注水井分层测试提效工艺技术研究与应用

李全

大庆市采油三厂地质研究所 黑龙江大庆 163000

摘要：近年来，我国的现代化建设的发展迅速，传统分层注水调配测试离不开钢丝、电缆、测试车，存在测调效率低、分层水量变化发现不及时等问题，越来越不适应油田精准开发的要求。智能分层测调技术与互联网技术结合，通过网络实现远程监控、控制并调节注水井各层注水压力、流量，实现注水井分层流量实时回传、实时调整，提高注水测调效率和测试合格率，降低劳动强度。

关键词：注水井分层测试；提效工艺；技术研究；应用

引言

油井的日常管理过程中，控水稳油是经常提到的概念之一，直接影响油井的产量，与注水质量息息相关，注水井在日常的工作过程中不可避免的产生各种各样的问题，造成注水合格率下降，注水质量不达标。油井的生产质量与注水井水量的波动有着直接影响，因此我们要对注水井故障进行分析，制定科学合理的处理措施，保障注水合格率。

1注水井智能测调原理及结构

目前分层注水技术已发展至第四代井下智能注水及地面智能控制时代。现阶段国内发展的第四代智能注水技术主要有三种：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，可实现井下各层水量自动测调。X矿进行试验的主要采用全井捆绑电缆式智能注水技术。

1.1工艺原理

配水器采集的数据上传至地面控制器，通过解码传送无线传输模块，通过服务到达客户端，同时客户端发的指令由无线网络传送到地面控制器，进行解码后发送到井下配水器，实现每层的配水器完成数据采集、流量调节、压力录取等功能。

1.2工具结构

井下智能配注器采用一体化结构，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，各部分相对独立，由电缆进行供电和通信。

2常规测调问题诊断及措施

2.1 诊断方法步骤

在常规测调中，管柱因素影响占比38.2%，经过测调现场问题井的大数据分析诊断，进一步优化了井下工具失效诊断方法：（1）油管漏失时，采用直读式流量计测试，现场判断是否漏失；（2）底球漏失时，采用伽马定位配合测试，确定仪器是否下过最下一级配水器，验证底球位置是否漏失；（3）可投死芯子验证全井是否吸水；测试显示有水量时再验漏失位置；若全井无水量时，恢复正常测试，判断能否恢复正常注水；如不能恢复注水则证明配水器已失效，需检管作业。

2.2 测试保障措施

针对现场测调时井下工具验证及测调占产时间较长等问题，创新研发了多种测试配套装置，进一步提高测试一次成功率。

2.2.1研发减震装置降低测试仪器故障率

针对测试仪器测调过程中易于受到撞击而受损的问题，研制了减震装置加装在原有扶正器上，由上到下按照电磁流量计、仪器减震器、扶正器顺序依次相连，下部扶正器所遇撞击传递到减震器时被吸收分解，来减小对上部电磁流量计的伤害。安装减震装置后仪器故障明显减少，效果非常显著。

2.2.2研制测试仪器定位装置提高测试一次成功率

为解决测试仪器准确定位的问题，研制了上定位器和悬挂式定位装置，可以实现测试仪器的深度定位，对2层分注井，2种定位器都能准确定位，在3层分注井中，考虑钢丝误差影响选取悬挂式定位器更精准。定位器的使用使得测试资料一次成功率明显上升。

3地下分注井分析

3.1封隔器验封方法

封隔器在注水井管理中的验封是十分重要的，完井作业测试时，套压在堵上层注下层时与油压基本持平，或者正常注水时，油压与套压随着注水量突然上升基本相同。现场验封的方式主要分为两种，一种为正注套溢法，封堵正注井的上层，向下层注水，如果封隔器密封不严，套管就会出现溢流的情况；另一种为压力变化，通过对注水量的改变，记录下油压与套压的变化情况，是否同步，确定封隔器是否密封良好。

3.2与封隔器不密封相似故障分析

如果油压与套压出现持平，表示封隔器密封可能出现问题，油压与套压随着注水量的变化发生一定的改变，实际的生产过程中，除了封隔器会造成以上故障发生，别的因素也可能造成以上故障的出现，需要我们对施工现场实地考察，找到影响因素，制定相应处理措施。我们以某油田注水井为例，该注水井为单管两层正注分注，一级两段，从故障现场表现出来的情况分析主要是封隔器密封故障产生的，但是也有其他因素的影响。

3.2.1套管闸门刺坏，关不严

对换水后的注水井进行测配，通常情况下测配套压值为零，如果测配偏2时，可能是因为上层能量高反吐水造成的，一般情况下，套压是不会发生变化的。该井的现场实际情况是油压与套压都是相同的10MPa。井口流程一切正常，经过我们采取相应的验封方法进行检验发现，油压与套压随着水量和压力的下降也跟着下降，水量增加时压力也一同上升。在排除人为操作失误的情况下，首先怀疑封隔器密封问题，我们对正常注水情况下进行仔细验证，注水量在关闭油管阀门的情况下，应该为零，但是实际上水量还显示有1m3，管线没有发现刺漏，在关死生产闸门的情况下，井口油压下降，但是套压并没有下降，套管处仍有温度，套管阀门处隐约有过水声，这时候我们可以判断因为套管闸门刺漏关不严，导致水流从套管下进入井底。这时候我们需要对套管闸门进行更换，注水后如果套压归零，可以正常测配。对该井产生的故障原因进行分析，套管闸门在通常情况下是关闭的，除了洗井是打开，这种阀门不经常开关，很容易被人们忽视，一旦发生故障隐蔽型很强，很难被及时发现，人们往往认为是封隔器密封问题，浪费人力财力。

3.2.2井下洗井阀关闭不严

以某水井为例，对换水后的注水井进行测配，油压为10MPa，套压为2MPa，套压不能放空，首先就是怀疑封隔器出现问题，或者地层压力高，这时我们采取关闭注水井观察压降的方式，一段时间后，油压下降到2MPa，套压下降到1MPa，套压还是不能防控，打开注水井后，油压与套压经过一段时间又回到最初压力。如果封隔器不密封，油压与套压会基本保持一致，因此我们在洗井后对水嘴进行分析研究，可能是因为洗井阀内附着泥沙或者杂质，导致关闭不严，出现小孔道流水，造成套管内存在2MPa余压。想要有效的解决以上情况，就要在洗井时使用大排量冲洗，洗井后快速注水，洗井阀门在压差的作用下关闭，可以正常对该井进行测配。

3.2.3油管挂密封圈刺

正常注水过程中，如果水量突然上升，套压逐渐的升高到与油压一致，我们在关闭生产阀门时还存在一定的余压，就说明油管挂盘根可能出现刺漏，我们可以采取停井半小时当压力为零的时候，利用反注的方式，观察油管是否快速返水，如果套管与水温相近，说明油管密封圈出现问题，这时候我们需要及时向有关部门汇报情况，并采取有针对性的措施。

3.2.4管柱漏失或底部球座失效

我们在进行试漏的过程中，要由专业人员堵死井下配水器，然后开水后查看水量是否出现变化，如果水量发生变化，就说明出现油管漏失或者球座失效问题。一般在注水时间较长的注水井或者采取过洗井措施的注水井中经常出现以上问题，想要解决以上问题首先就是排查底阀是否存在异物，采取一定的措施排除异物，保障底阀关闭。

结语

（1）通过大量的注水井分层测调问题研究分析，建立科学高效的问题诊断方法和诊断模版是提高测调一次成功率和测试资料准确率的有效途径。（2）优化测调措施及时进行有效的分层测调有助于准确判断注水状态，为配注调整和高效注水提供重要依据，助力提升水驱油藏开发效果。（3）该诊断方法和模版可准确快速判断井下工况，现场及时解决测调问题，提高注水时率，并减少无效作业井，降低生产成本，提高油田开发经营效益。

参考文献

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[2] 李常友. 胜利油田测调一体化分层注水工艺技术新进展[J]. 石油机械，2015，43（6）：66-70.