油田電纜帶壓直讀技術研究

郭勇 梁海龍 唐澤軍

摘要：主要為了及時取得油田套管分段注入壓裂后的井下數據。有效并且合理的指導氣井后期的工作，使用電纜帶壓直讀技術，把光面電纜以及鋼絲作業結合在一起，充分實現井口自動密封，不需要人工操作注脂密封，可以解決鎧裝防噴效果不理想的問題;處于帶壓條件下，能快速有效取得井下的油管數據，充分實現資料的實時評價，完善工作制度。

關鍵詞：油田;電纜;帶壓直讀技術

前言：

水平井在壓裂以后基本上都屬于自噴階段，在試油測試階段使用井下電子壓力計設撈技術，等地面對儲存壓力計進入編程階段，隨后進入電池，將存儲壓力計安裝在壓力計托筒內部，借助鋼絲把壓力機托筒放到井內管柱縮徑處或者在懸掛器的位置。這項技術可以雖然可以測試井流動的壓力，還需要經過地面處理資料、在分析以后反饋給有關部門，但是資料的分析以及評價會有一定的滯后性，關于井流動壓力的資料不能及時獲取，導致不能及時調整設計方案，與此同時，為了確保施工的成功率，一次作業需要使用兩支壓力計。為了可以及時取得井下有關數據資料，有效、科學指導壓裂以后油、氣井后期的施工，使用電纜帶壓直讀技術，處于帶壓條件下借助光面鋼管電纜將壓力計下入井內，然后地面上可以直接獲取有關數據，為制定精準的設計方案打下基礎。

一、電纜直讀技術的原理以及特征

在開發油田的時候，有些油井需要長期測試底層的壓力，尤其是試采資料井。電纜有線地面直讀技術是使用電纜下放直讀壓力計到井內，通過直讀壓力計測量的溫度以及壓力數據借助電纜傳輸到地面儀器以及計算機上，然后計算機經過軟件實時顯示有關數據并且自動繪制成曲線[1]。使用這項技術可以長期、實時監測井內的壓力變化，可以使有關工作人員及時發現井中的數值變化，然后將這些數據作為調整方案的證據，為了降低投入成本。傳統的電纜有線地面直讀技術使用的是鎧裝電纜，因為鎧裝的材料是鋼絲麻面，并且表面粗糙，防噴效果不理想，為了減少對環境造成的污染，還需要工作人員注脂密封。使用電纜直讀技術是傳統技術的兩倍以上，并且操作的費用也會降低五分之一，同時減少工作人員的勞動量，減少操作需要的費用。

二、電纜帶壓直讀工具的構造

由直讀電力計、光面鋼管電纜以及地面數據處理設備、井口密封裝置、地面驅動設備組成的就是電纜帶壓直讀工具。

（一）光面鋼管電纜

對于傳統鎧裝電纜帶壓條件下防噴性能的缺點，還是又選了光面鋼管電纜。光面鋼管電纜主要用于有密封作業要求的井中;外層的鋼管使用的是316不銹鋼合金材料，擁有一定的防腐性;一般情況下，電纜的整體破斷拉力會高于6KN，在長期井下檢測以及連續油管密封操作中經常使用;另外電纜在井下的壓強可以承受在70MPa之內。

（二）井下電子壓力機

壓力傳感器、溫度傳感器、信號放大器、單片機系統、數字通訊接口電路、模數轉換電路、裝載于單片機系統等有關軟件組成的就是直讀式電子壓力計[2]。可以使用藍寶石壓力傳感器，藍寶石壓力傳感器使用應變電阻式的工作機理，將硅-藍寶石作為半導體敏感元件，因為硅-藍寶石對溫度不敏感，就算在高溫環境中也可以保持良好的工作狀態。井下電子壓力計設計耐壓70MPa，承受溫度在150℃左右，保證壓力的精度在0.01MPa，壓力機的最大外徑在40毫米。

（三）處理地面數據的儀器設備

由通訊接口電路、顯示單元、數據存儲單元以及專用電源組成的就是地面數據處理單元。

三、電纜帶壓直讀機理

井下壓力計和單芯光面電纜連接在一起，使用鋼絲試井撬下入井內，通過使用鋼絲試井撬及其防噴裝置，完成進口自動密封操作[3]。溫度壓力傳感器分別把溫度以及壓力轉變成電信號輸送出去，經過信號放大以及模數轉變之后，通過單片機完成數據的實時采集以及儲存。

四、電纜電壓直讀技術的優勢

傳統隨管柱下入直讀壓力機收集井下資料。這對于自噴井需要進行壓井作業或者使用不壓井方式下入管柱，投入的成本較高、儲層比較容易受到污染，對壓裂改造的成果有一定的影響。針對于傳統技術的缺點，研究出油田電纜帶壓直讀技術，這項技術的優勢有：

第一、使用電纜帶壓直讀技術，因為它擁有簡單可靠、可實時獲取井下數據信息、快速安裝防噴裝置等優勢。使用這項技術會降低安全、環保風險，可以快速、實時、準確獲取井下數據資料，可以提升采集井下數據的效率。

第二、電纜帶壓直讀技術適用于油、氣井套管分層壓裂的后期，井口帶壓條件下壓力、溫度梯度以及流動壓力的監測。

第三、電纜帶壓直讀技術可以實時取得井下的數據資料，經過和不同井下工具組合的形式，可以完成高壓物性取樣以及封層測試等工藝，擁有較好的發展前景。

第四、電纜帶壓直讀技術的工藝簡單可靠，不用起下測試管柱，在降低工作強度的同時還能防止壓井作業對儲層的損害、增加施工的成本。

第五、有效實現及時獲取井下數據資料以及儲存，給后期的施工提供了精準的施工信息資料，也能及時發現更優化的施工方案。對于數據的存儲可以按照現實需要進行調整，對不同施工階段使用不同的采樣速度。

第六、快速安裝防噴裝置，安裝的時候不需要吊車長時間的工作，井下壓力機從地面專用電源進行供電，不需要使用電池供電，就可以長時間收集井下的數據資料，盡量減少起下施工。

結束語：

綜上所述，電纜帶壓直讀技術可以滿足帶壓條件下，及時獲取井下壓力、溫度等數據資料，減少環保風險，有效提升操作的效率;按照井下取得的實時數據可以完成資料的快速取得以及分析，然后有證據的指導現場的施工，這項技術對于油田的發展有重要的意義。

參考文獻：

[1]姜強. 海上油田分層注水井電纜永置智能測調新技術[J]. 中國石油和化工標準與質量，2021，41（14）：174-175.

[2]李君君，姜丹，焦敘明等. 高密度海底電纜地震資料后SED評估分析——以渤海X油田為例[J]. 物探化探計算技術，2021，43（01）：8-14.

[3]穆貴鵬，張國強，等. 渤海油田電纜測井遇卡原因分析及預防措施[J]. 化工管理，2020，（33）：194-196.