注水井測調(diào)一體化技術(shù)的應(yīng)用
2015-04-29 00:00:00胥東蔣瑜李勇
【摘 要】油田在開發(fā)過程中，注水井分層注水工藝配套技術(shù)是必不可少的一項(xiàng)專業(yè)工藝技術(shù)，是保證油田穩(wěn)產(chǎn)的必要工藝技術(shù)措施之一。隨著油田開發(fā)難度的不斷增加，常規(guī)分層注水測調(diào)工藝已不能完全滿足油田開發(fā)的需要。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，分層注水工藝技術(shù)和測調(diào)一體化技術(shù)得到了迅速發(fā)展和提升。
【關(guān)鍵詞】注水井；投撈；測調(diào) 一體化
1.分層注水井下工具
注水井分層注水井下工具包括以下幾個方面：
（1）注水井注水管柱即油管。
（2）封隔器。分為壓縮式封隔器和擴(kuò)張式封隔器兩種。
（3）配水器。分為偏心配水器，空心配水器，一體化同心配水器三種。
（4）防蠕動器。主要防止油管受注水壓力大小波動引起油管伸縮從而帶動封隔器上下運(yùn)動，造成封隔器磨損的一種井下工具。
（5）水力錨。與補(bǔ)償器配套使用的一種井下分層注水的專用工具。
（6）底球及篩管。用于洗井而設(shè)計(jì)的井下分層注水的專用配套工具。
同心測調(diào)一體化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個方面，同時(shí)也可以提高注水井分層注水工藝技術(shù)水平，其優(yōu)勢如下：
（1）減少了或避免了繁瑣的投撈工藝。
（2）做到一次下井就可以實(shí)現(xiàn)分層測試，分層調(diào)參（或調(diào)配）。
（3）做到驗(yàn)封儀器一次下井可實(shí)現(xiàn)分層驗(yàn)封，減少下井頻次。
（4）資料解釋處理相對簡單化，由于實(shí)現(xiàn)了邊測試邊調(diào)參，能直接反映出分層在同一壓力下的各層實(shí)際注水量。
（5）測調(diào)一體化同心配水器具有：具有防反吐功能；洗井時(shí)可防止層間串通；在邊測邊調(diào)時(shí)不會引起層間較大的波動等優(yōu)點(diǎn)。
2.分注井同心一體化測調(diào)工藝技術(shù)
2.1一體化配水器結(jié)構(gòu)工作原理
結(jié)構(gòu)：由上下接頭、中心主體、旋轉(zhuǎn)芯子、測試段、定位段、單流凡爾、固定凡爾、防旋套、彈簧、定位套等組成。
工作原理：通過流量調(diào)節(jié)儀調(diào)節(jié)配水器內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)芯子 ，再通過三參數(shù)儀實(shí)時(shí)監(jiān)測控制注水量，來達(dá)到注水的設(shè)計(jì)要求。
2.2同心一體化配水器與原注水工藝配水器對比
原偏心注水工藝和空心注水工藝所用配水器要調(diào)配分層注水都需要投送或打撈水咀和配水芯子，并且每個層要改變配注都需要做重復(fù)性的工作。
2.2.1偏心配水器
如果要改變或調(diào)整單層水量，首先要下井把某一個層的堵塞器和水咀先撈出來，然后再下井把水咀投進(jìn)去，在一個有三個分層注水的井，就要反復(fù)六次才能作業(yè)完。并且因無防反吐功能，還會引起地層水回流倒灌，致使地層波動。
2.2.2空心配水器
雖有反吐功能，但要更換下級配水芯子時(shí)因通徑大小的因素，必須將上面的配水芯子一同撈出。這樣也會因撈出芯子影響配注量，且也不能做到太多級分層（最多三層）。以一個井三個層為例，也需要反復(fù)六次才能投撈完，并且還不能保證一次合格。
因原分層注水工藝配水器是靠水咀的直徑大小來根據(jù)注水壓力即地面泵壓兩者因素以及井下工藝狀況，地層狀況兩者因素來決定分層注水合格率的。因反復(fù)投撈會引起地層波動。因此在投撈過程中又緊接著要進(jìn)行分層測試，這樣會引起測試資料不準(zhǔn)。另外，由于在投撈時(shí)因改變上一層時(shí)也會引起下一層的波動，也會造成測試資料不準(zhǔn)。再次是，因?yàn)閴毫?，水咀的改變，壓差的大小，也會造成所投撈的水咀不會正好在水咀的理論曲線上，因此也同時(shí)引起固定水咀難以達(dá)到配注要求。以前分層配注層段合格率實(shí)際僅為30%-40%左右。而空心配水器最下一級通徑僅為32毫米。這給測試及其它測井方法也帶來極大的不方便。同時(shí)也會因水咀過小，特別是低滲透油藏更是難以滿足要求。因井下管柱結(jié)垢或下井測試投撈過程中引起的臟物極易造成水咀堵塞，致使反復(fù)測調(diào)。
2.2.3同心一體化配水器
針對原分層注水工藝針對井下配水器進(jìn)行創(chuàng)新性的改革，經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，研制成一種一體化式配水器，其特點(diǎn)如下：
（1）一體化配水器通徑大，外徑小，不僅適合在正常注水管柱中應(yīng)用，而且可以在防砂管柱中應(yīng)用。
（2）具有防反吐，防砂功能。在停注時(shí)可防止出砂層出砂及臟物進(jìn)入。
（3）可控制和關(guān)閉水量，控制水量精確，一次下井可任意調(diào)整每個層。
2.3注水井測調(diào)一體化儀器工作原理
三參數(shù)儀工作原理：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，當(dāng)導(dǎo)體做切割磁力線運(yùn)動時(shí)，導(dǎo)體上能感應(yīng)出與速度成正比的電壓，由此定律可推導(dǎo)出流體的體積流量，只要測得感應(yīng)電壓就可以得到相應(yīng)的流速，并換算出流量。被測流體的溫度、壓力、密度和電導(dǎo)率等參數(shù)的變化不影響流量的測量。
三參數(shù)儀共有溫度、壓力、流量三個參數(shù)。其功用是當(dāng)其下入井內(nèi)時(shí)，通過地面數(shù)據(jù)供電和軟件指令使溫度、壓力、流量傳感器感受和探測到的電信號（根據(jù)地面模擬標(biāo)定的數(shù)據(jù)）傳到井下一體化儀器的單板計(jì)算機(jī)內(nèi)。軟件對電信號進(jìn)行數(shù)字化處理，通過遙傳將數(shù)據(jù)傳送至地面計(jì)算機(jī)內(nèi)。根據(jù)油藏地質(zhì)方面的設(shè)計(jì)方案，可直接查看井下各分層注水量的變化包括注水壓力，流量是否符合設(shè)計(jì)要求，如不符合，則給井下流量調(diào)節(jié)儀指令控制井下直流電機(jī)帶動機(jī)械手調(diào)節(jié)一體化配水器的旋轉(zhuǎn)芯子轉(zhuǎn)動。機(jī)械手上部固定在防旋套內(nèi)，下部又和旋轉(zhuǎn)芯子插接，來旋轉(zhuǎn)芯子控制注水量。全部關(guān)閉則可停止注水。從而達(dá)到控制注水，并根據(jù)配注設(shè)計(jì)要求，隨機(jī)實(shí)時(shí)觀測井下各分層的壓力，流量，溫度的變化，實(shí)現(xiàn)對分層注水量控制。
3.分層注水工藝配套技術(shù)
3.1井口液壓舉升防噴裝置
井口液壓防噴裝置工作原理：當(dāng)井內(nèi)壓力高，鋼絲鎧裝電纜的密封盤根還沒有密封住鋼絲鎧裝電纜，而高壓水沿鋼絲鎧裝電纜從上 堵頭處噴出時(shí)，利用液壓活塞擠壓盤根來密封電纜或鋼絲，手壓泵推動液壓油從液壓接頭進(jìn)入防噴盒與液壓缸的環(huán)行空間，因?yàn)橐簤焊紫露擞袃傻馈癘”型圈，與防噴盒密封。液壓油上行到液壓缸中部一個偏孔，此偏孔連接液壓缸中的活塞上端面，液壓缸的上部有兩道“O”型圈與防噴盒密封，這樣油只能從偏孔進(jìn)入活塞上端面，又因活塞上部連接桿通過密封堵頭與液壓缸相互密封，液壓油進(jìn)入活塞上端后同時(shí)將壓力傳遞到活塞上端面，在壓力的推動下迫使活塞下行，下行的活塞擠壓密封盤根，盤根收縮變形密封鋼絲。
3.2液壓舉升裝置
液壓舉升裝置的工作原理：液壓舉升裝置的起升液壓缸的兩端分別固定在A、B兩點(diǎn)，與固定套C點(diǎn)組成一個三角關(guān)系。當(dāng)手壓泵給舉升液壓缸加壓，液壓缸伸長，A點(diǎn)就以C點(diǎn)為中心轉(zhuǎn)動，就帶動防噴管固定套及安裝的防噴管轉(zhuǎn)動，隨著起升液壓缸不斷伸長，A點(diǎn)就轉(zhuǎn)動到示意圖所示的位置，防噴管與井口固定短節(jié)在同一軸線上，達(dá)到立防噴管目的。
4.注水井同心一體化技術(shù)推廣意義
通過近230余井次的分注井同心測調(diào)一體化試井施工，該測調(diào)技術(shù)具有以下優(yōu)勢：
（1）測試過程可視化：利用直讀儀器，可直觀判斷井下儀器的工作狀態(tài)，避免無效測試。可直觀觀察調(diào)配過程水量變化趨勢，對調(diào)配過程起到直接指導(dǎo)作用，有效地提高了調(diào)配成功率。
（2）提高調(diào)配準(zhǔn)確性：將常規(guī)分級水嘴改變?yōu)檫B續(xù)可調(diào)水嘴，使單層合格水量誤差由20%降低到10%以內(nèi)。
（3）提高了測調(diào)效率：由井下存儲發(fā)展到地面直讀；由地面回放發(fā)展到邊測邊調(diào)；由多次投撈發(fā)展到下井一次完成多層測調(diào)，測調(diào)效率大大提高。
（4）提高了測調(diào)適應(yīng)性：測試過程可直接讀取數(shù)據(jù)，嚴(yán)格按照配注量進(jìn)行單層調(diào)配，對于新井初次測調(diào)成功率較高； 采用的電磁流量計(jì)精度高，適用于單層低配注量井的測試；下井一次可實(shí)現(xiàn)多層重復(fù)性調(diào)節(jié)，解決了層間矛盾的層間干擾問題。 [科]
