试井仪器组合验封技术的研究与应用

郑 波 缪立南

(大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司 黑龙江 大庆 163114)

0 引 言

层间矛盾的解决方法是分层注水，储量动用程度的提高和采出程度的提高依赖分层注水，而分层注水管柱井下重要工具封隔器的密封是提高分层注入质量和合格率的前提及基础［1］。现场验封时一般易出现的异常情况如下:开井关井操作变换前后的压差太小、密封段封隔的下部接受反应的地层压力随密封段上部的激动层压力变化，产生这些现象的原因有:各类油层之间的油层物性差异、分层压力的差异、判断封隔器是否密封的验封标准存在一定的局限性，导致现场验封曲线往往出现各种复杂情况［2］。这些原因导致现场验封存在误判或难以判定的情况，因此需要反复验证才能得出准确的结果，这样会造成劳动强度增大，测试成本的增加。因此，一种完善的验封仪器及工艺标准尤为重要。

注入井注入介质的物理特性有三个参数:温度、压力、流量，用这三个参数来判断井下封隔器的密封状况［3］。在验封测试过程中，测量不同的参数通常用不同的测量手段。在这三个参数中，温度与封隔器的密封性是没有关联的，用它来判断井下封隔器密封状况是不合乎推理的，因为注入水温度只取决于管线来水的温度，而封隔器的密封原理也跟水温没有关系，因此在测试过程中，我们需要使用井筒注入介质的井底压力和井底的流量这两个参数来判断判断封隔器是否密封更为准确。

1 组合验封技术研究

1.1 组合验封技术所需仪器部件及连接方式

使用现有的西安斯坦验封仪一套(包含测试密封段)、四川久利电磁式流量计一套(包含上扶正器)、连接用转换变头一个，组合仪器连接顺序从下至上依次为:测试双皮碗密封段、验封用直径36 mm 的双通道压力计短接、流量计仪器主体、上扶正器、绳帽。结构示意图如图1 所示。

1.2 现场施工及解释方法

图1 仪器结构结构示意图

1)验封水井现场操作步骤与传统验封方法操作相同，将连接好的仪器下至井底，上提仪器刮开定位滑块，然后上提仪器，从下至上逐层坐封，采取开关开的方式进行测试。

2)仪器连接时让压力计与流量计同接上电池加电，为方便能同步读取同层位测量的压力及流量数据。

3)测量完毕后将两种仪器回放出曲线，抓取测得图片，在同一坐标轴上对图片进行同比例拉伸或压缩，用两条曲线进行时间拟合，用仪器下放和上起过程压力曲线进行验封测试起始点和结束点的时间校正。

4)在相同的时间点上，分别从两个仪器软件上读取判断所需的压力和流量数据。

5)分析过程中，通过观察流量曲线是否有流量来判断密封段是否坐严，结合双通道压力计上下压力传感器录取的曲线形态来综合判断封隔器是否密封。

1.3 测量原理

当测试密封段定位爪支撑在配水器位置，仪器座在被测层位的工作筒，依靠加重杆自重压缩密封胶圈，使封隔器上下之间的压力传导中断，通过开关井口闸门人为地向井下给予压力变化，上压力计测试的是密封段之上油管内的压力，所测压力随井口压力的变化而变化。由于密封段将油管上下井段分隔开来，这时如果封隔器性能优良，则下压力计将不受井口压力变化的影响，它的压力值会随着井筒内的水被地层吸收而慢慢降低，下压力计按压力恢复曲线规律记录压力;若封隔器密封失效，则上下井段依然连通，下压力计也随井口压力的变化的规律变化记录压力;若封隔器性能部分失效，则下压力计将小幅度地、部分地跟随井口压力的变化规律变化并记录压力［4］。电磁流量计用于判断密封段是否能够在井下实现涨封工作正常。若在整个测试过程中流量计没有记录到流量显示，则可以说明测试过程中没有液体流经流量计，也就说明密封段的皮碗是封住油管的，密封段座封严密，在油管内上下两层是隔断的，排除了由于油管内串流引起曲线失败的可能;若测试过程中流量计记录有流量显示，则可以说明测试过程中有液体流经仪器，密封段没有密封住，认为密封段座封不严密，所录取的压力曲线没有分析价值，验封失败。

2 现场应用情况

传统提挂式验封仪在进行验封测试时存在一个很普遍的问题:若密封段的胶皮塞存在漏失，下部压力随上部压力的变化而变化，无法正确判断封隔器密封状况［5］。通过将压力和流量两个参数同时引入验封测试，以压力参数为主、流量参数为辅来确定封隔器密封性，较好地解决了传统提挂式验封仪存在的问题。

2.1 封隔器密封，密封段不漏失

在井口执行“关-开-关”制度时，压力曲线显示下方压力计曲线为一条正常压降曲线，没有随上方压力的变化而变化，而上压力计压力随井口压力变化而变化，如图2 所示，显示封隔器密封，并且流量计测得的流量数据为零，如图3 所示，证明密封段皮碗是密封的，因此可以判定该封隔器是密封的。

图2 封隔器密封压力曲线

图3 流量计流量为零测试曲线

2.2 封隔器不密封，密封段不漏失

在井口执行“关-开-关”制度时，下方的压力随着上方压力的变化而变化，如图4 所示，显示封隔器不密封，流量计测得的流量数据为零，如图5 所示，排除了测试仪密封段漏失这一因素，可以肯定地判断出该封隔器不密封或密封不好。

图4 封隔器不密封压力曲线

图5 流量计流量为零测试曲线

2.3 封隔器密封，密封段漏失

在井口执行“关-开-关”制度时，下方的压力随着上方压力的变化而变化，如图6 所示，显示封隔器不密封，流量计测得的流量数据非零(如图7 所示)，证明密封段有漏失，此时验封结果无效，无法判断封隔器密封状态。

图6 封隔器不密封压力曲线

更换密封段的密封圈后进行复测，如图8、9 所示，排除掉密封段漏失这一因素后，测试曲线表明封隔器是密封的。

3 结 论

1)流量对井下封隔器密封效果进行判断具有良好的辅助作用，完善了分层验封工艺技术。

2)组合验封仪在井筒内起下顺利，且操作简单，易于掌握，验封结果准确可靠。

图7 流量计流量为非零测试曲线

图8 封隔器密封压力曲线

图9 流量计流量为零测试曲线

3)组合验封仪避免了传统验封仪无法确定密封段是否漏失的影响，施工中提高了工作效率。

4)试井仪器组合验封技术的实现投入低，具有较好的经济效益，有推广应用价值。

［1］邓 索.分注井验封工艺技术在宝浪油田的应用［J］.油气井测试，2006，15(5):66 -67，69，78.

［2］黎明志，陈俊国.堵水管柱封隔器逐级验封技术［J］.石油钻采工艺，2010，30(6):109 -111.

［3］禹 威，偏心注水井分层验封方法探讨［J］. 中国新技术新产品，2012，17(11):128 -129.

［4］孙合营，刘云滔.注水井多级封隔器逐级验封技术研究与应用［J］. 石油天然气学报，2008，30(3):393 -394.

［5］张林业，刘青松.双压力计验封工艺的改进及应用［J］. 石油天然气学报(江汉石油学院学报)，2006，28(2):134 -136，167.