細(xì)分層注水井封隔器位移磁定位測(cè)井誤差分析與控制

宋純安SONG Chun-an

（大慶油田有限責(zé)任公司測(cè)試技術(shù)服務(wù)分公司第一大隊(duì)，大慶 163311）

（The First Brigade，Oil Testing and Perforating Company，Daqing Oilfield Limited Company，Daqing 163311，China）

0 引言

大慶油田開(kāi)發(fā)建設(shè)即將進(jìn)入55 個(gè)年頭，繼續(xù)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)目標(biāo)，開(kāi)展精細(xì)分層注水，有效開(kāi)發(fā)薄、差油層和厚油層內(nèi)剩余油顯得尤為重要。為實(shí)施細(xì)分層注水，需要對(duì)注水井封隔器在井下各工況的位移進(jìn)行精確的磁定位測(cè)量，因此有必要分析磁定位測(cè)量的誤差。討論磁定位測(cè)井誤差的文獻(xiàn)非常少，文獻(xiàn)[1]介紹了采用磁定位曲線校正薄夾層坐封位置的方法，文獻(xiàn)[2]討論了磁定位曲線結(jié)合伽馬曲線進(jìn)行油套管柱位置校正，文獻(xiàn)[3]討論了將自然伽馬測(cè)井與中子測(cè)井或其它測(cè)井方式相結(jié)合校深的方法，但這些文獻(xiàn)都沒(méi)有涉及磁定位測(cè)井誤差的問(wèn)題。本文將分析磁定位測(cè)井誤差來(lái)源，提出誤差的控制方法。

1 磁定位測(cè)井誤差分析

磁定位測(cè)井是一種工程測(cè)量，它的測(cè)試結(jié)果必然存在一定的誤差。磁定位測(cè)井應(yīng)用電磁感應(yīng)原理，下井儀器主要由永久磁鐵和感應(yīng)線圈組成。下井儀器由絞車通過(guò)測(cè)井電纜下放到井中，上提儀器記錄因井下油管周圍介質(zhì)磁阻變化而產(chǎn)生的磁定位記號(hào)，不同的井下工具（油管接箍、封隔器、配水器等）因內(nèi)徑、壁厚的不同，會(huì)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的特征記號(hào)，比較電纜記號(hào)與工具磁定位記號(hào)的深度，通過(guò)計(jì)算獲得工具的實(shí)際深度。如圖1 所示。

圖1 磁定位測(cè)井示意圖

圖2 磁性定位曲線

首先分析磁定位測(cè)井過(guò)程。測(cè)井前，電纜需要在標(biāo)準(zhǔn)井中做深度記號(hào)并進(jìn)行深度校正。電纜相當(dāng)于是皮卷尺，做記號(hào)的過(guò)程相當(dāng)于在皮卷尺上做刻度，每20 米做一個(gè)記號(hào)，并在每間隔100 米做一特殊記號(hào)。測(cè)井過(guò)程中，絞車?yán)瓌?dòng)儀器勻速上移，同時(shí)，測(cè)井系統(tǒng)實(shí)時(shí)讀取電纜磁記號(hào)和儀器磁定位信號(hào)，并將信號(hào)輸出如圖2 所示，左邊為電纜磁記號(hào)，右邊為儀器測(cè)得的磁性定位信號(hào)。實(shí)際上電纜上深度為0 的磁記號(hào)并沒(méi)有做在儀器與電纜的接頭處，而是在離儀器端有一定距離處，這一距離稱之為電纜零長(zhǎng)。此外還要考慮，套補(bǔ)距、記號(hào)高、儀器零長(zhǎng)，由這些數(shù)據(jù)相加得到總零長(zhǎng)。

例如圖2 測(cè)井時(shí)的總零長(zhǎng)為32.33m。在圖2 中，依據(jù)每百米的特殊記號(hào)確定圖中左側(cè)所示尖峰為940 米電纜磁記號(hào)，表明系統(tǒng)讀到該記號(hào)時(shí)，儀器正處于940m 加總零長(zhǎng)32.33m 處，即儀器深度L1為972.33m。假設(shè)識(shí)別出磁性定位曲線上最下一個(gè)尖峰是儀器經(jīng)過(guò)封隔器時(shí)產(chǎn)生的，那么封隔器的深度L 為該尖峰距離電纜磁記號(hào)尖峰的距離L2乘以比例尺（1：50）加上L1。如式（1）

依據(jù)磁定位測(cè)試過(guò)程及成果解釋方法，可知磁定位的誤差分兩部分，一是系統(tǒng)性誤差，包括標(biāo)準(zhǔn)井的原始誤差δ1、校電纜時(shí)磁記號(hào)標(biāo)定誤差δ2、總零長(zhǎng)的測(cè)量誤差δ3、解釋時(shí)使用的量具誤差δ4；二是隨機(jī)性誤差，包括測(cè)井過(guò)程中采樣間隔帶來(lái)的誤差δ5、測(cè)井解釋時(shí)測(cè)量磁記號(hào)與磁定位曲線距離的讀數(shù)誤差δ6及井底溫度、井內(nèi)介質(zhì)、儀器起下速度等變化產(chǎn)生的誤差δ7。因此磁定位測(cè)井的總誤差δ為

2 細(xì)分層注水井封隔器位移磁定位測(cè)試方案

為測(cè)量井下封隔器在不同工況下相對(duì)于自由懸掛狀態(tài)的位移，對(duì)同一口井，采用同一測(cè)試班組、同一測(cè)試電纜進(jìn)行磁定位測(cè)試。這樣得出的結(jié)果其系統(tǒng)性的誤差是相同的。計(jì)算注水管柱在不同工況下封隔器相對(duì)于自由懸掛狀態(tài)的位移時(shí)，系統(tǒng)誤差被抵消。制定測(cè)試方案如下：

①洗井；②下入管柱串，配水器水嘴為死嘴；③管柱自由懸掛狀態(tài)下磁定位；④安裝防噴管，分別打壓5、8、10、12MPa，在每個(gè)壓力下穩(wěn)住，完成一次磁定位測(cè)試，封隔器完成坐封；⑤投撈水嘴，驗(yàn)封；⑥注水二十天后，在保持注水壓力不變的條件下，做一次磁定位測(cè)試。

封隔器相對(duì)位移誤差主要包括隨機(jī)誤差，δ5為采樣間隔帶來(lái)的誤差，測(cè)井采樣間隔為0.025m，因此這一誤差為±0.025m。解釋測(cè)井結(jié)果時(shí)是采用毫米刻度的鋼板尺測(cè)量曲線尖峰與磁記號(hào)的距離，讀數(shù)誤差導(dǎo)致解釋誤差δ6為±0.05m，注水井的溫度、井內(nèi)介質(zhì)、儀器起下速度等一般穩(wěn)定不變，δ7可相互抵消，設(shè)為0。因此單次磁定位測(cè)試的隨機(jī)性誤差為±0.075m。設(shè)封隔器不同工況下相對(duì)于自由懸掛狀態(tài)下的位移為D，則

D工為某工況下封隔器的位置，D自為自由懸掛狀態(tài)下封隔器的位置。D工、D自的隨機(jī)性誤差范圍都為±0.075m，因此D 的誤差范圍為±0.15。

3 測(cè)試方案的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

采用前面制定的測(cè)試方案，針對(duì)大慶油田某井進(jìn)行了磁定位測(cè)試，測(cè)試了坐封狀態(tài)下油管打壓壓力5MPa、8MPa、10MPa、12MPa 及注水狀態(tài)下管內(nèi)壓力為12MPa 下的封隔器位置，坐封時(shí)套壓0MPa，注水12MPa 時(shí)套壓11MPa，如表1 所示。

由測(cè)試結(jié)果可知，該井的5 個(gè)封隔器，向下移動(dòng)最大距離-0.08m，向上最大移動(dòng)0.05m，誤差范圍為±0.15。因此在這幾個(gè)工況下，封隔器向下最大可能移動(dòng)-0.23m，向上最大可能移動(dòng)0.2m。

4 結(jié)論

①分析了磁定位測(cè)試的過(guò)程，確定了磁定位測(cè)試誤差的構(gòu)成。

②設(shè)計(jì)了針對(duì)細(xì)分層注水不同工況下封隔器位移測(cè)試方案，該方案抵消了系統(tǒng)性誤差。使用該方案測(cè)得封隔器位移的誤差范圍控制在±0.15 以內(nèi)。

③應(yīng)用該方案對(duì)現(xiàn)場(chǎng)某井進(jìn)行了測(cè)試，得到的結(jié)果對(duì)于管柱設(shè)計(jì)及施工具有參考價(jià)值。

[1]周楚昌,黃日明.如何應(yīng)用磁定位曲線校正薄夾層坐封位置[J].石油鉆采工藝,1990,4:89-90.

[2]舒義剛,磁定位曲線和伽馬曲線的應(yīng)用[J].石油儀器,2007，21（03）：53-57.

[3]牛樹(shù)然.生產(chǎn)井測(cè)井資料實(shí)用校深方法[J].內(nèi)蒙古石油化工,2011,3:84-86.

[4]王艷,丁薇,牛為民.儲(chǔ)存式磁定位壓力計(jì)及其應(yīng)用[J].油氣井測(cè)試,2004,02:69-70.