注水井測調(diào)一體化技術(shù)的應(yīng)用

【摘 要】油田在開發(fā)過程中，注水井分層注水工藝配套技術(shù)是必不可少的一項(xiàng)專業(yè)工藝技術(shù)，是保證油田穩(wěn)產(chǎn)的必要工藝技術(shù)措施之一。隨著油田開發(fā)難度的不斷增加，常規(guī)分層注水測調(diào)工藝已不能完全滿足油田開發(fā)的需要。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，分層注水工藝技術(shù)和測調(diào)一體化技術(shù)得到了迅速發(fā)展和提升。

【關(guān)鍵詞】注水井；投撈；測調(diào) 一體化

1.分層注水井下工具

注水井分層注水井下工具包括以下幾個(gè)方面：

（1）注水井注水管柱即油管。

（2）封隔器。分為壓縮式封隔器和擴(kuò)張式封隔器兩種。

（3）配水器。分為偏心配水器，空心配水器，一體化同心配水器三種。

（4）防蠕動(dòng)器。主要防止油管受注水壓力大小波動(dòng)引起油管伸縮從而帶動(dòng)封隔器上下運(yùn)動(dòng)，造成封隔器磨損的一種井下工具。

（5）水力錨。與補(bǔ)償器配套使用的一種井下分層注水的專用工具。

（6）底球及篩管。用于洗井而設(shè)計(jì)的井下分層注水的專用配套工具。

同心測調(diào)一體化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面，同時(shí)也可以提高注水井分層注水工藝技術(shù)水平，其優(yōu)勢(shì)如下：

（1）減少了或避免了繁瑣的投撈工藝。

（2）做到一次下井就可以實(shí)現(xiàn)分層測試，分層調(diào)參（或調(diào)配）。

（3）做到驗(yàn)封儀器一次下井可實(shí)現(xiàn)分層驗(yàn)封，減少下井頻次。

（4）資料解釋處理相對(duì)簡單化，由于實(shí)現(xiàn)了邊測試邊調(diào)參，能直接反映出分層在同一壓力下的各層實(shí)際注水量。

（5）測調(diào)一體化同心配水器具有：具有防反吐功能；洗井時(shí)可防止層間串通；在邊測邊調(diào)時(shí)不會(huì)引起層間較大的波動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)。

2.分注井同心一體化測調(diào)工藝技術(shù)

2.1一體化配水器結(jié)構(gòu)工作原理

結(jié)構(gòu)：由上下接頭、中心主體、旋轉(zhuǎn)芯子、測試段、定位段、單流凡爾、固定凡爾、防旋套、彈簧、定位套等組成。

工作原理：通過流量調(diào)節(jié)儀調(diào)節(jié)配水器內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)芯子 ，再通過三參數(shù)儀實(shí)時(shí)監(jiān)測控制注水量，來達(dá)到注水的設(shè)計(jì)要求。

2.2同心一體化配水器與原注水工藝配水器對(duì)比

原偏心注水工藝和空心注水工藝所用配水器要調(diào)配分層注水都需要投送或打撈水咀和配水芯子，并且每個(gè)層要改變配注都需要做重復(fù)性的工作。

2.2.1偏心配水器

如果要改變或調(diào)整單層水量，首先要下井把某一個(gè)層的堵塞器和水咀先撈出來，然后再下井把水咀投進(jìn)去，在一個(gè)有三個(gè)分層注水的井，就要反復(fù)六次才能作業(yè)完。并且因無防反吐功能，還會(huì)引起地層水回流倒灌，致使地層波動(dòng)。

2.2.2空心配水器

雖有反吐功能，但要更換下級(jí)配水芯子時(shí)因通徑大小的因素，必須將上面的配水芯子一同撈出。這樣也會(huì)因撈出芯子影響配注量，且也不能做到太多級(jí)分層（最多三層）。以一個(gè)井三個(gè)層為例，也需要反復(fù)六次才能投撈完，并且還不能保證一次合格。

因原分層注水工藝配水器是靠水咀的直徑大小來根據(jù)注水壓力即地面泵壓兩者因素以及井下工藝狀況，地層狀況兩者因素來決定分層注水合格率的。因反復(fù)投撈會(huì)引起地層波動(dòng)。因此在投撈過程中又緊接著要進(jìn)行分層測試，這樣會(huì)引起測試資料不準(zhǔn)。另外，由于在投撈時(shí)因改變上一層時(shí)也會(huì)引起下一層的波動(dòng)，也會(huì)造成測試資料不準(zhǔn)。再次是，因?yàn)閴毫Γ椎母淖儯瑝翰畹拇笮。矔?huì)造成所投撈的水咀不會(huì)正好在水咀的理論曲線上，因此也同時(shí)引起固定水咀難以達(dá)到配注要求。以前分層配注層段合格率實(shí)際僅為30%-40%左右。而空心配水器最下一級(jí)通徑僅為32毫米。這給測試及其它測井方法也帶來極大的不方便。同時(shí)也會(huì)因水咀過小，特別是低滲透油藏更是難以滿足要求。因井下管柱結(jié)垢或下井測試投撈過程中引起的臟物極易造成水咀堵塞，致使反復(fù)測調(diào)。

2.2.3同心一體化配水器

針對(duì)原分層注水工藝針對(duì)井下配水器進(jìn)行創(chuàng)新性的改革，經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，研制成一種一體化式配水器，其特點(diǎn)如下：

（1）一體化配水器通徑大，外徑小，不僅適合在正常注水管柱中應(yīng)用，而且可以在防砂管柱中應(yīng)用。

（2）具有防反吐，防砂功能。在停注時(shí)可防止出砂層出砂及臟物進(jìn)入。

（3）可控制和關(guān)閉水量，控制水量精確，一次下井可任意調(diào)整每個(gè)層。

2.3注水井測調(diào)一體化儀器工作原理

三參數(shù)儀工作原理：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，當(dāng)導(dǎo)體做切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體上能感應(yīng)出與速度成正比的電壓，由此定律可推導(dǎo)出流體的體積流量，只要測得感應(yīng)電壓就可以得到相應(yīng)的流速，并換算出流量。被測流體的溫度、壓力、密度和電導(dǎo)率等參數(shù)的變化不影響流量的測量。

三參數(shù)儀共有溫度、壓力、流量三個(gè)參數(shù)。其功用是當(dāng)其下入井內(nèi)時(shí)，通過地面數(shù)據(jù)供電和軟件指令使溫度、壓力、流量傳感器感受和探測到的電信號(hào)（根據(jù)地面模擬標(biāo)定的數(shù)據(jù)）傳到井下一體化儀器的單板計(jì)算機(jī)內(nèi)。軟件對(duì)電信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理，通過遙傳將數(shù)據(jù)傳送至地面計(jì)算機(jī)內(nèi)。根據(jù)油藏地質(zhì)方面的設(shè)計(jì)方案，可直接查看井下各分層注水量的變化包括注水壓力，流量是否符合設(shè)計(jì)要求，如不符合，則給井下流量調(diào)節(jié)儀指令控制井下直流電機(jī)帶動(dòng)機(jī)械手調(diào)節(jié)一體化配水器的旋轉(zhuǎn)芯子轉(zhuǎn)動(dòng)。機(jī)械手上部固定在防旋套內(nèi)，下部又和旋轉(zhuǎn)芯子插接，來旋轉(zhuǎn)芯子控制注水量。全部關(guān)閉則可停止注水。從而達(dá)到控制注水，并根據(jù)配注設(shè)計(jì)要求，隨機(jī)實(shí)時(shí)觀測井下各分層的壓力，流量，溫度的變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)分層注水量控制。

3.分層注水工藝配套技術(shù)

3.1井口液壓舉升防噴裝置

井口液壓防噴裝置工作原理：當(dāng)井內(nèi)壓力高，鋼絲鎧裝電纜的密封盤根還沒有密封住鋼絲鎧裝電纜，而高壓水沿鋼絲鎧裝電纜從上 堵頭處噴出時(shí)，利用液壓活塞擠壓盤根來密封電纜或鋼絲，手壓泵推動(dòng)液壓油從液壓接頭進(jìn)入防噴盒與液壓缸的環(huán)行空間，因?yàn)橐簤焊紫露擞袃傻馈癘”型圈，與防噴盒密封。液壓油上行到液壓缸中部一個(gè)偏孔，此偏孔連接液壓缸中的活塞上端面，液壓缸的上部有兩道“O”型圈與防噴盒密封，這樣油只能從偏孔進(jìn)入活塞上端面，又因活塞上部連接桿通過密封堵頭與液壓缸相互密封，液壓油進(jìn)入活塞上端后同時(shí)將壓力傳遞到活塞上端面，在壓力的推動(dòng)下迫使活塞下行，下行的活塞擠壓密封盤根，盤根收縮變形密封鋼絲。

3.2液壓舉升裝置

液壓舉升裝置的工作原理：液壓舉升裝置的起升液壓缸的兩端分別固定在A、B兩點(diǎn)，與固定套C點(diǎn)組成一個(gè)三角關(guān)系。當(dāng)手壓泵給舉升液壓缸加壓，液壓缸伸長，A點(diǎn)就以C點(diǎn)為中心轉(zhuǎn)動(dòng)，就帶動(dòng)防噴管固定套及安裝的防噴管轉(zhuǎn)動(dòng)，隨著起升液壓缸不斷伸長，A點(diǎn)就轉(zhuǎn)動(dòng)到示意圖所示的位置，防噴管與井口固定短節(jié)在同一軸線上，達(dá)到立防噴管目的。

4.注水井同心一體化技術(shù)推廣意義

通過近230余井次的分注井同心測調(diào)一體化試井施工，該測調(diào)技術(shù)具有以下優(yōu)勢(shì)：

（1）測試過程可視化：利用直讀儀器，可直觀判斷井下儀器的工作狀態(tài)，避免無效測試。可直觀觀察調(diào)配過程水量變化趨勢(shì)，對(duì)調(diào)配過程起到直接指導(dǎo)作用，有效地提高了調(diào)配成功率。

（2）提高調(diào)配準(zhǔn)確性：將常規(guī)分級(jí)水嘴改變?yōu)檫B續(xù)可調(diào)水嘴，使單層合格水量誤差由20%降低到10%以內(nèi)。

（3）提高了測調(diào)效率：由井下存儲(chǔ)發(fā)展到地面直讀；由地面回放發(fā)展到邊測邊調(diào)；由多次投撈發(fā)展到下井一次完成多層測調(diào)，測調(diào)效率大大提高。

（4）提高了測調(diào)適應(yīng)性：測試過程可直接讀取數(shù)據(jù)，嚴(yán)格按照配注量進(jìn)行單層調(diào)配，對(duì)于新井初次測調(diào)成功率較高； 采用的電磁流量計(jì)精度高，適用于單層低配注量井的測試；下井一次可實(shí)現(xiàn)多層重復(fù)性調(diào)節(jié)，解決了層間矛盾的層間干擾問題。 [科]