螺桿泵環空測井在油田的應用

韓丹

（大慶油田有限責任公司測試分公司，黑龍江 大慶 163000）

1 引言

環空找水測井自從在油田應用以來，為油田提供了大量的動態監測資料。隨著三次采油注聚井數量的增加及油稠現象，普通機采井成本、消耗的增大。采用螺桿泵井進行抽油，且井數逐年增加。由于傳統螺桿泵井受到地面驅動設備和井下管柱結構的限制，無法進行環空測試，為解決環空測試問題，開展螺桿泵環空測井技術。

2 螺桿泵井口裝置的改進

普通螺桿泵井井口無偏心測試孔，且井下油套環形空間內有扶正器、螺桿泵、防轉錨等工具由于外徑大導致儀器的無法通過。研制的螺桿泵井口，在基座上安裝了偏心井口，加裝了測試閘門。將地面的驅動裝置高度增高。螺桿泵的偏心測試孔是一個與油管成12°角的裝置。加大掛體座內徑，進而使偏心油管掛及掛體座之間形成的測試通道加大；將掛體座內壁由垂直狀態變為12°的喇叭口；將偏心油管掛內的21/2油管與油管掛體之間的偏心距定為18mm，與抽油機偏心井口偏心距相同。井下裝置也相應進行調整在螺桿泵排量、揚程不變的前提下，將泵體以下外徑由φ102mm減小到φ91mm。

通過以上改進，可確保外徑φ25.4mm、單節長度為1米且軟連接的儀器順利通過偏心井口和拐點。為了解決螺桿泵井儀器發生纏繞的問題，將螺桿泵井口與油管掛之間設計了推壓軸承，并將油管掛的固定方式設計為頂絲周向固定。螺桿泵井正常生產時，可旋轉井口由6支長螺栓牢牢的固定。當儀器發生纏繞時，擰出螺栓就可以旋轉井口。螺桿泵的井下管柱是一套比較復雜的管柱。其中泵體體以下的部分是不允許轉動的，研制在帶壓情況下可旋轉的油管旋轉器。當轉動可旋轉螺桿泵的偏心井口時，自旋轉器的向上的管柱發生旋轉，下部的保持靜止。解決了測試電纜纏繞油管的問題。研制導向器和環空打壓坐封油管錨。測試儀器可以通過導向器進入油管內部，通過油管錨，完成測試。

2 螺桿泵測井儀器的改進

針對普通阻抗找水組合儀在長度上無法通過螺桿泵偏心井口的問題，將原儀器進行的分段研制，自上而下組成井溫、壓力、磁定位短節、阻抗儀線路板短節；儀器含水率計、渦輪流量計短節。它們之間用可以轉動的活結過線連接。對儀器的性能、工藝進行了多次的實驗制成了鉸接式螺桿泵阻抗環空組合測井儀。為了使儀器能夠順利的通過螺桿泵井的井下工具，將儀器的外徑由原來的φ28mm縮小至現在的φ25mm。

3 螺桿泵環空找水測井的井口施工工藝

將儀器與加重插入防噴管中，用測試井架車將防噴管起至螺桿泵偏心井口的上方，連接偏心井口。將儀器拉至防噴盒頂部，緩慢的打開測試閘門，儀器緩慢通過“S”形短節進入偏心井口。由于活接的作用，將儀器分為三段，逐次進入。儀器通過油管旋轉器、上扶偏器、螺桿泵、下扶偏器、導向器、喇叭口進入測量井段，進行測井。

4 儀器的結構測量原理及主要技術指標

螺桿泵過環空阻抗組合測井儀自下而上由傘式集流器、渦輪流量計、含水率計、井溫儀、壓力計和磁定位器組成。

5 測量原理

螺桿泵過環空阻抗組合測井儀采用集流的測量方式，用渦輪流量計測量流量，用阻抗式含水率計測量含水率。

6 流量的測量原理

采用渦輪流量計進行體積流量的測量。在集流狀態下，流體通過渦輪的轉速與流量成線性關系。整只儀器在油水模擬井進行標定求出儀器的K值。由測點記錄渦輪流量計的轉數由公式 Q=K*F+q（Q-待測流量，K-渦輪常數，F-渦輪每秒的轉數，q-啟動排量）計算射孔井段各測點產液量，從上到下通過各測點產液量相減運算得到層段的產液量。

7 含水率的測量原理

給含水率計中的傳感器供交變恒定電流，當混合均勻的油水混合物通過傳感器時，傳感器測量電極產生和交變恒定電流頻率相同的交變電壓，其電壓幅度與油水混合物的電導率成反比。而油水混合物的電導率隨其持水率的增高而增大，這樣，當持水率增高時，傳感器接收電極的輸出電壓隨之降低，因此儀器的輸出頻率也降低，通過測量混相液和全水時輸出頻率可計算出混相液的持水率。

8 技術指標

流量的測量范圍：（傘式流量器）（2~60）m2/d；測量精度：±5%；含水率測量范圍：50%~100%，測量精度：±3%；儀器耐溫：125℃；儀器耐壓：30MPa。

表1 測試驗證情況表

9 儀器在油田的應用情況

從全井符合率和層段測試符合率入手查看現場應用效果

自2007年4月至今，使用螺桿泵阻抗式組合測井儀在油田進行了19次井的產出剖面測試，其中儀器下入測量井段的15口，全井產液量相符的12井次，符合率80%；全井含水相符率13井次，符合率86%；測試的總層段數為148個層段，動態分析清楚的123層段，有98層與測試結果符合，符合率為79%，含水清楚的68層，有51層與測試結果符合，符合率為75%。表1為測試驗證情況表（如表1）：

從表1中看出，無論是全井測試還是層段測試，符合率都比較高，說明測試結果較可信，為油藏的剖面提供了可靠的依據。

10 在選擇堵水層位的應用

油井進入開發中后期高含水階段，要延長穩產期，關鍵要提高產液能力，控制含水上升速度措施之一就是封堵高含水層。如：*50-9井是油田的一口螺桿泵井，該井在2009年4月進行了螺桿泵環空找水測井，測得全井的產液量為36.4m3/d，含水86.5%。該資料顯示13號層產液為12.3m3/d，占全井產液33.7%,含水94.6%。井溫曲線在13號層顯示很明顯的異常。符合高含水井主產液層井溫曲線異常的特點。廠家根據此資料同年4月底進行堵水作業施工。全井產液由堵前的36.4m3/d，降到21.4m3/d，含水降為78.5%。

11 結束語

螺桿泵環空組合測井儀具有良好的重復性、穩定性和一致性，阻抗式含水測井方法能夠很好的解決目前油田高含水開采階段油井分層測試的問題，而且對于特高含水的測井具有一定的優勢。

螺桿泵環空組合測井儀由于其獨特的鉸接結構，對普通的機采井也同樣適用，特別是對偏心井口上方安裝大接箍和大盤根裝置的井，它能夠較輕松的繞過進行測井。

在螺桿泵井的施工中，多次出現儀器在扶偏器位置遇阻的現象，有時導致測井的失敗。建議改進扶偏器的傾斜角度，達到儀器順利起下的目的。

[1]丁波，徐太宗,蔣玉新.空心轉子螺桿泵過泵加熱采油技術[J].石油礦場機械，2006-12-30.