油田电缆带压直读技术研究

郭勇 梁海龙 唐泽军

摘要：主要为了及时取得油田套管分段注入压裂后的井下数据。有效并且合理的指导气井后期的工作，使用电缆带压直读技术，把光面电缆以及钢丝作业结合在一起，充分实现井口自动密封，不需要人工操作注脂密封，可以解决铠装防喷效果不理想的问题;处于带压条件下，能快速有效取得井下的油管数据，充分实现资料的实时评价，完善工作制度。

关键词：油田;电缆;带压直读技术

前言：

水平井在压裂以后基本上都属于自喷阶段，在试油测试阶段使用井下电子压力计设捞技术，等地面对储存压力计进入编程阶段，随后进入电池，将存储压力计安装在压力计托筒内部，借助钢丝把压力机托筒放到井内管柱缩径处或者在悬挂器的位置。这项技术可以虽然可以测试井流动的压力，还需要经过地面处理资料、在分析以后反馈给有关部门，但是资料的分析以及评价会有一定的滞后性，关于井流动压力的资料不能及时获取，导致不能及时调整设计方案，与此同时，为了确保施工的成功率，一次作业需要使用两支压力计。为了可以及时取得井下有关数据资料，有效、科学指导压裂以后油、气井后期的施工，使用电缆带压直读技术，处于带压条件下借助光面钢管电缆将压力计下入井内，然后地面上可以直接获取有关数据，为制定精准的设计方案打下基础。

一、电缆直读技术的原理以及特征

在开发油田的时候，有些油井需要长期测试底层的压力，尤其是试采资料井。电缆有线地面直读技术是使用电缆下放直读压力计到井内，通过直读压力计测量的温度以及压力数据借助电缆传输到地面仪器以及计算机上，然后计算机经过软件实时显示有关数据并且自动绘制成曲线[1]。使用这项技术可以长期、实时监测井内的压力变化，可以使有关工作人员及时发现井中的数值变化，然后将这些数据作为调整方案的证据，为了降低投入成本。传统的电缆有线地面直读技术使用的是铠装电缆，因为铠装的材料是钢丝麻面，并且表面粗糙，防喷效果不理想，为了减少对环境造成的污染，还需要工作人员注脂密封。使用电缆直读技术是传统技术的两倍以上，并且操作的费用也会降低五分之一，同时减少工作人员的劳动量，减少操作需要的费用。

二、电缆带压直读工具的构造

由直读电力计、光面钢管电缆以及地面数据处理设备、井口密封装置、地面驱动设备组成的就是电缆带压直读工具。

（一）光面钢管电缆

对于传统铠装电缆带压条件下防喷性能的缺点，还是又选了光面钢管电缆。光面钢管电缆主要用于有密封作业要求的井中;外层的钢管使用的是316不锈钢合金材料，拥有一定的防腐性;一般情况下，电缆的整体破断拉力会高于6KN，在长期井下检测以及连续油管密封操作中经常使用;另外电缆在井下的压强可以承受在70MPa之内。

（二）井下电子压力机

压力传感器、温度传感器、信号放大器、单片机系统、数字通讯接口电路、模数转换电路、装载于单片机系统等有关软件组成的就是直读式电子压力计[2]。可以使用蓝宝石压力传感器，蓝宝石压力传感器使用应变电阻式的工作机理，将硅-蓝宝石作为半导体敏感元件，因为硅-蓝宝石对温度不敏感，就算在高温环境中也可以保持良好的工作状态。井下电子压力计设计耐压70MPa，承受温度在150℃左右，保证压力的精度在0.01MPa，压力机的最大外径在40毫米。

（三）处理地面数据的仪器设备

由通讯接口电路、显示单元、数据存储单元以及专用电源组成的就是地面数据处理单元。

三、电缆带压直读机理

井下压力计和单芯光面电缆连接在一起，使用钢丝试井撬下入井内，通过使用钢丝试井撬及其防喷装置，完成进口自动密封操作[3]。温度压力传感器分别把温度以及压力转变成电信号输送出去，经过信号放大以及模数转变之后，通过单片机完成数据的实时采集以及儲存。

四、电缆电压直读技术的优势

传统随管柱下入直读压力机收集井下资料。这对于自喷井需要进行压井作业或者使用不压井方式下入管柱，投入的成本较高、储层比较容易受到污染，对压裂改造的成果有一定的影响。针对于传统技术的缺点，研究出油田电缆带压直读技术，这项技术的优势有：

第一、使用电缆带压直读技术，因为它拥有简单可靠、可实时获取井下数据信息、快速安装防喷装置等优势。使用这项技术会降低安全、环保风险，可以快速、实时、准确获取井下数据资料，可以提升采集井下数据的效率。

第二、电缆带压直读技术适用于油、气井套管分层压裂的后期，井口带压条件下压力、温度梯度以及流动压力的监测。

第三、电缆带压直读技术可以实时取得井下的数据资料，经过和不同井下工具组合的形式，可以完成高压物性取样以及封层测试等工艺，拥有较好的发展前景。

第四、电缆带压直读技术的工艺简单可靠，不用起下测试管柱，在降低工作强度的同时还能防止压井作业对储层的损害、增加施工的成本。

第五、有效实现及时获取井下数据资料以及储存，给后期的施工提供了精准的施工信息资料，也能及时发现更优化的施工方案。对于数据的存储可以按照现实需要进行调整，对不同施工阶段使用不同的采样速度。

第六、快速安装防喷装置，安装的时候不需要吊车长时间的工作，井下压力机从地面专用电源进行供电，不需要使用电池供电，就可以长时间收集井下的数据资料，尽量减少起下施工。

结束语：

综上所述，电缆带压直读技术可以满足带压条件下，及时获取井下压力、温度等数据资料，减少环保风险，有效提升操作的效率;按照井下取得的实时数据可以完成资料的快速取得以及分析，然后有证据的指导现场的施工，这项技术对于油田的发展有重要的意义。

参考文献：

[1]姜强. 海上油田分层注水井电缆永置智能测调新技术[J]. 中国石油和化工标准与质量，2021，41（14）：174-175.

[2]李君君，姜丹，焦叙明等. 高密度海底电缆地震资料后SED评估分析——以渤海X油田为例[J]. 物探化探计算技术，2021，43（01）：8-14.

[3]穆贵鹏，张国强，等. 渤海油田电缆测井遇卡原因分析及预防措施[J]. 化工管理，2020，（33）：194-196.