管柱式油井分層取樣技術在大慶油田的應用

卞紅梅

(大慶油田有限責任公司測試技術服務分公司 黑龍江 大慶 163453)

·儀器設備與應用·

管柱式油井分層取樣技術在大慶油田的應用

卞紅梅

(大慶油田有限責任公司測試技術服務分公司 黑龍江 大慶 163453)

介紹了一種通過井下作業(yè)進行的管柱式油井分層取樣技術，應用該技術可以獲取油井生產狀態(tài)下的分層段產液樣品以及分層壓力測試，通過物化分析及試井解釋，進行油井找水、分層產能評價、新技術評價驗證等工作，現(xiàn)場應用實例表明該項技術可以對油田開發(fā)區(qū)塊在分層段的角度上進行更加精細化的分析與描述，對新技術的應用效果進行更準確的評價，為油田開發(fā)調整、評價和驗證提供可靠有效的依據。

油井；管柱；分層取樣；分層壓力測試

0 引 言

大慶油田目前處于開發(fā)后期，油井含水增加，常規(guī)測試手段已不能完全滿足實際需要，環(huán)空找水測試在某些低產液、多層段油井上的結果不能反應真實情況，應用管柱式油井分層取樣技術則能適用這類油井，準確識別分層含水0～100%的情況，有效指導堵水等措施方案的制定。為提高采收率，大慶油田正在開展多種新技術現(xiàn)場試驗，如三元復合驅、微生物驅等新技術現(xiàn)場試驗，應用管柱式油井分層取樣技術可以滿足試驗區(qū)部分油井的特殊取樣需求，通過對分層段液樣進行物化分析，結合分層段壓力測試資料，可以了解油井分層段產出狀況，對試驗區(qū)的注采井連通狀況以及新技術使用效果進行有效評價和驗證，可以在一定程度上了解油藏動態(tài)信息以及油井分層段產出狀況，為地質人員進行開發(fā)調整、評價以及新技術現(xiàn)場試驗的順利進行提供依據[1]。近幾年內應用該技術累計完成了100多層段的取樣工作，取得了較好的應用效果。

1 管柱式油井分層取樣技術原理

管柱式油井分層取樣技術主要通過井下作業(yè)的方式將井下開關器或井下分層取樣器[2]，配接不同類型的封隔器和井下工具組成的分層取樣配產管柱，下入到取樣井目的層段后完井，依靠機采、提撈等舉升方式使該井恢復生產，在生產一定時間后，各取樣層段的井下開關器或井下分層取樣器按照設定的時序進行動作，完成井下分層段開關、取樣以及壓力測試。

1.1 井下分層取樣器

井下分層取樣器結構如圖1所示。井下分層取樣器為橋式結構，設有環(huán)空取樣腔，在打開狀態(tài)時，地層產液從進液孔進入取樣腔折返流經橋式通道進入油管，在取樣腔內不與其它層段產液混合。取樣開關靠電機定時關閉，當?shù)竭_預定時間后，由電池驅動電機將取樣器上下通道關閉，將該層產液封閉在取樣腔內，同時將該產層封閉。

圖1 井下取樣器示意圖

1.2 井下開關器

井下開關器結構見圖2。取樣器上部設有一個橋式通道連通開關器上下端，通過電池驅動電機控制活塞的開閉，在對該層進行開閉時不影響其他層段的生產及連通。通過下井前對開關器時序的設置，井下開關器在井下可以進行多次開閉，通過多只井下開關器的配合使用，即可對油井各層段的生產狀態(tài)進行有效的控制。

井下分層取樣器和井下開關器的技術指標參數(shù)詳見表1。

圖2 井下開關器示意圖

技術參數(shù)外徑/mm長度/mm耐壓/MPa耐溫/℃取樣容積/L最小卡距/m取樣器11415003012532．5開關器114150060125/2．5

1.3 分層取樣配產管柱

分層取樣配產管柱分為丟手管柱和泵下直連管柱兩種[3]。根據不同井況以及施工目的，可以采用不同的工具組合，以滿足現(xiàn)場施工需要，圖3為分層取樣配產管柱的示意圖。對于取樣層段較多、對測壓要求較高的取樣井，使用Y341封隔器以及丟手管柱進行使用，此種施工方式涉及工序較為復雜，施工周期相對較長，但是可以提高施工成功率，保證測壓準確性。對于取樣層段較少、要求施工時間較少的取樣井，使用Y111封隔器以及直連管柱進行施工，只需起下3次管柱即可完成施工，可以有效減少施工工序及施工時間。

(a) 丟手管柱 (b) 直連管柱圖3 分層取樣配產管柱示意圖

由于該工藝技術的自身特點以及依靠井下施工方式的局限[4]，進行管柱式分層取樣施工周期較長，一般在4～7天，且取樣井需要滿足以下條件：1)籠統(tǒng)生產井，井下工具可起出；2)套管規(guī)格139.7～177.8 mm，油管規(guī)格63.5～76.2 mm；3)取樣層段范圍內固井質量良好；4)取樣層段范圍內隔層穩(wěn)定，厚度不小于1 m；5)井下出砂不嚴重；6)單個小層與隔層厚度不小于2.5 m。

從上面技術適用條件可以看出，該技術應主要定位為新技術評價驗證、有特殊需求油井的分層段取樣、測壓施工，輔以對部分疑難的低產液油井進行分層找水測試。

2 現(xiàn)場應用實例

2.1 分層段色譜指紋分析

某井要求分層取樣，獲取各生產層段足夠數(shù)量的原油樣品進行色譜指紋分析。該井為抽油機井，有三個生產層段，由于全井綜合含水高達91.5%，為確保各層段能夠取得足夠原油樣品，設計采用井下開關器進行井下控制單層生產，在井口取樣的方式施工。

該井于2007年8月28日至9月6日施工，采用井下開關器配接Y111封隔器，泵下直接連接分層取樣配產管柱，一次下井的方式進行施工。井下開關器采取由下向上的順序依次開啟，如圖4所示，以避免上層出砂影響下級開關器。該井在下入取樣管柱后恢復生產，在9月1、3、5日分別在井口接取下層、中層、上層的分層油樣進行分析。

圖4 井下開關器動作時序圖

從開關器動作時序圖以及各層壓力監(jiān)測曲線可以看出，如圖5、圖6、圖7所示，該井3個層段按順序單層生產，在單層生產時，各層段密封良好，沒有層間干擾，取樣真實有效。通過色譜分析，得到該井各層油樣的色譜指紋圖譜，如圖8所示。按照原油色譜指紋分析技術的要求，在上、中、下層原油色譜圖譜中成功選出了10個積分面積差異大于10%的穩(wěn)定色譜指紋，建立了各單層油樣的指紋圖譜，并順利完成了其余分層油樣配比室內實驗。

圖5 上層開關器壓力監(jiān)測曲線

2.2 分層測壓、取樣

該井為抽油機井，作業(yè)前產液2.3 m3/d，含水0.1%。該井II油組為已射孔層段，I油組為2006年11月份新補孔層段，由于該井Ⅰ、Ⅱ油組動用時間不同，為了解Ⅰ、Ⅱ油組之間的地層壓力差異，對該井Ⅰ、Ⅱ油組進行分層段壓力測試并進行分層取樣。

圖6 中層開關器壓力監(jiān)測曲線

圖7 下層開關器壓力監(jiān)測曲線

圖8 杏X-X-PXX井分層色譜分析結果

由于該井主要要求分層壓力測試，為此設計采用Y341封隔器配合丟手管柱進行測試，使用井下開關器控制單層生產，井口取樣的設計。

該井于2007年9月24日開始施工，在下入分層取樣配產管柱后，該井正常投產，完井后II油組開關器首先打開，生產2天，然后該層井下開關器關閉，在開關器關閉前在井口獲取II組油樣；然后I組開關器打開生產，2天后I組關閉，在開關器關閉前在井口獲取I組油樣。此時全井已沒有生產層段，同時為避免井儲、續(xù)流等影響，地面關閉生產閘門以及套管閘門，關井壓力恢復10天，之后通過作業(yè)起出分層取樣測壓管柱。測壓曲線如圖9、圖10所示， 解釋結果見表2。

表2 貝XX-XX井I、II組壓力圖版擬合解釋結果

圖9 I油組靜壓恢復曲線

圖10 II油組靜壓恢復曲線

從該井2層測壓曲線以及壓力擬合解釋結果可以看出，I、II油組在外推壓力、滲透率、復合邊界距離、表皮半徑、平均壓力等參數(shù)上有明顯差異，因此，應用管柱式分層取樣測壓，通過對測試獲得的信息進行不同的分析解讀，可以幫助科研人員了解區(qū)塊各油組間地質狀況以及獲取油藏開發(fā)動態(tài)的一些信息。

3 結 論

管柱式油井分層取樣技術目前在油藏動態(tài)監(jiān)測中有著廣闊的應用前景，在常規(guī)產出剖面測井手段難于解決的一些低產液、高含水油井，可以使用該技術幫助我們了解油井的分層產出狀況。在油田開展的各種新技術現(xiàn)場試驗，有大量現(xiàn)場試驗井需要使用該技術進行分層段取樣化驗分析，從分層段的角度對新技術的應用效果進行準確評價，對區(qū)塊開發(fā)動態(tài)進行更加精細化的分析與描述。

對管柱式油井分層取樣技術進行深入的研究與應用，并在施工工藝上不斷摸索創(chuàng)新，能夠為地質人員提供一種監(jiān)測手段，以幫助我們從分層段的角度更加準確的了解油藏開發(fā)動態(tài)，為油田開發(fā)調整、新技術評價驗證提供可靠有效的依據。

[1] 李志文，李春生，周志江.PVT電控式高壓物性取樣研究[J].油氣井測試，2002，11(6)：51-53.

[2] 王成榮，鄧介堂，谷會霞,等.取樣式環(huán)空測井儀在吐哈油田的應用[J].石油儀器，2007，21(3)：24-26.

[3] 于勇波，于向江，曾桂紅.過環(huán)空流體取樣器研究與應用[J].測井技術，2001，25(4)：294-297.

[4] 杜偉娜，黨瑞榮，馬建國,等.多分層取樣測試器[J].石油儀器，2001，15(6)：29-31.

Application of Pipe String Stratified Sampling in Production Well

BIAN Hongmei

(LoggingandTestingServiceCompanyofDaqingOilfieldLimitedCompany,Daqing,Heilongjiang163453,China)

The technology of pipe string stratified sampling through the downhole operation is introduced, which can be used to acquire the zonal produced fluid samples and stratified pressure test results during normal well production. The water location, the zonal productivity evaluation and the new technology verification can be realized through the physicochemical analysis and well testing interpretation. The on-site application results show that the technology can be used to obtain more precise analysis and description for the developed zones with the application effect from the angle of the stratified layers, which can provide effective and reliable basis for more accurate evaluation, verification and adjustment of oilfield development.

oil well；pipe string；stratified sampling；stratified pressure testing

卞紅梅，女，1970年生，工程師，1989年畢業(yè)于長春地質學院電子儀器及測量技術專業(yè)，目前主要從事測井儀器研發(fā)工作。E-mail:dlts_bianhm@petrochina.com.cn

P631.8

A

2096-0077(2017)01-0072-04

10.19459/j.cnki.61-1500/te.2017.01.017

2016-02-23 編輯：屈憶欣)