分層測試和分層采油聯(lián)作技術*

付亞榮 陳勁松 張睿蔭 馬永偉 王新梅 師璐 曹小娟 左婧

（華北油田分公司）

1 研究背景

不同編碼的壓控裝置可實現(xiàn)牙刷狀油藏分層開采[1]。“三重一整體”的老油田二次開發(fā)理念，迫切需要油藏在縱向上細分層系的同井組分注分采工藝[2]，其本質就是控水增油，提高油藏最終采收率。全國各油田相繼開發(fā)了諸多分層采油技術，諸如：何海峰[3]提出了勝利海上疏松砂巖油藏分層防砂分層采油技術；邢曉光等[4]提出了在試油過程中利用“兩閥兩封”的智能分層射流泵排液工藝，實現(xiàn)了一趟管柱、兩層排液；劉義剛等[5]以渤海SZ36-1 油田為藍本，進行了分注分采效果及其影響因素數(shù)值模擬后認為，排狀注采井網(wǎng)的最佳分采時機為含水90%；付亞榮等[6]應用進下油嘴達到了兩個油層分采增油降水顯著的效果；李大建等[7]設計了橋式分采器+Y211 封隔器+Y111 封隔器+ 普通管式抽油泵”三層分采技術管柱，實現(xiàn)了三層分采；郭穎[8]為了深度挖潛剩余油，研制出采油井6 段以上細分層產(chǎn)量控制工藝；羅云龍等[9]提出了利用綜合分值和分差值表征分注分采技術改善水驅開發(fā)效果評價方法。劉合院士等[10]將分層采油技術分為自噴分層配產(chǎn)、機采井找堵水、液壓可調(diào)層、智能分層采油4 個發(fā)展階段，綜述了技術原理、施工工藝、技術適應性和優(yōu)缺點；李小永等[11]認為智能分層采油必須在智能油藏、智能決策、智能找堵水等基礎上進行；鄭忠博[12]研制了測控一體配產(chǎn)器，實現(xiàn)了水平井分層采油及測試纜控一體化工藝，4 口井實施后累計增油123.0 t，累計降水1 900.0 m3。分層采油工藝要達到控水增油的效果，關鍵控制高含水層產(chǎn)量、釋放低含水層產(chǎn)量。事實上，現(xiàn)場實施分層采油時，各油層的壓力、產(chǎn)液量資料距離施工時間較長或沒有錄取過此類資料，造成分層采油工藝的選擇存在一定的盲目性；在分層采油施工時，需要先下入1～2 趟測試管柱，測試出水層、產(chǎn)液剖面、油層壓力等資料，才能找出分層開采層位。分層測試和分層采油聯(lián)作技術利用封隔器、電動可調(diào)式開關將施工油井中層間壓力差異大、層間干擾矛盾突出的油層，用一趟管柱實現(xiàn)測試油井出水層、油層壓力、產(chǎn)液量等參數(shù)和分層采油[13-14]。

2 分層測試和分層采油聯(lián)作選井原則

已經(jīng)建立的分層開采模型，需要已知某一油層的可采儲量、采出程度、油層的流壓等參數(shù)，從而確定分采油井不同分采層位對產(chǎn)量的影響，優(yōu)選分層開采層位[15-19]。分層測試和分層采油聯(lián)作工藝解決無法滿足分層開采模型所需參數(shù)的“瓶頸”問題，施工過程中測試和分采管串較長，對井斜角、方位角等影響井筒通徑的參數(shù)有嚴格要求，其選井的條件為：封隔器卡點無套管變形；最大井斜角小于45°；第一電動可調(diào)式開關、第二電動可調(diào)式開關、封隔器卡點、電纜旁通接頭等工具井段全角變化率小于15%；50 ℃原油黏度小于500 mPa·s。

3 分層測試和分層采油聯(lián)作施工工序

3.1 施工準備

1）洗井。從油套環(huán)空泵入清水作洗井液，洗井液從油管返出，洗井液的排量控制在25～30 m3/h，待從油管返出清水停止洗井；當井口壓力為零后繼續(xù)觀察2 h，待井口無溢流，拆井口，安裝試壓合格的SFZ18-21 防噴器。

2） 起出生產(chǎn)管柱。包括油管、抽油泵和抽油桿。

3）用鍋爐車將油管、抽油桿沖洗干凈。

4）沖砂。下帶有筆尖的沖砂管柱，沖砂至人工井底。

5）通井。在油井套管內(nèi)下入φ118 mm×1.2 m規(guī)格的通井管柱；通井至人工井底，在坐封段連續(xù)通井3次，保證暢通無阻，速度控制在10～20 m/min。

6） 套管刮削。 在油井套管內(nèi)下入帶有GX-140T 套管刮削器對全井段套管內(nèi)壁進行一趟鉆刮削，清除井下套管內(nèi)壁的垢、蠟及其它套管內(nèi)壁阻塞物。

7）第二次洗井。從油套環(huán)空用清水洗井，洗井液的排量控制在30～35 m3/h，待從油管返出清水停止洗井，起出套管刮削管柱。

3.2 分層測試和分層采油管柱施工

1）下入丟手連接器管柱和電纜。丟手連接器管柱由井下自下而上依次為：73 mm 絲堵、1 m 本體直徑73 mm 內(nèi)放存儲壓力計的篩管、本體直徑73 mm 雙公扣密封接頭、73 mm 加厚油管、第一電動可調(diào)式開關、73 mm 油管短節(jié)1 m、73 mm 油管短節(jié)0.5 m、1.6 m 第一封隔器、長度73 mm 油管短節(jié)0.5 m、73 mm 加厚油管、第二電動可調(diào)式開關、73 mm 油管短節(jié)1 m、73 mm 油管短節(jié)0.5 m、1.6 m第二封隔器、73 mm 油管短節(jié)0.5 m、73 mm 加厚油管9.3 m、73 mm 油管短節(jié)0.5 m、0.23 m 電纜旁通接頭、73 mm 油管短節(jié)1 m、73 mm 加厚油管9.3 m、0.57 m丟手連接器、73 mm加厚油管4×9.3 m、1 m 校深短接、73 mm 加厚油管；下丟手連接器管柱的同時在管柱外壁下入φ5.6 mm 鎧裝電纜；管柱下到設計深度后，地面預留出200 m 的φ5.6 mm 電纜（200 m 左右），井口打電纜卡，截斷電纜，用φ11.8 mm 校深工具校深。

2）丟手。管柱下到設計深度后，校深保證卡點準確，將分采工具調(diào)整到指定深度，坐井口。地面分批次打壓：5 MPa（封隔器釋放銷釘剪斷）、8 MPa （油管錨釋放銷釘剪斷）、10 MPa （穩(wěn)壓5 min）、13 MPa （穩(wěn)壓10 min）、15 MPa （穩(wěn)壓10 min）， 使 分 采 管 柱 坐 封， 繼 續(xù) 加 壓 至17～20 MPa，丟手連接器丟開，起出丟手連接器以上的全部油管。

3）電纜二次對接裝置部分。管柱結構為：電纜二次對接裝置、73 mm 加厚油管、73 mm 篩管2 m、抽油泵、油管；緩慢下放，電纜二次對接裝置頭部距離丟手1 根油管時，下放速度須保持在0.5 m/min，直到電纜二次對接裝置頭部插入丟手內(nèi)部，對接插頭進入丟手插座，被鋼球鎖住，此時通過加電測試即可知道是否對接到位。對接到位時伸縮器被打開，上提管柱不超過700 mm，能夠封井即可。

3.3 分層采油桿柱施工

1）下入分層采油桿柱。分層采油桿柱由井口自上而下依次為：28 mm光桿、25 mm抽油桿、22 mm抽油桿、19 mm 抽油桿、懸掛泵柱塞。分采桿柱下入速度小于30～35 根/h。28 mm 光桿、25 mm 抽油桿、22 mm 抽油桿、19 mm 抽油桿、懸掛泵柱塞之間采用絲扣連接。

2）調(diào)整防沖距。柱塞下到位進入泵筒后，按每1 000 m 桿柱上提防沖距0.8 m。

3.4 完井安裝井口

用工控機取各層信號是否正常，控制各層開關，各層開關正常后油井正常起抽。分層測試和分層采油聯(lián)作施工完成。

4 現(xiàn)場應用

現(xiàn)場20 余口油井應用分層測試和分層采油聯(lián)作工藝，一次成功率100%，單井產(chǎn)油量日平均增加2.8 t，單井產(chǎn)水量日平均降低6.2 m3，百米噸液耗電日平均降低0.106 kWh。部分分層測試和分層采油聯(lián)作油井效果見表1。

表1 部分分層測試和分層采油聯(lián)作油井效果

XXX-8 油井于2016 年10 月地質方案要求生產(chǎn)11#、12#、16#層，封隔器卡點在12#、16#層之間；上部11#、12#層單獨生產(chǎn)時液量保持在30 m3左右，下部16#層單獨生產(chǎn)時液量保持在30m3左右，兩套層合采時液量保持在30 m3左右。動液面1 400 m，施工后，產(chǎn)油量日平均增加3.6 t，產(chǎn)水量日平均降低6.8 m3，百米噸液耗電日平均降低0.09 kWh。

5 結論

1）分層測試和分層采油聯(lián)作工藝可以用一趟管柱解決油井某一油層可采儲量、采出程度、油層的流壓等參數(shù)缺乏的分層采油問題。

2）分層測試和分層采油聯(lián)作工藝可以優(yōu)選分層開采層位，實現(xiàn)上下兩層間產(chǎn)量控制、兩層分采同出的目標，達到增油控水、節(jié)能降耗的目的。

3）分層測試和分層采油聯(lián)作工藝施工時，必須嚴格按工藝設計、施工設計進行管柱組合，認真核對工具的下井順序、組配工序；斜井段管柱施工時，必須控制下放速度，才能確保施工一次成功。