張 樂，竇守進(jìn)，宋祖廠，楊海超，蓋旭波，孫桂玲

（大港油田公司采油工藝研究院，天津300280）①

大港油田分注管柱電動驗封技術(shù)試驗應(yīng)用

張 樂，竇守進(jìn)，宋祖廠，楊海超，蓋旭波，孫桂玲

（大港油田公司采油工藝研究院，天津300280）①

分注管柱密封狀況直接決定注水質(zhì)量和效果，驗封技術(shù)是檢驗分注管柱質(zhì)量的技術(shù)手段，并為上修作業(yè)提供依據(jù)。針對分注管柱驗封困難及傳統(tǒng)機(jī)械驗封技術(shù)鋼絲易被拉斷、成功率低、驗封效率低等問題，通過調(diào)研、研究及試驗，形成了適用于大港油田分注管柱驗封的電動驗封技術(shù)?，F(xiàn)場應(yīng)用表明：該技術(shù)實現(xiàn)了密封膠筒電動坐封與解封、驗封數(shù)據(jù)地面直讀等功能，提高了驗封的準(zhǔn)確性及效率，成功率100%，能夠滿足分注管柱驗封需要，已經(jīng)成為大港油田分注管柱驗封、確保分注合格率的主導(dǎo)配套技術(shù)，形成了分注管柱驗封的新模式。

橋式偏心；橋式同心；分注管柱；封隔器；機(jī)械驗封；電動驗封

在油田開發(fā)過程中，分注井注水質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到油田開發(fā)的穩(wěn)產(chǎn)效果，而分注管柱封隔器的密封狀況直接決定分層注水質(zhì)量，封隔器密封不嚴(yán)會導(dǎo)致分注層段不能正常配水、測試資料失真、分注有效期短，影響油田注水開發(fā)效果［1-3］。因此，如何正確檢驗封隔器的密封性成為油田開發(fā)亟待解決的一項技術(shù)問題。

傳統(tǒng)的機(jī)械式驗封技術(shù)驗封時采用密封段密封配水器中心通道，密封段上下裝有壓力計，將帶有壓力計的測試密封段下入井中，坐在配水器工作筒內(nèi)，地面采用“開—關(guān)—開”方式進(jìn)行逐級驗封，測得各層段相應(yīng)的油管壓力及油套環(huán)空壓力，根據(jù)壓力變化判斷封隔器是否密封［4-5］。機(jī)械驗封技術(shù)在逐級驗封時，存在以下問題：

1） 密封段上下壓差較大時，上提解封時鋼絲負(fù)荷大，易被拉斷，造成井下事故。

2） 上提時密封段的密封皮碗或膠筒極易拉翻或破損，影響驗封一次成功率［1，6-7］。

3） 驗封壓力計為存儲式壓力計，驗封數(shù)據(jù)需要回放，工作效率低，數(shù)據(jù)可靠性差。

針對目前機(jī)械式驗封技術(shù)存在的問題，為提高驗封技術(shù)應(yīng)用規(guī)模，實現(xiàn)驗封技術(shù)升級，對新型電動驗封技術(shù)進(jìn)行了大量的技術(shù)調(diào)研和改進(jìn)完善，形成了適用于大港油田橋式偏心分注管柱及橋式同心分注管柱驗封的電動驗封技術(shù)［8］。

1 技術(shù)組成

電動驗封技術(shù)是一種新型驗封技術(shù)，該技術(shù)包括地面控制系統(tǒng)、井下控制系統(tǒng)、驗封儀機(jī)械結(jié)構(gòu)、配套硬件等部分。

1.1 地面控制系統(tǒng)

地面控制系統(tǒng)由工控機(jī)、顯示器、控制模塊、編解碼模塊、功能選擇模塊、控制按鍵模塊、電機(jī)控制模塊、電源模塊等組成。該控制器集供電、控制、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理與顯示于一體，使用該控制器和驗封儀器連接，實現(xiàn)對驗封壓力計的控制。

1.2 井下控制系統(tǒng)

井下控制系統(tǒng)由電源、電子壓力計、電動密封段等部分組成。電源直接取自電纜，經(jīng)過穩(wěn)壓后供A／D轉(zhuǎn)換電路和編解碼模塊以及電機(jī)控制。電子壓力計為雙探頭驗封壓力計，可同時測量封隔段上下壓力，根據(jù)上下壓力差，確定封隔器是否密封完好。電動密封段由電機(jī)驅(qū)動，可在地面根據(jù)直讀數(shù)據(jù)，通過控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)封隔橡膠的預(yù)緊力。打撈時可通過地面控制系統(tǒng)縮緊橡膠進(jìn)行泄壓，方便儀器打撈。

1.3 驗封儀結(jié)構(gòu)

主要包括井下電源轉(zhuǎn)換模塊、編解碼模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和電動密封段（單皮碗）及加重桿。如圖1～2。

圖1 橋式偏心分注管柱電動驗封儀結(jié)構(gòu)

圖2 橋式同心分注管柱電動驗封儀結(jié)構(gòu)

2 技術(shù)原理及指標(biāo)

2.1 技術(shù)原理

1） 基本原理 電動驗封儀通過電纜下放和上提，密封段裝有電機(jī)，通過地面控制器向驗封儀發(fā)送指令，電機(jī)帶動推力桿上下移動，實現(xiàn)密封膠筒的坐封和解封；通過油管內(nèi)壓力及油套環(huán)空壓力的變化來判斷封隔器是否密封。

2） 電機(jī)調(diào)節(jié) 電動驗封儀的密封段裝有電機(jī)，通過電機(jī)可控制密封膠筒的坐封和解封；在驗封時通過電機(jī)使密封膠筒預(yù)緊力增加，減少因驗封儀封隔問題導(dǎo)致的驗封失??；在儀器打撈時通過電機(jī)松開密封膠筒，使封隔器可靠解封，方便儀器安全進(jìn)行下一層驗封。

3） 地面直讀 能夠直讀、實時顯示與監(jiān)測驗封數(shù)據(jù)，可大幅提高驗封的效率和成功率。

2.2 驗封步驟

1） 關(guān)井并下入驗封儀器。

2） 在驗封目標(biāo)層上方通過地面控制器發(fā)送命令打開驗封儀定位爪。

3） 下放驗封儀實現(xiàn)并與配水器對接。

4） 通過地面控制器發(fā)送坐封命令。

5） 開關(guān)井口閥門使注水壓力變化。

6） 觀察管柱壓力與地層壓力的變化情況，確定分注管柱驗封結(jié)果。

7） 關(guān)井，并通過地面控制器解封。

8） 收回定位爪。

9） 上提儀器進(jìn)行逐級驗封。

2.3 技術(shù)參數(shù)

2.4 技術(shù)優(yōu)勢

1） 直讀式實時監(jiān)測井下壓力及驗封的效果。

2） 地面控制膠筒張收，易解封，風(fēng)險小。

3） 磁定位功能，精確定位。

4） 膠筒收縮下井不易損壞，1次下井即可。

5） 大幅減輕勞動強(qiáng)度，提高工作效率。

3 現(xiàn)場試驗及應(yīng)用效果

目前，大港油田已試驗應(yīng)用橋式偏心分注管柱電動驗封技術(shù)48井次、橋式同心分注管柱電動驗封技術(shù)36井次，層段數(shù)最多達(dá)到四級五段，全部一次性成功。驗封過程儀器起下順利，無遇阻遇卡現(xiàn)象發(fā)生，驗封后皮碗完好無損傷，并且驗封效率高，應(yīng)用效果達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，如表1～2和圖3～4所示。

表1 橋式偏心分注管柱電動驗封技術(shù)在部分井試驗應(yīng)用情況

表2 橋式同心分注管柱電動驗封技術(shù)在部分井試驗應(yīng)用情況

圖3 橋式偏心電動驗封儀電流特征曲線

圖4 東6-6井驗封時間-壓力曲線

圖5 橋式同心電動驗封儀電流特征曲線

圖6 白21-10井驗封時間-壓力曲線

4 結(jié)論

1） 與傳統(tǒng)機(jī)械驗封技術(shù)相比，電動驗封技術(shù)克服了密封圈易拉翻或破損、鋼絲易拉斷、效率低、風(fēng)險大等缺點，與測調(diào)聯(lián)動技術(shù)有效結(jié)合，實現(xiàn)了地面直讀和控制，電動坐封、解封，皮碗耐用性高、耐高壓差，成功率高。

2） 通過電動驗封技術(shù)現(xiàn)場試驗，應(yīng)用效果達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，解決了井下多級分注管柱驗封困難的問題，大幅提高了驗封效率及成功率。該技術(shù)已經(jīng)成為大港油田分注管柱驗封、確保分注合格率的主導(dǎo)配套技術(shù)，形成了分注管柱驗封新模式。

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Test and Application of Electrical Sealing Check Technology for the Separate Injection String in Dagang Oilfield

ZHANG Le，DOU Shou-jin，SONG Zu-chang，YANG Hai-chao，GAI Xu-bo，SUN Gui-ling
（Oil Production Technology Institute，Dagang Oilfield Company，Tianjin 300280，China）

The sealed condition of separate injection string decides the effect of separate injection.The sealing check technology is the technical means to test the quality of separate injection string，which provides the basis for operations.The mechanical sealing check technology for separate injection string has the issues like wire pulled off easily，low success rate，low efficiency and so on.Response to these problems，the electrical sealing check technology for separate injection string is studied.Through field testing applications，it is proven that the technology can achieve setting and releasing operations of the rubber electrically，reaching high accuracy，high efficiency and high success rate of 100%.The technology can meet the needs of the sealing check for separate injection string in Dagang oilfield，which becomes the governing supporting technology in a new model.

bridge eccentric；bridge concentric；separate injection string；packer；mechanical sealing check；electrical sealing check

TE931.2

B

10.3969／j.issn.1001-3842.2014.07.015

1001-3482（2014）07-0059-04

2014-01-03

中石油大港油田公司關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)項目（20130210）

張 樂（1984-），女，河南社旗人，工程師，主要從事分層注水工藝研究，E-mail：zhangleswpu＠163.com。