分层注水井智能测调联作技术在中原油田的应用

周长军 贾慧丽 黄 强 张 立 孟庆业 陈 永

(中原油田分公司采油工程技术研究院 河南濮阳)

分层注水井智能测调联作技术在中原油田的应用

周长军 贾慧丽 黄 强 张 立 孟庆业 陈 永

(中原油田分公司采油工程技术研究院 河南濮阳)

测调联作技术是一种提高偏心分层注水井测调效率和准确性的分层调配技术,是分层注水专用的智能化测控设备。该技术实现了连续可调水嘴、测试数据实时直读、边测边调、上提下放反复调配等功能。现场应用表明:该技术不但可以提高测调效率,缩短测试时间,提高测试资料准确率,而且解决了深井、高温高压、结垢等复杂井况的偏心分注问题。

分层注水;测调联作

0 引 言

中原油田已进入中后期开发阶段,注水开发是油田开采的主导方式,其中分层注水井占注水井的53.49%。分层注水工艺是提高油田注水开发效果的重要措施,目前油田分层注水普遍运用偏心配水管柱,常规分层测试采用集流式和中心流速超声波流量计进行测试,而调配则采用分层投捞工艺完成。

测调联作技术是为了提高偏心分层注水井测调效率和准确性而研发的一套智能分层调配系统,是分层注水专用的智能化测控设备。它能提高注水合格率、提高注水时效、提高注水测试成功率,同时解决深井、高温高压、结垢等复杂井况的偏心分注问题,减少投捞、测试、作业工作量,满足多级分层开发、有效配水的要求,是一项非常有推广应用前景的分层注水测调新技术。

1 技术原理

测调联作技术的核心是利用机电一体化技术,实时控制型测调联作一体化技术[1],该项技术以成熟的封隔器和偏心配水器为基础,开发研制了具有弹出、收回、定位、对接功能的井下机械臂。这是一种能够实现井下测试和调配同步进行的技术,能够在地面上实时监测到井下的流量变化情况,从而做到了井上井下、人机之间的直接互动,达到自动测调水平。

该技术的测试核心仍然是基于目前常用的电磁流量计。

智能测调联作技术的井下测试仪器和地面监测设备采用电缆联接,该技术具有信号实时采集、分时传输的井下分层配水自动监控系统,实现了“流量压力同步录取、实时监测、水嘴连续可调”[2],克服了传统偏心测调工艺技术中调配效率低、测调周期长、工作强度大等缺点。继承了常规偏心注水工艺技术优势,井下管柱、执行标准、测试技术管理、堵塞器投捞等技术保持不变,实现了连续可调水嘴、测试数据实时直读、边测边调、上提下放反复调配等工艺技术。

2 系统构成

分注井测调联作系统综合了机电一体化技术、计算机控制技术、通信技术、传感器技术、精密机械传动等技术[3]。主要由地面控制仪、井下测调仪、测试电缆及附属设备等部分组成。

井下测调仪主要由机械臂、控制部分、测量部分以及导向机构等组成,如图1所示。

可调堵塞器在不改变堵塞器外形尺寸和现用的偏心配水管柱的前提下正常投捞,应用过程中不存在更换配水器的问题,降低了推广应用成本。堵塞器定位采用凸轮锁定装置,可调式堵塞器工作时通过调节杆带动水嘴动阀片转动改变动阀片和静阀片相对通径面积来调节流量,安全可靠;阀片和阻尼套都采用特种工业陶瓷使得可调式堵塞器中可调水嘴具有寿命长、耐刺等特点。

图1 井下测调仪

机械臂采用可伸缩式打捞臂。臂内装有微型电机,受电机控制,机械能够自由伸缩,一次下井,可以对多层可调堵塞器进行调整。

采用上述结构,在不改变原注水井中偏心配水管柱的结构和井下其他参数的情况下,应用新型井下可调堵塞器(内含高压注水阀),通过地面仪器对井下测调仪的控制,方便地完成当前层的流量测量和对可调堵塞器的流量调节,摒弃了原来偏心分注测试工作和更换堵塞器水嘴分别独立进行的方式,将测试和调配结合起来,实现在一次下井过程中完成井下各层流量测试和目标流量的自动配注功能。

3 现场应用

3.1 应用于深井,解决了深井投捞难度大的难题

文XX-Y井是文留油田209块的一口深层高温分注井,采用一级两段分注,其中偏二深度为2 944 m,采用常规投捞工艺,投捞成功率低,采用智能测调联作技术,一次测试成功。分层测试报表如图2所示。

图2 分层测试报表

3.2 应用于层间矛盾突出的偏心分层注水井

PC-Z是采油二厂的一口分注井,该井以前的情况是偏一吸水多,偏二吸水少.层间干扰较大,用常规水嘴多次进行调配都无法满足注水要求.后来采用可调式堵塞器,由地面仪器对井下堵塞器进行调配,一次调配成功.该井在2009年又进行了几次调配,均符合要求。目前注水正常。测调仪指示曲线如图3所示。

图3 测调仪指示曲线图

3.3 应用于地层反吐出沙井

新卫XW-D井是马寨油区卫95块北部的一口分注井,由于偏一控制的沙三下3-4,地层胶结疏松,采用常规投捞分层调配工艺,地层反吐排沙严重,造成洗井后封隔器洗井通道关闭不严而失效,另外反吐沙在油管内沉积造成管柱沙埋,偏二无法正常投捞。2008年作业换封过程中,在偏配内直接下入可调式堵塞器,完井后未座封直接洗井,正注三天后投球座封,打开可调式堵塞器按配注水量调配合格后正常分注。2009年又进行4次测调,目前注水状况正常。

4 结论和认识

分层注水智能测调联作技术,使测调联作一体化,从而提高测试效率,缩短测试及调配时间,解决常规分层测试存在的问题,更好地满足油田注水开发精细化管理需要。

1)智能测调联作技术,具备技术的继承性

智能配注工艺技术依托于常规偏心配水技术,因此,在井下管柱构成、标准的执行、技术和测试数据的管理等方面保持不变,继承了常规偏心的技术优势。

2)测试资料合格率高,体现了技术的准确性

采用了内磁式电磁流量计,消除了管径变化对流量的影响;采用不锈钢护套电缆,真正实现了测试过程的密闭测试。

3)由固定水嘴变为可调水嘴,体现了技术的合理性、快捷性

常规分层注水工艺采用固定水嘴,水嘴直径最小1.0 mm,最大7.0 mm,每隔0.2 mm确定一个固定水嘴大小,共有35种水嘴。因此,在相邻的两个水嘴之间无法实现调整。智能分层配注工艺采用连续可调水嘴,可以满足任意水嘴的需要。因此,可以实现通过水嘴的合理优化组合,达到在较低的注水压力下完成地质要求的配注量。边测边调,仪器一次下井完成多层流量的测量与调整,减少了频繁投捞堵塞器和更换水嘴的次数,缩短了单井测调时间,提高了单井测调效率。

现场应用情况表明,该系统性能稳定可靠,适应性强,减轻了现场操作人员的劳动强度,提高了测调效率和分层注水合格率,能够满足现有偏心分注井流量测调联作的需要,解决复杂井况的偏心分注问题。

[1] 孙鑫宁,魏 斌,王建梅等.分层注水井测调联作技术现状及发展方向[J].测井与射孔,2006,(4)

[2] 巨亚峰,王治国,马红星,等.分层注水井智能测试调配试验评价[J].油气井测试,2006(6)

[3] 刘 扬,高志勇.分层测试调配同步联作技术在大港油田的试验应用[J].石油地质与工程,2009(2)

Application of intelligent measuring and adjustment combination technique for separate zone water injection in Zhongyuan Oilfield.

Zhou changjun,Jia Huili,Huang Qiang,Zhang Li,Meng Qingye and Chen Yong.

This paper describes the principles,system components and field application of intelligent measuring and adjustment combination technique.The measuring and adjustment combination technique is an intelligent monitoring and control equipment for separate zone water injection wells,and can be used to improve the adjustment efficiency and measuring accuracy of eccentricity separate layer water injection wells.The technology can be used to achieve a continuous adjustable water nozzle,the test data real-time direct-reading,adjusted while measuring and repeated deployment by hoisting up or setting down.Field application shows that the technique not only improve the efficiency of test and adjustment,short the testing time,improve the accuracy of test data,but also solve the problems about deep working,high temperature and pressure and scaling.

separate zone water injection;measuring and adjustment combination

TE357.8

B

1004-9134(2010)05-0048-02

周长军,男,,1969年生,工程师,1993年毕业于西南石油大学地质专业,现在中原油田分公司采油工程技术研究院从事油田生产测井技术研究工作。邮编:457001

2010-02-26编辑刘雅铭)

PI,2010,24(5):48～49,52

·方法研究·