大港油田分注管柱電動驗封技術試驗應用

張 樂，竇守進，宋祖廠，楊海超，蓋旭波，孫桂玲

（大港油田公司采油工藝研究院，天津300280）①

大港油田分注管柱電動驗封技術試驗應用

張 樂，竇守進，宋祖廠，楊海超，蓋旭波，孫桂玲

（大港油田公司采油工藝研究院，天津300280）①

分注管柱密封狀況直接決定注水質量和效果，驗封技術是檢驗分注管柱質量的技術手段，并為上修作業提供依據。針對分注管柱驗封困難及傳統機械驗封技術鋼絲易被拉斷、成功率低、驗封效率低等問題，通過調研、研究及試驗，形成了適用于大港油田分注管柱驗封的電動驗封技術?，F場應用表明：該技術實現了密封膠筒電動坐封與解封、驗封數據地面直讀等功能，提高了驗封的準確性及效率，成功率100%，能夠滿足分注管柱驗封需要，已經成為大港油田分注管柱驗封、確保分注合格率的主導配套技術，形成了分注管柱驗封的新模式。

橋式偏心；橋式同心；分注管柱；封隔器；機械驗封；電動驗封

在油田開發過程中，分注井注水質量的好壞直接關系到油田開發的穩產效果，而分注管柱封隔器的密封狀況直接決定分層注水質量，封隔器密封不嚴會導致分注層段不能正常配水、測試資料失真、分注有效期短，影響油田注水開發效果［1-3］。因此，如何正確檢驗封隔器的密封性成為油田開發亟待解決的一項技術問題。

傳統的機械式驗封技術驗封時采用密封段密封配水器中心通道，密封段上下裝有壓力計，將帶有壓力計的測試密封段下入井中，坐在配水器工作筒內，地面采用“開—關—開”方式進行逐級驗封，測得各層段相應的油管壓力及油套環空壓力，根據壓力變化判斷封隔器是否密封［4-5］。機械驗封技術在逐級驗封時，存在以下問題：

1） 密封段上下壓差較大時，上提解封時鋼絲負荷大，易被拉斷，造成井下事故。

2） 上提時密封段的密封皮碗或膠筒極易拉翻或破損，影響驗封一次成功率［1，6-7］。

3） 驗封壓力計為存儲式壓力計，驗封數據需要回放，工作效率低，數據可靠性差。

針對目前機械式驗封技術存在的問題，為提高驗封技術應用規模，實現驗封技術升級，對新型電動驗封技術進行了大量的技術調研和改進完善，形成了適用于大港油田橋式偏心分注管柱及橋式同心分注管柱驗封的電動驗封技術［8］。

1 技術組成

電動驗封技術是一種新型驗封技術，該技術包括地面控制系統、井下控制系統、驗封儀機械結構、配套硬件等部分。

1.1 地面控制系統

地面控制系統由工控機、顯示器、控制模塊、編解碼模塊、功能選擇模塊、控制按鍵模塊、電機控制模塊、電源模塊等組成。該控制器集供電、控制、數據采集、數據處理與顯示于一體，使用該控制器和驗封儀器連接，實現對驗封壓力計的控制。

1.2 井下控制系統

井下控制系統由電源、電子壓力計、電動密封段等部分組成。電源直接取自電纜，經過穩壓后供A／D轉換電路和編解碼模塊以及電機控制。電子壓力計為雙探頭驗封壓力計，可同時測量封隔段上下壓力，根據上下壓力差，確定封隔器是否密封完好。電動密封段由電機驅動，可在地面根據直讀數據，通過控制系統調節封隔橡膠的預緊力。打撈時可通過地面控制系統縮緊橡膠進行泄壓，方便儀器打撈。

1.3 驗封儀結構

主要包括井下電源轉換模塊、編解碼模塊、數據采集模塊和電動密封段（單皮碗）及加重桿。如圖1～2。

圖1 橋式偏心分注管柱電動驗封儀結構

圖2 橋式同心分注管柱電動驗封儀結構

2 技術原理及指標

2.1 技術原理

1） 基本原理 電動驗封儀通過電纜下放和上提，密封段裝有電機，通過地面控制器向驗封儀發送指令，電機帶動推力桿上下移動，實現密封膠筒的坐封和解封；通過油管內壓力及油套環空壓力的變化來判斷封隔器是否密封。

2） 電機調節 電動驗封儀的密封段裝有電機，通過電機可控制密封膠筒的坐封和解封；在驗封時通過電機使密封膠筒預緊力增加，減少因驗封儀封隔問題導致的驗封失敗；在儀器打撈時通過電機松開密封膠筒，使封隔器可靠解封，方便儀器安全進行下一層驗封。

3） 地面直讀 能夠直讀、實時顯示與監測驗封數據，可大幅提高驗封的效率和成功率。

2.2 驗封步驟

1） 關井并下入驗封儀器。

2） 在驗封目標層上方通過地面控制器發送命令打開驗封儀定位爪。

3） 下放驗封儀實現并與配水器對接。

4） 通過地面控制器發送坐封命令。

5） 開關井口閥門使注水壓力變化。

6） 觀察管柱壓力與地層壓力的變化情況，確定分注管柱驗封結果。

7） 關井，并通過地面控制器解封。

8） 收回定位爪。

9） 上提儀器進行逐級驗封。

2.3 技術參數

2.4 技術優勢

1） 直讀式實時監測井下壓力及驗封的效果。

2） 地面控制膠筒張收，易解封，風險小。

3） 磁定位功能，精確定位。

4） 膠筒收縮下井不易損壞，1次下井即可。

5） 大幅減輕勞動強度，提高工作效率。

3 現場試驗及應用效果

目前，大港油田已試驗應用橋式偏心分注管柱電動驗封技術48井次、橋式同心分注管柱電動驗封技術36井次，層段數最多達到四級五段，全部一次性成功。驗封過程儀器起下順利，無遇阻遇卡現象發生，驗封后皮碗完好無損傷，并且驗封效率高，應用效果達到了預期目標，如表1～2和圖3～4所示。

表1 橋式偏心分注管柱電動驗封技術在部分井試驗應用情況

表2 橋式同心分注管柱電動驗封技術在部分井試驗應用情況

圖3 橋式偏心電動驗封儀電流特征曲線

圖4 東6-6井驗封時間-壓力曲線

圖5 橋式同心電動驗封儀電流特征曲線

圖6 白21-10井驗封時間-壓力曲線

4 結論

1） 與傳統機械驗封技術相比，電動驗封技術克服了密封圈易拉翻或破損、鋼絲易拉斷、效率低、風險大等缺點，與測調聯動技術有效結合，實現了地面直讀和控制，電動坐封、解封，皮碗耐用性高、耐高壓差，成功率高。

2） 通過電動驗封技術現場試驗，應用效果達到了預期目標，解決了井下多級分注管柱驗封困難的問題，大幅提高了驗封效率及成功率。該技術已經成為大港油田分注管柱驗封、確保分注合格率的主導配套技術，形成了分注管柱驗封新模式。

［1］ 王光營，趙玲.驗封儀的改進與應用［J］.油氣田地面工程，2013，32（6）：131-132.

［2］ 尹文君.防頂丟手管柱驗封裝置研究與應用［J］.石油機械，2010，38（5）：69-70.

［3］ 李和義，李綠偉.堵塞式壓力計驗封的應用［J］.油氣井測試，2010，19（2）：56-59.

［4］ 劉揚，高志勇，杜樹勛，等.分層測試調配同步聯作技術在大港油田的試驗應用［J］.石油地質與工程，2009，23（2）：126-127.

［5］ 孫桂玲，竇守進，關巍，等.雙通路偏心分注技術適應性改進與試驗［J］.石油礦場機械，2010，39（7）：84-89.

［6］ 王奎，李廣永，張建，等.偏心分注井投撈測配驗封測試工藝及施工過程中常見問題探討［J］.油氣井測試，2011，20（4）：38-40.

［7］ 柴國興，辛林濤，崔玉海，等.注水井電磁驗封儀的應用研究［J］.石油鉆采工藝，2011，32（2）：137-139.

［8］ 宋祖廠，劉揚，蓋旭波，等.橋式同心分注技術及其在深斜井中的應用［J］.石油礦場機械，2013，42（7）：62-65.

Test and Application of Electrical Sealing Check Technology for the Separate Injection String in Dagang Oilfield

ZHANG Le，DOU Shou-jin，SONG Zu-chang，YANG Hai-chao，GAI Xu-bo，SUN Gui-ling
（Oil Production Technology Institute，Dagang Oilfield Company，Tianjin 300280，China）

The sealed condition of separate injection string decides the effect of separate injection.The sealing check technology is the technical means to test the quality of separate injection string，which provides the basis for operations.The mechanical sealing check technology for separate injection string has the issues like wire pulled off easily，low success rate，low efficiency and so on.Response to these problems，the electrical sealing check technology for separate injection string is studied.Through field testing applications，it is proven that the technology can achieve setting and releasing operations of the rubber electrically，reaching high accuracy，high efficiency and high success rate of 100%.The technology can meet the needs of the sealing check for separate injection string in Dagang oilfield，which becomes the governing supporting technology in a new model.

bridge eccentric；bridge concentric；separate injection string；packer；mechanical sealing check；electrical sealing check

TE931.2

B

10.3969／j.issn.1001-3842.2014.07.015

1001-3482（2014）07-0059-04

2014-01-03

中石油大港油田公司關鍵技術攻關項目（20130210）

張 樂（1984-），女，河南社旗人，工程師，主要從事分層注水工藝研究，E-mail：zhangleswpu＠163.com。