分層注水井智能測調(diào)聯(lián)作技術(shù)在中原油田的應(yīng)用

周長軍 賈慧麗 黃 強 張 立 孟慶業(yè) 陳 永

(中原油田分公司采油工程技術(shù)研究院 河南濮陽)

分層注水井智能測調(diào)聯(lián)作技術(shù)在中原油田的應(yīng)用

周長軍 賈慧麗 黃 強 張 立 孟慶業(yè) 陳 永

(中原油田分公司采油工程技術(shù)研究院 河南濮陽)

測調(diào)聯(lián)作技術(shù)是一種提高偏心分層注水井測調(diào)效率和準確性的分層調(diào)配技術(shù),是分層注水專用的智能化測控設(shè)備。該技術(shù)實現(xiàn)了連續(xù)可調(diào)水嘴、測試數(shù)據(jù)實時直讀、邊測邊調(diào)、上提下放反復調(diào)配等功能?，F(xiàn)場應(yīng)用表明:該技術(shù)不但可以提高測調(diào)效率,縮短測試時間,提高測試資料準確率,而且解決了深井、高溫高壓、結(jié)垢等復雜井況的偏心分注問題。

分層注水;測調(diào)聯(lián)作

0 引 言

中原油田已進入中后期開發(fā)階段,注水開發(fā)是油田開采的主導方式,其中分層注水井占注水井的53.49%。分層注水工藝是提高油田注水開發(fā)效果的重要措施,目前油田分層注水普遍運用偏心配水管柱,常規(guī)分層測試采用集流式和中心流速超聲波流量計進行測試,而調(diào)配則采用分層投撈工藝完成。

測調(diào)聯(lián)作技術(shù)是為了提高偏心分層注水井測調(diào)效率和準確性而研發(fā)的一套智能分層調(diào)配系統(tǒng),是分層注水專用的智能化測控設(shè)備。它能提高注水合格率、提高注水時效、提高注水測試成功率,同時解決深井、高溫高壓、結(jié)垢等復雜井況的偏心分注問題,減少投撈、測試、作業(yè)工作量,滿足多級分層開發(fā)、有效配水的要求,是一項非常有推廣應(yīng)用前景的分層注水測調(diào)新技術(shù)。

1 技術(shù)原理

測調(diào)聯(lián)作技術(shù)的核心是利用機電一體化技術(shù),實時控制型測調(diào)聯(lián)作一體化技術(shù)[1],該項技術(shù)以成熟的封隔器和偏心配水器為基礎(chǔ),開發(fā)研制了具有彈出、收回、定位、對接功能的井下機械臂。這是一種能夠?qū)崿F(xiàn)井下測試和調(diào)配同步進行的技術(shù),能夠在地面上實時監(jiān)測到井下的流量變化情況,從而做到了井上井下、人機之間的直接互動,達到自動測調(diào)水平。

該技術(shù)的測試核心仍然是基于目前常用的電磁流量計。

智能測調(diào)聯(lián)作技術(shù)的井下測試儀器和地面監(jiān)測設(shè)備采用電纜聯(lián)接,該技術(shù)具有信號實時采集、分時傳輸?shù)木路謱优渌詣颖O(jiān)控系統(tǒng),實現(xiàn)了“流量壓力同步錄取、實時監(jiān)測、水嘴連續(xù)可調(diào)”[2],克服了傳統(tǒng)偏心測調(diào)工藝技術(shù)中調(diào)配效率低、測調(diào)周期長、工作強度大等缺點。繼承了常規(guī)偏心注水工藝技術(shù)優(yōu)勢,井下管柱、執(zhí)行標準、測試技術(shù)管理、堵塞器投撈等技術(shù)保持不變,實現(xiàn)了連續(xù)可調(diào)水嘴、測試數(shù)據(jù)實時直讀、邊測邊調(diào)、上提下放反復調(diào)配等工藝技術(shù)。

2 系統(tǒng)構(gòu)成

分注井測調(diào)聯(lián)作系統(tǒng)綜合了機電一體化技術(shù)、計算機控制技術(shù)、通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、精密機械傳動等技術(shù)[3]。主要由地面控制儀、井下測調(diào)儀、測試電纜及附屬設(shè)備等部分組成。

井下測調(diào)儀主要由機械臂、控制部分、測量部分以及導向機構(gòu)等組成,如圖1所示。

可調(diào)堵塞器在不改變堵塞器外形尺寸和現(xiàn)用的偏心配水管柱的前提下正常投撈,應(yīng)用過程中不存在更換配水器的問題,降低了推廣應(yīng)用成本。堵塞器定位采用凸輪鎖定裝置,可調(diào)式堵塞器工作時通過調(diào)節(jié)桿帶動水嘴動閥片轉(zhuǎn)動改變動閥片和靜閥片相對通徑面積來調(diào)節(jié)流量,安全可靠;閥片和阻尼套都采用特種工業(yè)陶瓷使得可調(diào)式堵塞器中可調(diào)水嘴具有壽命長、耐刺等特點。

圖1 井下測調(diào)儀

機械臂采用可伸縮式打撈臂。臂內(nèi)裝有微型電機,受電機控制,機械能夠自由伸縮,一次下井,可以對多層可調(diào)堵塞器進行調(diào)整。

采用上述結(jié)構(gòu),在不改變原注水井中偏心配水管柱的結(jié)構(gòu)和井下其他參數(shù)的情況下,應(yīng)用新型井下可調(diào)堵塞器(內(nèi)含高壓注水閥),通過地面儀器對井下測調(diào)儀的控制,方便地完成當前層的流量測量和對可調(diào)堵塞器的流量調(diào)節(jié),摒棄了原來偏心分注測試工作和更換堵塞器水嘴分別獨立進行的方式,將測試和調(diào)配結(jié)合起來,實現(xiàn)在一次下井過程中完成井下各層流量測試和目標流量的自動配注功能。

3 現(xiàn)場應(yīng)用

3.1 應(yīng)用于深井,解決了深井投撈難度大的難題

文XX-Y井是文留油田209塊的一口深層高溫分注井,采用一級兩段分注,其中偏二深度為2 944 m,采用常規(guī)投撈工藝,投撈成功率低,采用智能測調(diào)聯(lián)作技術(shù),一次測試成功。分層測試報表如圖2所示。

圖2 分層測試報表

3.2 應(yīng)用于層間矛盾突出的偏心分層注水井

PC-Z是采油二廠的一口分注井,該井以前的情況是偏一吸水多,偏二吸水少.層間干擾較大,用常規(guī)水嘴多次進行調(diào)配都無法滿足注水要求.后來采用可調(diào)式堵塞器,由地面儀器對井下堵塞器進行調(diào)配,一次調(diào)配成功.該井在2009年又進行了幾次調(diào)配,均符合要求。目前注水正常。測調(diào)儀指示曲線如圖3所示。

圖3 測調(diào)儀指示曲線圖

3.3 應(yīng)用于地層反吐出沙井

新衛(wèi)XW-D井是馬寨油區(qū)衛(wèi)95塊北部的一口分注井,由于偏一控制的沙三下3-4,地層膠結(jié)疏松,采用常規(guī)投撈分層調(diào)配工藝,地層反吐排沙嚴重,造成洗井后封隔器洗井通道關(guān)閉不嚴而失效,另外反吐沙在油管內(nèi)沉積造成管柱沙埋,偏二無法正常投撈。2008年作業(yè)換封過程中,在偏配內(nèi)直接下入可調(diào)式堵塞器,完井后未座封直接洗井,正注三天后投球座封,打開可調(diào)式堵塞器按配注水量調(diào)配合格后正常分注。2009年又進行4次測調(diào),目前注水狀況正常。

4 結(jié)論和認識

分層注水智能測調(diào)聯(lián)作技術(shù),使測調(diào)聯(lián)作一體化,從而提高測試效率,縮短測試及調(diào)配時間,解決常規(guī)分層測試存在的問題,更好地滿足油田注水開發(fā)精細化管理需要。

1)智能測調(diào)聯(lián)作技術(shù),具備技術(shù)的繼承性

智能配注工藝技術(shù)依托于常規(guī)偏心配水技術(shù),因此,在井下管柱構(gòu)成、標準的執(zhí)行、技術(shù)和測試數(shù)據(jù)的管理等方面保持不變,繼承了常規(guī)偏心的技術(shù)優(yōu)勢。

2)測試資料合格率高,體現(xiàn)了技術(shù)的準確性

采用了內(nèi)磁式電磁流量計,消除了管徑變化對流量的影響;采用不銹鋼護套電纜,真正實現(xiàn)了測試過程的密閉測試。

3)由固定水嘴變?yōu)榭烧{(diào)水嘴,體現(xiàn)了技術(shù)的合理性、快捷性

常規(guī)分層注水工藝采用固定水嘴,水嘴直徑最小1.0 mm,最大7.0 mm,每隔0.2 mm確定一個固定水嘴大小,共有35種水嘴。因此,在相鄰的兩個水嘴之間無法實現(xiàn)調(diào)整。智能分層配注工藝采用連續(xù)可調(diào)水嘴,可以滿足任意水嘴的需要。因此,可以實現(xiàn)通過水嘴的合理優(yōu)化組合,達到在較低的注水壓力下完成地質(zhì)要求的配注量。邊測邊調(diào),儀器一次下井完成多層流量的測量與調(diào)整,減少了頻繁投撈堵塞器和更換水嘴的次數(shù),縮短了單井測調(diào)時間,提高了單井測調(diào)效率。

現(xiàn)場應(yīng)用情況表明,該系統(tǒng)性能穩(wěn)定可靠,適應(yīng)性強,減輕了現(xiàn)場操作人員的勞動強度,提高了測調(diào)效率和分層注水合格率,能夠滿足現(xiàn)有偏心分注井流量測調(diào)聯(lián)作的需要,解決復雜井況的偏心分注問題。

[1] 孫鑫寧,魏 斌,王建梅等.分層注水井測調(diào)聯(lián)作技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J].測井與射孔,2006,(4)

[2] 巨亞峰,王治國,馬紅星,等.分層注水井智能測試調(diào)配試驗評價[J].油氣井測試,2006(6)

[3] 劉 揚,高志勇.分層測試調(diào)配同步聯(lián)作技術(shù)在大港油田的試驗應(yīng)用[J].石油地質(zhì)與工程,2009(2)

Application of intelligent measuring and adjustment combination technique for separate zone water injection in Zhongyuan Oilfield.

Zhou changjun,Jia Huili,Huang Qiang,Zhang Li,Meng Qingye and Chen Yong.

This paper describes the principles,system components and field application of intelligent measuring and adjustment combination technique.The measuring and adjustment combination technique is an intelligent monitoring and control equipment for separate zone water injection wells,and can be used to improve the adjustment efficiency and measuring accuracy of eccentricity separate layer water injection wells.The technology can be used to achieve a continuous adjustable water nozzle,the test data real-time direct-reading,adjusted while measuring and repeated deployment by hoisting up or setting down.Field application shows that the technique not only improve the efficiency of test and adjustment,short the testing time,improve the accuracy of test data,but also solve the problems about deep working,high temperature and pressure and scaling.

separate zone water injection;measuring and adjustment combination

TE357.8

B

1004-9134(2010)05-0048-02

周長軍,男,,1969年生,工程師,1993年畢業(yè)于西南石油大學地質(zhì)專業(yè),現(xiàn)在中原油田分公司采油工程技術(shù)研究院從事油田生產(chǎn)測井技術(shù)研究工作。郵編:457001

2010-02-26編輯劉雅銘)

PI,2010,24(5):48～49,52

·方法研究·