水平井溫度剖面測試找水技術研究與應用
——以河南油田稠油熱采區塊為例

程連文，馬宏偉，方 倩，周文玉，李 劍，樊琳琳

（1.中國石化河南油田分公司石油工程技術研究院，河南南陽 473132；2.中國石化河南油田分公司采油二廠，河南南陽 473132）

隨著水平井應用規模的不斷擴大，水平井開采已成為河南油田的重要開采方式，其中低效水平井占比較大，油井含水高是水平井低效及關停的主要原因。稠油熱采水平井綜合含水達到82%，主要原因是油藏底水發育、隔夾層薄（0～4 m）。有效治理高含水井的關鍵是準確找到水平井的出水點位置。隨著吞吐輪次的增加，水竄加劇，出水點增多，水竄治理難度加大。需要配套精準的找水技術，實施精準堵水，改善高含水水平井的治理效果[1-4]。

目前，國內水平井找水技術有儲層評價測井技術、水平井產液剖面測試技術等。但是針對河南油田稠油熱采水平井“水平段長、隔夾層薄”的特點，這些技術都無法適用。本文介紹的水平井溫度剖面測試找水技術是針對河南油田稠油熱采水平井的特點提出的，重點闡述了應用水平井溫度測試儀測試水平段溫度剖面的工藝，通過分析溫度剖面，找出出水位置，為準確封堵出水點提供可靠依據。

1 工藝技術原理

針對稠油水平井“水平段長、隔夾層薄”的特點，在井筒中下入水平井抽汲式溫度剖面測試找水管柱，通過改變工作制度，造成出水位置溫度差異。水平井溫度測試儀記錄溫度變化，水平井壓力測試儀記錄壓力變化。測試結束后起出水平井溫度測試儀和水平井壓力測試儀，回放、分析數據變化特點，準確找水[5-8]。

水平井抽汲式溫度剖面測試找水管柱主要由抽稠泵、水平井溫度剖面測試儀以及水平井壓力測試儀組成（圖1）。

圖1 水平井抽汲式溫度剖面測試找水管柱

2 工藝技術特點

2.1 水平井溫度剖面測試儀

水平井溫度剖面測試儀是水平井溫度剖面測試的核心工具，主要由高精度溫度測試探頭、耐高溫電路板、耐高溫電池、回放儀和計算機分析編輯軟件組成（圖2）。

圖2 水平井溫度剖面測試儀

2.2 水平井壓力測試儀

水平井壓力測試儀主要用于水平井測試全過程壓力監測。壓力測試一方面可以監測整個測試施工過程，有助于分析溫度測試異常點；另一方面反映井筒壓力恢復能力，通過試井解釋，找出水平井裂縫長度及方式。

2.3 組成特點

水平井溫度剖面測試找水技術適用于隔夾層薄的稠油熱采水平井，動態測試方法記錄了生產過程中出水變化，實現多點監測，找水位置更加準確，找水結果更加符合實際生產情況。為保證水平井溫度剖面測試儀的可靠性，采取了低功耗、時間同步功能設計等，主要特點如下：

（1）功耗低。采用低功耗設計，整機功耗小，可以保證連續長時間測試。

（2）時間同步功能設計。保證多支儀器同時測試，同步誤差小，可靠性好。

（3）較強的抗機械沖擊性能。針對儀器在上下井過程中的振動環境，采取防震設計，保護核心測試電路，減少了機械應力對電路的損傷，延長了儀器壽命。

（4）較強的抗溫度沖擊性能。選用進口高溫元器件、高溫材料，減少溫度循環沖擊引起的熱應力對電路的損傷，同時保證了儀器在高溫環境下長時間測試的性能，延長了儀器壽命。

（5）高精度溫度測試性能。采用特殊的溫度標檢方法和溫度標定設備，保證了標檢環境溫度場的穩定性和一致性，最大限度地降低了計算過程中的精度損失。

（6）溫度響應時間短。測試時探頭直接暴露在井液中，用開窗式外殼進行保護，溫度響應時間短。

（7）簡潔、直觀的數據處理軟件。計算機軟件操作界面通俗易懂，操作步驟簡潔，除具備數據接收、數據刪除、數據保存、時間表設置等基本功能外，還可生成溫度-深度曲線以及壓力-深度曲線，查看各個深度點溫度值的異常情況，用于分析水平井測試段的油層動用程度和井漏情況。

3 測試儀精度測試

3.1 室內精度實驗

實驗目的：驗證水平井溫度剖面測試儀的測試精度。

實現過程：將水平井溫度剖面測試儀放置于高精度溫控實驗箱中，對儀器連續標定測試。

實驗結論：儀器線性度很好，測溫精度為±0.2 ℃。

3.2 同步性能實驗

實驗目的：驗證水平井溫度剖面測試儀的同步性能。

實現過程：將20只測試儀放置于高精度溫控箱內，同步加溫測試，檢測儀器的同步性能和溫度指標。

實驗結論：時間同步功能設計，時間誤差不大于2 s。

3.3 室內模擬實驗

實驗目的：模擬水平井段井底真實水流通過情況，檢驗井下測試儀使用性能。

實驗過程：先按圖3組裝水平井模擬實驗管柱，并將水平井溫度剖面測試儀置于油管內；再在水平油管處灌滿20.0～25.0 ℃清水，靜置30 min以上；接著在彎角油管內罐注100.0 ℃熱水；最后打開單流閥，控制流速為10 mL/min，記錄溫度變化。實驗完成后，取出井下溫度剖面測試儀進行回放。

圖3 水平井溫度剖面測試實驗管柱

實驗結論：儀器精度為0.2 ℃，相鄰溫度剖面測試儀的距離（即出水點的檢測距離）最小為2 m。距離小于2 m時，溫度無明顯變化。

室內實驗顯示，儀器線性度很好，測溫精度為±0.2 ℃，時間同步誤差不大于2 s，出水點的檢測距離最小為2 m，可以滿足現場需要[9-12]。

4 現場應用

4.1 現場應用效果統計

為驗證溫度剖面測試工藝的可靠性，在河南油田稠油熱采區塊現場應用5口井，實現了水平井段最長237 m，與下部水層隔層為0～2 m的測試找水，堵水后含水率下降7.2%，階段增油861 t。

4.2 實際應用

河南油田XX-1水平井水平段長90 m，采用套管射孔完井，措施前含水100%，措施后含水率下降了6%，累計增油206 t。

下完管柱后溫度恢復階段：在655～710 m井段溫度恢復速度快，在720～745 m井段，溫度最高恢復到55.0 ℃（圖4）。

圖4 停測溫度恢復曲線

開抽測試恢復階段：在650～710 m井段出現溫度上升，最高溫度達到52.8 ℃（圖5）。生產后停測恢復階段：在650～710 m井段開抽時溫度上升，停抽時溫度下降，這表明有高溫液體流出，最后在710～740 m井段溫度小幅上升，表明了液體流出性不好（圖6）。生產后停測1 h恢復階段：在680～710 m井段出現溫度先上升后下降，證明該段為主要出水層（圖7）。

圖5 第一次抽測溫度變化曲線

圖6 第二次抽測溫度變化曲線

圖7 停測1 h后溫度恢復曲線

5 結論

（1）水平井溫度剖面測試儀具有同步誤差小、可靠性好、精度高、功耗低和較強的抗機械沖擊性能等優點，可以查看各個深度點溫度值的異常情況，并分析水平井測試段的油層動用程度和井漏情況。

（2）建立了一種溫度剖面測試找水方法，通過

改變油井工作制度，造成水平井溫度異常，進行水平井全井段溫度剖面測試，分析測試數據，準確地判斷出水位置，對指導稠油熱采井的開發具有重要作用。