注水井井口压降测试技术应用与探讨

张燕琴，王 华，李仲寅，马 月

（中国石油长庆油田分公司第四采油厂，陕西靖边 718500）

1 研究背景

注水开发是油田主要的开发方式，油田在注水开发过程中，由于层间差异和层内非均质性的原因经常会形成地层大孔道，并引起无效注水增多、层间注采不平衡等问题，利用试井资料评价油藏动态，监控注水过程具有重大意义，准确的油藏研究资料是保证各类改善水驱措施取得成功的关键所在，因此，以最经济的方式有效评价注水开发效果，准确监测地层压力、渗透率等参数变化是目前油田开发面临的一大问题。

注水井井下压降试井是目前评价注水开发效果、定量判断地层渗透率变化的常规手段，主要通过测取注水井停注后井底压力变化，对压力进行试井解释，求取地层压力（P），渗透率（K），表皮系数（s）等参数，是指导油田开发的重要方法，但是该方法存在以下六个方面的问题：

（1）注水井附近一般会存在异常高压区域，对作业安全要求极高；

（2）高含硫油藏H2S 气体含量高，试井过程中钢丝易腐蚀断裂，导致仪器落井，造成井下事故；

（3）井下压力计测试过程要求下入地层中部，会面临遇阻遇卡问题；

（4）井下压力计下入期间需要关井，且开井后需要注水相当长的一段时间才能达到停注前的稳定状态，测试周期长；

（5）测试过程需出动试井专业车辆，消耗较多的人力、物力；

（6）分注井因管柱内径限制，存在无法下入井下压力监测装置等问题。

为解决上述问题，需引进井口压降测试技术替代井下压降试井技术。

2 技术原理

2.1 技术思路

注水井井口压降测试技术是通过注水井井口测试仪内置的高精度微型压力传感器，采集注水井关井过程中的压降数据，获取地层信息的新型测试方式[1-3]。

2.2 设备构成

注水井井口压降测试仪器主要由硬件、软件两部分组成，其中硬件部分包含精密数字显示仪表（技术指标见表1）、专用U 盘、USB 通讯线、航空接头通讯线；软件部分包含参数设置工具、解释软件系统。

表1 注水井井口压降测试仪技术指标

2.3 测试原理

以恒定的注水量注入一段时间后停注，将注水井井口油压表卸掉后，利用压降测试仪的井口压力表转换接头将仪器安装在原注水井的油管压力表位置，安装完毕后关闭注入水的来水闸门和油压闸门。

压降测试仪通过测压筒内置的高精度微型压力传感器进行测试，数据采集模块可以根据测试需要设置不同的采样时间间隔。采用可编程定时器对数据采集进行计时，到预设时间后发出中断请求，完成对规定通道数据采集。

在压降测试结束后，用数据通讯线与测试仪连接，通过仪器及电脑配套的数据处理软件对数据进行整理计算，并将结果输出。

把井口压力按照地层垂直深度折算到井底，测试此时井底压力随时间的降落变化，以获得测试井的地层特性参数，并用试井解释软件分析压力资料，计算地层压力。

2.4 技术特点

（1）与常规井下压降测试仪相比，该井口压降测试仪体积小，携带方便。通过在井口安装和测试，工序简单、操作方便，大幅降低作业强度。

（2）与常规井底压力降落测试对比，减少井筒故障引起的遇阻事件，测试成功率高。

（3）实现了数据采集、存储、计算和输出等测试处理一体化。仪器通过数据线与电脑等终端设备连接后，可以直接进行数据计算与分析，输出结果。

（4）对于油套分注井来说，由于管柱内径的限制，存在无法下入井下压力监测装置的问题，而井口压力降落测试技术可以完成。

（5）注水井井口测试仪器可反复使用，每两年仅需要对仪器进行标定，电池可充电无需更换，测试成本低。

2.5 适用条件

井口压降需选择井口压力较高，压降试井后压力大于大气压的注水井。根据试验结果分析，对长4+5、长6 油藏等注水压力相对较高的油藏适应性相对较好，长2 油藏需要进一步评价。

3 可行性研究

3.1 技术可靠性

进行井口压降试井之前需要利用注水井的日注水量、注水层位的斜深等参数计算注水井的摩阻损失，现摩阻损失远小于注水压力，可以忽略不计，适用井口压降试井。

3.2 技术适应性分析

以节约测试成本、减轻劳动强度、降低仪器落井风险为目的，引进注水井井口压降测试仪。

在绥靖油田长2、长4+5、长6 等层系的油藏选取7 口井开展井口和井底压降测试对比试验，测试结果显示，其中5 口可对比井两种测试方式的成果曲线渗流特征一致，压力误差0.18 MPa，平均偏差率0.85%，井口压降测试能满足测试需要（见表2）。

表2 井口压降试验成果表

3.3 典型井应用效果

路103-114 为靖安油田天160 长6 油藏注水井，该井注水层位长61层，日注水15.0 m3，累计注水101 446 m3，对应油井开井3 口，井组日产液46.84 m3，日产油15.54 t，含水61.0%。

2020 年5 月分别开展井口和井下关井测试，井口、井下分别测试358.47 h、357.3 h。

井下测试解释地层平稳压力23.53 MPa，压力保持水平206.41%，井口测试解释地层平稳压力23.74 MPa，压力保持水平208.22%，压力误差0.21 MPa，偏差率为0.88%，地层渗透率分别为1.59 mD、1.60 mD，关键数据对比误差均较小（见图1）。

图1 路103-114 井口压降实测图

4 经济效益评价

4.1 常规井底压降试井费用

按照配套注水井压降试井需求400 口/年，与常规注水井压降测试相比。

井下压力计1.8 万元/支，年采购20 支；压力计标定、维护0.2 万元/支，维护80 支；试井钢丝1.4 万元/吨，年用量16 吨；试井车出车费用0.1 万元/车次，年均出车400 车次，落地绞车0.4 万元/台，年均需新增2台。

合计费用为：1.8×20+0.2×80+1.4×16+0.1×400+0.4×2=115.2 万元。

4.2 注水井井口压降试井费用

井口压降仪器4.5 万元/支（不含税4 万元），每支仪器测试年测试10 井次，预计需要20 支，仪器寿命预计为5 年。

合计费用为：4.5×20÷5=18 万元。

年节约费用：115.2-18=97.2 万元。

转化为注水井井口压降试井，年节约测试成本约97.2 万元。

5 结论与认识

（1）注水井井口压降试井较井底压降试井具有可操作性强、作业成本低、安全风险低的优点。

（2）注水井井口压力降落测试技术大幅节约测试成本，具有较广的适用范围，能缓解动态监测成本紧张的困局。尤其适用于低渗透及特低渗透油藏的注水井。

（3）井口压降试井适用于注入压力大于7 MPa、压降时间大于120 min 的注水井，且压降时间越长，试井解释结果越可靠。

（4）井口压降试井对于注水井地层压力、渗透率等参数的计算是可靠的。