连续油管水平井分段测试技术在油藏自喷井试井中的应用

发表时间:2020/11/4   来源:《科学与技术》2020年19期   作者:李金华 屈孝和 许辉
[导读] 试井能帮助油田更好了解油藏动态和地层参数的变化,为以后的油井开发比如找水、
        李金华  屈孝和  许辉
        西安思坦仪器股份有限公司  陕西西安  710065
        摘要:试井能帮助油田更好了解油藏动态和地层参数的变化,为以后的油井开发比如找水、堵水、找油以及射孔钻井提供科学依据。水平井开采技术已经应用于几乎所有类型的油气藏,水平井分段测试技术是水平井发展的重要配套技术。该技术通过连续油管内置电缆:下井下挂两个电动封隔器+多参数工作筒,实现井下温度、流量、含水、内外压力等参数测量,当油嘴开关关闭时可测地层恢复压力。该技术相对传统技术优点:一次下井可多次分段测试,获得不同油层参数。该技术意义:最大优点能多层位实现座封解封,施工简单成本低,达到一次下井实现多油层测试,该技术已经于2019年在新疆油田成功使用。
        关键词:连续油管;测井;自喷井;电动封隔器
        
        1背景介绍
        目前油田测井工艺主要停留在机械封隔器加工作筒模式下测井,要想获取一层油层参数,就必须在该油层射孔处附近的上下各放置一个机械封隔器,在两个封隔器之间放置一个工作筒,来获得该层位处油层压力、流量、含水、温度以及恢复压等参数。要想获得全井端各油层地层参数,就必须下挂数量众多的封隔器和工作筒。此方法带来施工成本高,下挂仪器众多导致仪器密封失效风险加大,施工强度大,在大斜度井以及水平井等井况无法施工等问题。
        2分段测试技术思路概况
        鉴于以上测井困境,新疆油田提出采用连续油管下挂电动封隔器的思路。即井下仪器与连续油管连接,当仪器下放到测试层时,电动封隔器坐封,油嘴开关打开,进行产液测试,完成测试后,关闭油嘴开关,进行地层恢复压力测试;完成当前层测试工作后,电动封隔器解封,连续油管上提仪器到另一测试层,然后进行封隔器坐封,再进行另一层产液及地层恢复压测试,即可完成多油层分段测试。
        3产液测试
        (1)仪器连接顺序:地面控制器+连续油管+遥测短节+柔性短节+张力磁定位+丢手+筛管短节+上电动封隔器+多参数工作筒+下电动封隔器
        (2)地面控制器包括测井主机(笔记本带软件)、采集单元、数控系统组成。
        (3)连续油管:实现仪器下井与上提,并能通过连续油管内置电缆实现井下仪器通讯与数据采集等功能。该连续油管相对普通油管而言具有更好的绕性,连续油管能盘在连续油管车上,因此下水平井比普通长度约为10米的油管通过接箍连接而成的具有独特的优点
        实现仪器下井与上提,并能通过连续油管内置电缆实现井下仪器通讯与数据采集等功能。
        (4)遥测短节:用来控制井下多个仪器通讯,并把所连接的多个仪器的数据整合,通过数字编码的方式传送到地面控制器,遥传短节主要功能给下挂仪器供电和通信。
        (5)柔性短接:为井下仪器提供绕曲度,方便井下仪在从直井段进入水平段,弯曲角度达到16°。
        (6)张力磁定位短节:物体在施加压力或拉力时,物体产生形变,利用应变片测量物体的形变量;磁定位采用磁钢和线圈组合,测量节箍感应电动势,通过计数感应电动势数量即可得知井下仪所处位置。
        (7)丢手:当井下仪器遇阻时,实现丢手剪钉剪断,从而连续油管与下接仪器脱开,从而有效防止连续油管被拉断掉入井中,同时与相应的打捞工具配套使用,再下该打捞工具打捞丢手的打捞头,实现井下仪器打捞出井。
        (8)筛管短节:产液测试目标地层井液和主流层井液的混合液从筛管处流出,从仪器和套管之间环空流向井口。
        (9)电动封隔器:上下封隔器结构相同,当两个封隔器均座封后,即实现了多参数工作筒油嘴处与其它地层的隔离,即其它地层的井液无法流到工作筒的油嘴处,即实现了屏蔽功能,达到了分段测试的目的,通过分析每层井液的流量、含水、压力等参数,即可找到主产油层和产水层,为油井开发提供科学指导。
        电动封隔器工作原理:利用电机带动液压泵通过单向阀给扩张式胶筒内打压座封,仪器内安装两个分别测量封隔器内外压力的传感器,当压力差达到设定值时,电机停止工作,封隔器坐封完毕;当需要解封时,电机通电,解封结构工作打开泄压阀进行解封;若电路出现故障,无法自动解封,上提仪器,剪钉机械解封。
        电动封隔器主要由坐封装置、电动解封装置、上提解封装置、胶筒组件,过流通道,控制电路构成。

        (10)多参数工作筒,实现单层产液温度、流量、含水、管内、管外压力的测量,并把测量的数据通过遥测短节发送到地面数控机;当油嘴开关关闭后,可测地层恢复压;流量测量:采用浮子流量计;含水测量:采用电容法;温度测量:采用电阻式传感器;压力测量:通过管内、管外两个耐高温压力计;油嘴开关:采用平衡压结构设计。

        5分段测试技术现场应用
        在新疆油田使用,将仪器串下放至4040m开始第一次坐封,坐封压差10MPa,环境温度约100℃,环境压力约45MPa,坐封时间15~20min,坐封成功后每个射孔段测试30min,共完成完成3个射孔段分段测试工作。
第一段:连续油管将仪器串下放至4040m到位后,流温98.8℃、流压44MPa,开始坐封(10MPa)。
        第二段:下放至4084m,流温99.7℃、流压44.3MPa。
        第三段:下放至4241m,流温101.8℃、流压45.6MPa,流量至14.7m3/d后稳定,工作筒含水36%左右。
         结论:射孔段温度约100℃、压力约45MPa,日产液约40m3/d,含水率约40~50%。
        6测试意义:
        能帮助油田更好了解油藏动态和地层参数的变化,为以后的油井开发比如找水、堵水、找油以及射孔钻井提供参数,井继续加长水平段对油井开采是否有实际意义等。
        油田需求:实现机电控制,提高施工科技程度;降低施工成本。
参考文献
李明江.电缆地层测试产能分析方法研究[D].中国石油大学(北京),2007.
刘德君.电动封隔器在电缆地层压力测试中的应用[J].石油机械,2007, (05)
        作者简介:李金华(1984.08-),男,硕士,中级工程师,现从事石油仪器相关设计及其研究工作。
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