分注井測調(diào)工藝及應(yīng)用

分注井測調(diào)工藝及應(yīng)用唐寶峰二〇一三年八月分層注水管柱簡單管柱：單管分層配水、多管分層注水。井中只下一套管柱，利用封隔器將整個注水井段封隔成幾個互不相通的層段，每個層段都裝有配水器。注入水從油管入井，由每個層段配水器上的水嘴控制水量，注入到各層段的地層中。底球+篩管+絲堵配水器注水層人工井底封隔器注水層配水器封隔器注水層配水器新型注水管柱：常規(guī)懸掛式分層注水工藝管柱錨定補(bǔ)償式分層注水工藝管柱防蠕動分層注水工藝管柱分層防砂注水一體化注水工藝管柱防返吐分層注水工藝管柱套變井小直徑分層注水工藝管柱高壓差分層注水管柱（雙管）一、分注井分注工藝簡介①常規(guī)懸掛式分層注水工藝管柱配水器反洗閥配水器注水層封隔器封隔器人工井底注水層水力錨配水器反洗閥配水器注水層封隔器人工井底注水層不保護(hù)套管保護(hù)套管適用條件：不出砂油藏注水壓力≤15MPa井深≤2500m溫度≤160℃套管：51/2in，7in管柱結(jié)構(gòu)形式：不保護(hù)套管保護(hù)套管管柱結(jié)構(gòu)組成：右圖一、分注井分注工藝簡介工作原理配水器反洗閥配水器注水層封隔器封隔器人工井底注水層水力錨配水器反洗閥配水器注水層封隔器人工井底注水層不保護(hù)套管保護(hù)套管

①常規(guī)懸掛式分層注水工藝管柱1）管柱下井2）坐封、錨定3）注水4）反洗井5）測試調(diào)配6）解封一、分注井分注工藝簡介②錨定補(bǔ)償式分層注水管柱注水層位注水層位底篩堵BC補(bǔ)償器ZJK配水器SK水力卡瓦注水層位SLM水力錨人工井底ZJK配水器Y341G封隔器注水層位Y341G封隔器保護(hù)套管管柱1、適用條件高溫高壓深井：含動停層、含方停層井層間差異大的分注井適用井深：≤3500米注水壓差：≤35MPa適用井溫：≤160℃適用井斜：≤45°坐封壓差：16～20MPa解封方式：上提管柱2、結(jié)構(gòu)組成1）不保護(hù)套管2）保護(hù)套管一、分注井分注工藝簡介注水層位注水層位底篩堵BC補(bǔ)償器配水器SK水力卡瓦注水層位SLM水力錨人工井底配水器Y341G封隔器注水層位Y341G封隔器保護(hù)套管管柱3、工作原理1）下井2）坐封，錨定3）注水4）反洗5）解封4、性能特點(diǎn)管柱結(jié)構(gòu)能有效補(bǔ)償溫度和壓力效應(yīng)下的管柱伸縮，克服管柱的蠕動，改善管柱和封隔器的受力條件，提高封隔器的有效工作壽命。具備一次打壓坐封全部封隔器和啟動液壓工具的特點(diǎn)。配水器單向閥結(jié)構(gòu)可以防止層間串通。油管內(nèi)正打壓,首先是水力錨啟動,水力卡瓦坐卡,錨定支撐管柱,然后是補(bǔ)償器、配水器啟動,打壓至20MPa后,封隔器坐封完成.油管泄壓后,配水器軌道換向,進(jìn)入正常注水軌道,注入水經(jīng)各級配水器進(jìn)入對應(yīng)的注水層段.②錨定補(bǔ)償式分層注水管柱一、分注井分注工藝簡介偏心分注流量測試采用遞減法計算油層C油層BQCBA=QC+QB+QA油層AQA=QAQBA=QB+QA定向井小水量橋式偏心分注工藝研究取得突破，具備規(guī)模應(yīng)用條件。橋式偏心分注流量壓力單層直測

橋式偏心分注工藝實(shí)現(xiàn)了流量壓力單層直接測試，提高了測試精度。QC=QCQB=QB油層C油層B油層AQA=QA一、分注井分注工藝簡介橋式偏心分層注水管柱結(jié)構(gòu)及工藝原理

由Y341可洗井封隔器、橋式偏心配水器、配水堵塞器、球座等組成。管柱結(jié)構(gòu)：工藝原理：采用橋式過流通道結(jié)構(gòu)和四皮腕集流式測試密封段，實(shí)現(xiàn)了流量單層直測、中心通道測壓。流量計常規(guī)偏心非集流主通道偏心筒流量計橋式偏心集流橋式通道橋式偏心配水器及剖面示意圖一、分注井測調(diào)工藝簡介1.分層流量調(diào)配測試技術(shù)

原理：測試時將流量計與測試密封段相連，用鋼絲將流量計下至最下一級配水器以下3～5m，然后上提流量計至配水器以上3～5m，打開密封段定位爪，下放鋼絲將流量計坐入配水器內(nèi)，測試該層的注水量，然后上提，依次測出其它各層段的注入量。集流法特點(diǎn)：直接測取各分層流量，消除了絕對誤差的迭加，測試資料準(zhǔn)確度高。配套儀器：集流式渦街流量計、平衡式測試密封段。配套測試技術(shù)及工藝原理

2.分層驗封測試技術(shù)

特點(diǎn)：一次驗封過程，每一級封隔器均驗封兩次，一次是密封，即表明該封隔器密封。配套儀器：Φ20mm

雙通道壓力計配套測試技術(shù)及工藝原理

原理：測試密封段上端連接一只雙通道壓力計，用鋼絲將儀器串坐入配水器內(nèi)，在井口做“開-控/關(guān)-開”壓力激動，每一動作穩(wěn)定3～5min；采用雙通道壓力計測試套管壓力變化，油管壓力變化；測試完畢上提，依次完成其它各層段的測試。數(shù)據(jù)回放后，根據(jù)油套壓力變化曲線判別各層的密封效果。

驗封2.分層驗封測試技術(shù)

（一封二配）驗封測試曲線

配套測試技術(shù)及工藝原理

西安惠眾石油裝備有限公司

驗封1、鋼絲測調(diào)：局限性：1、井深1800米、井斜35度以上的分注井投撈成功率低于40%；2、固定系列水嘴不適應(yīng)配注10方以下小水量調(diào)配需要；3、效率低：單井測調(diào)2-3天；4、精度低：測量誤差20%-30%。二、分注井測調(diào)工藝簡介2、偏心電纜測調(diào)：二、分注井測調(diào)工藝簡介偏心配水器Y341-114封隔器偏心配水器偏心配水器Y341-114封隔器Y341-114封隔器長慶油田偏心分注井管柱結(jié)構(gòu)圖●有效的避免了常規(guī)調(diào)配方法反復(fù)投撈堵塞器、反復(fù)存儲式測量所帶來的測試周期長、勞動強(qiáng)度大的弊端?！褚云錅y試數(shù)據(jù)實(shí)時直讀、測調(diào)同時進(jìn)行、調(diào)配精度高等特點(diǎn)深受各油田單位的親睞。邊測邊調(diào)測試技術(shù)：邊測邊調(diào)技術(shù)是目前注水井調(diào)配最先進(jìn)的方法之一：它利用微電機(jī)做動力源在井下調(diào)節(jié)水嘴，在地面直接觀察井下流量變化，對目的層注入量可實(shí)時做出判斷和調(diào)整，儀器一次下井可完成全井各個層段的調(diào)配。對比常規(guī)投撈調(diào)配的優(yōu)勢：二、分注井測調(diào)工藝簡介邊測邊調(diào)工藝在大慶油田已經(jīng)應(yīng)用了12000多井次，在吉林、遼河、長慶、大港、新疆等油田也已規(guī)模推廣應(yīng)用，大大提高了測調(diào)效率，降低了作業(yè)成本，提高了水驅(qū)開發(fā)效果，體現(xiàn)了技術(shù)的先進(jìn)性。主要技術(shù)優(yōu)勢如下：各層壓力、流量均可直讀獲得；單層測調(diào)時其它層段依然正常注水；整體測調(diào)效率能提高兩倍以上。二、分注井測調(diào)工藝簡介二、分注井測調(diào)工藝簡介投撈器通過下放、上提，凸輪在偏心配水器底部被刮開，帶動投撈臂和導(dǎo)向爪打開。導(dǎo)向爪保證投撈時，投撈臂對準(zhǔn)配水器的偏心孔，測試可調(diào)堵塞器投入（撈出）偏心配水器。

投撈器堵塞器配水器利用微電機(jī)做動力源在井下調(diào)節(jié)水嘴，在地面直接觀察井下流量變化，對目的層注入量可實(shí)時做出判斷和調(diào)整。二、分注井測調(diào)工藝簡介

鑒于各個井況復(fù)雜、地層吸水性不同、調(diào)配前流量不同，單井作業(yè)時間長短不同,現(xiàn)已以100口一封兩配注水井為例分析時效如下：步驟一第一趟測流量，調(diào)整總流量（2小時）不成功步驟二第二趟撈強(qiáng)吸水層水嘴（1.5小時）第三趟投更換尺寸后水嘴（1.5小時）第四趟測流量（1.5小時）步驟三按步驟二再做弱吸水層投撈后測量不成功不成功步驟四按步驟二再做一遍不成功繼續(xù)累計2小時成功率小于5%，每100井次此環(huán)節(jié)成功5井次成功成功累計11小時成功率小于70%，每100井次此環(huán)節(jié)成功20井次成功累計6.5小時成功率小于50%，每100井次此環(huán)節(jié)成功45井次成功累計15.5小時成功率小于90%，每100井次此環(huán)節(jié)成功20井次常規(guī)調(diào)配作業(yè)程序和時間智能調(diào)配與常規(guī)調(diào)配的時效對比二、分注井測調(diào)工藝簡介

以一封兩配為例分析時效如下：智能調(diào)配調(diào)配作業(yè)程序和時間步驟一第一趟測流量，調(diào)整總流量（2小時）不成功步驟二第二趟撈強(qiáng)吸水層水嘴（1.5小時）第三趟投可調(diào)水嘴（1.5小時）第四趟測流量，調(diào)尺寸（2小時）不成功步驟三第五趟撈弱吸水層水嘴（1.5小時）第六趟投可調(diào)水嘴（1.5小時）第七趟測流量，調(diào)尺寸（2小時）累計2小時成功率小于5%，每100井次此環(huán)節(jié)成功5井次成功累計7小時成功率小于80%，每100井次此環(huán)節(jié)成功75井次成功累計12小時成功率100%（踢出井況因素），每100井次此環(huán)節(jié)成功20井次成功二、分注井測調(diào)工藝簡介1、第一次調(diào)配：

（1）常規(guī)調(diào)配時效分析表步驟一成功步驟二成功步驟三成功步驟四成功步驟五成功總計時效（小時/口）井?dāng)?shù)54520201010010.32工作時間（小時）10292.52203102001032.5（2）智能調(diào)配時效分析表步驟一成功步驟二成功步驟三成功總計時效（小時/口）井?dāng)?shù)575201007.75工作時間（小時）10525240775二、分注井測調(diào)工藝簡介（1）常規(guī)調(diào)配時效分析表步驟一成功步驟二成功步驟三成功步驟四成功步驟五成功總計時效（小時/口）井?dāng)?shù)54520201010010.32工作時間（小時）10292.52203102001032.5（2）智能調(diào)配時效分析表步驟一成功總計時效（小時/口）井?dāng)?shù)1001005工作時間（小時）3003002、第二次及以后調(diào)配：二、分注井測調(diào)工藝簡介以上分析是以一封兩配為例，在注水層多余兩個的情況下，調(diào)節(jié)難度加大，智能調(diào)配的優(yōu)勢更加明顯。第一輪調(diào)配任務(wù)中常規(guī)調(diào)配時間較長于智能調(diào)配。因為智能調(diào)配采用可調(diào)式堵塞器，所以在第二次及以后調(diào)配任務(wù)中無需投勞作業(yè)，智能調(diào)配在5小時左右即可完成，而常規(guī)調(diào)配還需重新進(jìn)行投勞作業(yè)，工作時效仍然長達(dá)十小時左右。3、智能調(diào)配與常規(guī)調(diào)配的時效對比總結(jié)：二、分注井測調(diào)工藝簡介井筒結(jié)垢嚴(yán)重儀器遇阻現(xiàn)象較多二、分注井測調(diào)工藝簡介目前存在主要困難老井閥門壞或漏水現(xiàn)象嚴(yán)重閥門打開后此處漏水，漏出的水比注入的水多二、分注井測調(diào)工藝簡介配水器上導(dǎo)向槽結(jié)垢和銹蝕造成投撈器不能進(jìn)入預(yù)定軌道配水器上安裝堵塞器的孔眼本身銹死，造成堵塞器和配水器粘在一起二、分注井測調(diào)工藝簡介打撈出的堵塞器原裝堵塞器銹死造成堵塞器上上提松開卡箍不能自動彈起限位點(diǎn)不能自動收回二、分注井測調(diào)工藝簡介配水器上安裝堵塞器的孔眼被堵配水器上安裝堵塞器的孔眼被堵、生銹孔眼生銹和被堵后即使用榔頭敲也不能使堵塞器安裝到位二、分注井測調(diào)工藝簡介3、同心電纜測調(diào)：二、分注井測調(diào)工藝簡介Ⅰ類分注管柱圖（井深≤2000米、層數(shù)=2層）Ⅲ類分注管柱圖（分注層數(shù)≥3層、卡距大于2米）Ⅱ類分注管柱圖（井深>2000米、層數(shù)=2層）Ⅳ類分注管柱圖（分注層數(shù)≥3層、卡距小于2米）長慶油田同心分注井管柱結(jié)構(gòu)3、同心電纜測調(diào)：二、分注井測調(diào)工藝簡介橋式同心配水工作筒的水量調(diào)節(jié)是通過專用調(diào)節(jié)器轉(zhuǎn)動工作筒中心位置的同心活動筒，來改變注水流通面積，從而實(shí)現(xiàn)注水大小的調(diào)節(jié)。出水口出水口同心活動筒定位爪防轉(zhuǎn)爪調(diào)節(jié)爪橋式同心配水工作筒水流出口為兩個對稱的大小可調(diào)的窄長型橢圓出口，在保證最大注入量的情況下，實(shí)現(xiàn)水流量調(diào)節(jié)的高分辨率，實(shí)現(xiàn)細(xì)分精細(xì)化注水。全開狀態(tài)全關(guān)狀態(tài)半關(guān)狀態(tài)二、分注井測調(diào)工藝簡介專用同心智能測調(diào)儀和橋式同心配水工作筒在井下的對接也是同心對接。在大斜度井和井壁沾污嚴(yán)重的井中，也可進(jìn)行正常對接，實(shí)現(xiàn)測調(diào)同步進(jìn)行。儀器轉(zhuǎn)速較慢，配合窄長型水流出口，可以適應(yīng)各種低注入量配注的精度要求。二、分注井測調(diào)工藝簡介調(diào)節(jié)器有兩個定位爪和一套調(diào)節(jié)頭。定位抓實(shí)現(xiàn)儀器定位和固定儀器自身，調(diào)節(jié)頭實(shí)現(xiàn)水量大小的調(diào)節(jié)功能。定位爪可張收，從而實(shí)現(xiàn)儀器在井下工作時，可隨意進(jìn)行上下各層單獨(dú)操作。調(diào)節(jié)頭定位爪流量測量部分調(diào)節(jié)爪收回狀態(tài)調(diào)節(jié)爪張開狀態(tài)二、分注井測調(diào)工藝簡介可進(jìn)行多層任意設(shè)置，可實(shí)現(xiàn)精細(xì)化配水要求?？烧{(diào)水嘴和配水工作筒為一體化結(jié)構(gòu)，不存在水嘴打撈問題。同心橋式配水工作筒可以實(shí)現(xiàn)完全關(guān)死功能，關(guān)死后可以承受60MPa壓差，并且調(diào)節(jié)活動筒始終承受平衡壓，可以保證在高壓差環(huán)境下順利打開。調(diào)節(jié)螺紋具有自動脫扣功能，可以有效防止調(diào)節(jié)活動筒在最上方和最下方不會出現(xiàn)卡死情況。具有較大流通面積的橋式過流通到，儀器通過工作筒時，對其他層位注水量影響較小。中間為直徑46mm的測試通道，聯(lián)通上下油管。二、分注井測調(diào)工藝簡介無論是儀器在井下定位對接還是調(diào)節(jié)對接均為同心對接，所以大斜度井和沾污嚴(yán)重的井況對井下儀器與配水工作筒的對接成功率影響不大。相對于偏心工作筒用的調(diào)節(jié)器，此類同心工作筒使用的調(diào)節(jié)器無較長的側(cè)向調(diào)節(jié)臂，動力傳遞均為同心連桿，機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單，可靠性很高；并且動力傳遞效率高，最高峰值扭矩可達(dá)15N.m。流量的測量在工作筒的上部油管水流穩(wěn)定區(qū)，流量測量精度高。井下調(diào)節(jié)器尺寸短小，結(jié)構(gòu)緊湊，非常適合工人在井口人工舉升操作。為了方便大斜度井作業(yè)，配有過線萬向節(jié)，扶正器等必要配件。二、分注井測調(diào)工藝簡介4、三代水井測調(diào)技術(shù)對比：項目方法常規(guī)配注橋式偏心電纜測調(diào)橋式同心電纜測調(diào)測試儀器