生產井實時檢測工藝技術及系統分析

朱作偉

【摘要】生產井實時監測調整工藝技術能夠實現生產井在生產過程中對油井各生產層段的溫度、壓力進行實時監測，并可對生產目的層進行調整，實現分層采油的目的。本文簡述生產井實時監測調整工藝技術的技術原理，現場試驗情況及效果、為日后推廣提供指導建議。

【關鍵詞】生產井；實時監測；調整生產層

前言

目前油田生產井應用的動態監測方法普遍存在籠統、不連續、成本較高和受管柱類型限制等問題，與油田高含水后期開發調整的需要越來越不適應。生產井實時監測調整工藝技術，不僅能在地面控制油井各個層段的產、堵狀態，而且能夠實時監測到各層段的壓力、溫度、產液、含水等數據，為精細地質研究和開發調整提供及時、準確、連續的分層動態資料。

油層壓力，特別是分層壓力是油田開發的靈魂，油田開發過程中的注采系統調整實質上就是對壓力的調整。從油井入手對分層壓力進行實時動態監測和分析，對重新認識油層構造（如斷層、微構造等）和掌握注采關系變化都具有重要價值；通過對相關水井的對應分析，可提高油水井之間、砂體之間連通性的認識精度，為提高對砂體的平面認識找到一個比較經濟的方法。

同時，監測油井各產層溫度、產液、含水等數據，對于掌握高含水后期的剩余油分布，了解層間差異，科學評價注水方案調整效果，確定無效或低效生產層，深入調整產液結構，充分挖掘中低含水層的剩余油潛力，控制高含水井層的產液量增長，有效減少異常高壓井層，預防套損，反映油田注水開發的局部矛盾等。

總之，生產井實時監測調整工藝技術對于科學開發油田，有效控制油田產量遞減和含水上升速度，促進油田的可持續發展具有重要意義。

1.生產井實時監測調整工藝技術技術原理

生產井實時監測調整工藝技術就是設計一套井下分層管柱及測調執行器，配合多級封隔器及高精度光纖光柵壓力計、溫度計，一次作業下井，可以進行長期多層的分層測試、分層采油，以便進一步判斷油水層，并且了解各層壓力衰竭、生產動態情況以及儲層物性。其技術原理為：根據油井地層測試工藝的需要，將多個開關裝置連同封隔器、生產管柱、以及通訊光纖和動力電纜一同下入井筒內對應的各個生產層段的預定位置（封隔器坐封在兩個層段之間的位置，坐封深度在地面已經設定），根據單井實際情況使用地面主機控制器分別控制各層測調執行器打開或關閉，從而達到自動切換各個生產層，進入工作狀態的目的。同時各層控制器配有高精度、高可靠性的光纖光柵傳感器，就可以利用地面主機控制器隨時對各層進行各種測試工作，測調執行器開關開啟時，測得該層的流壓數據，開關關閉時，測得該層的壓力恢復數據（靜壓）。由于測調執行器的開關可以由地面任意控制，因此可以在各個生產層位的各個壓力變化階段進行試井試油工作，通過分析各個時期測取的分層壓力、溫度數值，了解儲層參數變化規律，并進行儲量估算和產能預算，從而實現多層分層智能化地層測試。在地面通過對各個測試層產液情況進行分析，即可準確判斷各層產液量以及供液情況，如果配合地面設備，可以定量錄取各個層位的動靜液面，實現找水，為有針對性的確定和實施注水方案提供依據。

2.生產井實時監測調整工藝技術監控裝置

2.1地面監控裝置

激光發生器和光纖信號調制解調器完成井下壓力、溫度信號的采集，由激光發生器發出光信號給各個光纖傳感器，各傳感器反射回的光信號，經光電調制解調器解調為電信號，輸出到數據采集器，通過R232接口由計算機顯示并處理。

數據采集器與光電調制解調器和井下中心控制器連接，計算機輸出控制命令，通過數據采集器到井下中心控制器，井下各個生產層段的滑套開關的位置信號和解調后的壓力、溫度信號送到數據采集器，通過R232接口與計算機進行通訊。

2.2井下調整監控系統

井下中心控制器由工業級單片機電路完成，與地面數據采集器連接，主要用于檢測和控制各個產層的開關狀態。各個生產層段采用編碼器給定不同的地址編碼，當地面計算機發出打開或關閉某個層段的控制指令時，控制指令通過地面數據采集器以數據編碼的形式，送到井下中心控制器（由于數字編碼信號傳輸，有效防止了信號衰減或干擾），控制器的輸出繼電器與各個生產層的直線電機連接，當控制編碼與某個生產層段地址編碼相同時，則對應層段開關動作，同時開關位置檢測電路將開關信號返回，計算機可以顯示目的層的開關狀態。

井下測調執行器是井下調整管柱的核心器件，主要包括光纖壓力、溫度傳感器、直線電機、滑套開關等部件。各個傳感器分別檢測各個檢測點的溫度、壓力信號，由光纜傳送到地面的光電調制解調器。直線電機通過棘輪帶動滑套開關動作，實現產層的封堵。

過電纜封隔器主要是封堵各個生產層段，保證光電復合鎧纜的穿越，實現光電信號的有線傳輸。

3.生產井實時監測調整工藝技術現場實驗情況

2010年9月5日我們在3-2-B63井進行了現場試驗，根據地質方案將該井分為三個生產層段，薩Ⅱ11——薩Ⅱ12、薩Ⅱ13、薩Ⅱ14——薩Ⅱ15，封堵薩Ⅱ13層段，各個生產層段間用過電纜封隔器隔開，每個生產層段都下有井下測調執行器，地面將光纖電纜接好，用防水膠密封好，檢測光電信號后下井，在下井的過程中每根油管都有光纜卡子和過接箍卡子將光纜固定好，將管柱下到井下層段后（1200米），地面用水泥車打壓釋放，由于抽油泵的下部裝有支撐器，支撐器將固定凡爾球支起，壓力通過固定凡爾將過電纜封隔器釋放，密封油套環形空間，將每個生產層段的井下測調執行器隔開，地面計算機顯示出各個層段的壓力和溫度，并將薩Ⅱ11-薩Ⅱ12、薩Ⅱ14-薩Ⅱ15打開、關閉薩Ⅱ13層，并將地面的光纜頭固定在井口的箱子內，下活塞及抽油桿，并用活塞將支撐器打掉，凡爾球坐到凡爾座上后起抽生產。

4.現場試驗效果

3-2-B63井2007年4月機械堵水，堵前日產液72t/d，日產油0t/d，含水100%。沉沒度239.4m，φ57mm泵；堵后日產液46t/d，日產油2t/d，含水95.7%，沉沒度263.6m，φ44mm泵；日降液26t/d，日增油2t/d。本次采用生產井實時監測調整工藝技術堵后日產液47t/d，日產油3t/d，含水93.6%。

5.結論與認識

生產井實時監測調整工藝技術能夠實現對生產井井下各個層段的壓力、溫度進行實時監測，并可將曲線進行打印和儲存。 生產井實時監測調整工藝技術能夠實現對生產層進行調整，實現分層開采，對于科學開發油田，有效控制油田產量遞減和含水上升速度，實現產能最大化、效益最大化，促進油田的可持續發展具有重要意義。