泵下高溫長效測試研究與應用

張威（中油遼河油田錦州采油廠 遼寧 凌海121209）

一、儀器研制

1.設計思想

稠油蒸汽吞吐開采的生產過程一般是注汽、燜井、放噴、下泵采油，在采油生產階段，由于油藏處于變溫場的過程，井底溫度呈逐漸下降趨勢，體現在采油初期溫度較高，隨著采油過程的進行溫度逐漸下降，最后呈平緩趨勢。為滿足這種環境的測試要求，需要了解油藏溫度場的具體變化范圍，從而確定儀器的技術指標。通過前期現場試驗，基本上得到以下結論：a)油井下泵生產前期溫度最高，最高可達200℃，起抽后溫度逐漸下降；b)以150℃為溫度界線，最長一周時間，溫度都降至150℃以下。

儀器研制的關鍵就是解決采油生產前期溫度高的難題。本研究采用金屬杜瓦瓶絕熱技術有效地解決了這一難題，設計指標為：測試初期168 h（7 d），艙內溫升〈150℃。壓力傳感器選用高溫壓力傳感器，設計指標：耐溫〉150℃。

儀器工作原理：高溫長效測試儀設計為存儲式測試儀器。根據測試要求預先設置好采樣時間表，在油井注汽、燜井、放噴結束后下采油管柱時，置于托筒內隨泵下入井中，一個采油生產周期結束后取出儀器，進行數據回放、資料解釋。

2.溫度測量原理

高溫長效電子壓力計采用K型熱電偶作為溫度敏感元件，具有靈敏度高、穩定性好的特點，能夠滿足井下長時間溫度監測的需要。

3.壓力測量原理

高溫長效壓力傳感器是目前壓力傳感器技術中的一項難點，一般不能直接與被測高溫介質直接接觸，必須通過感壓膜盒、毛細管傳導外界壓力，傳感器置于長效金屬絕熱瓶內。

4.數據采集存儲系統

高溫長效電子壓力計數據采集系統分軟件和硬件兩部分。

該系統的功能是：儀器內的單片機CPU按照上位機預先輸入的指令參數(包括測試起始時間、延時等待時間、采樣周期、采樣次數等)定時采集溫度、壓力傳感器信號，經A/D轉換后存入存儲器中。

二、現場應用

高溫長效測試在遼河油田杜84、杜32、杜66、杜212、齊40、錦45、錦607、錦608、雷29等9個稠油、超稠油區塊成功測試80井次。其中杜84塊、杜32塊是主要測試區塊，完成階段性測試50井次；杜84塊完成25井次，儀器下入深度700-850 m，平均監測時間1215 h r。杜32塊完成25井次，儀器下入深度900-1060 m，平均監測時間1416 h r。錦45完成6井次，儀器下入深度972.92-1441.38 m，平均監測時間636.75 h r。

生產動態認識

(1)通過對油井流溫資料進行一元線性回歸處理，發現區塊油井生產降溫過程符合以下特征模式：即初期生產溫度為120℃，平均日降溫約0.8155℃，水平井平均日降溫為0.4791℃。①根據這一規律可以對生產井異常溫度變化或汽竄影響情況進行判斷，若數據點分布在條帶區外，則應考慮是注汽效果差或受鄰井汽竄影響因素。②根據大多數油井周期生產時間為45-55 d，由降溫特征推斷油井井底最低流動溫度為75～83℃，由此可反推水平井周期生產時間應該為86 d，該結論值得現場生產應用參考。實際生產中有少數油井流溫達到60～70℃的低溫，研究發現該類井大多含水高、產液量大，一般含水在40%，液量在20 t以上，因此生產周期得到了延長。

(2)通過對4口相對穩定生產的測試井分析結論研究，認識到在高溫兩相滲流油藏實際情況下，流度與溫度的變化表現出較強的相關性，當溫度升高，流度呈線性上升趨勢，說明在特高粘油藏的實際滲流過程中，相滲透率變化對原油流動的影響已不是主要因素，溫度已表現出至關重要的作用。

(3)現場生產中充分利用長效測試解釋資料，分析研究超稠油吞吐井動態變化規律，主要有以下幾方面的應用：①利用油井采油指數、平均地層壓力，結合測試的流壓資料，分析抽油過程生產壓差與產量的變化規律，并進一步分析采油泵工作狀況、評價舉升參數合理性，同時建立認識以指導同類油井的生產實施；②針對長效測試解釋研究確定的部分井區存在井底污染嚴重，以及可能存在的粘土膨脹因素導致的油層堵塞，針對性地在一些投產新井上進行防膨處理和對部分油井實施溶劑解堵、乳化降粘等，均見到較好的增油效果。③在蒸汽前緣及泄油半徑的解釋研究方面，獲得了有益的認識。對10余井次資料進行了多次的分析與解釋，一般首輪次吞吐井采用復合模型曲線擬合效果好，可以計算求得蒸汽前緣；對于高輪次吞吐井采用均質模型擬合效果相對較好，可以計算求得油井泄油半徑。首輪次吞吐井蒸汽前緣約為7～8 m；高輪次吞吐井泄油半徑第2輪次為30～40 m，第3輪次為40～60 m。生產中針對泄油半徑的大小判斷注汽效果，采取了油井注氮結合注汽工藝等措施提高熱量擴散速度，生產上見到了較好效果。

結論

現場實際應用表明，該技術能夠準確監測稠油、超稠油一個采油周期的流溫、流壓資料，滿足了稠油、超稠油井下高溫變溫場復雜測試環境的要求，是常規測試無法比擬的，具有測試時間長、測試數據準確、現場操作簡單、測試成功率高等特點，對稠油、超稠油開發具有重要指導意義，經濟效益和社會效益顯著。

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