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浅谈智能测调技术应用情况

发表时间：2021/5/12 来源：《基层建设》2021年第1期作者：王海锋1 李丹丹2 王海军3 杨宏松4

[导读] 摘要：传统的分层注水调配作业离不开钢丝、电缆作业，存在测试调整工作量大、周期长等问题，已经无法满足油田高效、经济注水开发的测调需求。

        1.大庆油田有限责任公司第三采油厂第四油矿注聚队；
        2.大庆油田有限责任公司第三采油厂第四油矿北六联；
        3.大庆油田有限责任公司第七采油厂第三油矿测试队；
        4.大庆油田有限责任公司第三采油厂地质大队
        摘要：传统的分层注水调配作业离不开钢丝、电缆作业，存在测试调整工作量大、周期长等问题，已经无法满足油田高效、经济注水开发的测调需求。智能分层测调技术与互联网技术结合，采用手机网络远程监控、控制油田注水井各层注水压力、流量，调节控制各层的注水量，从而降低劳动强度，提高注水测调效率。
        关键词：分层测试；智能测调
        1 引言
        注水是油田补充地层能量、提高采收率最为有效的措施之一，为了有效的解决开采层内与层间矛盾，采用细分层系，精细注水来实现各潜力层均衡注采开发。在目前的常规注水工艺中，虽能实现分层注水，但是其测试调整工作量较大，从而增加了油田后期开采成本，为保证测调成功率，提高注水合格率，研发智能分层注水技术，将互联网技术与分层测调结合为一体，该技术在现场进行初步实验，具有一定推广前景。
        2 测调技术发展史
        分层注水工艺从上世纪50年代初期的第一代笼统注水及固定式配水器注水的方式，到70年代至90年代发展成以空心配水器、665-2偏心配水器、同心集成配水器为典型代表的第二代注水方式，经过半个世纪的技术发展和改良，逐步实现21世纪桥式偏心分层注水技术、桥式同心分层注水技术及相配套的高效测调联动分层注水测调技术，标志着分层注水技术步入了第三代机电一体化的测调联动时代。尤其是近二十年，注水井分层注水技术已经发展到了第四代井下智能注水及地面智能控制调整时代。当前国内最为流行的第四代智能注水技术包含以下三种：井下存储式近距离无线传输注水技术、压力波全井无线智能注水技术、全井捆绑电缆式智能注水技术，能够让注水井各小层注水量实现自动分层测试调整。目前我矿进行的试验主要采用后二种，即压力波全井无线智能注水技术、全井捆绑电缆式智能注水技术方式。
        3、北过水驱智能测调实验背景
        3.1常规测调技术存在不足
        3.1.1配水器测试调整工艺复杂、成功率一般。需要专业人员、车辆仪器装备通过投捞或对接的方式改变水嘴规格，工艺复杂，测调工作受环境影响；
        3.1.2单井测调稳定时间长，施工成本高，斜井、水平井无法常规测调分注。作业后测调稳定困难，测调配注时间长，测调设备、仪器与工具应用成本高；
        3.1.3流量实时监测仅局限在短时间内进行，无法实现持续监测；一个测试周期对应一次测试结果，日常分层注水状态无法进行实时跟踪。
        3.2随着分层注水应用增多，笼统注水方式逐渐被取代，单井分段向精细化、测调周期向扁平化过渡。
        目前我矿共有7个水驱班组，负责全矿314口注水井测调工作，班组月均测调层数为32.5层，较计划高7.1层，测调能力已达饱和。
        3.3单井测调周期延长，注水合格率降低
        我矿四段以上注水井共计115口，占全矿注水井井数36.62%，其中基础井网4个月后检配符合率为69.7%，二次加密井网4个月后检配符合率为55.4%，该类井平均测调周期为4.12月/井，低于全矿注水井测调周期5.25月/井，如将该类井测调周期缩短至3月/井，预计进一步增加工作量125井次/年，全年水驱工作量增加14.5%，工作量增幅较大，目前测调能力难以满足。
        B4-71-BW264井为我矿一口二次加密注水井，该井的两次测调间隔为5个月，检配资料中偏4层段注水量为52m³/d，超层段配注40m³/d百分之三十。
        4 智能测调应用情况
        4.1核心技术情况
        4.1.1工作原理
        地面控制器通过电缆向井下智能配水器持续供电，保证每层的配水器都能够完成数据采集、流量调节、压力录取等功能，地面控制部分通过外接电源进行数据显示及外传。
        4.1.2智能配水器构成及工作原理
        井下智能配水器一体化构成，主要由上接头、过流通道、验封短节、一体化可调水嘴、电机、流量计短节、井下控制芯片、下接头等组成，各部件分体组合，由电缆进行供电和通信，如图所示。
        智能配水器结构及实物图

        4.2现场应用情况
        通过井口电缆与笔记本电脑连接后控制分层注水量，如图可视，该界面中直接显示油压、套压、分层注入量的变化曲线，通过调节控制阀控制开度对单层流量进行控制。
        测调软件显示界面统计跟踪我矿9口智能测调井注入情况发现，调整水量后保持稳定时间较短，以北4-101-BW262井为例，该井2019年1月18日测调完成后分水，注入压力14.6MPa，配注105m³/d，智能测调注水量104m³/d，每月对其进行一次卡片跟踪。
        3个月后，全井注水量由104m³下降至81m³，全井注水量波动26%，仪器吊测水量由108m³下降至90m³。
        其中偏4层段注水量变化最大，由17m³/d波动至12m³/d，仅能完成配注的60%，属于不合格层，影响注水及合格率指标。
        通过跟踪发现智能测调3个月以内符合率较高，超过3个月后开始出现不合格层，超过4个月后全井符合率、分层符合率均低于传统测调方式，需要及时进行调整。
        4.3应用结论
        4.3.1目前我矿智能测调井单井稳定时间为2.4月/井，当测调间隔时间超过3个月时，其检配分层符合率低于70%，与传统测调方式相比稳定时间缩短1.7月/井。
        4.3.2单井测调时间为0.5天/井，无需立放防喷管，无需测试绞车进行单层投捞，单井测调时间节约2.5天/井。
        4.3.3智能测调方式稳定性差于传统测调方式，但由于其单井测调时间短，工作量小，建议缩短测调单井测调周期至2.5月/井，实现对单井、单层压力、注水量的连续跟踪调整。
        5 前景及下步工作
        5.1前景
        一段时期以来，通过加大科学实践团队投入、加速新材料与新设备的开发使用规模、加强新工艺技术投入现场试验论证，层段流量检测和调整等核心技术已被逐一攻克，这样就奠定了第 4 代分层注水工艺技术基础，实现了分层注水地面全程监测与自动控制调整同步的功能，通过典型区块应用，达到了预期效果，具备相当的应用前景。同时希望经过试验后，各智能测调厂家统一数据传输标准，统一资料格式，为下一步室内控制现场分层注水量奠定基础。
        5.2下步工作
        5.2.1通过北部过渡带水驱配注方案符合率的探讨研究，对典型监测区块注水合格率的变化情况，与现有测调周期进行比对，重新核实分层注水合格率指标的制定措施，并将应用结果推广到普通区块，为测调周期的普遍适应性管理提供大量详实数据。
        5.2.2持续对智能测调单井资料进行月度跟踪并与传统测调分层注水量进行对比分析，摸索智能测调方式单井合理测调周期。
        5.2.3实验井单井引入电源及厂家数据传输工具，实现室内分层注水量调控，进一步节约人力物力。
        参考文献
        [1]赵欣. 新型分层注水工艺智能测调技术的研究，化学工程与设备，2016年1期
        [2]孟祥海等.远程无线智能分层注水测调技术的开发与应用_化学工程与设备，2016年10期
        [3]刘义刚.渤海油田分层注水井电缆永置智能测调关键技术,石油钻探技术，2019年47卷
        [4]刘合.第四代分层注水技术内涵、应用与展望，石油勘探与开发，2017年8月