試井儀器組合驗(yàn)封技術(shù)的研究與應(yīng)用

鄭 波 繆立南

(大慶油田有限責(zé)任公司測(cè)試技術(shù)服務(wù)分公司 黑龍江 大慶 163114)

0 引 言

層間矛盾的解決方法是分層注水，儲(chǔ)量動(dòng)用程度的提高和采出程度的提高依賴分層注水，而分層注水管柱井下重要工具封隔器的密封是提高分層注入質(zhì)量和合格率的前提及基礎(chǔ)［1］。現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)封時(shí)一般易出現(xiàn)的異常情況如下:開井關(guān)井操作變換前后的壓差太小、密封段封隔的下部接受反應(yīng)的地層壓力隨密封段上部的激動(dòng)層壓力變化，產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因有:各類油層之間的油層物性差異、分層壓力的差異、判斷封隔器是否密封的驗(yàn)封標(biāo)準(zhǔn)存在一定的局限性，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)封曲線往往出現(xiàn)各種復(fù)雜情況［2］。這些原因?qū)е卢F(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)封存在誤判或難以判定的情況，因此需要反復(fù)驗(yàn)證才能得出準(zhǔn)確的結(jié)果，這樣會(huì)造成勞動(dòng)強(qiáng)度增大，測(cè)試成本的增加。因此，一種完善的驗(yàn)封儀器及工藝標(biāo)準(zhǔn)尤為重要。

注入井注入介質(zhì)的物理特性有三個(gè)參數(shù):溫度、壓力、流量，用這三個(gè)參數(shù)來判斷井下封隔器的密封狀況［3］。在驗(yàn)封測(cè)試過程中，測(cè)量不同的參數(shù)通常用不同的測(cè)量手段。在這三個(gè)參數(shù)中，溫度與封隔器的密封性是沒有關(guān)聯(lián)的，用它來判斷井下封隔器密封狀況是不合乎推理的，因?yàn)樽⑷胨疁囟戎蝗Q于管線來水的溫度，而封隔器的密封原理也跟水溫沒有關(guān)系，因此在測(cè)試過程中，我們需要使用井筒注入介質(zhì)的井底壓力和井底的流量這兩個(gè)參數(shù)來判斷判斷封隔器是否密封更為準(zhǔn)確。

1 組合驗(yàn)封技術(shù)研究

1.1 組合驗(yàn)封技術(shù)所需儀器部件及連接方式

使用現(xiàn)有的西安斯坦驗(yàn)封儀一套(包含測(cè)試密封段)、四川久利電磁式流量計(jì)一套(包含上扶正器)、連接用轉(zhuǎn)換變頭一個(gè)，組合儀器連接順序從下至上依次為:測(cè)試雙皮碗密封段、驗(yàn)封用直徑36 mm 的雙通道壓力計(jì)短接、流量計(jì)儀器主體、上扶正器、繩帽。結(jié)構(gòu)示意圖如圖1 所示。

1.2 現(xiàn)場(chǎng)施工及解釋方法

圖1 儀器結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖

1)驗(yàn)封水井現(xiàn)場(chǎng)操作步驟與傳統(tǒng)驗(yàn)封方法操作相同，將連接好的儀器下至井底，上提儀器刮開定位滑塊，然后上提儀器，從下至上逐層坐封，采取開關(guān)開的方式進(jìn)行測(cè)試。

2)儀器連接時(shí)讓壓力計(jì)與流量計(jì)同接上電池加電，為方便能同步讀取同層位測(cè)量的壓力及流量數(shù)據(jù)。

3)測(cè)量完畢后將兩種儀器回放出曲線，抓取測(cè)得圖片，在同一坐標(biāo)軸上對(duì)圖片進(jìn)行同比例拉伸或壓縮，用兩條曲線進(jìn)行時(shí)間擬合，用儀器下放和上起過程壓力曲線進(jìn)行驗(yàn)封測(cè)試起始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)的時(shí)間校正。

4)在相同的時(shí)間點(diǎn)上，分別從兩個(gè)儀器軟件上讀取判斷所需的壓力和流量數(shù)據(jù)。

5)分析過程中，通過觀察流量曲線是否有流量來判斷密封段是否坐嚴(yán)，結(jié)合雙通道壓力計(jì)上下壓力傳感器錄取的曲線形態(tài)來綜合判斷封隔器是否密封。

1.3 測(cè)量原理

當(dāng)測(cè)試密封段定位爪支撐在配水器位置，儀器座在被測(cè)層位的工作筒，依靠加重桿自重壓縮密封膠圈，使封隔器上下之間的壓力傳導(dǎo)中斷，通過開關(guān)井口閘門人為地向井下給予壓力變化，上壓力計(jì)測(cè)試的是密封段之上油管內(nèi)的壓力，所測(cè)壓力隨井口壓力的變化而變化。由于密封段將油管上下井段分隔開來，這時(shí)如果封隔器性能優(yōu)良，則下壓力計(jì)將不受井口壓力變化的影響，它的壓力值會(huì)隨著井筒內(nèi)的水被地層吸收而慢慢降低，下壓力計(jì)按壓力恢復(fù)曲線規(guī)律記錄壓力;若封隔器密封失效，則上下井段依然連通，下壓力計(jì)也隨井口壓力的變化的規(guī)律變化記錄壓力;若封隔器性能部分失效，則下壓力計(jì)將小幅度地、部分地跟隨井口壓力的變化規(guī)律變化并記錄壓力［4］。電磁流量計(jì)用于判斷密封段是否能夠在井下實(shí)現(xiàn)漲封工作正常。若在整個(gè)測(cè)試過程中流量計(jì)沒有記錄到流量顯示，則可以說明測(cè)試過程中沒有液體流經(jīng)流量計(jì)，也就說明密封段的皮碗是封住油管的，密封段座封嚴(yán)密，在油管內(nèi)上下兩層是隔斷的，排除了由于油管內(nèi)串流引起曲線失敗的可能;若測(cè)試過程中流量計(jì)記錄有流量顯示，則可以說明測(cè)試過程中有液體流經(jīng)儀器，密封段沒有密封住，認(rèn)為密封段座封不嚴(yán)密，所錄取的壓力曲線沒有分析價(jià)值，驗(yàn)封失敗。

2 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況

傳統(tǒng)提掛式驗(yàn)封儀在進(jìn)行驗(yàn)封測(cè)試時(shí)存在一個(gè)很普遍的問題:若密封段的膠皮塞存在漏失，下部壓力隨上部壓力的變化而變化，無法正確判斷封隔器密封狀況［5］。通過將壓力和流量?jī)蓚€(gè)參數(shù)同時(shí)引入驗(yàn)封測(cè)試，以壓力參數(shù)為主、流量參數(shù)為輔來確定封隔器密封性，較好地解決了傳統(tǒng)提掛式驗(yàn)封儀存在的問題。

2.1 封隔器密封，密封段不漏失

在井口執(zhí)行“關(guān)-開-關(guān)”制度時(shí)，壓力曲線顯示下方壓力計(jì)曲線為一條正常壓降曲線，沒有隨上方壓力的變化而變化，而上壓力計(jì)壓力隨井口壓力變化而變化，如圖2 所示，顯示封隔器密封，并且流量計(jì)測(cè)得的流量數(shù)據(jù)為零，如圖3 所示，證明密封段皮碗是密封的，因此可以判定該封隔器是密封的。

圖2 封隔器密封壓力曲線

圖3 流量計(jì)流量為零測(cè)試曲線

2.2 封隔器不密封，密封段不漏失

在井口執(zhí)行“關(guān)-開-關(guān)”制度時(shí)，下方的壓力隨著上方壓力的變化而變化，如圖4 所示，顯示封隔器不密封，流量計(jì)測(cè)得的流量數(shù)據(jù)為零，如圖5 所示，排除了測(cè)試儀密封段漏失這一因素，可以肯定地判斷出該封隔器不密封或密封不好。

圖4 封隔器不密封壓力曲線

圖5 流量計(jì)流量為零測(cè)試曲線

2.3 封隔器密封，密封段漏失

在井口執(zhí)行“關(guān)-開-關(guān)”制度時(shí)，下方的壓力隨著上方壓力的變化而變化，如圖6 所示，顯示封隔器不密封，流量計(jì)測(cè)得的流量數(shù)據(jù)非零(如圖7 所示)，證明密封段有漏失，此時(shí)驗(yàn)封結(jié)果無效，無法判斷封隔器密封狀態(tài)。

圖6 封隔器不密封壓力曲線

更換密封段的密封圈后進(jìn)行復(fù)測(cè)，如圖8、9 所示，排除掉密封段漏失這一因素后，測(cè)試曲線表明封隔器是密封的。

3 結(jié) 論

1)流量對(duì)井下封隔器密封效果進(jìn)行判斷具有良好的輔助作用，完善了分層驗(yàn)封工藝技術(shù)。

2)組合驗(yàn)封儀在井筒內(nèi)起下順利，且操作簡(jiǎn)單，易于掌握，驗(yàn)封結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

圖7 流量計(jì)流量為非零測(cè)試曲線

圖8 封隔器密封壓力曲線

圖9 流量計(jì)流量為零測(cè)試曲線

3)組合驗(yàn)封儀避免了傳統(tǒng)驗(yàn)封儀無法確定密封段是否漏失的影響，施工中提高了工作效率。

4)試井儀器組合驗(yàn)封技術(shù)的實(shí)現(xiàn)投入低，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益，有推廣應(yīng)用價(jià)值。

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