油田井下壓控開關(guān)應(yīng)用與分析

1、.油田井下壓控開關(guān)應(yīng)用與分析朱志偉 ，樊軍*大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 中國 * 烏魯木齊友好路21號 830008摘要:傳統(tǒng)的配水器都需要對井下機(jī)構(gòu)進(jìn)展反復(fù)投撈作業(yè) ,耗時費(fèi)力 ,增加本錢 ,特別是井下機(jī)構(gòu)銹蝕和結(jié)垢后無法進(jìn)展投撈作業(yè) ,從而大大延長施工周期。井下壓控開關(guān)智能配水技術(shù) ,可以在不動管柱的情況下 ,由地面實現(xiàn)井下調(diào)配和開、關(guān)井控制 ,與常規(guī)分注工藝相比 ,減少了投撈水嘴的工作量及調(diào)試費(fèi)用。具有操控方便、平安可靠、本錢低、施工周期短的特點(diǎn) ,提高了分注效果。關(guān)鍵詞:壓控開關(guān)，智能配水，不動管柱Analysis of the Pressure Controlled Switchby Unde

2、rgroundzhuzhiwei fanjunSchool of Mechanical Engineering, *injiang University,21 Youhao Road Urumqi,830008,*injiang, ChinaAbstract: It is needed to perform repeated casting and fishing operation in underground structurewhen conventional distribution manifold is used , which consume greatly both time

3、and sources ,and increase the cost , especially when the casting andfishing operation isfailed caused by the corrosion and scale of the downhole structure. Therefore , intelligent water distribution technologyby underground pressure controlled switch was introduced. Thistechnology can implement the

4、underground allocation and control of the open/ shut in withoutmovement of the column , which can decrease the casting and fishing operation and the debuggingcost. This technology has the characteristics of convenient operation , safety , low cost , short operating term and so on , which enhance the

5、 separate injection effectiveness.Key words: pressure controlled switch， intelligent water distribution， immobile column 引 言針對許多油田開發(fā)區(qū)現(xiàn)行找堵水工藝存在的問題 , 本文介紹了壓控開關(guān)找堵水工藝技術(shù)。該技術(shù)的YKKG壓控開關(guān)通過接收地面加壓指令進(jìn)展開關(guān)動作, 實現(xiàn)井下任意分卡層段的開啟或關(guān)閉, 在正常泵抽狀態(tài)下可獲得任意層段或組合層段的產(chǎn)量和含水?dāng)?shù)據(jù), 直接實施找堵水工藝, 實現(xiàn)在生產(chǎn)狀態(tài)下分層試采配產(chǎn)，分層試堵。該技術(shù)在區(qū)塊適當(dāng)分布, 還可清楚地掌握該區(qū)塊的剩余油

6、分布情況,為制定開采方案提供依據(jù)。通過現(xiàn)場試驗, 驗證了壓控開關(guān)找堵水工藝技術(shù)的實用性和可靠性, 取得了增油、降水的良好效果。 1、壓控開關(guān)構(gòu)造及工作原理簡介11、壓電控制開關(guān)構(gòu)造壓電控制開關(guān)主要由：上接頭、外筒、下接頭、控制器、開關(guān)閥、開關(guān)接頭、管外通道、驗封定位臺階、驗封密封段接收器、數(shù)據(jù)存儲器、檢測電路、電動機(jī)、電池等組成，見右圖箭頭所示為液流方向。安裝時，將控制器、開關(guān)閥串接并通過開關(guān)接頭與管外通道螺紋連接，然后裝配外筒和上接頭。電池壓力傳感器器檢測電路開關(guān)器工作筒數(shù)據(jù)存儲器電動機(jī)圖1： YKKG壓控開關(guān)工具構(gòu)造示意圖控制器由電動機(jī)、控制電路、壓力傳感器、電池等組成。圖2 開關(guān)閥轉(zhuǎn)動油

7、嘴示意圖開關(guān)閥由開關(guān)接頭下閥體、上閥體等組成，上下閥體間采用超平面密封技術(shù)，實現(xiàn)滴水不漏。所用材料具所用材料具有不結(jié)垢、不銹蝕、不怕砂、耐沖擊等特性。12、壓控開關(guān)工作原理壓控開關(guān)找堵水技術(shù)是用 YKKG壓控開關(guān)與封隔器配套使用, 組成所需要的分層采油工藝管柱。封隔器將油層分隔成假設(shè)干層段, 每個層段下入壓控開關(guān), 投送管柱丟手后下泵生產(chǎn), 通過地面加壓向井下壓控開關(guān)發(fā)出指令, 壓控開關(guān)在井下實現(xiàn)任意層段的開或關(guān)。采取分層找水、分層試采配產(chǎn)、分層試堵的工藝, 通過井口計產(chǎn)和含水化驗, 判定任意層段在正常泵抽狀態(tài)下的產(chǎn)量和含水?dāng)?shù)據(jù), 找出高含水層位, 操控壓控開關(guān)將水層關(guān)閉, 實現(xiàn)找堵水的目的。

8、壓控開關(guān)的核心是利用機(jī)電一體化及壓力傳感接收技術(shù),完成注水井井下各層注水量的測量 ,根據(jù)各層的配注要求,調(diào)節(jié)各層的注入量。壓控開關(guān)的井下工具中有電源、電動機(jī)、可調(diào)式水嘴、壓力傳感器及芯片。地面局部將井底要設(shè)置的孔徑大小的壓力碼轉(zhuǎn)化為壓力波動 ,再將壓力波動通過井筒中的介質(zhì)-水傳遞給井下壓力傳感器,壓力傳感器隨時接收壓力信號，從中分辯出來自地面的壓力波動，將壓力波動信號送入控制電路進(jìn)展各種邏輯運(yùn)算，比對壓力波動信號所攜帶的編碼容，當(dāng)分辯出該信號為有效信號時芯片將壓力傳感器接收的壓力波動轉(zhuǎn)化為孔徑大小的指令傳遞給電動機(jī),電動機(jī)帶動傳動裝置對水嘴孔徑進(jìn)展調(diào)節(jié),到達(dá)地面上對各層的配注要求。電動機(jī)轉(zhuǎn)動時

9、上閥體隨之轉(zhuǎn)動，下閥體是固定不動的。當(dāng)上下閥體軸向的扇形孔相通時，開關(guān)閥為開通，不相通時為關(guān)閉。上下閥體扇形孔重疊的角度不同可獲得大小不同的過流通道。該系統(tǒng)由電池供電，壓電控制開關(guān)在井下的工作時間，由電池的能量決定。2、壓控開關(guān)創(chuàng)新點(diǎn)21一趟管柱完成全部措施：找水、堵水、測試、生產(chǎn)等過程只需一趟管柱就可完成，而且分層數(shù)量幾乎不受限制，井況限制條件少，斜井、水平井均可應(yīng)用，適應(yīng)圍寬。22控制過程自動完成：運(yùn)用先進(jìn)的微處理器技術(shù)，開關(guān)器在井下按預(yù)定的程序自動執(zhí)行，完成對層位的翻開和關(guān)閉動作。開關(guān)器耐溫耐壓能力強(qiáng)、功耗低、智能化程度高。23簡單實現(xiàn)屢次調(diào)層：在正常生產(chǎn)過程中，可以根據(jù)油井生產(chǎn)情況進(jìn)展

10、屢次調(diào)層，地面只需打壓施工即可，無需起下儀器或進(jìn)展管柱作業(yè)，使得施工本錢大而且開關(guān)器設(shè)計有單向閥，可保證地面打壓時液體不會進(jìn)入油層，不會對油層造成傷害。24實現(xiàn)了井下分層壓力測試：可以對層位的壓力、溫度變化進(jìn)展長期測試，對了解油藏性質(zhì)具有重要的指導(dǎo)意義。3、壓控開關(guān)工具找、隔水工藝管柱壓控開關(guān)工具可與各種采油封隔器器配套使用，組成找隔水、分層開采工藝管柱。31、工藝管柱組成壓控開關(guān)找隔水工藝管柱由封隔器、壓控開關(guān)工具、丟手接頭等井下工具組成，我們應(yīng)用奧依爾技術(shù)開發(fā)提供的YKKG-113-38-35A型工具。32、主要技術(shù)指標(biāo)32.1 YKKG-113-38-35A壓控開關(guān)*井YKKG壓控開關(guān)工

11、藝管柱示意丟手接頭封隔器YKKG壓控開關(guān)封隔器YKKG壓控開關(guān)死堵4、油井試驗及分析我們用壓控開關(guān)工具先后在兩口井上進(jìn)展了現(xiàn)場試驗，41、試驗過程第一口試驗井高含水井，根據(jù)產(chǎn)層情況制定該井下兩套壓控開關(guān)工具，實施隔水作業(yè)，按施工方案進(jìn)展施工，工具下井、封隔器座封、封驗、丟手等程序順利進(jìn)展。以上工作完成后，由油田技術(shù)人員現(xiàn)場指揮，利用泵車打壓操控上層壓控開關(guān)工具開，操作過程順利，井口壓力表現(xiàn)象明顯，井下工具認(rèn)定開動作執(zhí)行。之后第二次上井進(jìn)展井下工具換層操作，先關(guān)上層工具隨后將下層工具翻開。工具關(guān)閉及翻開操作的現(xiàn)象明顯，換層操作成功。第二口井，含水在90%以上，產(chǎn)油缺乏一噸，應(yīng)用壓控開關(guān)工具其目的

12、進(jìn)展隔水。壓控開關(guān)工具下井，第二天封隔器座封并丟手，由于第一口井兩套工具的地面人工操控成功，已說明工具的可靠性，故在第二口井設(shè)置了自動開啟與關(guān)閉功能。上層工具自動開，抽采一個月后關(guān)閉。兩口井的試驗結(jié)果證明壓控開關(guān)性能是可靠的，應(yīng)用壓控開關(guān)工具是能到達(dá)降水增油的目的。第一口井井上層抽采28天,日產(chǎn)液15.6t/d,產(chǎn)油0.18t/d，換層后生產(chǎn)81天24小時，日產(chǎn)液17.1t/d, 日均產(chǎn)油0.24t/d，其液量和產(chǎn)油量稍有增加，我們分析該井上下兩層層間隔小導(dǎo)致上下兩層連通，所以有此結(jié)果。第二口井井見到了明顯的效果，上層開抽采一個月,日均產(chǎn)液量15.9T,日均產(chǎn)油量2.43T，換層后下層抽采亦見

13、到明顯效果。上層工具翻開后，在該層井筒周圍有大量的水，前一星期抽采液量較大,反映的不是地下產(chǎn)層的真實產(chǎn)量。隨后的一段時間日均產(chǎn)液量比擬穩(wěn)定在15T左右, 日均產(chǎn)油量保持在2T上下，其中有4天產(chǎn)油量都在6T左右,這反映的是產(chǎn)層的實際情況.下層工具翻開后，第一階段產(chǎn)液量明顯下降, 日均產(chǎn)液量12.7T, 日均產(chǎn)油量1.32T，在前七天日均產(chǎn)液量12.3T，日均產(chǎn)油量0.85T，同樣這并非是地下產(chǎn)層的真實反映，第二階段日均產(chǎn)液量更下降為11.5T，而日均產(chǎn)油量卻增至4.86T。第三階段日均產(chǎn)液量下降只有7.3T, 日均產(chǎn)油量降至2.17T。綜上分析，井上層產(chǎn)液高,在該層關(guān)閉時產(chǎn)油量在2T/d，假設(shè)加

14、長開采時間，很可能含水率會進(jìn)一步上升,到達(dá)或超過90%，而下層生產(chǎn)兩個月來，產(chǎn)液量比上層少得多且采油量比上層高,目前含水為71%，日產(chǎn)油2T會生產(chǎn)相當(dāng)一段時間。42考前須知及要求1根據(jù)地質(zhì)動態(tài)分析，選擇高含水井及需要調(diào)層生產(chǎn)，了解分層產(chǎn)液情況的井。2套管完好，無漏點(diǎn)，套管外無串槽，便于打壓施工。3無嚴(yán)重出砂、結(jié)垢、結(jié)蠟井。4油層間距最好大于5m ，便于用封隔器卡開油層。5全井的產(chǎn)液量應(yīng)盡可能大，防止在單層生產(chǎn)時出現(xiàn)因供液缺乏造成抽油泵干抽的現(xiàn)象。6在安裝電池時注意不得短路，并清潔其正、負(fù)極兩端，以防電池斷電；7在工具下井之前需用螺絲刀在開關(guān)口位置頂鋼球?qū)毫︶尫牛?施工井選擇時，要注意該井是否

15、有套變情況，井口是否完好，能夠做到打壓時不漏水，套管閥門螺紋絲扣是否完好，能夠做到與泵車注水管可靠連接。同時要了解施工井的井溫和壓力是否符合技術(shù)指標(biāo)要求，施工井是否大量出砂或含有強(qiáng)酸、硫化氫等高腐蝕液體。9施工前在井口安裝好準(zhǔn)確可靠的壓力表用來監(jiān)測套管壓力；10根據(jù)施工井情況，水罐車要準(zhǔn)備足量的水；11泵車注水管與井口要連接可靠，打壓時不漏水，泵車車況要好，能保證足夠的注入流量；12在作業(yè)打壓時，高壓管線周圍嚴(yán)禁站人；13壓力碼的操作應(yīng)注意必須將時間嚴(yán)格控制在所規(guī)定的圍，現(xiàn)場操作人員需配帶秒表指揮操作。5、結(jié)論1油管提油裝置在油管工作狀態(tài)靈活可靠。撈出油液量大 ,提撈速度快 ,上行過程中密封可

16、靠。油管提油裝置膠筒完好。2YKKG壓控開關(guān)找堵水工藝技術(shù)所采用的機(jī)電一體化設(shè)計 , 實現(xiàn)了在正常生產(chǎn)狀態(tài)下對高含水油井進(jìn)展找水和堵水的工藝措施 , 操作可靠使用方便。3壓力碼的設(shè)定和現(xiàn)場施工科學(xué)合理的匹配, 使地面的命令傳遞到井下壓控開關(guān)上, 可隨時調(diào)整生產(chǎn)層位, 在油田的開發(fā)生產(chǎn)中具有重要意義。4壓控開關(guān)可在正常泵抽狀態(tài)下獲得任意層段的產(chǎn)量和含水?dāng)?shù)據(jù) , 有望解決斜井和電潛泵井無法測試的問題。5 通過 18口井的現(xiàn)場試驗 , 驗證了壓控開關(guān)找堵水工藝技術(shù)的實用性和可靠性。取得了平均單井日降液 4514 t、日增油 019 t, 平均單井含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降 316%, 累計增油 3 44019

17、 t的好效果。采用壓控開關(guān)工具在高含水油井使用是能到達(dá)降低油井含水率、提高油產(chǎn)量和采收率行之有效的技術(shù)，通過油田兩口試驗井證明了該項技術(shù)的成熟，在實際應(yīng)用中取得了良好的效果。6 應(yīng)用前景壓控開關(guān)工具屬機(jī)電一體化產(chǎn)品 ,壓力傳感器通過介質(zhì)水接收地面信息 ,完全取代了傳統(tǒng)的用電纜進(jìn)展地面與井下的信息聯(lián)系方式;與常規(guī)分注工藝相比 ,減少了投撈水嘴的工作量及調(diào)試費(fèi)用 ,解決了常規(guī)調(diào)配中遇到的儀器“下不去、撈不上來等問題。具有操控方便、平安可靠、本錢低、施工周期短的特點(diǎn)?？捎靡惶斯苤瓿煞謱幼⑺途玛P(guān)井測壓等功能 ,調(diào)配圍廣,可任意頻繁操控。現(xiàn)場應(yīng)用說明,壓控開關(guān)智能配水工藝技術(shù)是對傳統(tǒng)工藝很好的補(bǔ)充, 該項技術(shù)有以上諸多優(yōu)點(diǎn)，在不遠(yuǎn)的將來會在中國許多油田中得到廣泛的應(yīng)用。附表一、壓力碼操作步驟表：參考文獻(xiàn):1胡博仲 1非均質(zhì)多層砂巖油田分層開采技術(shù) : 石油工業(yè) , 20012 百新 ,郝建中 ,董維新 ,等.智能分層測試技術(shù)的研究與應(yīng)用實例分析J .油氣井測試