质量攻关活动在提高桥式同心分注测调成功率中的应用

杜晓霞

中国石油大港油田分公司石油工程研究院 （天津 300280）

中国石油大港油田分公司（以下简称大港油田）属于典型的多层系、非均质复杂断块油藏，经过50年的开发主体已进入注水开发中后期,层间矛盾和吸水差异性日益突出，实施分注早已成为油田精细开发、提高采收率和水驱动用储量的主要技术手段之一。

大港油田深斜井占井比例高，为提高深斜井分注水平，多年来相继开展了同心双管分注和平行双管分注研究，受工艺管柱结构复杂、投入成本较高、分注层数受限等原因影响无法大规模应用，2012年引进了桥式同心分注工艺[1-2]。

桥式同心分注工艺是采用测调联动的方式进行流量测试与调配，通过地面仪器监测流量、压力等参数，根据实时监测到的数据调整桥式同心配水器水嘴大小直至达到各层配注量。该工艺由桥式同心配水器、井下测调仪器和地面控制系统等组成，具有井下测调、地面直读的功能（图1）。电缆带测调仪下井，测调仪测得的井下流量、压力、温度等数据信号通过电缆传输至地面；调配时，测调仪准确定位到目标配水器后通过电缆传输地面控制命令，控制电机转动控制水嘴的开度大小[3-4]。

图1 桥式同心分注工艺示意图

桥式同心分注工艺凭借其分注层数多、水嘴对接成功率高、测调成功率高等优势，较好地解决了深斜井分注难度大的问题。由于应用过程中遇见诸如配水器没有调动、测调仪遇阻等问题，开展了质量攻关活动。

1 现状调查及目标设定

2015年1月至2016年5月桥式同心分注工艺在大港油田共测调325井次，测调成功263井次，测调成功率为80.1%，影响同心分注的实施效果。为提高桥式同心分注测调成功率，成立了QC小组，通过分析调查不良因素，改进重要影响因素，提高测调成功率。小组成员对影响同心分注测调成功率的主要原因进行了统计，见表1。

由表1可知影响测调成功率的主要因素有配水器没有调动和测调仪遇阻，这两个因素占测调不成功井的60.6%，如果改进这两个不良因素，测调成功率能得到极大的提高，测调成功率能提高至91.7%，因此将目标值设定为91.7%。

表1 桥式同心分注测调失败统计表

2 原因分析及确认

小组成员开展头脑风暴会议，运用关联图法分析末端因子，如图2所示。

图2 影响测试成功率的原因关联图

通过头脑风暴方法，共选出9个末端因子。由于井斜及注水压差为不可抗力因素，且在选井时会充分考虑井斜和注水压差的适应性，故最终选出7个末端因子来分析，见表2。

3 制定对策及实施

3.1 制定对策

要因一：测调仪尺寸过大。

针对要因一设计了两条对策：对策一，测调仪外径由44 mm改为42 mm；对策二：测调仪长度由1.65 m改为1.47 m。小组成员与机电专家讨论后考虑到测调仪改为1.47 m后，会影响配水器流量测试的精度，所以优选对策一。

要因二：配水器导向结构不合理。

针对要因二设计了两条对策：对策一，配水器导向结构由笔尖型改为凹型；对策二，配水器导向体结构由笔尖型改为椭圆型。将配水器导向体设计成凹型和椭圆型两种结构，加工后分别与测调仪在大斜度试验井内进行对接试验，每一种对接10次。实验结果，凹型导向体结构比椭圆型效果好[5]。

要因三：测调仪扭矩过小。

针对要因三设计了两条对策：对策一，提高电机功率；对策二，改变减速器传动比，降低传动速度。对策二为改变减速器传动比，降低传动速度，目前测调仪的传动比已经达到合理程度，如果继续以降低传动速度来提高扭矩会导致调节水嘴时间过长，易造成电机损坏。

3.2 对策实施

实施一：改变测调仪器外形尺寸。

改进测调仪的最大外径（图3），由44 mm缩小为42 mm，提高了深斜井、腐蚀结垢井中的可下入性。

表2 要因确认表

图3 改进后的测调仪

实施二：改善配水器的导向结构。

优化定位结构，由双导向笔尖、导向槽结构改进为新型定位凹型台阶防转机构（图4），测调对接成功率得到大大提高。

图4 导向结构改进前后示意图

实施三：提高测调仪电机功率。

新电机的电机功率由24 W提高到了30 W（图5），增加电机最大电流值，测调仪扭矩由36 N·m提高到48 N·m。

图5 测调仪电机改进

3.3 对策实施情况试验

利用多功能试验井（图6），将同心配水器连接在油管上，模拟井斜使之形成25°、45°角，测试测调仪的可通过性和配水器的对接成功率。并且在油管底部接好丝堵，安装油套管压力表，连接好管线和泵之后，套管内打压分别打开9 MPa、12 MPa、15 MPa，形成9 MPa、12 MPa、15 MPa的压差，下入测调仪进行配水器调节试验，试验结果统计见表3、表4。

图6 多功能试验井

表3 测调仪下入多功能试验井试验结果统计表

表4 测调仪调配水器试验结果统计表

4 实施效果

本次活动对策实施、要因改善后共测调37井次，其中34井次测调合格，测调成功率为91.9%，比实施前提高了11.8%，并且高出目标值。对比实施前后的情况，之前影响测调成功率的因素已经得到极大的改善（表5）。

截至2017年4月30日，测调成功率达到91.9%，比活动前提高11.8%，获得了良好的实施效果。按公式：节约成本=实施井数×（项目实施后测调成功率-项目实施前测调成功率）×（施工作业费+测调费）计算，对策实施后测调37井次，可比实施前减少分注返工约4井次，按每口井节约作业费、测调费共15万计算，共节约措施费用60万元。

表5 质量攻关活动前后影响因素成功率对比

5 结束语

通过本次质量攻关活动，提高了桥式同心分注测调成功率，改进了测调仪遇阻、配水器调不动等问题，完善配套工具，扩大适用范围，提升了大港油田同心分注工艺的整体水平，为稳产上产提供了良好技术支撑。

参考文献：

[1]张玉荣,闫建文,杨海英,等.国内分层注水技术新进展及发展趋势［J］.石油钻采工艺,2011,33(2):102-107.

[2]王 龙,杨志刚.提高聚合物驱分层注入测调效率的措施研究［J］.石油工业技术监督,2017,33(1):13-15.

[3]宋祖厂,刘 扬,盖旭波,等.桥式同心分注技术及其在深斜井中的应用[J].石油矿场机械,2013,42(7):62-65.

[4]于九政，巨亚锋，郭方元.桥式同心分层注水工艺的研究与试验[J].石油钻采工艺,2015,37(5):92-94.

[5]于九政,郭方元,巨亚锋,等.桥式同心配水器的研制与试验[J].石油机械,2003,41(9):88-90.