及只能單純封堵導(dǎo)致“既堵水、又堵油”等不足，為油田可持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)提供了有力的技術(shù)支撐。

1 6段細分配產(chǎn)管柱

6段細分配產(chǎn)技術(shù)主要由地面控制部分、數(shù)據(jù)傳輸部分和井下測調(diào)部分組成，地面控制部分由地面控制儀連接計算機組成，數(shù)據(jù)傳輸部分由電纜實現(xiàn)，井下測調(diào)部分主要由電控式測調(diào)儀、測試工作筒、低負荷解封封隔器、可調(diào)式分層配產(chǎn)器等幾部分組成。6段細分配產(chǎn)管柱［1-2］結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 6段細分配產(chǎn)管柱

1.1 電控式測調(diào)儀

電控式測調(diào)儀（圖2）主要由電纜頭、電路板、電機、聯(lián)軸器、流量計、凸輪、定位爪、調(diào)節(jié)爪和球頭組成，能完成井下配產(chǎn)功能，是整個系統(tǒng)的核心。其工作原理：電控式測調(diào)儀與電纜連接，由油套環(huán)空下入，起下時定位爪、調(diào)節(jié)爪須處于收縮狀態(tài)。將電控式測調(diào)儀下放至某層段可調(diào)式分層配產(chǎn)器的上方，地面發(fā)出指令，打開定位爪和調(diào)節(jié)爪，再下放儀器，使定位爪準(zhǔn)確坐入可調(diào)式分層配產(chǎn)器的定位筆尖中，地面控制儀控制調(diào)節(jié)爪來調(diào)節(jié)可調(diào)式分層配產(chǎn)器中的動閥，從而控制了該層段的產(chǎn)液量。通過電纜傳輸信號，地面控制儀可直接讀出該層段的產(chǎn)液量。電控式測調(diào)儀調(diào)節(jié)爪既能張開又能進行調(diào)節(jié)。定位爪使用凸輪結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過電機控制凸輪的長短行程，來實現(xiàn)定位爪的任意彈開或收起，滿足多層段調(diào)節(jié)需要。采用渦輪流量計計量流量，其特點是具有較高測量精度。主要技術(shù)參數(shù)：儀器外徑26 mm，儀器長度1.7 m，儀器耐壓30 MPa，流量測量范圍5~160 m3/d（合層），測試精度±3 %，工作溫度0~100 ℃。

圖2 電控式測調(diào)儀

1.2 低負荷解封封隔器

低負荷解封封隔器（圖3）是一種在多層細分油井中使用的井下工具，解封結(jié)構(gòu)設(shè)計為雙解封機構(gòu)。其工作原理：低負荷解封封隔器上部與油管下部連接，下入到油井指定深度，坐封時通過油管打壓，作用在封隔器的坐封活塞上，坐封活塞帶動鎖環(huán)上行，坐封銷釘被剪斷，平衡活塞套和上承壓活塞上行，膠筒受力膨脹，完成坐封功能，起到封隔地層的作用。解封時，上提管柱，中心管下行，解封銷釘剪斷，上承壓活塞和平衡活塞套下行，對膠筒起到部分泄壓的作用，不能完全使該封隔器解封，這時，上提力作用在上接頭帶動連接套上行，平衡中心管產(chǎn)生下行力，滑套銷釘被剪斷，這時膠筒完全收回，從而完成了該封隔器的逐級解封［5］。該封隔器耐壓差20 MPa，耐溫120 ℃，解封力120 kN。解決了封隔器在6段以上油井細分開采中存在的上提負荷大、難解封的問題，保證分層采油管柱順利起出。

圖3 低負荷解封封隔器

1.3 可調(diào)式分層配產(chǎn)器

可調(diào)式分層配產(chǎn)器（圖4）采用機械結(jié)構(gòu)，通過電纜下入電控式測調(diào)儀與可調(diào)式分層配產(chǎn)器對接，地面發(fā)送電信號指令進行控制調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)機構(gòu)為偏心結(jié)構(gòu)設(shè)計，調(diào)節(jié)閥在調(diào)節(jié)過程中軸向運動，調(diào)節(jié)扭矩小，調(diào)節(jié)精度高，避免了在調(diào)節(jié)過程中卡、堵的問題。調(diào)節(jié)扭矩：≤3 N·m，耐壓差：40 MPa，控制閥當(dāng)量嘴徑：0~12 mm。可與測調(diào)儀配合完成分層產(chǎn)量測試、分層產(chǎn)量調(diào)配，使各層同時處于生產(chǎn)狀態(tài)。

圖4 可調(diào)式分層配產(chǎn)器結(jié)構(gòu)示意圖

1.4 測試工作筒

由于可調(diào)式分層配產(chǎn)器結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，較常規(guī)堵水工具成本要高，考慮低滲透層只需要放壓生產(chǎn)，無需進行可調(diào)控制，設(shè)計了功能簡化的測試工作筒。測試工作筒（見圖5）在可調(diào)式分層配產(chǎn)器的基礎(chǔ)上，只保留了基本的定位及導(dǎo)向機構(gòu)、測試密封段，可滿足分層流量、壓力等生產(chǎn)參數(shù)測試功能。工具成本較可調(diào)式分層配產(chǎn)器降低50%。

圖5 測試工作筒

1.5 地面控制儀

地面控制儀完成對井下儀器的供電控制、與井下儀器的通訊以及上傳信號的采集與處理。地面控制儀根據(jù)儀器的工作要求給井下儀器供電，供電后，測調(diào)控制電路會根據(jù)位置傳感器的信號和供電的極性來決定井下儀器的動作。如果是儀器收放和流量調(diào)節(jié)，則電機會執(zhí)行相應(yīng)的動作。如果是流量測量，地面控制儀會發(fā)出相應(yīng)的通訊信號來測量流量，同時完成信號的調(diào)制和傳輸，把信號傳到地面。地面控制儀接收井下儀器的信號，對信號進行處理，并把處理結(jié)果通過連接的電腦以表格和圖形方式顯示出來。

2 技術(shù)原理

流量測試調(diào)配時，電纜攜帶電控式測調(diào)儀從偏心井口測試口下入，到預(yù)測層段打開定位支臂，與可調(diào)式分層配產(chǎn)器對接好后，地面發(fā)出指令，即可對該層段產(chǎn)液量進行電動調(diào)配，調(diào)配過程中，被調(diào)配層段產(chǎn)量可通過電纜信號直接讀出。觀察調(diào)配效果，如效果不明顯，重新調(diào)配，直至達到要求。調(diào)配完成后收回測調(diào)儀定位爪，可上提可下放進行其他層段調(diào)配。分層配產(chǎn)全過程不需動管柱。技術(shù)關(guān)鍵是電控式測調(diào)儀一次下井對任意層段可進行反復(fù)測試調(diào)整，研制了電控定位機構(gòu)，實現(xiàn)了井下測調(diào)儀程序控制，既可實現(xiàn)測調(diào)儀定位爪的收放功能，又可完成多參數(shù)測量。

3 現(xiàn)場應(yīng)用

該技術(shù)適用于直井，可實現(xiàn)2 m小卡距細分配產(chǎn)。對喇8-1516井、杏10-5-丙3912井細分6個層段進行分層配產(chǎn)現(xiàn)場試驗。其中喇8-1516井分SⅠ22~SⅢ1-3、SⅢ4-8、PⅡ1-31~PⅡ4、PⅡ5-9上~PⅡ7-9、GI4-7、GI8~GⅡ12等6個層段進行分層配產(chǎn)，杏10-5-丙3912井分SⅡ11~43、SⅡ5、SⅡ71~102、SⅡ111~122、SⅡ161-PⅠ12、PⅠ33a1及以下6個層段進行分層配產(chǎn)，2口井均采用低負荷解封封隔器實現(xiàn)配產(chǎn)管柱安全起出，對高產(chǎn)液的厚油層實施完全控制下入可調(diào)式分層配產(chǎn)器，對非控制層段下入測試工作筒，達到了節(jié)省工具成本的目的。待產(chǎn)液穩(wěn)定后進行測試調(diào)整。

4 結(jié)論

（1）該技術(shù)實現(xiàn)了6段以上細分配產(chǎn)，井下可調(diào)式分層配產(chǎn)器實現(xiàn)了無級差連續(xù)可調(diào)，采用高精度軸向調(diào)節(jié)，實現(xiàn)單層段產(chǎn)液量的精確控制，且可根據(jù)生產(chǎn)需要，隨時進行動態(tài)調(diào)整，大幅度提高調(diào)層成功率，減少動管柱作業(yè)施工。

（2）細分配產(chǎn)技術(shù)正朝著智能型自動化方向發(fā)展，未來將突破原工藝只能進行套管內(nèi)產(chǎn)液量測試而無法進行分層壓力測試的限制，獲取分層流量、分層壓力、分層含水等多項生產(chǎn)參數(shù)，為合理注采方案的制定和調(diào)整提供新的可靠的數(shù)據(jù)支持。

［1］岳慶峰.抽油機井分層配產(chǎn)技術(shù)試驗［J］.大慶石油學(xué)院學(xué)報，2008，32（S）：128-130.

［2］張廣超.油井過環(huán)空分層配產(chǎn)工藝技術(shù)［J］.內(nèi)蒙古石油化工，2011（6）：117-119.

［3］劉君.大慶油田分層配產(chǎn)技術(shù)綜述［J］.油氣田地面工程，2008，27（10）：70.

［4］許萬利，付國太，楊超杰.分層產(chǎn)出狀態(tài)測試診斷及配產(chǎn)技術(shù)研究［J］.石油機械，2007，35（6）：58-60.

［5］申曉莉，陳立海，王子建，等.多級分注井逐級解封封隔器研制［J］.石油礦場機械，2014，43（4）：71-73.

（修改稿收到日期 2014-08-05）

〔編輯 景 暖〕

Subdivision and allocation technique for producing wells with over six intervals

GUO Ying
（Research Institute of Oil Production Engineering,Daqing Oilfield Co.,Ltd.,Daqing163453,China）

In order to improve the recovery percentage of the oil reservoirs and realize fine division of oil reservoirs,a technique of subdivision of reservoirs and production control has been developed for producing wells with over six intervals.An electrically controlled testing and controlling gauge is run down the tubing-casing annulus and connected with the downhole adjustable bottom-hole regulator.The gauge will carry out direct analysis and judgment to the high production sections based on the monitoring data,so proper control may be realized over the liquid-producing capacity from each interval in one run,so that each interval will maintain proper flow pressure and will give full play of its oil production potential.The study on the supporting subdivision technology has satisfied the subdivision and control of producing wells with over six intervals and achieves the goal of tapping the remaining oil.

producing well;subdivision and allocation;monitoring data;liquid-producing capacity

郭穎.采出井6段以上細分配產(chǎn)技術(shù)［J］.石油鉆采工藝，2014，36（5）：106-108.

TE355

：B

1000–7393（2014） 05–0106–03

10.13639/j.odpt.2014.05.026

郭穎，1981年生。2005年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)，現(xiàn)從事分層注采工藝及井下工具研究工作。電話：0459-5960621。E-mail：guoying0720@petrochina.com.cn。