大慶油田進(jìn)入特高含水開發(fā)階段，根據(jù)油藏模擬及檢測井巖芯水淹狀況分析顯示，剩余油高度分散，縱向上水淹層交互分布，開采矛盾進(jìn)一步加劇［1－2］，同井出現(xiàn)多層高含水且動態(tài)變化，控水難度加大。原堵水技術(shù)只能單純封堵或進(jìn)行開關(guān)調(diào)層，無法實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)狀態(tài)井下參數(shù)監(jiān)測及產(chǎn)量任意調(diào)整，生產(chǎn)參數(shù)認(rèn)識不清，無法滿足油藏精細(xì)分析需要［3－6］。過環(huán)空測調(diào)控一體化分層配產(chǎn)技術(shù)研發(fā)了地面控制系統(tǒng)、分層含水測試儀、分層壓力測試儀、分層流量測試儀、可調(diào)配產(chǎn)器等核心工具，在生產(chǎn)條件下獲取井下分層數(shù)據(jù)和分層產(chǎn)液量調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了一套技術(shù)同時擁有分層找水、分層堵水、分層配產(chǎn)三項(xiàng)功能，降低無效水循環(huán)，為油田節(jié)約開發(fā)成本。該技術(shù)通過井下分層數(shù)據(jù)分析，可直觀判斷高含水層狀態(tài)，為合理分層控制及動態(tài)調(diào)整提供了可靠依據(jù)，能夠適應(yīng)多層高含水動態(tài)變化的油田開發(fā)狀況，實(shí)現(xiàn)油井長期有效分層控制及動態(tài)調(diào)整，彌補(bǔ)了常規(guī)工藝找水困難及只能單純封堵導(dǎo)致“既堵水、又堵油”的不足［7－9］。

 

通過該技術(shù)，可有效緩解油水的層間和平面矛盾，改變液流方向，擴(kuò)大波及體積，獲得很好井組及區(qū)塊整體挖潛效果。過環(huán)空測調(diào)控一體化分層配產(chǎn)測試成功率直接影響產(chǎn)液剖面數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和分層配產(chǎn)效果［10－12］，但如何提高測試成功率仍為需要進(jìn)一步解決的問題。1一體化技術(shù)及影響因素過環(huán)空測調(diào)控一體化分層配產(chǎn)技術(shù)由地面控制系統(tǒng)、泵抽管柱、測試儀器、丟手接頭、封隔器、可調(diào)配產(chǎn)器、連通器等組成(圖1)。在抽油機(jī)井正常生產(chǎn)狀態(tài)下，電纜攜帶測試儀器由油、套管環(huán)形空間下入，與可調(diào)配產(chǎn)器對接后，測試儀器實(shí)時監(jiān)測分層井下數(shù)據(jù)，地面直接讀取，通過地面控制系統(tǒng)，在生產(chǎn)條件下調(diào)節(jié)可調(diào)配產(chǎn)器的開啟程度，實(shí)現(xiàn)采出井分層配產(chǎn)。

過環(huán)空測調(diào)控一體化分層配產(chǎn)技術(shù)測試成功率直接影響技術(shù)應(yīng)用與推廣。對測試過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行了調(diào)查，將出現(xiàn)的各種問題及發(fā)生頻數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)(表1)，找出了影響測試成功率的原因。

從統(tǒng)計(jì)表中可以看出，測試儀器遇阻、雜質(zhì)卡渦輪、配產(chǎn)器關(guān)閉后無法打開等原因是影響測試成功率的主要問題。

 

對發(fā)現(xiàn)的主要問題通過測試過程、施工管理、測試儀器、配產(chǎn)工具四個方面進(jìn)行了分析，確認(rèn)影響過環(huán)空測調(diào)控一體化分層配產(chǎn)測試成功率原因如下:(1)測試儀器導(dǎo)向頭設(shè)計(jì)不合理;(2)配產(chǎn)器的調(diào)節(jié)閥開啟壓差設(shè)計(jì)過低;(3)沖砂、洗井未嚴(yán)格按設(shè)計(jì)執(zhí)行，作業(yè)施工步驟不合理;(4)測試儀器流量計(jì)磁鋼設(shè)計(jì)不合理;(5)測試儀器渦輪流量計(jì)標(biāo)定周期過長。

 

2改進(jìn)措施

對影響測試成功率的原因認(rèn)真梳理和分析，做出了五方面改進(jìn)，改進(jìn)后測試成功率大幅度提升。

 

2.1改進(jìn)測試儀器導(dǎo)向機(jī)構(gòu)

過環(huán)空測調(diào)控一體化分層配產(chǎn)技術(shù)測試過程中，在可調(diào)配產(chǎn)器位置容易遇阻，導(dǎo)致測試失敗。通過地面反復(fù)試驗(yàn)和分析發(fā)現(xiàn)，測試儀器導(dǎo)向頭由于角度過大容易卡在可調(diào)配產(chǎn)器的導(dǎo)向筆尖位置，導(dǎo)致測試儀器遇阻;同時由于測試儀器環(huán)空空間限制，采用了小直徑設(shè)計(jì)，外徑只有26mm，在通過可調(diào)配產(chǎn)器(內(nèi)徑46mm)過程中，如果不處于中間位置，加大遇阻風(fēng)險。對測試儀器導(dǎo)向頭角度和長度進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)和優(yōu)化，如圖2所示。

角度由原來的24°減小為12°，導(dǎo)向頭長度由原來的50mm增加至100mm，并在可調(diào)配產(chǎn)器的導(dǎo)向筆尖上方設(shè)計(jì)了扶正環(huán)(圖3)，使測試儀器始終保持居中狀態(tài)，減少遇阻風(fēng)險。改進(jìn)后測調(diào)68井次，未發(fā)生類似遇阻現(xiàn)象。

2.2增加可調(diào)配產(chǎn)器調(diào)節(jié)閥平衡機(jī)構(gòu)

環(huán)空下入測試儀器與可調(diào)配產(chǎn)器對接，進(jìn)行分層產(chǎn)液量調(diào)整時，可調(diào)配產(chǎn)器在完全關(guān)閉的狀態(tài)下，調(diào)節(jié)閥受到地層壓力和油管壓力，由于地層壓力大于油管內(nèi)壓力，形成壓差，當(dāng)壓差增大時，調(diào)節(jié)閥開啟時克服靜摩擦力就增大，導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥無法開啟或開啟困難［13］，容易造成測試儀器電機(jī)損壞和分層產(chǎn)液量測試調(diào)整失敗。對可調(diào)配產(chǎn)器調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)及優(yōu)化，在調(diào)節(jié)閥下端增加了平衡閥(圖4)，在調(diào)節(jié)閥完全關(guān)閉狀態(tài)下，能夠平衡地層壓力，減小調(diào)節(jié)時扭矩(室內(nèi)模擬試驗(yàn)壓差15MPa，反復(fù)開關(guān)10次，調(diào)節(jié)閥開啟扭矩小于3N·m，小于測試儀器調(diào)節(jié)扭矩6N·m，達(dá)到設(shè)計(jì)要求)，調(diào)節(jié)閥更容易打開，保護(hù)了測試儀器，提高測試調(diào)節(jié)成功率。

2.3加強(qiáng)作業(yè)施工管理

過環(huán)空測調(diào)控一體化分層配產(chǎn)技術(shù)原有施工過程由于刮削、沖砂、洗井不徹底，導(dǎo)致井下雜質(zhì)較多，測試時容易堵塞測試通道，導(dǎo)致測試儀器無法下入到指定位置［14－15］，致使測試失敗。加強(qiáng)施工過程管理，嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)和施工步驟進(jìn)行，整個作業(yè)過程由專業(yè)技術(shù)人員現(xiàn)場跟蹤指導(dǎo)，同時增加了模擬通井步驟，防止施工作業(yè)有落物或則雜質(zhì)堵塞測試通道，減少遇阻、遇卡風(fēng)險，提高過環(huán)空測試成功率。具體施工步驟如下:(1)用70～80℃熱水徹底反洗井后，起抽油桿，起出原井管柱;(2)下刮削、通井、沖砂管柱，對井段反復(fù)刮削三次，沖砂至人工井底，用70～80℃熱水徹底反洗井，減少井下雜質(zhì)殘留;(3)下入驗(yàn)竄管柱，驗(yàn)竄壓力為8～10～8MPa，各穩(wěn)壓10min，各層不竄;(4)下入分層配產(chǎn)管柱，磁性定位校深，深度無誤。釋放封隔器并起出投送管柱;(5)丟手，起投送管柱;(6)采用鋼絲攜帶加重桿進(jìn)行模擬通井，如通井成功，再進(jìn)行下泵作業(yè);若通井遇阻，及時進(jìn)行處理，減少后期測試遇阻風(fēng)險;(7)下入泵抽生產(chǎn)管柱，連接地面管線，連接井口，完井起抽。

 

2.4改進(jìn)渦輪流量計(jì)部分結(jié)構(gòu)

過環(huán)空測調(diào)控一體化分層配產(chǎn)技術(shù)在測試過程中，當(dāng)井下液體流過測試儀器的測試通道時，井下液體中含有的雜質(zhì)和油管內(nèi)壁被測試儀器刮落金屬碎屑，會導(dǎo)致渦輪流量計(jì)中渦輪遇卡，測試儀器無法獲取準(zhǔn)確井下數(shù)據(jù)，導(dǎo)致測試失敗。對此，在保證測試精度的情況下，對渦輪流量計(jì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)，增大測試儀器渦輪與磁鋼過流間隙［16］，將渦輪與磁鋼的距離由0.5mm改為1.5mm，增大了雜質(zhì)或金屬碎屑通過性。同時，測試儀器進(jìn)液通道外增加了防護(hù)篩網(wǎng)，減少井下液體中雜質(zhì)或金屬碎屑進(jìn)入到渦輪流量計(jì)中。通過這兩項(xiàng)改進(jìn)，大大減少渦輪遇卡風(fēng)險，提高了測試成功率。

 

2.5調(diào)整渦輪流量計(jì)標(biāo)定周期

由于采出井特點(diǎn)，井下液體中含有雜質(zhì)或金屬碎屑較多，測試儀器中的渦輪流量計(jì)在長時間使用過程中，渦輪會被井下液體中的雜質(zhì)或金屬碎屑磨損，導(dǎo)致渦輪流量計(jì)誤差變大，錄取數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，不能反映真實(shí)的井下配產(chǎn)情況［17］。所以，應(yīng)定期在模擬試驗(yàn)井中對渦輪流量計(jì)進(jìn)行標(biāo)定(表2)，通過增加標(biāo)定的頻率(從原來標(biāo)定周期2年調(diào)整為0.5年)，減少現(xiàn)場磨損對渦輪流量計(jì)的影響［18－19］，保證了測試精度，提高測試成功率。標(biāo)定后儀表精度達(dá)到±3%，現(xiàn)場非常大測試誤差小于±5%。

3現(xiàn)場應(yīng)用

葡xxx井通過環(huán)空下入測試儀器進(jìn)行測試。根據(jù)測試結(jié)果可知(表3)，由于偏2層段含水99.3%，含水相對較高，關(guān)閉偏2層段，全井產(chǎn)液量從54.8m3/d下降到27.5m3/d，實(shí)現(xiàn)了日降液27.3m3，減少了無效水循環(huán)。

xxx井通過環(huán)空下入測試儀器進(jìn)行測試及調(diào)整，根據(jù)測試結(jié)果(表4)，由于偏2層段含水100%，關(guān)閉偏2層段，偏4層段含水99.1%，含水相對較高，偏4層段限制產(chǎn)量，全井產(chǎn)液量從77.1m3/d下降到63.6m3/d，實(shí)現(xiàn)了日降液13.5m3，日增油1.3t，含水下降2.7個百分點(diǎn)，取得較好的增油效果。

改進(jìn)后，過環(huán)空測調(diào)控一體化分層配產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)場測試185井次，測試成功率從65%提高到94%，顯著提高了測試成功率。目前，過環(huán)空測調(diào)控一體化分層配產(chǎn)技術(shù)共推廣應(yīng)用121口井，日增油0.3t，含水下降0.9%，取得很好的應(yīng)用效果。

 

4結(jié)論

(1)過環(huán)空測調(diào)控一體化分層配產(chǎn)測試改進(jìn)技術(shù)大幅度提高測試成功率，采出井能夠獲得更多井下分層數(shù)據(jù)，為提高油藏的認(rèn)識水平、控制含水、提高采收率等方面起到重要數(shù)據(jù)支撐。(2)過環(huán)空測調(diào)控一體化分層配產(chǎn)測試改進(jìn)技術(shù)提高了分層產(chǎn)液量的調(diào)控成功率，采出井可精準(zhǔn)控制分層產(chǎn)液量，緩解了層間和平面矛盾，增加了薄差層動用程度，為合理控制及剩余油挖潛提供了技術(shù)支持。(3)過環(huán)空測調(diào)控一體化分層配產(chǎn)測試改進(jìn)技術(shù)適用于提高環(huán)空下入測試儀器成功率，減少儀器的遇阻風(fēng)險，降低了測試和作業(yè)返工成本。(4)采出井分層配產(chǎn)技術(shù)正朝著智能化、自動化方向發(fā)展，未來將不需要人工參與，全過程智能控制。