陳建慶，章桂庭，黃華祥 (中海石油(中國)有限公司天津分公司生產(chǎn)部，天津 300452)

渤海油田電泵生產(chǎn)測壓管柱優(yōu)選分析

陳建慶，章桂庭，黃華祥 (中海石油(中國)有限公司天津分公司生產(chǎn)部，天津 300452)

油井壓力監(jiān)測是診斷區(qū)塊產(chǎn)層壓力變化的重要手段之一，是油藏調(diào)整中后期開發(fā)注采井網(wǎng)必不可少的參考依據(jù)。渤海油田電泵生產(chǎn)管柱類型眾多，聯(lián)作壓力監(jiān)測方式各異，采用的井下壓力計類型或傳壓裝置不同，相配套的井下工具和井口裝置也有差別。通過對比不同電泵生產(chǎn)測壓管柱的優(yōu)缺點，根據(jù)不同儲層巖石物性、流體性質(zhì)、生產(chǎn)情況，優(yōu)選與油田開發(fā)生產(chǎn)不同階段相符的測壓生產(chǎn)管柱，增強(qiáng)了油井壓力監(jiān)測的適應(yīng)性和連續(xù)性。

渤海油田; 電潛泵; 壓力監(jiān)測; 壓力計

油井壓力監(jiān)測是診斷產(chǎn)層壓力變化的重要手段之一，是油藏調(diào)整中后期開發(fā)注采井網(wǎng)必不可少的參考依據(jù)，而油井所采用的測壓方式與生產(chǎn)管柱類型、井口配套裝置等密不可分。

1 油井測壓管柱類型

1)測壓閥管柱(見圖1) 這是渤海早期埕北油田最簡易的一種油井測壓方式。測壓閥作為井下常規(guī)工具，連接在普通電泵生產(chǎn)管柱中，位于電泵機(jī)組上部。需要測壓作業(yè)時，油井停泵停產(chǎn)，安裝鋼絲作業(yè)井口，使用鋼絲工具串將電子壓力計從油管下入并座于測壓閥頂部，根據(jù)工具串自重下推傳壓桿，克服彈簧張力做功，使傳壓桿上的傳壓孔下行離開密封段對準(zhǔn)測壓閥旁通孔，連通油管與油套環(huán)空，實現(xiàn)油管內(nèi)外壓力平衡，這樣在油管內(nèi)的壓力計就可以監(jiān)測測壓閥處的壓力值。根據(jù)井液密度，通過垂深差值校正，可以計算出油層中部的靜壓。當(dāng)上提工具串時，彈簧張力得以釋放，推動傳壓桿上行，使傳壓孔重新進(jìn)入到密封段，阻斷油管內(nèi)外連通，起出鋼絲測壓工具串后，重新啟動電泵即可恢復(fù)生產(chǎn)。測壓閥的含義就是通過開關(guān)實現(xiàn)測壓的一個“閥門”，其本身并沒有監(jiān)測壓力的作用，僅是為壓力計測壓提供了一個“平臺通道”。

2)存儲式壓力計管柱(見圖2) 為了在不停泵、不中斷生產(chǎn)的情況下進(jìn)行壓力監(jiān)測，使用電潛泵下懸掛存儲式壓力計成為了生產(chǎn)測壓的第2個階段。井下電子壓力計(Downhole Pressure Tool)是一種能長期在高溫高壓環(huán)境內(nèi)穩(wěn)定工作的電子儀器，由生產(chǎn)管柱攜帶下入，并懸掛在電潛泵機(jī)組下方，盡量靠近產(chǎn)層中部，對井底壓力進(jìn)行長期動態(tài)監(jiān)測，以存儲方式記錄完整的井下靜動態(tài)壓力資料。

地面連接組裝：減震彈簧+上電池組+上壓力計+下電池組+下壓力計+減震彈簧，然后裝入壓力托筒內(nèi)，壓力計托筒直接與抽油桿相連接，懸掛在抽油桿底端且離電泵吸入口100m處。連接電池組后，立即開始計時(記錄該初始時刻：年、月、日、時)，壓力計受廠家編程人員所設(shè)定的程序進(jìn)行壓力取樣：正常生產(chǎn)階段，每小時記錄一個壓力值；設(shè)定后繼的1～3個月中相同時刻起每5s記錄一個壓力值，持續(xù)記錄5h，這5h過后又恢復(fù)原來的取樣頻率。這個設(shè)定時刻之后的0.5～1h內(nèi)需要地面人工進(jìn)行停泵關(guān)井操作，配合井下壓力計進(jìn)行壓力恢復(fù)測試，3～4h之后開井啟泵生產(chǎn)。這樣就可以獲得3～4h的壓力恢復(fù)取樣壓力值和0.5～1h的壓降取樣壓力值。根據(jù)這條曲線可以推算出地層原始壓力和地層供液能力。上、下壓力計之差控制在0.04MPa內(nèi)，兩者相加取平均值。

存儲式井下壓力計的工作壽命由電池組容量、性能決定，由于電池電量有限，只能進(jìn)行有限次(1～3次)關(guān)開井操作，并且要按程序預(yù)先設(shè)定的時間進(jìn)行開關(guān)井。一旦電泵機(jī)組出現(xiàn)故障需要動管柱檢泵時，存儲式壓力計隨生產(chǎn)管柱起出，取出的壓力計可以通過數(shù)據(jù)采樣進(jìn)行回放分析，可以優(yōu)化生產(chǎn)壓差，使電泵井的開采更加合理，盡量避免或減少地層出砂。

3)毛細(xì)管測壓管柱(見圖3) 為了能夠在地面直接獲得井下壓力數(shù)據(jù)，實現(xiàn)實時傳輸，1995年從美國普魯特(PRUETT)公司引進(jìn)毛細(xì)管測壓系統(tǒng)，最先在鉆井船上試井作業(yè)中安裝使用。2001年以后，該測壓技術(shù)所需的配套工具、地面設(shè)備、解釋軟件等全套系統(tǒng)全面實現(xiàn)國產(chǎn)化，曾經(jīng)在渤海自營油田生產(chǎn)井動態(tài)監(jiān)測中推廣使用[2]。

圖1 測壓閥管柱 圖2 存儲式壓力計算柱 圖3 毛細(xì)管測壓管柱 圖4 直讀式壓力計算柱 圖5 電潛泵工況監(jiān)測管柱

4)直讀式壓力計管柱(見圖4) 隨著井下永久式電子壓力計的發(fā)展，加拿大PPS/DDI系列、美國GRC系列壓力計在20世紀(jì)90年代開始引入國內(nèi)，經(jīng)過改進(jìn)解決了電泵動力電纜與壓力計電纜電流間的相互干擾，準(zhǔn)確地取得了地層溫度和壓力，在陸地油田推廣應(yīng)用。渤海油田于2004年開始引進(jìn)加拿大LANDO公司Lando壓力計，根據(jù)油井生產(chǎn)層段合采或分采的需要，直讀式壓力計通過抽油桿懸掛于電泵下方或由分采管柱攜帶置于壓力計托筒內(nèi)，由一條數(shù)據(jù)電纜連接地面終端儀器到井下壓力計接口，實現(xiàn)井下壓力數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測，采集與分析。

直讀式壓力計管柱特別適合于海上大斜度定向井與水平井的井型特點，避免了采用鋼絲或電纜測試作業(yè)時，工具串無法下井至預(yù)定深度導(dǎo)致測試失敗的尷尬局面。相比毛細(xì)管測壓而言，單井成本有所增加，但是其測壓精度高，反映靈敏及時，數(shù)據(jù)處理量更大。對同一生產(chǎn)區(qū)塊地層壓力的波動，從整體上表現(xiàn)出變化的同時性、趨勢性，使油藏動態(tài)分析人員能迅捷有效的分析地層情況，推斷壓降波及區(qū)域，實施油井轉(zhuǎn)注，或部署調(diào)整井注水，以及在剩余油富集區(qū)增加油井生產(chǎn)。

5)電潛泵工況監(jiān)測管柱(見圖5) 電潛泵工況監(jiān)測是渤海自營油田近2年來從美國斯倫貝謝公司最新引進(jìn)的動態(tài)監(jiān)測技術(shù)。將井下電潛泵工作狀態(tài)參數(shù)、壓力、溫度數(shù)據(jù)，通過電潛泵供電電纜進(jìn)行數(shù)據(jù)加載，適時傳輸至地面數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，并可通過遠(yuǎn)程傳輸，實現(xiàn)對油井電泵工況、井筒壓力、溫度數(shù)據(jù)的適時監(jiān)測和分析。

電泵工況儀通過法蘭連接于電機(jī)正下方，與電機(jī)并接共用一條引接電纜，由于采用數(shù)據(jù)加載技術(shù)，無須直讀式測壓裝置所需的毛細(xì)鋼管或數(shù)據(jù)電纜作為傳輸通道，減少了管線穿越封隔器、油管掛/采油樹，降低了作業(yè)風(fēng)險。

2 現(xiàn)場存在的問題

1)測壓裝置在下井或穿越過程中產(chǎn)生的問題 由于后2類地面直讀式測壓管柱需要通過毛細(xì)鋼管或數(shù)據(jù)電纜或電泵動力電纜攜帶下井，且下井過程中需要間歇補(bǔ)充氮?dú)饣驕y試數(shù)據(jù)電纜信號或動力電纜性能參數(shù)，施工步驟要求高，難度變大。人為因素導(dǎo)致的管線破損、擠壓、接頭多或穿越封隔器后密封質(zhì)量/絕緣性能變差等，在下入過程中一旦發(fā)現(xiàn)毛細(xì)鋼管泄露不能穩(wěn)壓或數(shù)據(jù)電纜進(jìn)液無信號或動力電纜無絕緣，往往造成作業(yè)返工。

2)測壓儀器運(yùn)轉(zhuǎn)失靈與地面裝置的維護(hù)問題 井下壓力異常波動或沒有專業(yè)維護(hù)隊伍定期補(bǔ)氮造成毛細(xì)鋼管進(jìn)液，對地面變送器等裝置疏于維護(hù)，管理與標(biāo)定造成測壓失效；井下電子壓力計電氣器件老化，數(shù)據(jù)電纜腐蝕，高溫情況下產(chǎn)生數(shù)據(jù)零點漂移等造成時間數(shù)據(jù)失真，可靠性下降[3]，地面計算機(jī)人為存取數(shù)據(jù)過程中誤操作，修改了存儲數(shù)據(jù)格式，導(dǎo)致計算機(jī)系統(tǒng)崩潰，數(shù)據(jù)丟失并無法繼續(xù)進(jìn)行壓力監(jiān)測。

3)測壓數(shù)據(jù)的連續(xù)有效性問題 一旦井下電泵機(jī)組發(fā)生故障，所有測壓裝置將在檢泵作業(yè)時，隨電泵管柱起出地面。即測壓數(shù)據(jù)的連續(xù)性主要受電泵機(jī)組壽命的影響，而非井下測壓裝置使用壽命本身。此外，因油井產(chǎn)層出砂造成抽油桿攜帶的氮?dú)馔不驂毫τ嬌奥竦那闆r不在少數(shù)，往往還有附帶數(shù)十米毛細(xì)鋼管或數(shù)據(jù)電纜，以及綁帶、喉箍等落井，給后續(xù)井下落物打撈處理增加了難度。

3 結(jié)論與建議

1)油藏方面 從油藏方面，新投產(chǎn)油田重點生產(chǎn)井，探邊生產(chǎn)井或老區(qū)塊動用新層系儲量的油井，建議采用地面直讀式壓力計管柱進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，便于及時全面地掌握初始資料，分析調(diào)整生產(chǎn)工作制度與采出速度。生產(chǎn)中后期則可簡化生產(chǎn)管柱，采樣測試。

2)井型方面 從井型方面，通常海上平臺采取叢式井開采，對于外圍分布的大斜度(井斜大于60°)，或大位移水平井，由于下入測試工具串困難，很可能無法進(jìn)行測壓作業(yè)，建議隨電泵生產(chǎn)直接下入壓力計或采用毛細(xì)管測壓管柱，能升級到智能化油藏管理更好。

3)生產(chǎn)方面 從生產(chǎn)方面，尤其是稠油井或高凝油井，電泵生產(chǎn)穩(wěn)定性較差，電泵機(jī)組壽命較短，建議采用電潛泵工況管柱，適時調(diào)整電泵參數(shù)，延長機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)周期。對于不配備鉆修機(jī)的無人平臺或邊際油田，確保電泵運(yùn)行數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸?shù)谋Ｕ嫘院涂煽啃?，這一點尤為重要。

[1]張鈞.海上油氣田完井手冊[M].北京：石油工業(yè)出版社,1998.

[2]遲鵬，李常友，鄭金中，等.渤深6區(qū)塊毛細(xì)管測壓系統(tǒng)的應(yīng)用[J].油氣井測試,2005,14(3): 48-49.

[3]侯云飛，汪建偉，丁強(qiáng)國，等.電子壓力計時間數(shù)據(jù)漂移淺析[J].油氣井測試,2007,16(3): 68-69.

2012-10-25

陳建慶(1970-)，男，工程師，現(xiàn)主要從事油氣藏管理及開發(fā)等方面的研究工作。

TE931

A

1673-1409(2013)01-0063-03

[編輯] 洪云飛