電泵抽油井油套雙探頭測壓器的研究及應用

梁　旭

(大慶油田有限責任公司測試技術服務分公司　黑龍江　大慶　163000)

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電泵抽油井油套雙探頭測壓器的研究及應用

梁旭

(大慶油田有限責任公司測試技術服務分公司黑龍江大慶163000)

摘要：利用電泵井壓力的監(jiān)測了解區(qū)塊內主力油層的地層壓力、地層系數(shù)、流體系數(shù)等地層參數(shù)，為電泵井的注采關系的調整提供數(shù)據。以往測壓一般采用單探頭測壓器坐閥并關井方式完成，常常導致測壓成功率低下，影響油井產量。通過設計油套雙探頭測壓器，實現(xiàn)油管內和油套環(huán)空內不連通下直接同步測量記錄油管內和油套環(huán)空內的壓力，克服了單探頭測壓器的缺點。雙探頭測壓器現(xiàn)場測壓數(shù)據表明，應用效果良好。

關鍵詞：電泵井；雙探頭；測壓

0引言

大慶等國內油田的高產液井主要采用潛油電泵采油技術開采[1，2]。在電泵井生產中，需要測量井內的流壓、靜壓來監(jiān)測地層壓力、地層系數(shù)、流體系數(shù)等地層參數(shù)，為電泵井的注采關系的調整提供數(shù)據。為滿足電泵井測壓要求，在電泵井油管內特定深度裝有一用于壓力測試的測壓閥裝置，裝置由工作筒、測壓堵塞器、連接器、打撈器組成，平時處于關閉狀態(tài)保證油管與油套環(huán)形空間不連通。測壓時采用鋼絲連接加重桿、壓力計、測壓連接器從油管下入，作用于測壓閥上，通過下壓閥桿使閥桿下行實現(xiàn)油管與油套環(huán)形空間的連通，進而實現(xiàn)從油管下入壓力計[3]錄取電泵井油套環(huán)形空間內的壓力，即地層壓力。但該方式由于測壓連接器與井下測壓閥的配接均采用密封膠圈密封，容易出現(xiàn)密封膠圈老化、破損等密封性能下降的問題，再加上傳壓孔或傳壓通道蠟堵、壓縮彈簧失效、連接器、測壓閥尺寸不規(guī)格等因素影響，造成了油管內壓力對所錄取的地層壓力信號干擾嚴重，使測試數(shù)據出現(xiàn)異常，部分井測試數(shù)據甚至報廢，測壓成功率非常低，浪費人力物力，影響油井產量。針對上述測壓缺陷，研究了油套連通雙探頭測壓器，并在實際中進行了批量應用。

1油套雙探頭測壓器的設計

1.1研究思路

不改動井下管柱及附屬的測壓裝置，仍采用鋼絲下井工藝，研究一種與井下測壓閥尺寸和功能一致的、測壓時可實現(xiàn)替換原井測壓閥的新型油套雙探頭測壓器。用油管內操作直接實現(xiàn)保證油管內和油套環(huán)空內不連通下直接同步測量記錄油管內和油套環(huán)空內的壓力[4，5]。壓力傳感器與溫度傳感器通過恒流驅動，將外界壓力與溫度轉換為差分電壓信號，送至單片機(簡稱MCU)的AD端口，經過內部一系列處理(PGA放大-AD轉換-數(shù)字濾波-零點修正-線性補償-溫度補償)，再按照預定的時間表將采樣數(shù)據分類存儲在數(shù)據存儲器中。

1.2油套雙探頭測壓器結構與參數(shù)

油套雙探頭測壓器采用絲扣密封頭取代原測壓閥凸輪機構來實現(xiàn)與工作筒相配合，利用壓力計兩組四道密封盤根實現(xiàn)油管壓力與地層壓力在測壓器內的有效分離，結構示意圖如圖1所示。

圖1　電泵井油套雙探頭測壓器結構示意圖

1)壓力量程：0～40 MPa，壓力精度：0.2%。

2)工作溫度：0～125℃，溫度精度：±1℃。

3)儀器內置萬年歷電路，可以按日歷方式設置工作時間表，并且具有多重循環(huán)的工作時間表選項功能，可以隨心所欲地按照所需方式工作，滿足不同工藝要求。

4)采樣存儲速度快，可達30組/秒，可以采集到壓力變化的細節(jié)。

5)電路、傳感器、電池組、結構件等均密封在不銹鋼殼體內，可承受外界0～100 MPa壓力。

2油套雙探頭測壓器的標定

油套雙探頭測壓器按照石油行業(yè)標準校準標定步驟如下：

1)將準備好的儀器放入標定裝置中，首先要進行溫度、壓力的穩(wěn)定工作 ，常溫需穩(wěn)定30 min左右。

2)設定標定規(guī)程，對儀器進行全性能標定，工作溫度點為常溫、50℃、100℃、125℃四個補償溫度點，50℃、100℃、125℃三個溫度點需要穩(wěn)定3 h左右，確保儀器的溫度和干燥箱的溫度一致。

3)壓力點數(shù)依據儀器量程40 MPa設定，從0 MPa開始，固定增量5 MPa，壓力點標準值為0、5、10、15、20、25、30、35、40 MPa。標定結果如圖2所示。

經過標定，證明新研發(fā)的油套雙探頭測壓器完全符合現(xiàn)場施工要求。

3施工過程

1)利用電泵井專用卡瓦打撈器將井下測壓閥撈出。

圖2　儀器標定結果圖

2)將油套雙探頭測壓器投放到測壓閥工作筒內，并根據正常生產條件下井口壓力變化確定油套雙探頭測壓器與測壓閥工作筒配合是否良好。

3)待流壓測試穩(wěn)定后，關井測試壓力恢復。

4)測試完畢后，撈出油套雙探頭測壓器，投入原測壓閥，恢復測試井正常生產。

4應用效果

4.1測壓曲線分析

拉7-xx井是大慶喇嘛甸油田北部的一口電泵井，多年來該井在多次更換測壓閥后坐閥測試效果仍存在閥未座開現(xiàn)象，影響了測試數(shù)據的分析解釋。在應用油套連通雙探頭測壓器測壓工藝后，由于能直接坐于測壓閥座內，克服了油管內壓力對地層壓力的影響，錄取到了合格資料，如圖3所示。而應用老式測壓閥測得的數(shù)據顯示測壓閥沒有開。無法錄取有效流壓數(shù)據。關井19 h后井下單流閥隨著地層壓力逐步恢復當高于油管內壓力時被頂開。而后壓力曲線才表現(xiàn)為恢復，但此恢復信息迭加了油管內原有壓力導致數(shù)據不準，如圖4所示。

4.2測壓解釋結果分析

從電泵井原坐閥測壓數(shù)據看，數(shù)據不可用，只能外報靜壓點，不能提供各項地層參數(shù)。應用油套雙探頭測壓器測壓工藝的數(shù)據可正常解釋。解釋成果見表1。

圖3　7-xx電泵井油套雙探頭測壓器測壓曲線

圖4　7-xx電泵井坐閥測壓曲線

井號測試方式產液量/(m3·d-1)含水/%測試時間/h關井影響的產油量/(m3·d-1)流壓/MPa外報壓力/MPa滲透率/μm2流動系數(shù)/(μm2·m·MPa-1·s-1)7-xx坐閥測試8796.4486.2610.22改進后工藝11496.3244.224.5310.570.02580.1859差值2.04

5結論

電泵抽油井油套連通雙探頭測壓器測壓新技術，在儀器量值傳遞方面經過了行業(yè)標準規(guī)定的檢定，從檢定結果看雙探頭壓力傳感器一致性好，保證了在同一壓力場兩條壓力曲線的重合，進而保證了兩個測壓傳感器測不同壓力場時，兩條壓力曲線的準確分離，為測試曲線的后續(xù)解釋分析創(chuàng)造了條件。新的測壓工藝不需對原有測試車輛、設備進行改動，保證了此項技術的大面積推廣應用。截止目前為止，大慶油田已完成電泵井油套連通雙探頭測壓器測壓400多井次，該技術在電泵井測壓項目上的成功應用，有效提高了電泵井測壓一次成功率，縮短了測試關井時間，減少了關井測壓對產量的影響，效果顯著。

參 考 文 獻

[1] 羅彥生,張曉東.電泵采油井產出剖面測井技術的試驗研究[J].測井技術,1998，22(4):291-294.

[2] 褚萬泉,方前程.電泵采油井不停產試井技術[J].江漢石油學院學報,2000，22(3):56.

[3] 周立果,姜紅軍.電泵井生產測試配套技術在塔河油田的應用[J].油氣井測試,2004，13(4):64-65.

[4] 方舒東,杜 輝,孫景麗，等.永置式電泵井壓力溫度測試系統(tǒng)研制與應用[J].油氣井測試,2006，15(1):69-70.

[5] 陳辰,廖細明，褚萬泉，等.電泵井永置式監(jiān)測技術與應用[J].石油儀器,2010，24(2):28-30.

Investigation and Application of Tubing-casing Double Probe Manograph in Electrical Pump Wells

LIANG Xu

(Logging and Testing Services Company,Daqing Qilfield Co.Ltd.,Daqing,Heilongjiang 163000,China)

Abstract：The formation data such as the formation pressure,the formation coefficient,and the flow capacity of the major reservoir within oil block are obtained by pressure monitoring in the electrical pump well,which can provide the basis for the adjustment of injection-production relation.In the past,pressure was measured in the form of single probe manograph sitting valve and shut-in,which caused low success ratio and low well yield.The design of tubing-casing double probe manograph realized the progress of measuring the pressure in tubing and annulus at the same time when the tubing and annulus are not connected,and overcame the disadvantage of the single probe manograph.The analysis on the data of measuring pressure tested by double probe manograph shows the application effect is good.

Key words：electrical pump well；double probe manograph；measuring pressure

第一作者簡介：梁旭，男，1989年生，2011年畢業(yè)于西安石油大學石油工程專業(yè)，現(xiàn)在大慶油田有限責任公司測試技術服務分公司從事解釋工作。E-mail:531608579@qq.com

中圖法分類號：TE353+.3

文獻標識碼：A

文章編號：2096-0077(2016)03-0067-03

(收稿日期：2015-12-03編輯：韓德林)

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