摘 要：青海油田注水開(kāi)發(fā)油藏類(lèi)型多，非均值性強(qiáng)，開(kāi)發(fā)矛盾突出，在精細(xì)注水實(shí)施過(guò)程中測(cè)調(diào)工作量和測(cè)試力量不足，由于井況條件產(chǎn)生的測(cè)試遇阻問(wèn)題也未能有效解決。為此油田引進(jìn)第四代分層注水工藝，不需要投撈測(cè)試儀器，解決了儀器遇阻、遇卡的問(wèn)題，優(yōu)化電纜密封方式、研制電纜直穿式封隔器和遠(yuǎn)程通信及控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)注水層段在實(shí)時(shí)在線(xiàn)調(diào)控，為油田開(kāi)發(fā)提供了技術(shù)支撐，為后續(xù)工藝升級(jí)提供了基礎(chǔ)。有纜式智能分注技術(shù)在青海油田實(shí)施45口井，最大分注級(jí)數(shù)為5封5配，最大下深2 033.5 m，施工層段密封率達(dá)到100%，單井調(diào)配時(shí)間相比橋式偏心提高了6倍，測(cè)試成功率達(dá)到100%。

關(guān)鍵詞：青海油田；分層注水；關(guān)鍵技術(shù)；工藝優(yōu)化

中圖分類(lèi)號(hào)：TE357；TQ022.12""""""""""""""""""""" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A""""""""""""""""" 文章編號(hào)：1001-5922（2024）07-0117-04

Optimization and field application of the fourth-generation

intelligent layered water injection technology with cables

YUAN Yongwen1，ZHANG Xifeng1，LI Hongwei1，HU Chun2，NING Chaohua1，

YANG Honggang1，Cheng Yanjun1

（1. Drilling and production technology research institute of Petro China Qinghai Oilfield Company，

Dunhuang 736200，Gansu China；2. China petroleum qinghai oilfield company

oil production plant No.5，Huatugou 816499，Qinghai China）

Abstract： There are many types of reservoirs developed by water injection in Qinghai Oilfield， with strong heterogeneity and prominent development contradictions. In the process of fine water injection， the workload of measurement and adjustment and testing force are insufficient， and the problem of testing resistance due to well conditions has not been effectively resolved. To this end， the oilfield introduced the fourth?generation layered water injection technology， which eliminated the need to pull out testing equipment， solved the problems of equipment being blocked and stuck， optimized the cable sealing method， developed a cable straight?through packer and remote communication and control technology， realized real?time online regulation of the water injection layer， provided technical support for oilfield development， and provided a basis for subsequent process upgrades. The cable?type intelligent separate injection technology had been implemented in 45 wells in Qinghai Oilfield. The maximum number of separate injection stages was 5 seals and 5 arrangements， and the maximum depth was 2 033.5 m. The sealing rate of the construction section reached 100%.

Key word： qinghai oilfield；layered water injection；key technology；process optimization

青海油田位于柴達(dá)木盆地，油田地質(zhì)條件復(fù)雜、斷層眾多、古沉積環(huán)境變化大。在已發(fā)現(xiàn)的油田中，儲(chǔ)層多數(shù)具有含油井段長(zhǎng)、油層多、油層薄、含油飽和度低、地層壓力低、泥質(zhì)含量高、水敏性強(qiáng)等特點(diǎn)。巖性既有砂巖油藏、砂礫巖油藏、也有灰?guī)r油藏，主要為砂巖。油田儲(chǔ)層條件的復(fù)雜多樣，造成層內(nèi)非均質(zhì)性強(qiáng)，隨著主力油田開(kāi)發(fā)進(jìn)入中后期，油藏的矛盾日益突出，分注井縱向上層間差異大，分注合格率變化快，層段調(diào)配工作量大，需要發(fā)展第四代分注工藝，及時(shí)指導(dǎo)注水油藏的開(kāi)發(fā)調(diào)整需求［16?21］。分析了青海油田注水工藝現(xiàn)狀，提出了傳統(tǒng)分注工藝存在的問(wèn)題，研制改進(jìn)了有纜式第4代分注工藝，解決了儀器遇阻、遇卡、注水層段在實(shí)時(shí)在線(xiàn)調(diào)控等問(wèn)題，并對(duì)其在青海油田的應(yīng)用效果進(jìn)行了評(píng)價(jià)。

1"" 注水工藝現(xiàn)狀分析

隨著油田開(kāi)發(fā)進(jìn)入中后期，老油田含水逐年上升，個(gè)別區(qū)塊綜合含水接近90%。受層間矛盾加劇、注采對(duì)應(yīng)關(guān)系復(fù)雜的影響，導(dǎo)致無(wú)效水循環(huán)加劇，水驅(qū)動(dòng)程度低，精細(xì)注水工作量逐年增加，傳統(tǒng)分注工藝存在測(cè)調(diào)成功率低、分注合格率快速下降等問(wèn)題。

1.1"" 測(cè)調(diào)成功率低

統(tǒng)計(jì)近幾年的數(shù)據(jù)，注水井測(cè)試成功率較低，一般低于80%，具體結(jié)果如圖1所示。影響測(cè)試成功率的主要原因是測(cè)試遇阻、遇卡，占比超過(guò)50%，具體如圖2所示。

1.2"" 分注合格率快速下降

圖3為分注井合格率變化情況。

由圖3可知，分注合格率快速下降，要求至少每2個(gè)月對(duì)分注層調(diào)配1次，而油田現(xiàn)有的測(cè)試隊(duì)伍不足與分注井分注合格率的快速下降的問(wèn)題，隨著油田注水井?dāng)?shù)的增多越來(lái)越突出。老油田開(kāi)發(fā)后期，由于剩余油分布的復(fù)雜，定時(shí)點(diǎn)測(cè)的測(cè)調(diào)方式無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)分層流量和注入壓力等重要參數(shù)進(jìn)行長(zhǎng)期持續(xù)監(jiān)測(cè)等問(wèn)題，同時(shí)也無(wú)法滿(mǎn)足油藏分析評(píng)價(jià)對(duì)數(shù)據(jù)量的需求，亟需通過(guò)技術(shù)進(jìn)步和工藝升級(jí)來(lái)解決這一問(wèn)題。

2"" 有纜式第四代分層注水技術(shù)

針對(duì)傳統(tǒng)分注工藝的弊端，青海油田引進(jìn)有纜式第四代分注工藝。該工藝不需要投撈測(cè)試儀器，解決了儀器遇阻、遇卡的問(wèn)題，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了對(duì)配注層段的連續(xù)監(jiān)測(cè)及調(diào)配，大大提高了分注合格率。在工藝引進(jìn)過(guò)程中，為適應(yīng)高原油田的環(huán)境，對(duì)工藝進(jìn)行了本土化改進(jìn)和完善。

2.1"" 纜控高效密封技術(shù)優(yōu)化對(duì)比

傳統(tǒng)電纜密封采用世偉洛克一級(jí)密封，NPT螺紋處未設(shè)置密封結(jié)構(gòu)，如圖4所示。

由于井下壓力高，井內(nèi)液體易滲漏，施工過(guò)程易出現(xiàn)井下儀器短路現(xiàn)象。為保證入井工具的安全，技術(shù)人員對(duì)電纜密封裝置進(jìn)行優(yōu)化，去掉了NPT螺紋結(jié)構(gòu)，增加了密封數(shù)量，實(shí)現(xiàn)了三級(jí)密封，如圖5所示?？紤]到井下溫度、壓力的影響，將第一級(jí)密封設(shè)計(jì)為雙卡套管接頭，實(shí)現(xiàn)在高溫高壓環(huán)境下持久密封。

2.2"" 封隔器結(jié)構(gòu)優(yōu)化

傳統(tǒng)過(guò)電纜式封隔器的電纜繞過(guò)封隔器膠筒，存在接觸點(diǎn)多、密封風(fēng)險(xiǎn)大的問(wèn)題。為此，優(yōu)化封隔器結(jié)構(gòu)，自主研制出直穿式過(guò)電纜封隔器，具體如圖6、圖7所示。

直穿式過(guò)電纜封隔器的電纜由環(huán)空通過(guò)電纜頭進(jìn)入油管，繞過(guò)封隔器后再由油管內(nèi)部通過(guò)電纜頭穿出，用電纜密封頭連接電纜。電纜直接穿過(guò)封隔器后，一個(gè)封隔器減少了2處連接點(diǎn)，每口井減少施工時(shí)間4 h。“過(guò)纜斷點(diǎn)連接”改進(jìn)為“直穿過(guò)纜連接”的方式，大幅提高了電纜密封性能，有效縮短了施工工期，增強(qiáng)了系統(tǒng)運(yùn)行可靠性。

2.3"" 傳控一體化傳輸技術(shù)

為實(shí)現(xiàn)對(duì)注水井下層段流量的監(jiān)測(cè)與調(diào)控，研發(fā)了數(shù)據(jù)采集與傳輸、遠(yuǎn)程操作與控制、生產(chǎn)數(shù)據(jù)瀏覽與分析三級(jí)架構(gòu)的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，軟件界面如圖8所示。

該系統(tǒng)通過(guò)智能配水器采集溫度、壓力、流量數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)上傳至地面，經(jīng)過(guò)智能配水器控制柜解析后通過(guò)CDMA網(wǎng)絡(luò)與上位機(jī)通訊發(fā)布至系統(tǒng)網(wǎng)站，同時(shí)中心辦公網(wǎng)發(fā)出的指令也能按照協(xié)議解析后發(fā)送給智能配水器執(zhí)行控制命令，完成調(diào)配工作。數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)上位機(jī)軟件解析后入中心數(shù)據(jù)庫(kù)，確保數(shù)據(jù)的唯一性和準(zhǔn)確性，完成數(shù)據(jù)的無(wú)縫對(duì)接。各大系統(tǒng)均可使用該數(shù)據(jù)，使用者根據(jù)各自的權(quán)限進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢(xún)、數(shù)據(jù)采集頻率調(diào)節(jié)、配注量調(diào)節(jié)等操作。

3"" 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

3.1nbsp;" 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果

青海油田自2015年起，為解決注水井測(cè)試力量不足，測(cè)調(diào)勞動(dòng)強(qiáng)度大，測(cè)試遇阻、遇卡等問(wèn)題，按照“邊攻關(guān)、邊應(yīng)用、邊推廣”的思路，逐步探索實(shí)施有纜式智能分注試驗(yàn)與攻關(guān)。8年共實(shí)施45口井，最大分注級(jí)數(shù)為5封5配，最大下深2 033.5 m，試驗(yàn)井礦化度最高17×104 mg/L。跟蹤試驗(yàn)井的數(shù)據(jù)，其施工層段密封率達(dá)到100%，單井調(diào)配時(shí)間相比橋式偏心提高了6倍，避免了投撈測(cè)試，測(cè)試成功率達(dá)到100%，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)頻次成倍提高。

3.2"" 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用案例

以N8-1-2上井為例，該井采用三級(jí)、三段有纜式智能分注，配注量16 m3/d。分注管柱帶電纜下至設(shè)計(jì)層位后進(jìn)行磁定位校深，保證封隔器卡封位置避開(kāi)套管接箍。下管柱過(guò)程中通過(guò)地面控制器對(duì)儀器信號(hào)進(jìn)行采集，整個(gè)過(guò)程儀器工作正常，未出現(xiàn)短路或電流異常。后續(xù)經(jīng)油管加壓5、10、15、20 MPa，分別穩(wěn)壓5 min，觀(guān)察管柱懸重和套管溢流，懸重下降套管溢流消失，判斷座封完成。之后現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)地面控制器控制井下智能配水器打開(kāi)Ⅱ配水嘴，地面壓力經(jīng)“開(kāi)-關(guān)-開(kāi)”工作制度的變化，判斷3只封隔器密封嚴(yán)密。

N8-1-2上井投注后，在持續(xù)跟蹤試驗(yàn)井效果的過(guò)程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)Ⅳ-5+6小層單層突進(jìn)，關(guān)閉Ⅳ-5+6小層，并對(duì)Ⅳ-18、Ⅳ-24小層重新分配注水量。15 d后測(cè)調(diào)發(fā)現(xiàn)啟動(dòng)了Ⅳ-20、 Ⅳ-23、 Ⅳ-16+17小層，吸水剖面改善明顯，如圖9所示。

N8-1-2上井組在換封后生產(chǎn)平穩(wěn)，產(chǎn)液量在關(guān)閉單突層注水后下降明顯，含水率也有降低，但是產(chǎn)油量基本持平，如圖10所示。

4"" 結(jié)語(yǔ)

（1）智能分注實(shí)現(xiàn)了對(duì)分注層段注水量、溫度、壓力的實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)注水層段的異常并及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，對(duì)提高分注合格率，改善水驅(qū)效果，避免無(wú)效注水有積極作用；

（2）智能分注實(shí)現(xiàn)了油藏?cái)?shù)據(jù)的連續(xù)采集，結(jié)合油藏工程分析及油藏模擬研究，將進(jìn)一步提高油藏方案調(diào)整的目的性和有效性，從而提高精細(xì)水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果；

（3）智能分注在青海油田應(yīng)用5年來(lái)，經(jīng)自主改進(jìn)優(yōu)化，基本實(shí)現(xiàn)了技術(shù)的本土化，具備了規(guī)模應(yīng)用的基礎(chǔ)，下一步將通過(guò)工程、油藏一體化研究，探索智能化油藏管理模式。

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