質量攻關活動在提高橋式同心分注測調成功率中的應用

杜曉霞

中國石油大港油田分公司石油工程研究院 （天津 300280）

中國石油大港油田分公司（以下簡稱大港油田）屬于典型的多層系、非均質復雜斷塊油藏，經過50年的開發主體已進入注水開發中后期,層間矛盾和吸水差異性日益突出，實施分注早已成為油田精細開發、提高采收率和水驅動用儲量的主要技術手段之一。

大港油田深斜井占井比例高，為提高深斜井分注水平，多年來相繼開展了同心雙管分注和平行雙管分注研究，受工藝管柱結構復雜、投入成本較高、分注層數受限等原因影響無法大規模應用，2012年引進了橋式同心分注工藝[1-2]。

橋式同心分注工藝是采用測調聯動的方式進行流量測試與調配，通過地面儀器監測流量、壓力等參數，根據實時監測到的數據調整橋式同心配水器水嘴大小直至達到各層配注量。該工藝由橋式同心配水器、井下測調儀器和地面控制系統等組成，具有井下測調、地面直讀的功能（圖1）。電纜帶測調儀下井，測調儀測得的井下流量、壓力、溫度等數據信號通過電纜傳輸至地面；調配時，測調儀準確定位到目標配水器后通過電纜傳輸地面控制命令，控制電機轉動控制水嘴的開度大小[3-4]。

圖1 橋式同心分注工藝示意圖

橋式同心分注工藝憑借其分注層數多、水嘴對接成功率高、測調成功率高等優勢，較好地解決了深斜井分注難度大的問題。由于應用過程中遇見諸如配水器沒有調動、測調儀遇阻等問題，開展了質量攻關活動。

1 現狀調查及目標設定

2015年1月至2016年5月橋式同心分注工藝在大港油田共測調325井次，測調成功263井次，測調成功率為80.1%，影響同心分注的實施效果。為提高橋式同心分注測調成功率，成立了QC小組，通過分析調查不良因素，改進重要影響因素，提高測調成功率。小組成員對影響同心分注測調成功率的主要原因進行了統計，見表1。

由表1可知影響測調成功率的主要因素有配水器沒有調動和測調儀遇阻，這兩個因素占測調不成功井的60.6%，如果改進這兩個不良因素，測調成功率能得到極大的提高，測調成功率能提高至91.7%，因此將目標值設定為91.7%。

表1 橋式同心分注測調失敗統計表

2 原因分析及確認

小組成員開展頭腦風暴會議，運用關聯圖法分析末端因子，如圖2所示。

圖2 影響測試成功率的原因關聯圖

通過頭腦風暴方法，共選出9個末端因子。由于井斜及注水壓差為不可抗力因素，且在選井時會充分考慮井斜和注水壓差的適應性，故最終選出7個末端因子來分析，見表2。

3 制定對策及實施

3.1 制定對策

要因一：測調儀尺寸過大。

針對要因一設計了兩條對策：對策一，測調儀外徑由44 mm改為42 mm；對策二：測調儀長度由1.65 m改為1.47 m。小組成員與機電專家討論后考慮到測調儀改為1.47 m后，會影響配水器流量測試的精度，所以優選對策一。

要因二：配水器導向結構不合理。

針對要因二設計了兩條對策：對策一，配水器導向結構由筆尖型改為凹型；對策二，配水器導向體結構由筆尖型改為橢圓型。將配水器導向體設計成凹型和橢圓型兩種結構，加工后分別與測調儀在大斜度試驗井內進行對接試驗，每一種對接10次。實驗結果，凹型導向體結構比橢圓型效果好[5]。

要因三：測調儀扭矩過小。

針對要因三設計了兩條對策：對策一，提高電機功率；對策二，改變減速器傳動比，降低傳動速度。對策二為改變減速器傳動比，降低傳動速度，目前測調儀的傳動比已經達到合理程度，如果繼續以降低傳動速度來提高扭矩會導致調節水嘴時間過長，易造成電機損壞。

3.2 對策實施

實施一：改變測調儀器外形尺寸。

改進測調儀的最大外徑（圖3），由44 mm縮小為42 mm，提高了深斜井、腐蝕結垢井中的可下入性。

表2 要因確認表

圖3 改進后的測調儀

實施二：改善配水器的導向結構。

優化定位結構，由雙導向筆尖、導向槽結構改進為新型定位凹型臺階防轉機構（圖4），測調對接成功率得到大大提高。

圖4 導向結構改進前后示意圖

實施三：提高測調儀電機功率。

新電機的電機功率由24 W提高到了30 W（圖5），增加電機最大電流值，測調儀扭矩由36 N·m提高到48 N·m。

圖5 測調儀電機改進

3.3 對策實施情況試驗

利用多功能試驗井（圖6），將同心配水器連接在油管上，模擬井斜使之形成25°、45°角，測試測調儀的可通過性和配水器的對接成功率。并且在油管底部接好絲堵，安裝油套管壓力表，連接好管線和泵之后，套管內打壓分別打開9 MPa、12 MPa、15 MPa，形成9 MPa、12 MPa、15 MPa的壓差，下入測調儀進行配水器調節試驗，試驗結果統計見表3、表4。

圖6 多功能試驗井

表3 測調儀下入多功能試驗井試驗結果統計表

表4 測調儀調配水器試驗結果統計表

4 實施效果

本次活動對策實施、要因改善后共測調37井次，其中34井次測調合格，測調成功率為91.9%，比實施前提高了11.8%，并且高出目標值。對比實施前后的情況，之前影響測調成功率的因素已經得到極大的改善（表5）。

截至2017年4月30日，測調成功率達到91.9%，比活動前提高11.8%，獲得了良好的實施效果。按公式：節約成本=實施井數×（項目實施后測調成功率-項目實施前測調成功率）×（施工作業費+測調費）計算，對策實施后測調37井次，可比實施前減少分注返工約4井次，按每口井節約作業費、測調費共15萬計算，共節約措施費用60萬元。

表5 質量攻關活動前后影響因素成功率對比

5 結束語

通過本次質量攻關活動，提高了橋式同心分注測調成功率，改進了測調儀遇阻、配水器調不動等問題，完善配套工具，擴大適用范圍，提升了大港油田同心分注工藝的整體水平，為穩產上產提供了良好技術支撐。

參考文獻：

[1]張玉榮,閆建文,楊海英,等.國內分層注水技術新進展及發展趨勢［J］.石油鉆采工藝,2011,33(2):102-107.

[2]王 龍,楊志剛.提高聚合物驅分層注入測調效率的措施研究［J］.石油工業技術監督,2017,33(1):13-15.

[3]宋祖廠,劉 揚,蓋旭波,等.橋式同心分注技術及其在深斜井中的應用[J].石油礦場機械,2013,42(7):62-65.

[4]于九政，巨亞鋒，郭方元.橋式同心分層注水工藝的研究與試驗[J].石油鉆采工藝,2015,37(5):92-94.

[5]于九政,郭方元,巨亞鋒,等.橋式同心配水器的研制與試驗[J].石油機械,2003,41(9):88-90.