海上油田潜油电泵“Y”型管柱测试堵塞器的研究及应用

万禧煌

(中海石油(中国)有限公司天津分公司 天津300450)

海上油田多采用水平井或大位移井同时开采多个油层[1]，为提高油藏的采收率，保障各油层合理的开采速度，需要定期对油藏中特定的油井、油层进行测试，以便跟踪获取井下各生产层位流体的温度、压力、密度和流体性质等相关动态参数[2-3]。目前在现场进行产液剖面测试过程中，通过电缆将测试堵塞器下入与 Y接头连接的工作筒内，测试仪器随着电缆作业继续下入井底[4]，在实际施工过程中往往由于测试堵塞器卡死电缆或密封不严泄露回流现象，导致测试施工作业失败。笔者针对现场施工中相关复杂问题，成功改进研制了一种双级密封测试堵塞器，有效解决了抱死电缆遇卡或密封不严等问题，提高了测试施工成功率。

1 技术分析

1.1 现有测试堵塞器存在问题

目前海上油田潜油电泵“Y”型管柱所使用的测试堵塞器在密封结构方式上，主要采用塔盘密封胶块与电缆形成密封。在实际产液剖面测试过程中，由于受到井内温度、压力、井深、井斜、方位角空间变化引起综合摩擦因数发生变化[5]，使测试堵塞器的密封部分调节困难；若对塔盘密封胶块松紧调节的间隙过大，则容易造成密封不严导致生产液体泄露回流，若对塔盘密封胶块松紧调节的间隙较小，则易于造成密封胶皮入井后膨胀过度(图1)，从而形成电缆摩擦力过大卡死电缆的现象[6]，最终导致该井施工失败。

图1 塔盘密封测试堵塞器胶皮膨胀卡死电缆状态Fig.1 Cable stuck by rubber expansion of tray seal test plugger

1.2 整体改进设计思路

针对塔盘密封测试堵塞器在应用中出现的系列问题，通过梳理分析，围绕测试堵塞器密封结构进行改进设计，主要采用盘根胶块和流管结合的双级密封结构，其容易组装，可靠性高，操作简单，切实解决了现场塔盘密封胶块松紧调节间隙把握不当，入井后膨胀卡死电缆等诸多问题。

2 结构原理

2.1 主要结构

双密封测试堵塞器结构如图2所示，主要由打捞头、一级盘根密封、二级流管密封、外壳本体、台阶密封及导向头组成。

图2 双密封测试堵塞器结构示意图Fig.2 Structure sketch of double seal test plugger

2.2 工作原理

在入井前，将电缆从密封盘根中心穿过，并根据测试电缆实际外径选择相应不同内径型号的流管，依次组装至测试堵塞器本体内，组合成双层密封。流管大于电缆直径 0.1～0.2mm，不受井下流体性质及温度影响，不会产生膨胀抱死电缆；堵塞器上端增加小盘根形成一级密封，由于装载量大幅度减少，胶块膨胀挤压能力下降，且下部有二级流管作用，因而对盘根调节量精度的操作要求大为降低，现场容易实现快速组装。

2.3 技术参数

主要技术参数如表1所示。

表1 双密封测试堵塞器主要技术参数Tab.1 Main technical parameters of double seal test plugger

2.4 性能特点

①由一级盘根密封和二级流管密封组合形式，密封能力好，效果佳。

②密封结构一级盘根密封采用小盘根胶块，膨胀变形能力下降，难以挤压抱死电缆。

③结构简单，易于组装，加工及维护成本低廉。

3 现场应用实例

双密封测试堵塞器目前已在渤海油田多口生产井先后进行产液剖面测试，均正常完成了测试作业需求，特别是解决了某油田 1#井等四口井因传统塔盘测试堵塞器反复出现卡死而未能顺利展开测试的问题。

1#井为某油田一口定向井，具有中高孔渗的地质特征，原油流体粘度低、含硫量低，胶质沥青质含量中等，井下生产管柱类型为Y型电潜泵分采管柱。为了明确各层产出现状，对该井进行了产液剖面测试，现场组下塔盘式测试堵塞器连接测试仪入井到位且验封合格，进行五上五下测量时发现电缆遇卡，未能实现测试。

通过问题研究并更换双密封测试堵塞器连接测试仪再次组织测试，重新入井到位后，井口正挤8MPa×10min验封双密封测试堵塞器座封合格，启泵恢复生产并跟踪 24h计量化验生产稳定后，正常录取了五上五下连续流量资料，顺利完成了该井产液剖面测试并获取了相关资料数据(图3)。

前期未能顺利展开测试的剩余三井次，现场先后在重新采用双密封测试堵塞器后均一次成功实现了相关产液剖面测试工作，表明双密封测试堵塞器性能良好，具有一定的推广优势。

图3 某油田1#井测试综合解释成果Fig.3 Comprehensive interpretation result of well 1 # in an oilfield

4 结 论

①该双级密封测试堵塞器可满足 Y管柱电潜泵结构井进行产液剖面测试作业需求。

②现场应用表明，该双级密封测试堵塞器克服了传统堵塞器密封存在的不足，针对产液剖面测试过程中因胶块膨胀产生电缆抱死或密封泄露回流等现象提供了解决方案。

③该双级密封测试堵塞器应用性能效果好，保障测试质量效率，从而避免产生相关复杂情况，减少了潜油电泵因多次重复启停而引发故障的成本，具有很好的推广应用价值。