螺杆泵环空测井在油田的应用

韩丹

（大庆油田有限责任公司测试分公司，黑龙江 大庆 163000）

1 引言

环空找水测井自从在油田应用以来，为油田提供了大量的动态监测资料。随着三次采油注聚井数量的增加及油稠现象，普通机采井成本、消耗的增大。采用螺杆泵井进行抽油，且井数逐年增加。由于传统螺杆泵井受到地面驱动设备和井下管柱结构的限制，无法进行环空测试，为解决环空测试问题，开展螺杆泵环空测井技术。

2 螺杆泵井口装置的改进

普通螺杆泵井井口无偏心测试孔，且井下油套环形空间内有扶正器、螺杆泵、防转锚等工具由于外径大导致仪器的无法通过。研制的螺杆泵井口，在基座上安装了偏心井口，加装了测试闸门。将地面的驱动装置高度增高。螺杆泵的偏心测试孔是一个与油管成12°角的装置。加大挂体座内径，进而使偏心油管挂及挂体座之间形成的测试通道加大；将挂体座内壁由垂直状态变为12°的喇叭口；将偏心油管挂内的21/2油管与油管挂体之间的偏心距定为18mm，与抽油机偏心井口偏心距相同。井下装置也相应进行调整在螺杆泵排量、扬程不变的前提下，将泵体以下外径由φ102mm减小到φ91mm。

通过以上改进，可确保外径φ25.4mm、单节长度为1米且软连接的仪器顺利通过偏心井口和拐点。为了解决螺杆泵井仪器发生缠绕的问题，将螺杆泵井口与油管挂之间设计了推压轴承，并将油管挂的固定方式设计为顶丝周向固定。螺杆泵井正常生产时，可旋转井口由6支长螺栓牢牢的固定。当仪器发生缠绕时，拧出螺栓就可以旋转井口。螺杆泵的井下管柱是一套比较复杂的管柱。其中泵体体以下的部分是不允许转动的，研制在带压情况下可旋转的油管旋转器。当转动可旋转螺杆泵的偏心井口时，自旋转器的向上的管柱发生旋转，下部的保持静止。解决了测试电缆缠绕油管的问题。研制导向器和环空打压坐封油管锚。测试仪器可以通过导向器进入油管内部，通过油管锚，完成测试。

2 螺杆泵测井仪器的改进

针对普通阻抗找水组合仪在长度上无法通过螺杆泵偏心井口的问题，将原仪器进行的分段研制，自上而下组成井温、压力、磁定位短节、阻抗仪线路板短节；仪器含水率计、涡轮流量计短节。它们之间用可以转动的活结过线连接。对仪器的性能、工艺进行了多次的实验制成了铰接式螺杆泵阻抗环空组合测井仪。为了使仪器能够顺利的通过螺杆泵井的井下工具，将仪器的外径由原来的φ28mm缩小至现在的φ25mm。

3 螺杆泵环空找水测井的井口施工工艺

将仪器与加重插入防喷管中，用测试井架车将防喷管起至螺杆泵偏心井口的上方，连接偏心井口。将仪器拉至防喷盒顶部，缓慢的打开测试闸门，仪器缓慢通过“S”形短节进入偏心井口。由于活接的作用，将仪器分为三段，逐次进入。仪器通过油管旋转器、上扶偏器、螺杆泵、下扶偏器、导向器、喇叭口进入测量井段，进行测井。

4 仪器的结构测量原理及主要技术指标

螺杆泵过环空阻抗组合测井仪自下而上由伞式集流器、涡轮流量计、含水率计、井温仪、压力计和磁定位器组成。

5 测量原理

螺杆泵过环空阻抗组合测井仪采用集流的测量方式，用涡轮流量计测量流量，用阻抗式含水率计测量含水率。

6 流量的测量原理

采用涡轮流量计进行体积流量的测量。在集流状态下，流体通过涡轮的转速与流量成线性关系。整只仪器在油水模拟井进行标定求出仪器的K值。由测点记录涡轮流量计的转数由公式 Q=K*F+q（Q-待测流量，K-涡轮常数，F-涡轮每秒的转数，q-启动排量）计算射孔井段各测点产液量，从上到下通过各测点产液量相减运算得到层段的产液量。

7 含水率的测量原理

给含水率计中的传感器供交变恒定电流，当混合均匀的油水混合物通过传感器时，传感器测量电极产生和交变恒定电流频率相同的交变电压，其电压幅度与油水混合物的电导率成反比。而油水混合物的电导率随其持水率的增高而增大，这样，当持水率增高时，传感器接收电极的输出电压随之降低，因此仪器的输出频率也降低，通过测量混相液和全水时输出频率可计算出混相液的持水率。

8 技术指标

流量的测量范围：（伞式流量器）（2~60）m2/d；测量精度：±5%；含水率测量范围：50%~100%，测量精度：±3%；仪器耐温：125℃；仪器耐压：30MPa。

表1 测试验证情况表

9 仪器在油田的应用情况

从全井符合率和层段测试符合率入手查看现场应用效果

自2007年4月至今，使用螺杆泵阻抗式组合测井仪在油田进行了19次井的产出剖面测试，其中仪器下入测量井段的15口，全井产液量相符的12井次，符合率80%；全井含水相符率13井次，符合率86%；测试的总层段数为148个层段，动态分析清楚的123层段，有98层与测试结果符合，符合率为79%，含水清楚的68层，有51层与测试结果符合，符合率为75%。表1为测试验证情况表（如表1）：

从表1中看出，无论是全井测试还是层段测试，符合率都比较高，说明测试结果较可信，为油藏的剖面提供了可靠的依据。

10 在选择堵水层位的应用

油井进入开发中后期高含水阶段，要延长稳产期，关键要提高产液能力，控制含水上升速度措施之一就是封堵高含水层。如：*50-9井是油田的一口螺杆泵井，该井在2009年4月进行了螺杆泵环空找水测井，测得全井的产液量为36.4m3/d，含水86.5%。该资料显示13号层产液为12.3m3/d，占全井产液33.7%,含水94.6%。井温曲线在13号层显示很明显的异常。符合高含水井主产液层井温曲线异常的特点。厂家根据此资料同年4月底进行堵水作业施工。全井产液由堵前的36.4m3/d，降到21.4m3/d，含水降为78.5%。

11 结束语

螺杆泵环空组合测井仪具有良好的重复性、稳定性和一致性，阻抗式含水测井方法能够很好的解决目前油田高含水开采阶段油井分层测试的问题，而且对于特高含水的测井具有一定的优势。

螺杆泵环空组合测井仪由于其独特的铰接结构，对普通的机采井也同样适用，特别是对偏心井口上方安装大接箍和大盘根装置的井，它能够较轻松的绕过进行测井。

在螺杆泵井的施工中，多次出现仪器在扶偏器位置遇阻的现象，有时导致测井的失败。建议改进扶偏器的倾斜角度，达到仪器顺利起下的目的。

[1]丁波，徐太宗,蒋玉新.空心转子螺杆泵过泵加热采油技术[J].石油矿场机械，2006-12-30.