注水井層間無干擾測試技術探討

地層壓力是油田開發中的基礎。真實的地層壓力可以反映油田開發不同階段的生產能力，而且是油田各種調整措施取得增產效果的重要依據。隨著油田加密調整和穩油控水等重大措施的實施，油田產量結構發生了很大的變化，開發對象逐漸轉為差油層和表外儲層，層間壓差逐漸增大。利用新技術和科學管理手段，來準確摸清層段壓力分布狀況以及進一步控制套管損壞速度，是錄取地層壓力的關鍵所在。該項測試技術基于雙壓力探頭壓力計、自縮式測試密封段、徑向磁感應流量計為一體的橋式偏心分層壓力測試新技術。從根本上解決了注入井原始狀態下分層壓力分層水量測試層間無干擾，確定油管內壓力與溫度的變化，判斷地層吸水能力變化等實際技術難題。

一、層間無干擾測試工藝原理

在橋式偏心管柱注水井測分層壓力、驗封、水量調配測試過程中，采用雙通道壓力計、徑向磁感應流量計、水嘴與自鎖式橋式密封段形成整體測試裝置，測試時將測試裝置逐層投放到層段，在測分層壓力的過程中根據壓力的初始段、反映段、穩定段壓力值特點，判斷橋式偏心管柱中所測分層壓力、管柱驗封的真實性和判斷是封隔器膠筒、封隔器洗井通道不密封，還是近距離隔層串、遠距離地層連通。在測分層流量時可同時測到嘴前、嘴后壓力及變化，層段注水溫度變化。根據壓力水量值可得到視吸水指數和嘴損曲線。

二、層間無干擾測試工藝

1、分層驗封方法 確定封隔器在井下是否密封，通過鋼絲攜帶測試密封段與壓力計進行分層檢驗。測試密封段上裝有雙壓力信號通道壓力計，壓力計上通道采集油管內壓力信號，下通道采集對應地層壓力信號。在井口上進行“開關開”工作制度變化，若兩路信號所測的壓力相同或曲線形態完全一樣，則說明封隔器不封，否則，說明封隔器密封良好。驗封一般采取從下至上逐級進行。

2、分層測壓方法 真實、準確地獲取注水井壓力恢復資料對于制定油田開發方案具有重大意義。測壓時根據地層滲透率不同，需要關井，少則數日，多則數周。因此測試過程的各個環節不能出現差錯，否則錄取的資料將不是真實的。橋式偏心注水分層壓力測試新方法可以從根本上解決錄取壓力資料真實性問題。

該測試方法是把雙壓力通道壓力計接在雙皮碗提掛式測試密封段的集流體上，再將密封段定位于配水器內，皮碗首次實現初密封，壓力平衡孔進入的液體使皮碗密封更可靠；壓力計的下壓力通道可測地層壓力，上壓力通道測油管內壓力，當上下兩組壓力值與測試曲線形態完全相同時，說明測得的并非地層壓力，當兩者不同時，說明壓力計下壓力通道測得的壓力為真實的地層壓力。

3、注水層段吸水能力評價 由于油層各層系的不均質性，只有采取分層注水的方法才能提高注水效率。各井及各層段設計配注量，是根據注采平衡關系及油水在油層段運動規律的結果確定的。但注水井經過長期注水后，各層段吸水能力都要發生變化。影響吸水能力的原因很多，比如作業時壓井液對地層的傷害，采取措施不當造成地層滲透率下降，水質不合格，粘土膨脹等。因此各層配注方案也會與實際注水發生矛盾，某些層段怎樣放大水嘴也達不到配注要求，而有的層段吸水能力遠大于配注方案的水量。

地層吸水能力可用指示曲線、吸水指數、視吸水指數或相對吸水量等采衡量，然而對于井下的各個層段，由于受到注水壓力、井下工具狀況、水嘴大小和其它層段干擾等諸多條件影響，很難分析出層段的吸水能力。

這種測試方法能夠保證正常注水條件下實現層間無干擾測試的可行性。它不但能直接同時測出各層的嘴前壓力和注入量，還能測出地層吸水系數。

三、試驗效果

1、各層段的壓力曲線能夠反映出測壓密封段密封效果非常好，分層壓力真實。

2、嘴前壓力(油管內壓力)曲線穩定較快，一般在4小時左右：嘴后壓力曲線初期呈正弦波型，穩定時間一般在18小時左右，并逐漸上揚，與嘴前壓差變小。

3、流量線根據水嘴大小不同，流量線穩定時間不同。如偏1層段由于水嘴較大(無嘴無網)，屬于加強層，儀器座層4小時后壓力趨于穩定，注水量呈下降趨勢，水量從32m³/a降到18m³/a仍沒穩定；偏2層段水嘴為5.8mm相對較大，儀器座層4小時后壓力趨于穩定，注水量也趨于穩定，水量45m³/d：偏3層段水嘴為2.4mm水嘴較小，屬于控制層，儀器座層4小時后壓力趨于穩定，注水量也趨于穩定，水量28m³/d；偏4層段水嘴為4.0mm相對較小，儀器座層4小時后壓力趨于穩定，注水量也趨于穩定，水量58m³/d。(4)關井段反映出的問題

通過關井流量曲線可以看出，控制層段存在關井后還有流量，反映出其它層段有反流現象，水嘴越小，注入流量越多。水嘴越大地層水反流越多。

四、數模及驗證

相關儀器儀表性能穩定，數據有良好的重復性并清晰的展示了注入過程的物理特性。對于水嘴尺寸及壓力、流量數據進行數模分析驗證。

1、嘴前壓力及摩阻系數 嘴前壓力可通過計算油管內壓力梯度而獲得。油管內壓力梯度由油管摩阻及凈水壓頭兩部分組成。其計算公式分別如下：

利用實測數據所算得的偏三和偏四處的水嘴阻尼系數。對應于各變化流量，水嘴阻尼系數表現為一穩定的常數。由此證明嘴損壓降模型是正確的。

該技術可以判斷橋式偏心管柱中測分層壓力、管柱驗封的真實性和判斷是封隔器膠筒、封隔器洗井通道不密封，但是判斷近距離隔層串、遠距離地層連通的研究，還需采取激動關井、隔層監測或上測流量下部壓力監測的方法進行驗證。可以測分層流量、嘴前、嘴后壓力及層段注水溫度等測試資料，為研究水嘴與注水量、地層壓力和穩定注水時間的關系提供條件。利用取得的測試資料可研究調整某一層水咀時對其它層的影響，測試水嘴的選擇與解釋方法，調配試井軟件編制。