无线压力传输装置在压裂驱油监测中的应用

何丽娜，于 雷

(大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司 黑龙江 大庆 163153)

0 引 言

大庆油田经过近60年的开采，已进入开发后期，为了进一步提高三类油层采收率，开展了三类油层压裂驱油试验。在压驱过程中，利用干扰试井方法，实时监测压驱相关井的地层压力变化，为及时掌握压驱进程、调整压驱参数和评价裂缝传导的优势方向、规模以及驱替液波及范围提供依据。此次压驱监测是将无线压力传输装置安装于井口设备读取井口压力值，利用公式将井口压力折算成油层中部深度的压力。通过分析、评价该装置在压驱监测中的应用效果，来判断其在压驱监测中的适用性和应用前景。

1 现场应用情况

萨南区块现已开展压驱试验8井组，监测反应井38井次，其中注水井31井次、油井7井次，除1口油井采用井下直读式压力计外，其它均采用无线压力传输装置搭配存储式电子压力计进行压力监测。

1.1 仪器准备

无线压力传输装置主要由ZC-RTU-200无线通讯转换器和ZC-WP-1X1无线压力采集器两部分组成。全套装置由锂电池供电，采集器与通讯转换器通过蓝牙连接实现数据传输，之后数据经由通讯转换器通过GPRS或CDMA传回终端计算机。采集器的技术规格如下。

技术特性：

量程范围：0～3,10,25,100 MPa可选

精度：±0.1%FS

采集方式：连续采集

射频特性：

天线：外置天线

温度：

介质温度范围：-30～+85℃

工作温度范围：-40～+85℃

电气特性：

电池：内置锂亚电池

为进一步加强林业植物检疫工作，规范和改进林业植物检疫审批和监管，国家林业和草原局研究制定了新版省内和出省《植物检疫证书》，自2019年1月1日起正式启用。

连续工作时间≥1年

1.2 折算方法

该装置在水井录取的压力值为井口油压，经过多次试验，证明以纯水密度带入液体压强公式适用于计算注入井油管内水柱压强，因此通过公式将井口压力以每百米0.98MPa折算出油层中部深度压力。

p=ρgh=1.0×103×9.8×100=0.98(MPa)

(1)

式(1)中，p为水柱压强，MPa；ρ为纯水密度，1.0×103kg/m3；g为重力加速度，9.8 N/kg；h为水柱高度，m。

2 应用效果分析

2.1 监测数据准确性

为了验证无线压力传输装置录取监测数据的准确性，在N7-31-B615井压裂监测时，在井口同时安装了高精存储式电子压力计用于做数据对比，结果如图1所示。该图是从两种仪器测得的监测曲线上截取的压裂期间数据对比图，从图上来看，无线压力传输装置与电子压力计测得的压力曲线其趋势和数值具有良好的一致性，两组数据的平均误差小于0.05 MPa。

图1 N7-31-B615井压裂期间测试数据对比图

2.2 信号传输稳定性

无线压力传输装置的信号传输共分为两部分，通讯转换器与压力采集器之间的无线传输和通讯转换器与终端计算机的无线传输。

2.2.1 装置内部无线传输

无线通讯转换器与无线压力采集器之间通过蓝牙协议实现信号传输，有效连接距离为200 m，经过多次试验，两者之间的信号传输稳定，未出现传输中断的情况。

2.2.2 远程无线传输

将数据传回终端计算机依靠的是通讯转换器通过GPRS或CDMA手机信号与云端服务器连接，再通过因特网连接到终端计算机。为预防信号受到当地基站影响造成连接中断，通讯转换器添加了断线自动重连的功能。经试验得知，当发生连接中断时，通讯转换器可在短时间内重新连接云端服务器，不影响数据的正常传输。

2.3 适用性分析

在压驱过程中，在水井和油井上均安装了无线压力传输装置，其测试结果分别与井下存储式压力计进行对比，结果如下。

2.3.1 水井适用性

图2所示为N7-30-646水井测试结果对比图，其数据分别来自无线压力传输装置与存储式电子压力计。从上至下，三条曲线分别代表无线压力传输装置采集的压力曲线和两支存储式电子压力计采集的数据，中间的密集竖线代表压驱过程中的各个时段。对比曲线，三个仪器所采集的数据在压驱过程中的各个时段的压降斜率、波动时间点以及波动幅度基本吻合。

图2 N7-30-646井测试结果对比图

对存储式压力计与无线压力传输装置测得的数据以干扰试井切线解释法进行解释，图3、图4为两种仪器测得数据的解释成果图。两图中的灰色区域代表萨Ⅱ14层的压驱过程，两条竖线所夹区域为实际压力响应时间，两者之间的差值为响应时滞，两条切线间的距离代表响应幅度。经过计算，两组数据的压力时滞、响应幅度均为3.7 h、0.225 MPa，裂缝延伸距离约为29.4 m，解释结果完全相同。

图3 存储式压力计测得数据解释图

图4 无线压力传输装置测得数据解释图

2.3.2 油井适用性

由于油井中的传导介质为油、气、水三相，并且液面高度随时都在发生变化，理论上在液面上升到井口之前，井口与油层中部深度测得的压力曲线趋势并不相同。图5所示为N7-2-234井测试结果对比图，两条曲线分别为存储式电子压力计测得的油层中部深度压力和无线压力传输装置测得的井口套压。从图上看到，当时间表走到192 h时两条曲线趋势才趋于相同，判断此时液面上升到井口位置，而前168 h井口的压力未能准确反映出井下的压力变化。

图5 N7-2-234井测试结果对比图

3 结 论

1)无线压力传输装置在整个监测过程中未出现数据录取不全不准的情况，精度及量程满足压驱监测需求，可以达到压窜风险监测、掌握压裂进程的目的。

2)该装置信号连接稳定，配合通讯转换器的断线自动重连功能，为数据的实时传输与完整性提供了保障。

3)通过对比试验，无线压力传输装置录取的压力折算到井下油层中部深度压力后，与井下存储压力计实测的数据对比，其趋势和数值具有良好的一致性。因此，在非地层亏空的水井监测时均可以使用此种方法进行。在油井监测上由于井下油、气、水混合以及液面深度的影响，理论折算存在误差和延后的情况，优先采用井下直读的测试仪器。