分注井测调工艺及应用

分注井测调工艺及应用唐宝峰二〇一三年八月分层注水管柱简单管柱：单管分层配水、多管分层注水。井中只下一套管柱，利用封隔器将整个注水井段封隔成几个互不相通的层段，每个层段都装有配水器。注入水从油管入井，由每个层段配水器上的水嘴控制水量，注入到各层段的地层中。底球+筛管+丝堵配水器注水层人工井底封隔器注水层配水器封隔器注水层配水器新型注水管柱：常规悬挂式分层注水工艺管柱锚定补偿式分层注水工艺管柱防蠕动分层注水工艺管柱分层防砂注水一体化注水工艺管柱防返吐分层注水工艺管柱套变井小直径分层注水工艺管柱高压差分层注水管柱（双管）一、分注井分注工艺简介①常规悬挂式分层注水工艺管柱配水器反洗阀配水器注水层封隔器封隔器人工井底注水层水力锚配水器反洗阀配水器注水层封隔器人工井底注水层不保护套管保护套管适用条件：不出砂油藏注水压力≤15MPa井深≤2500m温度≤160℃套管：51/2in，7in管柱结构形式：不保护套管保护套管管柱结构组成：右图一、分注井分注工艺简介工作原理配水器反洗阀配水器注水层封隔器封隔器人工井底注水层水力锚配水器反洗阀配水器注水层封隔器人工井底注水层不保护套管保护套管

①常规悬挂式分层注水工艺管柱1）管柱下井2）坐封、锚定3）注水4）反洗井5）测试调配6）解封一、分注井分注工艺简介②锚定补偿式分层注水管柱注水层位注水层位底筛堵BC补偿器ZJK配水器SK水力卡瓦注水层位SLM水力锚人工井底ZJK配水器Y341G封隔器注水层位Y341G封隔器保护套管管柱1、适用条件高温高压深井：含动停层、含方停层井层间差异大的分注井适用井深：≤3500米注水压差：≤35MPa适用井温：≤160℃适用井斜：≤45°坐封压差：16～20MPa解封方式：上提管柱2、结构组成1）不保护套管2）保护套管一、分注井分注工艺简介注水层位注水层位底筛堵BC补偿器配水器SK水力卡瓦注水层位SLM水力锚人工井底配水器Y341G封隔器注水层位Y341G封隔器保护套管管柱3、工作原理1）下井2）坐封，锚定3）注水4）反洗5）解封4、性能特点管柱结构能有效补偿温度和压力效应下的管柱伸缩，克服管柱的蠕动，改善管柱和封隔器的受力条件，提高封隔器的有效工作寿命。具备一次打压坐封全部封隔器和启动液压工具的特点。配水器单向阀结构可以防止层间串通。油管内正打压,首先是水力锚启动,水力卡瓦坐卡,锚定支撑管柱,然后是补偿器、配水器启动,打压至20MPa后,封隔器坐封完成.油管泄压后,配水器轨道换向,进入正常注水轨道,注入水经各级配水器进入对应的注水层段.②锚定补偿式分层注水管柱一、分注井分注工艺简介偏心分注流量测试采用递减法计算油层C油层BQCBA=QC+QB+QA油层AQA=QAQBA=QB+QA定向井小水量桥式偏心分注工艺研究取得突破，具备规模应用条件。桥式偏心分注流量压力单层直测

桥式偏心分注工艺实现了流量压力单层直接测试，提高了测试精度。QC=QCQB=QB油层C油层B油层AQA=QA一、分注井分注工艺简介桥式偏心分层注水管柱结构及工艺原理

由Y341可洗井封隔器、桥式偏心配水器、配水堵塞器、球座等组成。管柱结构：工艺原理：采用桥式过流通道结构和四皮腕集流式测试密封段，实现了流量单层直测、中心通道测压。流量计常规偏心非集流主通道偏心筒流量计桥式偏心集流桥式通道桥式偏心配水器及剖面示意图一、分注井测调工艺简介1.分层流量调配测试技术

原理：测试时将流量计与测试密封段相连，用钢丝将流量计下至最下一级配水器以下3～5m，然后上提流量计至配水器以上3～5m，打开密封段定位爪，下放钢丝将流量计坐入配水器内，测试该层的注水量，然后上提，依次测出其它各层段的注入量。集流法特点：直接测取各分层流量，消除了绝对误差的迭加，测试资料准确度高。配套仪器：集流式涡街流量计、平衡式测试密封段。配套测试技术及工艺原理

2.分层验封测试技术

特点：一次验封过程，每一级封隔器均验封两次，一次是密封，即表明该封隔器密封。配套仪器：Φ20mm

双通道压力计配套测试技术及工艺原理

原理：测试密封段上端连接一只双通道压力计，用钢丝将仪器串坐入配水器内，在井口做“开-控/关-开”压力激动，每一动作稳定3～5min；采用双通道压力计测试套管压力变化，油管压力变化；测试完毕上提，依次完成其它各层段的测试。数据回放后，根据油套压力变化曲线判别各层的密封效果。

验封2.分层验封测试技术

（一封二配）验封测试曲线

配套测试技术及工艺原理

西安惠众石油装备有限公司

验封1、钢丝测调：局限性：1、井深1800米、井斜35度以上的分注井投捞成功率低于40%；2、固定系列水嘴不适应配注10方以下小水量调配需要；3、效率低：单井测调2-3天；4、精度低：测量误差20%-30%。二、分注井测调工艺简介2、偏心电缆测调：二、分注井测调工艺简介偏心配水器Y341-114封隔器偏心配水器偏心配水器Y341-114封隔器Y341-114封隔器长庆油田偏心分注井管柱结构图●有效的避免了常规调配方法反复投捞堵塞器、反复存储式测量所带来的测试周期长、劳动强度大的弊端。●以其测试数据实时直读、测调同时进行、调配精度高等特点深受各油田单位的亲睐。边测边调测试技术：边测边调技术是目前注水井调配最先进的方法之一：它利用微电机做动力源在井下调节水嘴，在地面直接观察井下流量变化，对目的层注入量可实时做出判断和调整，仪器一次下井可完成全井各个层段的调配。对比常规投捞调配的优势：二、分注井测调工艺简介边测边调工艺在大庆油田已经应用了12000多井次，在吉林、辽河、长庆、大港、新疆等油田也已规模推广应用，大大提高了测调效率，降低了作业成本，提高了水驱开发效果，体现了技术的先进性。主要技术优势如下：各层压力、流量均可直读获得；单层测调时其它层段依然正常注水；整体测调效率能提高两倍以上。二、分注井测调工艺简介二、分注井测调工艺简介投捞器通过下放、上提，凸轮在偏心配水器底部被刮开，带动投捞臂和导向爪打开。导向爪保证投捞时，投捞臂对准配水器的偏心孔，测试可调堵塞器投入（捞出）偏心配水器。

投捞器堵塞器配水器利用微电机做动力源在井下调节水嘴，在地面直接观察井下流量变化，对目的层注入量可实时做出判断和调整。二、分注井测调工艺简介

鉴于各个井况复杂、地层吸水性不同、调配前流量不同，单井作业时间长短不同,现已以100口一封两配注水井为例分析时效如下：步骤一第一趟测流量，调整总流量（2小时）不成功步骤二第二趟捞强吸水层水嘴（1.5小时）第三趟投更换尺寸后水嘴（1.5小时）第四趟测流量（1.5小时）步骤三按步骤二再做弱吸水层投捞后测量不成功不成功步骤四按步骤二再做一遍不成功继续累计2小时成功率小于5%，每100井次此环节成功5井次成功成功累计11小时成功率小于70%，每100井次此环节成功20井次成功累计6.5小时成功率小于50%，每100井次此环节成功45井次成功累计15.5小时成功率小于90%，每100井次此环节成功20井次常规调配作业程序和时间智能调配与常规调配的时效对比二、分注井测调工艺简介

以一封两配为例分析时效如下：智能调配调配作业程序和时间步骤一第一趟测流量，调整总流量（2小时）不成功步骤二第二趟捞强吸水层水嘴（1.5小时）第三趟投可调水嘴（1.5小时）第四趟测流量，调尺寸（2小时）不成功步骤三第五趟捞弱吸水层水嘴（1.5小时）第六趟投可调水嘴（1.5小时）第七趟测流量，调尺寸（2小时）累计2小时成功率小于5%，每100井次此环节成功5井次成功累计7小时成功率小于80%，每100井次此环节成功75井次成功累计12小时成功率100%（踢出井况因素），每100井次此环节成功20井次成功二、分注井测调工艺简介1、第一次调配：

（1）常规调配时效分析表步骤一成功步骤二成功步骤三成功步骤四成功步骤五成功总计时效（小时/口）井数54520201010010.32工作时间（小时）10292.52203102001032.5（2）智能调配时效分析表步骤一成功步骤二成功步骤三成功总计时效（小时/口）井数575201007.75工作时间（小时）10525240775二、分注井测调工艺简介（1）常规调配时效分析表步骤一成功步骤二成功步骤三成功步骤四成功步骤五成功总计时效（小时/口）井数54520201010010.32工作时间（小时）10292.52203102001032.5（2）智能调配时效分析表步骤一成功总计时效（小时/口）井数1001005工作时间（小时）3003002、第二次及以后调配：二、分注井测调工艺简介以上分析是以一封两配为例，在注水层多余两个的情况下，调节难度加大，智能调配的优势更加明显。第一轮调配任务中常规调配时间较长于智能调配。因为智能调配采用可调式堵塞器，所以在第二次及以后调配任务中无需投劳作业，智能调配在5小时左右即可完成，而常规调配还需重新进行投劳作业，工作时效仍然长达十小时左右。3、智能调配与常规调配的时效对比总结：二、分注井测调工艺简介井筒结垢严重仪器遇阻现象较多二、分注井测调工艺简介目前存在主要困难老井阀门坏或漏水现象严重阀门打开后此处漏水，漏出的水比注入的水多二、分注井测调工艺简介配水器上导向槽结垢和锈蚀造成投捞器不能进入预定轨道配水器上安装堵塞器的孔眼本身锈死，造成堵塞器和配水器粘在一起二、分注井测调工艺简介打捞出的堵塞器原装堵塞器锈死造成堵塞器上上提松开卡箍不能自动弹起限位点不能自动收回二、分注井测调工艺简介配水器上安装堵塞器的孔眼被堵配水器上安装堵塞器的孔眼被堵、生锈孔眼生锈和被堵后即使用榔头敲也不能使堵塞器安装到位二、分注井测调工艺简介3、同心电缆测调：二、分注井测调工艺简介Ⅰ类分注管柱图（井深≤2000米、层数=2层）Ⅲ类分注管柱图（分注层数≥3层、卡距大于2米）Ⅱ类分注管柱图（井深>2000米、层数=2层）Ⅳ类分注管柱图（分注层数≥3层、卡距小于2米）长庆油田同心分注井管柱结构3、同心电缆测调：二、分注井测调工艺简介桥式同心配水工作筒的水量调节是通过专用调节器转动工作筒中心位置的同心活动筒，来改变注水流通面积，从而实现注水大小的调节。出水口出水口同心活动筒定位爪防转爪调节爪桥式同心配水工作筒水流出口为两个对称的大小可调的窄长型椭圆出口，在保证最大注入量的情况下，实现水流量调节的高分辨率，实现细分精细化注水。全开状态全关状态半关状态二、分注井测调工艺简介专用同心智能测调仪和桥式同心配水工作筒在井下的对接也是同心对接。在大斜度井和井壁沾污严重的井中，也可进行正常对接，实现测调同步进行。仪器转速较慢，配合窄长型水流出口，可以适应各种低注入量配注的精度要求。二、分注井测调工艺简介调节器有两个定位爪和一套调节头。定位抓实现仪器定位和固定仪器自身，调节头实现水量大小的调节功能。定位爪可张收，从而实现仪器在井下工作时，可随意进行上下各层单独操作。调节头定位爪流量测量部分调节爪收回状态调节爪张开状态二、分注井测调工艺简介可进行多层任意设置，可实现精细化配水要求。可调水嘴和配水工作筒为一体化结构，不存在水嘴打捞问题。同心桥式配水工作筒可以实现完全关死功能，关死后可以承受60MPa压差，并且调节活动筒始终承受平衡压，可以保证在高压差环境下顺利打开。调节螺纹具有自动脱扣功能，可以有效防止调节活动筒在最上方和最下方不会出现卡死情况。具有较大流通面积的桥式过流通到，仪器通过工作筒时，对其他层位注水量影响较小。中间为直径46mm的测试通道，联通上下油管。二、分注井测调工艺简介无论是仪器在井下定位对接还是调节对接均为同心对接，所以大斜度井和沾污严重的井况对井下仪器与配水工作筒的对接成功率影响不大。相对于偏心工作筒用的调节器，此类同心工作筒使用的调节器无较长的侧向调节臂，动力传递均为同心连杆，机械结构简单，可靠性很高；并且动力传递效率高，最高峰值扭矩可达15N.m。流量的测量在工作筒的上部油管水流稳定区，流量测量精度高。井下调节器尺寸短小，结构紧凑，非常适合工人在井口人工举升操作。为了方便大斜度井作业，配有过线万向节，扶正器等必要配件。二、分注井测调工艺简介4、三代水井测调技术对比：项目方法常规配注桥式偏心电缆测调桥式同心电缆测调测试仪器