抽油机井过环空井下关井测压工艺研究

揭钟军， 郭利霞， 左小鹏， 王虎军， 郭培培， 唐 旸

(1中石油新疆油田公司石西油田作业区 2中国石油青海油田公司采油一厂 3中国石油青海油田公司采油五厂)

保持合理的地层压力是原油持续稳产的关键，监测和评价地层当前压力水平、获取相对准确的储层渗流参数信息是地质人员制定合理开发方案的依据。当前，压力恢复试井仍旧是获取油藏压力信息的主要手段。随着开发的进行，A油田外围油田储层非均质性逐渐突出，试井时压力恢复缓慢、井储效应影响严重，测试井出现平面径向流时间较长，严重影响了产油量。有些井达到设计关井时间时难以测到径向流压力资料，而另一些井即使延长关井时间也没有出现径向流动阶段，边界反应不明显，严重影响了试井资料解释准确度，地层压力信息评价误差较大。

A油田目前现有的压力恢复试井工艺主要有液面恢复测试、抽油机井偏心井口压力恢复试井、电泵井压力恢复测试工艺、管柱预置式井下关井测压技术等[1-5]。液面恢复法受井筒内结蜡、泡沫段影响测试误差较大，已呈现逐渐淘汰趋势。电泵井由于覆盖面较小，实际测试工作量较小。管柱预置式井下关井测试技术虽然能够实现井下关井，但是作业周期长，每次作业只能完成一次测试，测试成本高，井下电控开关工具故障率高，不具备规模推广价值[6-7]。A油田以抽油机井偏心井口压力恢复试井为主要测试手段，该方法采取地面关井方式，出现平面径向流时间受井储效应影响严重。针对上述问题，研究了降低压力恢复试井出现平面径向流动的时间的理论方法(以下简称“出直时间”)，研究表明井储效应是影响测试出现平面径向流时间的主要因素，研制了井过环空井下关井测压工艺，并进行了现场试验。

一、降低压力恢复试井出直时间的理论方法

以均质油藏模型为例，研究降低压力恢复试井时出现平面径向流时间的理论方法[8-10]，均质油藏模型的压力传导方程可以表示为：

(1)

基本定解条件：无限大地层中一口井从原始状态开始以定产量生产t时间。

初始条件：

p(t=0)=pi

(2)

外边界条件：

p(r=∞)=pi

(3)

井眼内边界条件：

(4)

井筒储存与表皮：

(5)

(6)

式中：p(r,t)—距离井底r(m)处在时间t(h)时刻的压力，MPa；

pi—原始地层压力，MPa；

pwf—井底流压，MPa；

r—距井底的距离，m；

t—从开井时刻起计算的开井生产时间，h；

k—地层渗透率，μm2；

h—地层有效厚度，m；

μ—地层流体黏度， mPa·s；

ø —地层有效孔隙度，无因次；

Ct—地层综合压缩系数，1/MPa；

rw—井眼半径，m；

q—井的地面产量，m3/d；

B—流体的体积系数，无因次。

基于上述方程绘制了均质油藏圆形封闭模型在不同的近井表皮影响下的理论曲线(图1)，从图1可以看出，压力曲线与压力导数曲线之间的距离代表了井的损害程度，表皮系数S越大，井的损害越严重，压力曲线与压力导数曲线之间的距离就越大，同时测试达到地层径向流的时间也相对较长，可以通过人工的压裂施工或酸化措施改变近井地层的流动能力从而提高单井产量。图2是均质油藏不同井储系数影响的理论曲线，井储系数C越大，测试达到地层径向流的时间越长。由于无法改变测试井的伤害程度，因此，只能通过采取井下关井工艺降低井储效应影响，减小测试井达到平面径向流的时间。

图1 均质油藏不同表皮系数的理论特征曲线

图2 均质油藏不同井储系数的理论特征曲线

二、过环空井下关井测压工艺

从上文研究可知采取井下关井技术能够降低井储效应，缩短关井时间。过环空井下关井测压工艺是通过作业预置一套带有封隔器的测试工作筒，井下管柱主要由泵挂、封隔器、测试工作筒、尾管及丝堵组成。测试工作筒是该工艺的核心技术，它主要由导向斜面、桥式沉砂通道、定位凹槽、上密封面、进液孔、下密封面及定位台阶组成。测压工具主要由打捞头、控制部分、锁定凸轮、密封圈、压力计托筒及导向加重杆组成。

过环空井下关井测压工艺的主要流程为作业下入测压管柱、下入泵挂，稳定生产一段时间，过环空投入测试工具测压。测试时使用钢丝将测压工具由偏心井口下入井筒，过泵后仪器串坐入测压工作筒中，锁定凸轮卡住定位凹槽从而固定住仪器串，两道密封圈密封住中心生产通道，压力计传压孔通过测试工作筒的进液孔与地层连通，实现井下关井测压。测试完成后，将测压工具串从测压工具中起出，同时打开生产通道，油井即可恢复正常生产。

三、实验效果分析

X井是A油田某采油厂的一口抽油机井，2016年10月开始进行了过环空井下关井测压对比实验。实验前首先进行了X井井口关井测试、关井时间为5 d，并进行了资料解释。从表1及图3可以看出该井出现了平面径向流的时间大约为关井后45 h，解释出的地层压力为4.242 MPa。2016年11月采用作业方式下入井下关井测压管柱，达到稳定生产一段时间后，依次进行了5次井下关井测压对比实验。图4为该井第一次井下关井测试的压力恢复曲线，可以看出X井关井后出现平面径向流的时间为关井后2 h左右(表1)，解释出的地层压力为4.370 MPa。易知，过环空井下关井测试方法能够显著缩短测试井出现平面径向流的时间，能够大幅度降低压力恢复测试时对产量的影响。进一步对比5次井下关井测试结果，可以看出5井次过环空井下关井测试均出现了平面径向流阶段，出直时间都远远小于井口关井出直时间，工作筒井下一年左右依然工作正常，并可多次重复井下关井测试。

表1 X井解释结果对比表

图3 X井井口关井压力恢复曲线

图4 X井井下关井压力恢复曲线

四、结论

(1)影响测试井出现平面径向流时间的主要因素有井筒伤害程度和井储效应两种，可以通过降低井储效应实现缩短测试井出直时间。

(2)过环空井下关井测压工艺能够显著降低井储效应的影响，从而减低测试井出现平面径向流的时间，大幅度降低关井测压对产油量的影响。

(3)过环空井下关井测试工作筒与测压工具配合良好，工作筒工作稳定、工作周期较长，可以反复使用。