分層測試和分層采油聯作技術*

付亞榮 陳勁松 張睿蔭 馬永偉 王新梅 師璐 曹小娟 左婧

（華北油田分公司）

1 研究背景

不同編碼的壓控裝置可實現牙刷狀油藏分層開采[1]。“三重一整體”的老油田二次開發理念，迫切需要油藏在縱向上細分層系的同井組分注分采工藝[2]，其本質就是控水增油，提高油藏最終采收率。全國各油田相繼開發了諸多分層采油技術，諸如：何海峰[3]提出了勝利海上疏松砂巖油藏分層防砂分層采油技術；邢曉光等[4]提出了在試油過程中利用“兩閥兩封”的智能分層射流泵排液工藝，實現了一趟管柱、兩層排液；劉義剛等[5]以渤海SZ36-1 油田為藍本，進行了分注分采效果及其影響因素數值模擬后認為，排狀注采井網的最佳分采時機為含水90%；付亞榮等[6]應用進下油嘴達到了兩個油層分采增油降水顯著的效果；李大建等[7]設計了橋式分采器+Y211 封隔器+Y111 封隔器+ 普通管式抽油泵”三層分采技術管柱，實現了三層分采；郭穎[8]為了深度挖潛剩余油，研制出采油井6 段以上細分層產量控制工藝；羅云龍等[9]提出了利用綜合分值和分差值表征分注分采技術改善水驅開發效果評價方法。劉合院士等[10]將分層采油技術分為自噴分層配產、機采井找堵水、液壓可調層、智能分層采油4 個發展階段，綜述了技術原理、施工工藝、技術適應性和優缺點；李小永等[11]認為智能分層采油必須在智能油藏、智能決策、智能找堵水等基礎上進行；鄭忠博[12]研制了測控一體配產器，實現了水平井分層采油及測試纜控一體化工藝，4 口井實施后累計增油123.0 t，累計降水1 900.0 m3。分層采油工藝要達到控水增油的效果，關鍵控制高含水層產量、釋放低含水層產量。事實上，現場實施分層采油時，各油層的壓力、產液量資料距離施工時間較長或沒有錄取過此類資料，造成分層采油工藝的選擇存在一定的盲目性；在分層采油施工時，需要先下入1～2 趟測試管柱，測試出水層、產液剖面、油層壓力等資料，才能找出分層開采層位。分層測試和分層采油聯作技術利用封隔器、電動可調式開關將施工油井中層間壓力差異大、層間干擾矛盾突出的油層，用一趟管柱實現測試油井出水層、油層壓力、產液量等參數和分層采油[13-14]。

2 分層測試和分層采油聯作選井原則

已經建立的分層開采模型，需要已知某一油層的可采儲量、采出程度、油層的流壓等參數，從而確定分采油井不同分采層位對產量的影響，優選分層開采層位[15-19]。分層測試和分層采油聯作工藝解決無法滿足分層開采模型所需參數的“瓶頸”問題，施工過程中測試和分采管串較長，對井斜角、方位角等影響井筒通徑的參數有嚴格要求，其選井的條件為：封隔器卡點無套管變形；最大井斜角小于45°；第一電動可調式開關、第二電動可調式開關、封隔器卡點、電纜旁通接頭等工具井段全角變化率小于15%；50 ℃原油黏度小于500 mPa·s。

3 分層測試和分層采油聯作施工工序

3.1 施工準備

1）洗井。從油套環空泵入清水作洗井液，洗井液從油管返出，洗井液的排量控制在25～30 m3/h，待從油管返出清水停止洗井；當井口壓力為零后繼續觀察2 h，待井口無溢流，拆井口，安裝試壓合格的SFZ18-21 防噴器。

2） 起出生產管柱。包括油管、抽油泵和抽油桿。

3）用鍋爐車將油管、抽油桿沖洗干凈。

4）沖砂。下帶有筆尖的沖砂管柱，沖砂至人工井底。

5）通井。在油井套管內下入φ118 mm×1.2 m規格的通井管柱；通井至人工井底，在坐封段連續通井3次，保證暢通無阻，速度控制在10～20 m/min。

6） 套管刮削。 在油井套管內下入帶有GX-140T 套管刮削器對全井段套管內壁進行一趟鉆刮削，清除井下套管內壁的垢、蠟及其它套管內壁阻塞物。

7）第二次洗井。從油套環空用清水洗井，洗井液的排量控制在30～35 m3/h，待從油管返出清水停止洗井，起出套管刮削管柱。

3.2 分層測試和分層采油管柱施工

1）下入丟手連接器管柱和電纜。丟手連接器管柱由井下自下而上依次為：73 mm 絲堵、1 m 本體直徑73 mm 內放存儲壓力計的篩管、本體直徑73 mm 雙公扣密封接頭、73 mm 加厚油管、第一電動可調式開關、73 mm 油管短節1 m、73 mm 油管短節0.5 m、1.6 m 第一封隔器、長度73 mm 油管短節0.5 m、73 mm 加厚油管、第二電動可調式開關、73 mm 油管短節1 m、73 mm 油管短節0.5 m、1.6 m第二封隔器、73 mm 油管短節0.5 m、73 mm 加厚油管9.3 m、73 mm 油管短節0.5 m、0.23 m 電纜旁通接頭、73 mm 油管短節1 m、73 mm 加厚油管9.3 m、0.57 m丟手連接器、73 mm加厚油管4×9.3 m、1 m 校深短接、73 mm 加厚油管；下丟手連接器管柱的同時在管柱外壁下入φ5.6 mm 鎧裝電纜；管柱下到設計深度后，地面預留出200 m 的φ5.6 mm 電纜（200 m 左右），井口打電纜卡，截斷電纜，用φ11.8 mm 校深工具校深。

2）丟手。管柱下到設計深度后，校深保證卡點準確，將分采工具調整到指定深度，坐井口。地面分批次打壓：5 MPa（封隔器釋放銷釘剪斷）、8 MPa （油管錨釋放銷釘剪斷）、10 MPa （穩壓5 min）、13 MPa （穩壓10 min）、15 MPa （穩壓10 min）， 使 分 采 管 柱 坐 封， 繼 續 加 壓 至17～20 MPa，丟手連接器丟開，起出丟手連接器以上的全部油管。

3）電纜二次對接裝置部分。管柱結構為：電纜二次對接裝置、73 mm 加厚油管、73 mm 篩管2 m、抽油泵、油管；緩慢下放，電纜二次對接裝置頭部距離丟手1 根油管時，下放速度須保持在0.5 m/min，直到電纜二次對接裝置頭部插入丟手內部，對接插頭進入丟手插座，被鋼球鎖住，此時通過加電測試即可知道是否對接到位。對接到位時伸縮器被打開，上提管柱不超過700 mm，能夠封井即可。

3.3 分層采油桿柱施工

1）下入分層采油桿柱。分層采油桿柱由井口自上而下依次為：28 mm光桿、25 mm抽油桿、22 mm抽油桿、19 mm 抽油桿、懸掛泵柱塞。分采桿柱下入速度小于30～35 根/h。28 mm 光桿、25 mm 抽油桿、22 mm 抽油桿、19 mm 抽油桿、懸掛泵柱塞之間采用絲扣連接。

2）調整防沖距。柱塞下到位進入泵筒后，按每1 000 m 桿柱上提防沖距0.8 m。

3.4 完井安裝井口

用工控機取各層信號是否正常，控制各層開關，各層開關正常后油井正常起抽。分層測試和分層采油聯作施工完成。

4 現場應用

現場20 余口油井應用分層測試和分層采油聯作工藝，一次成功率100%，單井產油量日平均增加2.8 t，單井產水量日平均降低6.2 m3，百米噸液耗電日平均降低0.106 kWh。部分分層測試和分層采油聯作油井效果見表1。

表1 部分分層測試和分層采油聯作油井效果

XXX-8 油井于2016 年10 月地質方案要求生產11#、12#、16#層，封隔器卡點在12#、16#層之間；上部11#、12#層單獨生產時液量保持在30 m3左右，下部16#層單獨生產時液量保持在30m3左右，兩套層合采時液量保持在30 m3左右。動液面1 400 m，施工后，產油量日平均增加3.6 t，產水量日平均降低6.8 m3，百米噸液耗電日平均降低0.09 kWh。

5 結論

1）分層測試和分層采油聯作工藝可以用一趟管柱解決油井某一油層可采儲量、采出程度、油層的流壓等參數缺乏的分層采油問題。

2）分層測試和分層采油聯作工藝可以優選分層開采層位，實現上下兩層間產量控制、兩層分采同出的目標，達到增油控水、節能降耗的目的。

3）分層測試和分層采油聯作工藝施工時，必須嚴格按工藝設計、施工設計進行管柱組合，認真核對工具的下井順序、組配工序；斜井段管柱施工時，必須控制下放速度，才能確保施工一次成功。