郭 穎

（大慶油田有限責(zé)任公司采油工程研究院，黑龍江大慶 163453）

采出井6段以上細(xì)分配產(chǎn)技術(shù)

郭 穎

（大慶油田有限責(zé)任公司采油工程研究院，黑龍江大慶 163453）

為了提高油層的動(dòng)用程度，實(shí)現(xiàn)油層的精細(xì)劃分，研究出一種采出井6段以上細(xì)分層產(chǎn)量控制工藝。通過(guò)油管和套管之間的環(huán)形空間下入電控式測(cè)調(diào)儀，與井下可調(diào)式分層配產(chǎn)器進(jìn)行對(duì)接，依據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)高產(chǎn)液層段狀態(tài)進(jìn)行直觀分析判斷，實(shí)現(xiàn)一次下井完成各層段產(chǎn)液量的合理控制，使各層段均保持合理流壓，充分發(fā)揮產(chǎn)油潛力。通過(guò)配套細(xì)分工藝的研究，滿(mǎn)足了采出井6段以上的細(xì)分控制，達(dá)到了剩余油深度挖潛的目的。

采出井；細(xì)分配產(chǎn)；監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；產(chǎn)液量

大慶油田屬于非均質(zhì)多油層砂巖油田，長(zhǎng)垣內(nèi)部?jī)?chǔ)層由薩爾圖、葡萄花和高臺(tái)子三套油層的上百個(gè)小砂層和泥質(zhì)巖交互組成，小層數(shù)較多，滲透率級(jí)差大，采出井含水率逐年升高。目前油田采出井分層采油管柱只能滿(mǎn)足5個(gè)層段以?xún)?nèi)分層開(kāi)采［1-2］，層段劃分較粗。對(duì)小層較多油井，易出現(xiàn)液降、含水不降現(xiàn)象，已經(jīng)不能滿(mǎn)足采出井細(xì)分的要求，為此研究出一種采出井6段以上細(xì)分層產(chǎn)量控制工藝［3-4］，可更好地適應(yīng)多層高含水且動(dòng)態(tài)變化的開(kāi)發(fā)狀況，實(shí)現(xiàn)油井長(zhǎng)期有效分層控制及動(dòng)態(tài)調(diào)整，彌補(bǔ)了常規(guī)工藝找水困難及只能單純封堵導(dǎo)致“既堵水、又堵油”等不足，為油田可持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)提供了有力的技術(shù)支撐。

1 6段細(xì)分配產(chǎn)管柱

6段細(xì)分配產(chǎn)技術(shù)主要由地面控制部分、數(shù)據(jù)傳輸部分和井下測(cè)調(diào)部分組成，地面控制部分由地面控制儀連接計(jì)算機(jī)組成，數(shù)據(jù)傳輸部分由電纜實(shí)現(xiàn)，井下測(cè)調(diào)部分主要由電控式測(cè)調(diào)儀、測(cè)試工作筒、低負(fù)荷解封封隔器、可調(diào)式分層配產(chǎn)器等幾部分組成。6段細(xì)分配產(chǎn)管柱［1-2］結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

圖1 6段細(xì)分配產(chǎn)管柱

1.1 電控式測(cè)調(diào)儀

電控式測(cè)調(diào)儀（圖2）主要由電纜頭、電路板、電機(jī)、聯(lián)軸器、流量計(jì)、凸輪、定位爪、調(diào)節(jié)爪和球頭組成，能完成井下配產(chǎn)功能，是整個(gè)系統(tǒng)的核心。其工作原理：電控式測(cè)調(diào)儀與電纜連接，由油套環(huán)空下入，起下時(shí)定位爪、調(diào)節(jié)爪須處于收縮狀態(tài)。將電控式測(cè)調(diào)儀下放至某層段可調(diào)式分層配產(chǎn)器的上方，地面發(fā)出指令，打開(kāi)定位爪和調(diào)節(jié)爪，再下放儀器，使定位爪準(zhǔn)確坐入可調(diào)式分層配產(chǎn)器的定位筆尖中，地面控制儀控制調(diào)節(jié)爪來(lái)調(diào)節(jié)可調(diào)式分層配產(chǎn)器中的動(dòng)閥，從而控制了該層段的產(chǎn)液量。通過(guò)電纜傳輸信號(hào)，地面控制儀可直接讀出該層段的產(chǎn)液量。電控式測(cè)調(diào)儀調(diào)節(jié)爪既能張開(kāi)又能進(jìn)行調(diào)節(jié)。定位爪使用凸輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過(guò)電機(jī)控制凸輪的長(zhǎng)短行程，來(lái)實(shí)現(xiàn)定位爪的任意彈開(kāi)或收起，滿(mǎn)足多層段調(diào)節(jié)需要。采用渦輪流量計(jì)計(jì)量流量，其特點(diǎn)是具有較高測(cè)量精度。主要技術(shù)參數(shù)：儀器外徑26 mm，儀器長(zhǎng)度1.7 m，儀器耐壓30 MPa，流量測(cè)量范圍5~160 m3/d（合層），測(cè)試精度±3 %，工作溫度0~100 ℃。

圖2 電控式測(cè)調(diào)儀

1.2 低負(fù)荷解封封隔器

低負(fù)荷解封封隔器（圖3）是一種在多層細(xì)分油井中使用的井下工具，解封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為雙解封機(jī)構(gòu)。其工作原理：低負(fù)荷解封封隔器上部與油管下部連接，下入到油井指定深度，坐封時(shí)通過(guò)油管打壓，作用在封隔器的坐封活塞上，坐封活塞帶動(dòng)鎖環(huán)上行，坐封銷(xiāo)釘被剪斷，平衡活塞套和上承壓活塞上行，膠筒受力膨脹，完成坐封功能，起到封隔地層的作用。解封時(shí)，上提管柱，中心管下行，解封銷(xiāo)釘剪斷，上承壓活塞和平衡活塞套下行，對(duì)膠筒起到部分泄壓的作用，不能完全使該封隔器解封，這時(shí)，上提力作用在上接頭帶動(dòng)連接套上行，平衡中心管產(chǎn)生下行力，滑套銷(xiāo)釘被剪斷，這時(shí)膠筒完全收回，從而完成了該封隔器的逐級(jí)解封［5］。該封隔器耐壓差20 MPa，耐溫120 ℃，解封力120 kN。解決了封隔器在6段以上油井細(xì)分開(kāi)采中存在的上提負(fù)荷大、難解封的問(wèn)題，保證分層采油管柱順利起出。

圖3 低負(fù)荷解封封隔器

1.3 可調(diào)式分層配產(chǎn)器

可調(diào)式分層配產(chǎn)器（圖4）采用機(jī)械結(jié)構(gòu)，通過(guò)電纜下入電控式測(cè)調(diào)儀與可調(diào)式分層配產(chǎn)器對(duì)接，地面發(fā)送電信號(hào)指令進(jìn)行控制調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)為偏心結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，調(diào)節(jié)閥在調(diào)節(jié)過(guò)程中軸向運(yùn)動(dòng)，調(diào)節(jié)扭矩小，調(diào)節(jié)精度高，避免了在調(diào)節(jié)過(guò)程中卡、堵的問(wèn)題。調(diào)節(jié)扭矩：≤3 N·m，耐壓差：40 MPa，控制閥當(dāng)量嘴徑：0~12 mm?？膳c測(cè)調(diào)儀配合完成分層產(chǎn)量測(cè)試、分層產(chǎn)量調(diào)配，使各層同時(shí)處于生產(chǎn)狀態(tài)。

圖4 可調(diào)式分層配產(chǎn)器結(jié)構(gòu)示意圖

1.4 測(cè)試工作筒

由于可調(diào)式分層配產(chǎn)器結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，較常規(guī)堵水工具成本要高，考慮低滲透層只需要放壓生產(chǎn)，無(wú)需進(jìn)行可調(diào)控制，設(shè)計(jì)了功能簡(jiǎn)化的測(cè)試工作筒。測(cè)試工作筒（見(jiàn)圖5）在可調(diào)式分層配產(chǎn)器的基礎(chǔ)上，只保留了基本的定位及導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、測(cè)試密封段，可滿(mǎn)足分層流量、壓力等生產(chǎn)參數(shù)測(cè)試功能。工具成本較可調(diào)式分層配產(chǎn)器降低50%。

圖5 測(cè)試工作筒

1.5 地面控制儀

地面控制儀完成對(duì)井下儀器的供電控制、與井下儀器的通訊以及上傳信號(hào)的采集與處理。地面控制儀根據(jù)儀器的工作要求給井下儀器供電，供電后，測(cè)調(diào)控制電路會(huì)根據(jù)位置傳感器的信號(hào)和供電的極性來(lái)決定井下儀器的動(dòng)作。如果是儀器收放和流量調(diào)節(jié)，則電機(jī)會(huì)執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。如果是流量測(cè)量，地面控制儀會(huì)發(fā)出相應(yīng)的通訊信號(hào)來(lái)測(cè)量流量，同時(shí)完成信號(hào)的調(diào)制和傳輸，把信號(hào)傳到地面。地面控制儀接收井下儀器的信號(hào)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，并把處理結(jié)果通過(guò)連接的電腦以表格和圖形方式顯示出來(lái)。

2 技術(shù)原理

流量測(cè)試調(diào)配時(shí)，電纜攜帶電控式測(cè)調(diào)儀從偏心井口測(cè)試口下入，到預(yù)測(cè)層段打開(kāi)定位支臂，與可調(diào)式分層配產(chǎn)器對(duì)接好后，地面發(fā)出指令，即可對(duì)該層段產(chǎn)液量進(jìn)行電動(dòng)調(diào)配，調(diào)配過(guò)程中，被調(diào)配層段產(chǎn)量可通過(guò)電纜信號(hào)直接讀出。觀察調(diào)配效果，如效果不明顯，重新調(diào)配，直至達(dá)到要求。調(diào)配完成后收回測(cè)調(diào)儀定位爪，可上提可下放進(jìn)行其他層段調(diào)配。分層配產(chǎn)全過(guò)程不需動(dòng)管柱。技術(shù)關(guān)鍵是電控式測(cè)調(diào)儀一次下井對(duì)任意層段可進(jìn)行反復(fù)測(cè)試調(diào)整，研制了電控定位機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了井下測(cè)調(diào)儀程序控制，既可實(shí)現(xiàn)測(cè)調(diào)儀定位爪的收放功能，又可完成多參數(shù)測(cè)量。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

該技術(shù)適用于直井，可實(shí)現(xiàn)2 m小卡距細(xì)分配產(chǎn)。對(duì)喇8-1516井、杏10-5-丙3912井細(xì)分6個(gè)層段進(jìn)行分層配產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。其中喇8-1516井分SⅠ22~SⅢ1-3、SⅢ4-8、PⅡ1-31~PⅡ4、PⅡ5-9上~PⅡ7-9、GI4-7、GI8~GⅡ12等6個(gè)層段進(jìn)行分層配產(chǎn)，杏10-5-丙3912井分SⅡ11~43、SⅡ5、SⅡ71~102、SⅡ111~122、SⅡ161-PⅠ12、PⅠ33a1及以下6個(gè)層段進(jìn)行分層配產(chǎn)，2口井均采用低負(fù)荷解封封隔器實(shí)現(xiàn)配產(chǎn)管柱安全起出，對(duì)高產(chǎn)液的厚油層實(shí)施完全控制下入可調(diào)式分層配產(chǎn)器，對(duì)非控制層段下入測(cè)試工作筒，達(dá)到了節(jié)省工具成本的目的。待產(chǎn)液穩(wěn)定后進(jìn)行測(cè)試調(diào)整。

4 結(jié)論

（1）該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了6段以上細(xì)分配產(chǎn)，井下可調(diào)式分層配產(chǎn)器實(shí)現(xiàn)了無(wú)級(jí)差連續(xù)可調(diào)，采用高精度軸向調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)單層段產(chǎn)液量的精確控制，且可根據(jù)生產(chǎn)需要，隨時(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，大幅度提高調(diào)層成功率，減少動(dòng)管柱作業(yè)施工。

（2）細(xì)分配產(chǎn)技術(shù)正朝著智能型自動(dòng)化方向發(fā)展，未來(lái)將突破原工藝只能進(jìn)行套管內(nèi)產(chǎn)液量測(cè)試而無(wú)法進(jìn)行分層壓力測(cè)試的限制，獲取分層流量、分層壓力、分層含水等多項(xiàng)生產(chǎn)參數(shù)，為合理注采方案的制定和調(diào)整提供新的可靠的數(shù)據(jù)支持。

［1］岳慶峰.抽油機(jī)井分層配產(chǎn)技術(shù)試驗(yàn)［J］.大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，32（S）：128-130.

［2］張廣超.油井過(guò)環(huán)空分層配產(chǎn)工藝技術(shù)［J］.內(nèi)蒙古石油化工，2011（6）：117-119.

［3］劉君.大慶油田分層配產(chǎn)技術(shù)綜述［J］.油氣田地面工程，2008，27（10）：70.

［4］許萬(wàn)利，付國(guó)太，楊超杰.分層產(chǎn)出狀態(tài)測(cè)試診斷及配產(chǎn)技術(shù)研究［J］.石油機(jī)械，2007，35（6）：58-60.

［5］申曉莉，陳立海，王子建，等.多級(jí)分注井逐級(jí)解封封隔器研制［J］.石油礦場(chǎng)機(jī)械，2014，43（4）：71-73.

（修改稿收到日期 2014-08-05）

〔編輯 景 暖〕

Subdivision and allocation technique for producing wells with over six intervals

GUO Ying
（Research Institute of Oil Production Engineering,Daqing Oilfield Co.,Ltd.,Daqing163453,China）

In order to improve the recovery percentage of the oil reservoirs and realize fine division of oil reservoirs,a technique of subdivision of reservoirs and production control has been developed for producing wells with over six intervals.An electrically controlled testing and controlling gauge is run down the tubing-casing annulus and connected with the downhole adjustable bottom-hole regulator.The gauge will carry out direct analysis and judgment to the high production sections based on the monitoring data,so proper control may be realized over the liquid-producing capacity from each interval in one run,so that each interval will maintain proper flow pressure and will give full play of its oil production potential.The study on the supporting subdivision technology has satisfied the subdivision and control of producing wells with over six intervals and achieves the goal of tapping the remaining oil.

producing well;subdivision and allocation;monitoring data;liquid-producing capacity

郭穎.采出井6段以上細(xì)分配產(chǎn)技術(shù)［J］.石油鉆采工藝，2014，36（5）：106-108.

TE355

：B

1000–7393（2014） 05–0106–03

10.13639/j.odpt.2014.05.026

郭穎，1981年生。2005年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)，現(xiàn)從事分層注采工藝及井下工具研究工作。電話：0459-5960621。E-mail：guoying0720@petrochina.com.cn。