三參數(shù)綜合測試工藝及分析技術(shù)在文東油田的應(yīng)用

[摘 要]文東油田是一個(gè)高壓低滲油田，具有油層埋藏深、儲(chǔ)層物性差、異常高溫、高壓、高飽和壓力等地質(zhì)特征，主要采用氣舉采油方式。氣舉井油氣間歇流動(dòng)，相態(tài)變化大，流速快、壓力高、溫度高，結(jié)鹽、結(jié)蠟嚴(yán)重。傳統(tǒng)的油、氣井高壓試井工藝測試中錄取資料單一、分析方法原始，已不能滿足文東油田開發(fā)的需要。由此，我們利用綜合測試工藝及分析技術(shù)。該技術(shù)的應(yīng)用，豐富了資料內(nèi)容，拓展了測試資料應(yīng)用領(lǐng)域，同時(shí)也較好地解決了困擾試井工作者多年的油水井測試深度、壓力、溫度同步的問題，具有較好的節(jié)能效果，滿足了該油田開發(fā)的需要，也對(duì)其他油田的試井具有一定的指導(dǎo)意義和推廣價(jià)值。

[關(guān)鍵詞] 三參數(shù) 綜合測試 壓力 溫度 深度

隨著文東油田開發(fā)的深入，需要及時(shí)、準(zhǔn)確地監(jiān)測、分析開發(fā)過程中生產(chǎn)井特別是氣舉井的流體變化，把節(jié)能和提高經(jīng)濟(jì)效益作為重要指標(biāo)，這對(duì)試井工藝及分析技術(shù)提出更高的要求，傳統(tǒng)的高壓試井工藝已無法滿足。為此，我們開發(fā)了三參數(shù)綜合測試工藝及分析技術(shù)，使測試資料的錄取和分析又向前邁出重要一步。三參數(shù)綜合測試工藝及分析技術(shù)不僅解決了地面深度的記錄問題，而且實(shí)現(xiàn)了地面深度同井下壓力、溫度等測試數(shù)據(jù)的同步組合，能對(duì)全井筒各深度的壓力和溫度進(jìn)行分析。在壓力剖面、溫度剖面分析及油管漏失、液面深度判斷及安全測試等方面都有獨(dú)到的應(yīng)用和節(jié)能效果。

一、三參數(shù)綜合測試工藝及分析技術(shù)的原理

三參數(shù)綜合測試工藝及分析技術(shù)是由地面智能計(jì)深裝置和井下高精度存儲(chǔ)電子壓力計(jì)共同實(shí)現(xiàn)的。

1. 智能計(jì)深裝置的工作原理

(1)儀器結(jié)構(gòu):系統(tǒng)由一次儀表、二次儀表、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)盒、微型計(jì)算機(jī)組成。

(2)工作原理:測試時(shí)，來自絞車的張力、深度信號(hào)經(jīng)一次儀表轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再經(jīng)二次儀表轉(zhuǎn)換后，一方面經(jīng)液晶顯示器顯示出來，另一方面可根據(jù)預(yù)置參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，將數(shù)據(jù)回放到計(jì)算機(jī)，即可得到深度、張力、時(shí)間數(shù)據(jù)(系統(tǒng)示意圖見下圖)。

(3)技術(shù)指標(biāo)

深度測量范圍:0-9999.9m 誤差:±0.1米;

速度測量范圍:0-999m/min誤差:±1米/分鐘

2. 存儲(chǔ)式電子壓力計(jì)工作原理

(1)儀器結(jié)構(gòu):該儀器的電路部分主要包括信號(hào)源即壓力和溫度傳感器、轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)、時(shí)鐘、存儲(chǔ)器和必要的輔助電路等。

(2)工作原理:當(dāng)給儀器通電后，溫度、壓力傳感器在單片機(jī)的控制下按預(yù)置的采樣間隔工作，并將所記錄的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器上。工作完成后，通過計(jì)算機(jī)讀取并處理這些數(shù)據(jù)，即可得到所實(shí)測的溫度、壓力資料。

(3) 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

測壓部分:量程0-60Mpa ;精度0.8‰.

測溫部分:量程≤150℃; 精度1‰.

3. 三參數(shù)綜合測試工藝及分析技術(shù)的工藝原理

首先，按試井設(shè)計(jì)要求設(shè)置好地面的智能計(jì)深儀和井下的高精度存儲(chǔ)電子壓力計(jì)。然后，將存儲(chǔ)電子壓力計(jì)與錄井鋼絲連接好，下入井筒測試，同時(shí)打開地面智能計(jì)深儀。現(xiàn)場操作人員可以通過地面智能計(jì)深儀的數(shù)顯功能監(jiān)測到井下儀器的下入深度、速度、鋼絲張力、時(shí)間等數(shù)據(jù)。測試結(jié)束，可將地面智能計(jì)深儀存儲(chǔ)的深度、張力、時(shí)間數(shù)據(jù)和井下電子壓力計(jì)存儲(chǔ)的壓力、溫度、時(shí)間數(shù)據(jù)通訊至計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。

應(yīng)用同步測試分析技術(shù)將同時(shí)錄取井下的壓力、溫度數(shù)據(jù)和地面采集的深度、張力數(shù)據(jù)進(jìn)行同步組合，可以形成壓力、溫度、深度-時(shí)間的組合圖，還可轉(zhuǎn)換成壓力、溫度—深度剖面圖，能夠直觀、準(zhǔn)確地了解井筒內(nèi)的壓力、溫度隨井深的變化。

二、現(xiàn)場應(yīng)用效果分析

1. 準(zhǔn)確判斷氣舉凡爾工作狀況或油管漏失位置，為氣舉井工況分析提供可靠依據(jù)

氣舉井正常生產(chǎn)時(shí)，套管內(nèi)高壓氣體通過氣舉凡爾進(jìn)入油管，由于油管內(nèi)壓力低，進(jìn)入管內(nèi)氣體突然膨脹產(chǎn)生冷卻效應(yīng)，在工作凡爾附近會(huì)形成一個(gè)低溫場，同樣當(dāng)淺層油管漏失時(shí)，也會(huì)形成低溫場，同時(shí)記錄的套壓可能與閥漏失、油管有洞或腔室壓力泄漏時(shí)相同或略低，由此可以判斷出注氣點(diǎn)或漏失點(diǎn)。

傳統(tǒng)高壓測試無法錄取連續(xù)的溫度資料，僅僅通過壓力梯度的變化來分析氣舉凡爾的工作狀況。同步測試新工藝能同時(shí)采集并保存壓力、溫度和深度數(shù)據(jù)，結(jié)合壓力梯度和溫度的變化來判斷氣舉凡爾工作狀況，提高了資料的可靠性。

實(shí)例1: 氣舉井文13-369， 生產(chǎn)層位是S3中5-7，2009年3月16日油壓1.6Mpa，套壓7.0Mpa，液量24.6t/d，至2009年3月21日液量下降至11.2t/d，套壓下降至3.5Mpa，根據(jù)生產(chǎn)需要，2009年3月23日進(jìn)行測試。

通過對(duì)測試的壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算得各級(jí)凡爾壓力梯度(見下表)。按傳統(tǒng)分析方法，根據(jù)壓力梯度突然變化分析，判斷第二級(jí)閥工作。

根據(jù)同步測試新工藝取得的壓力、溫度和深度數(shù)據(jù)資料，繪制成曲線并進(jìn)行組合分析后，可以很明顯地看到在第一級(jí)凡爾下面有一處溫度突然下降的異常點(diǎn)，深度為913米，與凡爾深度相距較遠(yuǎn)，異常溫度點(diǎn)壓力值為1.49MPa(見圖1)，該井測試時(shí)套壓3.5MPa，綜合以上資料分析判斷該井油管在913米穿孔漏失。

隨后該井作業(yè)，發(fā)現(xiàn)第96根油管穿孔，真實(shí)驗(yàn)證了測試錄取資料的可靠性。

2. 利用壓力、溫度剖面，實(shí)探液面深度，直觀準(zhǔn)確

文13-317井作業(yè)，按施工要求，需要該井準(zhǔn)確液面位置，以便進(jìn)行下步措施。按作業(yè)施工要求使用三參數(shù)綜合測試工藝完成了探液面測試。根據(jù)測試井筒壓力可以計(jì)算出液面深度為1727m。計(jì)算方法如下:

計(jì)算梯度為0.84 Mpa/100m ，深度1800m計(jì)算該井液面:

液柱長: L= 0.61×100 = 73 m

0.84

液面深度:H = 1800-L = 1727m

根據(jù)不同相態(tài)的流體的密度不同，所呈現(xiàn)出的壓力梯度也不同。所以，氣、液兩相的密度相差很大，形成的壓力隨深度的變化也非常明顯，對(duì)壓力—深度剖面曲線進(jìn)行分析，能根據(jù)壓力、溫度的急劇變化直觀地讀出該井液面深度1730米(見圖4)。

3. 連續(xù)監(jiān)測氣舉井壓力、溫度變化，確定合理工作制度

文13-138氣舉井生產(chǎn)層位是S3中5-7，為了確定該井合理工作制度，我們將井下儀器停放在最下一級(jí)閥下10米處，對(duì)該井進(jìn)行了36小時(shí)連續(xù)監(jiān)測，其間每7.5小時(shí)調(diào)整一次注氣量，共調(diào)整注氣量5次，測試結(jié)果圖5。

通過對(duì)測試資料的分析，得到結(jié)果如下:

(1)當(dāng)注氣量為18000 m3/d時(shí)，井底流壓和油、套壓均呈現(xiàn)波動(dòng)狀，此時(shí)產(chǎn)量為74.8t/d。分析這是由于注入氣與該井供液不匹配造成的間歇出油，影響了油井提液效果。

(2)當(dāng)注氣量分別增至20000m3/d和25000m3/d時(shí)，此時(shí)的流壓和油、套壓一直比較穩(wěn)定。在注氣量增至25000m3/d時(shí)，此時(shí)產(chǎn)量由峰值96.1t/d下降為76.5t/d。通過兩工作制度下的各項(xiàng)資料對(duì)比分析認(rèn)為，當(dāng)注氣量達(dá)到25000m3/d時(shí)，由于注氣量過大，增大了油管內(nèi)摩阻，反而降低了該井的提液效果。

(3)當(dāng)注氣量調(diào)整為15000 m3/d和12000 m3/d時(shí)，表現(xiàn)為流壓、套壓升高，產(chǎn)量下降。說明此工作制度滿足不了該井提液要求。

(4)通過圖6可以明顯看出，產(chǎn)液量隨注氣量的增大而增大，且注氣量由17000m3/d增至20000m3/d過程中，產(chǎn)量的增幅變大，當(dāng)氣量為20000m3/d時(shí)，產(chǎn)液量達(dá)到曲線的峰值96.1t/d，且生產(chǎn)最穩(wěn)定。

依據(jù)測試曲線和特性曲線確定該井的最佳注氣量為20000m3/d。實(shí)施后，該井日節(jié)氣3000m3，日增液8.1t/d，日增油2.4t/d，累計(jì)增油240t。

4. 完善的報(bào)警功能，確保測試安全無事故

眾所周知，高壓測試過程中超速起下、頂鉆、卡鉆和遇阻都是形成儀器掉井事故的安全隱患。特別是對(duì)于我們文東油田來說現(xiàn)場測試難度大，風(fēng)險(xiǎn)性高，不僅容易出現(xiàn)卡、阻現(xiàn)象，而且極易發(fā)生頂鉆、儀器落井事故。在傳統(tǒng)測試工藝施工過程中，由于不能準(zhǔn)確判斷鋼絲的承受拉力和儀器起下速度，無法有效地消除事故隱患，施工過程中只能評(píng)人的經(jīng)驗(yàn)來判斷。三參數(shù)綜合測試工藝的地面智能計(jì)深儀能預(yù)先設(shè)定速度與張力值，測試過程中不僅能及時(shí)顯示張力、速度的變化，同時(shí)還采用聲光報(bào)警方式實(shí)現(xiàn)了超速和張力超載報(bào)警，有效消除事故隱患，避免事故發(fā)生。

實(shí)例:文13-159井2009年3月12日在進(jìn)行正常的測試過程中，儀器的下井速度控制在120米/分鐘以內(nèi)，當(dāng)儀器下至2120米處突然遇阻，我們依據(jù)智能計(jì)深儀的張力顯示，將解卡張力嚴(yán)格控制在鋼絲承受拉力范圍內(nèi)，在進(jìn)行反復(fù)多次活動(dòng)解卡后，當(dāng)張力達(dá)到7KN時(shí)解卡成功，避免了一起測試事故的發(fā)生。

三、結(jié)論及認(rèn)識(shí)

1. 綜合測試新工藝及分析技術(shù)是對(duì)傳統(tǒng)試井工藝的一次突破，增強(qiáng)了測試安全系數(shù)，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率，深刻體現(xiàn)出了科技以人為本的思想。

2. 綜合測試新工藝及分析技術(shù)的推廣應(yīng)用，豐富了資料內(nèi)容，拓展了測試資料應(yīng)用領(lǐng)域，提高了資料的準(zhǔn)確性，能合理調(diào)整注氣量，具有較好的節(jié)能效果。

3. 解決了困擾了試井工作者多年的油水井測試深度、壓力、溫度三參數(shù)同步的問題，為油水井測試工藝縱深發(fā)展提供了技術(shù)支持。