質(zhì)量攻關(guān)活動在提高橋式同心分注測調(diào)成功率中的應(yīng)用

杜曉霞

中國石油大港油田分公司石油工程研究院 （天津 300280）

中國石油大港油田分公司（以下簡稱大港油田）屬于典型的多層系、非均質(zhì)復(fù)雜斷塊油藏，經(jīng)過50年的開發(fā)主體已進入注水開發(fā)中后期,層間矛盾和吸水差異性日益突出，實施分注早已成為油田精細開發(fā)、提高采收率和水驅(qū)動用儲量的主要技術(shù)手段之一。

大港油田深斜井占井比例高，為提高深斜井分注水平，多年來相繼開展了同心雙管分注和平行雙管分注研究，受工藝管柱結(jié)構(gòu)復(fù)雜、投入成本較高、分注層數(shù)受限等原因影響無法大規(guī)模應(yīng)用，2012年引進了橋式同心分注工藝[1-2]。

橋式同心分注工藝是采用測調(diào)聯(lián)動的方式進行流量測試與調(diào)配，通過地面儀器監(jiān)測流量、壓力等參數(shù)，根據(jù)實時監(jiān)測到的數(shù)據(jù)調(diào)整橋式同心配水器水嘴大小直至達到各層配注量。該工藝由橋式同心配水器、井下測調(diào)儀器和地面控制系統(tǒng)等組成，具有井下測調(diào)、地面直讀的功能（圖1）。電纜帶測調(diào)儀下井，測調(diào)儀測得的井下流量、壓力、溫度等數(shù)據(jù)信號通過電纜傳輸至地面；調(diào)配時，測調(diào)儀準(zhǔn)確定位到目標(biāo)配水器后通過電纜傳輸?shù)孛婵刂泼睿刂齐姍C轉(zhuǎn)動控制水嘴的開度大小[3-4]。

圖1 橋式同心分注工藝示意圖

橋式同心分注工藝憑借其分注層數(shù)多、水嘴對接成功率高、測調(diào)成功率高等優(yōu)勢，較好地解決了深斜井分注難度大的問題。由于應(yīng)用過程中遇見諸如配水器沒有調(diào)動、測調(diào)儀遇阻等問題，開展了質(zhì)量攻關(guān)活動。

1 現(xiàn)狀調(diào)查及目標(biāo)設(shè)定

2015年1月至2016年5月橋式同心分注工藝在大港油田共測調(diào)325井次，測調(diào)成功263井次，測調(diào)成功率為80.1%，影響同心分注的實施效果。為提高橋式同心分注測調(diào)成功率，成立了QC小組，通過分析調(diào)查不良因素，改進重要影響因素，提高測調(diào)成功率。小組成員對影響同心分注測調(diào)成功率的主要原因進行了統(tǒng)計，見表1。

由表1可知影響測調(diào)成功率的主要因素有配水器沒有調(diào)動和測調(diào)儀遇阻，這兩個因素占測調(diào)不成功井的60.6%，如果改進這兩個不良因素，測調(diào)成功率能得到極大的提高，測調(diào)成功率能提高至91.7%，因此將目標(biāo)值設(shè)定為91.7%。

表1 橋式同心分注測調(diào)失敗統(tǒng)計表

2 原因分析及確認

小組成員開展頭腦風(fēng)暴會議，運用關(guān)聯(lián)圖法分析末端因子，如圖2所示。

圖2 影響測試成功率的原因關(guān)聯(lián)圖

通過頭腦風(fēng)暴方法，共選出9個末端因子。由于井斜及注水壓差為不可抗力因素，且在選井時會充分考慮井斜和注水壓差的適應(yīng)性，故最終選出7個末端因子來分析，見表2。

3 制定對策及實施

3.1 制定對策

要因一：測調(diào)儀尺寸過大。

針對要因一設(shè)計了兩條對策：對策一，測調(diào)儀外徑由44 mm改為42 mm；對策二：測調(diào)儀長度由1.65 m改為1.47 m。小組成員與機電專家討論后考慮到測調(diào)儀改為1.47 m后，會影響配水器流量測試的精度，所以優(yōu)選對策一。

要因二：配水器導(dǎo)向結(jié)構(gòu)不合理。

針對要因二設(shè)計了兩條對策：對策一，配水器導(dǎo)向結(jié)構(gòu)由筆尖型改為凹型；對策二，配水器導(dǎo)向體結(jié)構(gòu)由筆尖型改為橢圓型。將配水器導(dǎo)向體設(shè)計成凹型和橢圓型兩種結(jié)構(gòu)，加工后分別與測調(diào)儀在大斜度試驗井內(nèi)進行對接試驗，每一種對接10次。實驗結(jié)果，凹型導(dǎo)向體結(jié)構(gòu)比橢圓型效果好[5]。

要因三：測調(diào)儀扭矩過小。

針對要因三設(shè)計了兩條對策：對策一，提高電機功率；對策二，改變減速器傳動比，降低傳動速度。對策二為改變減速器傳動比，降低傳動速度，目前測調(diào)儀的傳動比已經(jīng)達到合理程度，如果繼續(xù)以降低傳動速度來提高扭矩會導(dǎo)致調(diào)節(jié)水嘴時間過長，易造成電機損壞。

3.2 對策實施

實施一：改變測調(diào)儀器外形尺寸。

改進測調(diào)儀的最大外徑（圖3），由44 mm縮小為42 mm，提高了深斜井、腐蝕結(jié)垢井中的可下入性。

表2 要因確認表

圖3 改進后的測調(diào)儀

實施二：改善配水器的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。

優(yōu)化定位結(jié)構(gòu)，由雙導(dǎo)向筆尖、導(dǎo)向槽結(jié)構(gòu)改進為新型定位凹型臺階防轉(zhuǎn)機構(gòu)（圖4），測調(diào)對接成功率得到大大提高。

圖4 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)改進前后示意圖

實施三：提高測調(diào)儀電機功率。

新電機的電機功率由24 W提高到了30 W（圖5），增加電機最大電流值，測調(diào)儀扭矩由36 N·m提高到48 N·m。

圖5 測調(diào)儀電機改進

3.3 對策實施情況試驗

利用多功能試驗井（圖6），將同心配水器連接在油管上，模擬井斜使之形成25°、45°角，測試測調(diào)儀的可通過性和配水器的對接成功率。并且在油管底部接好絲堵，安裝油套管壓力表，連接好管線和泵之后，套管內(nèi)打壓分別打開9 MPa、12 MPa、15 MPa，形成9 MPa、12 MPa、15 MPa的壓差，下入測調(diào)儀進行配水器調(diào)節(jié)試驗，試驗結(jié)果統(tǒng)計見表3、表4。

圖6 多功能試驗井

表3 測調(diào)儀下入多功能試驗井試驗結(jié)果統(tǒng)計表

表4 測調(diào)儀調(diào)配水器試驗結(jié)果統(tǒng)計表

4 實施效果

本次活動對策實施、要因改善后共測調(diào)37井次，其中34井次測調(diào)合格，測調(diào)成功率為91.9%，比實施前提高了11.8%，并且高出目標(biāo)值。對比實施前后的情況，之前影響測調(diào)成功率的因素已經(jīng)得到極大的改善（表5）。

截至2017年4月30日，測調(diào)成功率達到91.9%，比活動前提高11.8%，獲得了良好的實施效果。按公式：節(jié)約成本=實施井?dāng)?shù)×（項目實施后測調(diào)成功率-項目實施前測調(diào)成功率）×（施工作業(yè)費+測調(diào)費）計算，對策實施后測調(diào)37井次，可比實施前減少分注返工約4井次，按每口井節(jié)約作業(yè)費、測調(diào)費共15萬計算，共節(jié)約措施費用60萬元。

表5 質(zhì)量攻關(guān)活動前后影響因素成功率對比

5 結(jié)束語

通過本次質(zhì)量攻關(guān)活動，提高了橋式同心分注測調(diào)成功率，改進了測調(diào)儀遇阻、配水器調(diào)不動等問題，完善配套工具，擴大適用范圍，提升了大港油田同心分注工藝的整體水平，為穩(wěn)產(chǎn)上產(chǎn)提供了良好技術(shù)支撐。

參考文獻：

[1]張玉榮,閆建文,楊海英,等.國內(nèi)分層注水技術(shù)新進展及發(fā)展趨勢［J］.石油鉆采工藝,2011,33(2):102-107.

[2]王 龍,楊志剛.提高聚合物驅(qū)分層注入測調(diào)效率的措施研究［J］.石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督,2017,33(1):13-15.

[3]宋祖廠,劉 揚,蓋旭波,等.橋式同心分注技術(shù)及其在深斜井中的應(yīng)用[J].石油礦場機械,2013,42(7):62-65.

[4]于九政，巨亞鋒，郭方元.橋式同心分層注水工藝的研究與試驗[J].石油鉆采工藝,2015,37(5):92-94.

[5]于九政,郭方元,巨亞鋒,等.橋式同心配水器的研制與試驗[J].石油機械,2003,41(9):88-90.