蒸汽驅井下溫度壓力連續監測采油技術研究與試驗
——以曙光油田杜229 區塊為例

孫振彪

（中國石油遼河油田分公司，遼寧盤錦 124010）

1 井下溫度壓力連續監測采油技術

1.1 概述

井下溫度壓力連續監測采油就是在蒸汽驅開發區域內合理位置優上選滿足井下工況條件，優化井身管柱尺寸及結構設計，優選特殊抽油泵，并利用特殊工藝設計的采油井口裝置，實現井內采油和溫度、壓力監測雙管柱同時懸掛。可一次性將采油管柱攜帶特殊抽油泵和溫度、壓力監測電纜管柱及護管同時下入井內，進行井下油層多點監測溫度和壓力變化（圖1），通過監測資料合理調整注汽井和生產井的工作制度。油層溫度高時，可降低注汽井注汽量，生產井降沖次，減少排液量；油層溫度低時，可增加注汽井注汽量，生產井提沖次，增加排液量；即靈活調整注、采參數，控制注采井間壓差，有效實現注采平衡，提高蒸汽有效均勻驅替效率，維持蒸汽驅開發平穩有序運行[6-7]。

圖1 溫度壓力監測井口結構

1.2 關鍵工藝技術研究設計

1.2.1 溫度壓力監測與采油雙管柱結構設計

目前，蒸汽驅直井技術套管規格采用外徑為177.80 mm 的技術套管，內徑為159.40 mm。按照作業工程設計要求，入井管柱與套管之間的左右預留間隙間隔最小為8.0～12.0 mm，本方案設計間隙預留8.00 mm。確定兩管柱最大外徑之和一定要小于143.42 mm。設計采油管柱規格采用外徑為73.00 mm，內徑62.00 mm，接箍外徑最大為89.00 mm 的油管，為防止起下管柱過程中發生刮碰，要求管柱接箍兩頭倒角。溫度壓力連續測試管柱的護管設計48.30 mm（接箍外徑53.60 mm）的連續管柱，采油管柱與溫度壓力測試管柱護管柱的外徑之和滿足小于143.42 mm 的設計要求（圖2）。這種采油管柱和溫度壓力監測連續管柱的護管柱結構設計，采用雙管錯位懸掛分離的方式，既能保證兩套管柱在井內起下順利，工況互不干擾，又能保證在抽油泵出現故障需要檢泵作業時無需頻繁提出測試管柱的護管，防止測試管柱斷折或損壞[3-7]。

圖2 管柱護管與采油管柱尺寸

1.2.2 溫度壓力監測與采油雙管柱懸掛井口裝置

優化設計，高精度加工的井下溫度壓力連續監測采油的井口規格型號為SKR21-337Ⅵ[8-12]。井口從上到下主要由DN65 油管閘閥、三通、油管頭異徑接頭、測試管柱懸掛器、測試管柱泄壓閥、主體、油管頭四通、DN65 套管閘閥、套管泄壓閥等部件及配件組成（圖3）。

1.2.3 耐高溫自補償無接箍抽油泵

高溫補償環采用特種鑄鐵合金，具有耐高溫、耐磨損、耐腐蝕的特性。抽油泵選型是蒸汽驅開發后期回采液高含水期間，溫度壓力連續監測采油技術所需舉升工藝的一個重要環節。采用高溫自補償式抽油泵，其柱塞采用常規柱塞加多級線性高溫金屬補償環結構，高溫狀態下金屬補償環具有彈性變形能力，可自動縮放補償密封間隙，以適應泵筒內徑的變化。泵筒內徑在井下高溫環境中的膨脹值比柱塞外徑膨脹值小，使得泵間隙在高溫下變小，減小熱卡泵的可能性，達到不卡泵的目的。

1.2.4 溫度壓力連續監測技術

圖3 雙懸掛井口結構

井下溫度壓力連續監測技術由地面和井下兩部分系統組成。其中，地面部分包括數據采集和無線傳輸系統等；井下部分包括毛細管、熱電偶電纜、傳壓單元和連續鐵鎧管柱及連續護管等。該技術是集熱電偶測試溫度和毛細管測試壓力于一體的整合技術。其中，熱電偶測試溫度具有穩定可靠且性能好、耐高溫、分辨率高等特點；毛細管測試壓力具有耐高溫、耐高壓、耐酸堿及硫化氫腐蝕，無需井下下入電子元件，不受時間限制，使用壽命長等特點。可根據現場不同生產需求，對注汽井、生產井、觀察井進行單點或多點長期連續溫度壓力動態監測，依靠地面數據采集系統將信號通過無線傳輸系統遠傳[13-14]。

對于造成的損失無法進行計算的時候，要明確將侵權人的違法所得全部上交給權利人的前提是造成了侵權行為人的損失，但是損失難以計算。如果沒有造成實際的損失，是沒有權利要求賠償的。侵權人所得和侵權人違法所得是兩個不同的概念，不能混淆。被告的所得包括合法所得和違法所得。被告的合法所得是受到法律保護的，不能算在賠償的范圍內，所以原告在對被告提出賠償要求前，要明確哪些屬于被告的違法所得。[3]

2 現場應用試驗

2.1 試驗井優選

根據杜229 區塊蒸汽驅開發現狀，需要東部先期轉驅區域地下油層溫度、壓力變化數據，以指導動態調驅工作。經分析，應優選有代表性的油井進行試驗，保證井下無套壞和無出砂史，無加厚小套管或無篩管懸掛器，且目前生產時間較長，以后也不會出砂或套變的生產井。優選試驗井為杜32-53-33 井，該井位于區塊東北部，歸屬于杜32-54-K34 井組與杜32-52-32 井組交叉的一口邊井，生產情況直接受杜32-54-K34 和杜32-52-32 兩口注汽井的注汽質量變化影響。該井2007 年8月轉蒸汽驅生產，生產目的油層為興Ⅳ+Ⅴ組，生產井段為1 007.00～1 057.70 m，34.5 m/7 層，轉驅后累計實施吞吐引效1 次，吞吐引效注汽量3 818.0 t，汽驅階段累計產液113 240.0 t，累計產油34 282.0 t，累計產水78 958.0 t。

2.2 施工方案參數設計

該井內油層射孔井段位置為1 007.00～1 057.70 m，依據井下油層位置及井身結構情況，設計溫度壓力監測電纜下深及井身采油管柱的下深位置。其中，采油管柱及抽油泵下入到距離油層頂部10.00 m 以外，避免射孔井段位置油層坍塌發生套管變形將管柱卡住無法提出。電纜連續管柱護管下到最下方的監測點以下2.00 m 左右即可，進行分層多點溫度和壓力實時連續監測。確定溫度及壓力監測位置為：2個點的溫度和壓力監測，分別為1 007.00 m（興Ⅳ組）、1 041.00 m（興Ⅴ組），實現分層連續測試不同層位的溫度和壓力。

2.3 應用效果

2.3.1 井身及井口結構尺寸

2018 年12 月15 日，選杜32-53-33 生產井，利用檢泵期間順便將溫度、壓力監測管柱下入井內，施工過程順利。結果表明，兩套管柱尺寸和結構設計合理，下入過程順利，溫度壓力測試電纜也順利下入護管中。井口的雙流道結構及尺寸設計合理，實現了兩套管柱的相互獨立，錯位偏心分離同時懸掛，且工況互不刮碰干擾。井口高度1.68 m，滿足井口上的相關操作；井口上部油管單閥門控制，操作簡單易行。入井后的井下溫度、壓力連續監測電纜工作順利，反饋到地面的接收參數顯示屏能夠完整顯示對應深度的溫度和壓力瞬時值，且數值精確度高，誤差小。

2.3.2 抽油泵選型

通過實施前后階段生產效果對比發現，實施前采用φ57 mm 管式抽油泵，沖次采用5 次抽，投產初期高峰期90 d 內，平均日產液37.8 t；在杜84-53-33 井實施后采用44 mm 自補償管式抽油泵，沖次采用6 次抽，投產初期高峰期90 d 內，平均日產液37.4 t（圖4）。油井回采液含水在80%以上。泵內金屬補償環隨著溫度變化，彈性變形自動縮放補償泵體密封間隙，適應泵筒內徑變化，有效減少了泵體的采液漏失量，實施后比實施前的泵效平均提高了6%。

2.3.3 溫度和壓力測試

圖4 溫度壓力監測采油技術前后日產液、沖次變化對比

溫度和壓力測試系統每間隔15 min 自動測試一下對應的溫度和壓力值，并及時反饋到井口顯示屏，實行24 h 連續實時監測。監測到的溫度和壓力數據顯示，該監測系統可以實現油層內溫度和壓力分層分點獨立測試。實施該測試技術前后階段對比發現，上部油層1 007.00 m，興Ⅳ組溫度較高，動用較好，溫度在148.89 ℃左右，地層壓力穩定在2.27 MPa 左右；下部油層1 041.00 m，興Ⅴ組層位溫度較低，動用較差，溫度125.65 ℃左右，地層壓力2.87 MPa 左右。依據監測數據，對生產進行動態調控，對區塊內的注汽井實行分層調控注汽量，對上部興Ⅳ組厚層降低注汽量，注汽速度由原來的3 t/h 下調到2 t/h；對下部興Ⅴ組薄層增加注汽量，注汽速度由原來的2 t/h 上調到3 t/h。杜84-53-33 井實行動態調控后，上部興Ⅳ組油層1 007.00 m，溫度下降到141.06 ℃左右，地層壓力升高到2.39 MPa 左右；下部興Ⅴ組油層1 041.00 m，溫度上升到131.76 ℃左右，地層壓力下降到2.78 MPa 左右（圖5）。

圖5 溫度壓力監測采油雙管柱前后溫度壓力測試變化

3 結論

（1）井下溫度壓力連續監測采油技術管柱、井口結構及尺寸設計合理，能夠實現井內測試管柱護管和采油管柱雙懸掛，同時在井內互不干擾。抽油泵選型完全適合蒸汽驅開發回采液高含水的工況環境，有效提高泵效，滿足油井排液需求。

（2）井下溫度壓力連續監測技術，能夠滿足蒸汽驅井下監測需求，有效實時連續監測井下多點溫度和壓力動態變化，測試數據準確、直觀，為分析油層動用程度，合理制定調整生產工作制度，提供指導依據。

（3）井下溫度壓力連續監測采油技術，可以在開發區塊平面上靈活調整監測區域，把任意滿足井況條件的生產井根據需要作為監測井下入溫度壓力監測系統，可以既做生產井又做監測井，不影響正常生產。