分层注水与测试工艺
浅析注水井分层测试技术
浅析注水井分层测试技术摘要：随着油田开发的深入，注水井分注层数的逐年增加，其分层测试的难度也逐年增大，测试工作量明显提高。
提高注水井分层测试技术，能有效的改善注水开发效果，为进一步选择合理的采油工艺措施，多层配注方案提供依据。
本文主要从笼统注水井分层测试工艺、桥式偏心注水分层测试工艺以及测调联动分层配水及测试工艺三个方面探讨了注水井分层测试技术，并提出了改进措施。
关键词：注水井分层测试技术改进方法一、注水井分层测试技术1.笼统注水井分层测试工艺同位素吸水剖面测试和笼统地层压力测试是笼统注水井动态监测的主要手段。
对小孔道进行测试时，同位素剖面测试的测试结果是不易出现误判的，可以接受；但面对大孔道时，测试结果准确度不够，误判难免，且同位素易受井下管住和工具的污染，这也加剧了测试结果的不确定性，测试也只可在一个注水压力下，动态参数难以获得。
为了直接进行笼统注水井测试，现如今，已发明了一套由温度、磁定位仪、金属伞扶正器以及压力共同组成的测试仪器。
其最大优势在于，除了能直接测试外，还能减小被测流量受流体的压力、温度等因素的干扰。
根据压力及温度的变化，测试仪器进行辅助分析并确定注水井的主力吸水层。
笼统注水井分层测试工艺的操作较为复杂，工作时间长，具体为：正常注水情况下，连接好测试仪器，将其下放到井中规定的位置，从下而上进行不间断测试。
在测试时，进行减压测试，从而得到不同压力下的吸水剖面，研究小层的启动压力、流量和分层指示曲线。
如果注入压力不同，真指示曲线、启动压力、视指示曲线可获得，各层段的吸水指数与能力便可以确定。
仪器记录了测试结果，结束测试后，可在计算机中检查测试数据。
流动测试是笼统注水井分层不稳定测试所采用的方法。
在井底进行变流量测试，根据地质部门所划层次，逐步上提仪器进行测试，最终到达顶层，后结合变流量资料，确定层段的表皮系数、分层压力、渗透率。
如果不久前进行过同位素吸水剖面测试，将吸水剖面资料与结合变流量资料结合，从而得出地层总参数，接着分析小层参数[1]。
油田分层注水工艺技术规范
油田分层注水工艺技术规范油田分层注水是一种常见的油田开发方式，它通过向油层注入水来提高油层压力，促进原油流动并提高采收率。
为了保障注水工艺的高效可靠实施，制定分层注水工艺技术规范是非常必要的。
一、注水井的选址与布置1. 注水井的选址应根据地质构造、油层性质和原油存在的情况进行合理确定，应优先选择油藏开发的高产区域。
2. 注水井的布局应充分考虑油层的分布情况、注水效果和工程实施便利性，注水井之间的间距一般应不小于500米。
二、注水井的施工与完井1. 注水井应按照规范的施工和完井工艺进行作业，确保井筒的质量和完整性，以免对注水工艺造成不利的影响。
2. 注水井的完井包括油藏储层的完好保护和井筒的良好固定，以确保注水的目标层位正确和注水通量合理。
三、注水井的测试与评价1. 注水井的测试应包括井筒的产能测试和注水井液体的流动性测试，以评估井底流压和注水效果，并及时调整注水参数。
2. 注水井的评价应根据实际注水效果进行分析，选择合适的评价指标，如采收率提高、油井产能恢复等，以判断注水工艺的有效性。
四、注水参数的确定和调整1. 注水参数的确定应综合考虑油层厚度、孔隙度、渗透率等地质特征以及油藏动态变化等因素，确定合理的注水压力、注水量和注水周期等参数。
2. 注水参数的调整应根据油藏动态变化和注水效果进行及时调整，如注水压力的增加和减小、注水周期的调整等。
五、注水液体的选用1. 注水液体的选用应根据地质构造、油层性质和油藏开发的需要进行合理选择，如清水、低盐水、表面活性剂等。
2. 注水液体应具有良好的透水性和流动性，能够有效的降低油层渗透率的分布不均匀性，并增加原油的流动性。
六、注水工艺的监测与控制1. 注水工艺的监测应包括注水井的产能、注水参数和注水效果等，以及周围井筒的动态变化情况，如注水井液位变化、油井产能变化等。
2. 注水工艺的控制应根据实时监测数据进行相应的调整，包括注水参数的调整、注水液体的更换等，以保证注水工艺的稳定和可靠。
桥式偏心分层注水工艺及调测试技术资料
二、配套测试技术及仪器工艺原理
1. 分层流量调配测试技术
集流法
杏48-28井（二层）集流法分层流量曲线
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二、配套测试技术及仪器工艺原理
1. 分层流量调配测试技术
非集流法
原理：测试时将非集流流量计下至最下一级桥式 偏心配水器上3m～5m，在油管中悬停3min～ 5min测试。然后，自下而上依次上提完成各层 水流量的测试，使用递减法计算出各层的水量。
多参数电磁流量计实物图
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二、配套测试技术及仪器工艺原理
技术参数：
连接 扣型 M30×1.5 长度 （mm） 390 外径 （mm） 36 耐压 （MPa） 40 耐温 （℃） 0-100 量程 （m3/d） 100 精度 （% ） ±1.0 记录 数点 25000
特点： 信号传输为非接触方式，适合在高压力场合工作，并且抗震 动冲击能力强 精度高，线性范围宽。
应用范围：不出砂、结垢不严重、套管完好、井 斜小于30°的偏心分层注水井。
测调联动系统技术原理
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二、配套测试技术及仪器工艺原理
2. 分层验封测试技术
验封
原理：测试密封段上端连接一只双通道压力计 ， 用钢丝将仪器串坐入配水器内，在井口做“开-控/ 关-开” 压力激动，每一动作稳定3～5min ；采用 双通道压力计测试套管压力变化、油管压力变化； 测试完毕上提，依次完成其它各层段的测试。数 据回放后，根据油套压力变化曲线判别各层的密 封效果。 特点：验封曲线直观，一目了然。并且下入多 级封隔器情况下，一次可验证上、下两级封隔 器密封情况。 配套仪器：Φ20mm 双通道压力计
特点：方法简便。
分层注水测试及配套工艺技术研究
中国石油大学（华东）现代远程教育毕业设计（论文）题目：分层注水测试及配套工艺技术研究年级专业层次： 08级秋季专升本石油工程学生姓名：李远彬学号：指导教师：王卫阳职称：副教授导师单位：石油工程学院中国石油大学培训学院论文完成时间：2010 年 3 月20 日中国石油大学（华东）现代远程教育毕业设计（论文）任务书发给学员1．设计(论文)题目：2．学生完成设计(论文)期限：年月日3．设计(论文)课题要求：4．实验（上机、调研）部分要求内容：5．文献查阅要求：6．发出日期：年月日7．学员完成日期：年月日指导教师签名：学生签名：注：1、任务书应附于完成的设计（论文）中，并与设计（论文）一并提交答辩委员会；2、除任务书外，学生应从指导教师处领取整个设计（论文）期间的工作进度日程安排表（包括各阶段的工作量及完成日期）；3、任务书须由指导教师填写。
经过近年来的实践开发，注水工艺已经形成为一套行之有效的方法。
通过注水井向油层注水，是保持油层压力，提高油藏采油速度和采收率而被广泛采用的一项重要的开发措施。
但总体看来分注层段合格率较低，除了分层注水管柱本身分层不清造成层段合格率较低外，另外一个主要原因是目前的测试调配效率低。
分层测试技术是检测分层注水是否合乎地质配注要求的重要手段，测试只是调配的前提和后期标定，而调配则是实现配注要求的手段。
本文介绍了分层测试技术的现状，包括各种流量计测试工艺及水井调配技术，验封技术。
特别是对目前比较前沿的测试调配一体化及验封技术做了大概的汇总。
关键词：分层注水；吸水能力；调配；封隔器；验封第1章前言 (1)第2章分层注水测试现状及原理 (2)第3章分层注水测试技术分类 (4)3.1 注水井吸水能力差异原因分析和测试技术分类 (4)3.1.1 吸水能力的研究 (4)3.1.2 分层注水测试技术 (5)3.2 分层吸水量测试的工艺技术 (6)3.2.1 投球测试方法 (6)3.2.2 流量计算 (8)第4章分层注水井测试调配技术 (10)4.1 调配技术原理 (10)4.2 分层注水井测试调配现状 (10)4.2.1 放射性同位素测吸水剖面技术 (10)4.2.2 投球法测试技术 (10)4.2.3 浮子流量计测试技术 (11)4.2.4 涡轮流量计测试技术 (11)4.2.5 井下存储式电磁流量计测试技术 (11)4.2.6 存储式超声波流量计测试技术 (12)4.2.7 水井调配技术 (12)4.3 测试调配一体化技术 (12)4.3.1 预设置型测试调配一体化技术 (12)4.3.2 实施控制型测试调配一体化技术 (12)4.3.3 两种测调一体化技术比较 (13)4.4 分层注水井测试调配下步发展方向 (14)第5章分层注水井封隔器验封技术 (15)5.1 封隔器 (15)5.1.1 封隔器的分类及型号编制 (15)。
桥式偏心分层注水及测试新技术
292现阶段，我国大多数油田注水井所采取的分层注水关注，其组成部分主要有656型偏心配水器与水力压缩式封隔器。
在对压力进行测量时，需要首先捞起原配水堵塞器，将直径较小、具备储备功能的压力计注入其中，其传压孔直接与油层对准，然后获取到所需的压力资料。
1 技术分析1.1 桥式偏心配水的工艺原理井下分层注水所采取的设备主要是桥式偏心配水器，注水层的集流流量的测量主要依靠桥式过液通道实现的，测量过程中由施工所造成的注水影响也能够获得显著降低，进而有助于促进测试精度的显著提高。
桥式和常规偏心分注技术基于自身的兼容性，便可以同时完成非集流量测试和常规偏孔注水压力的测试，通过对中心通道压力的测试，不会对测试结果造成巨大的影响。
1.2 分层注水的工艺特点第一，便于配水，有助于多层配水和任意层投捞的实现；第二，不需要借助堵塞器，使得分层流量测试结果会更加的准确、直观，且投捞次数较之前有所减少，测试效率获得不断提高；第三，简便的测试过程，通过促进验封效率的极大提高可以相应的促进工作量的大量减少，也就是说尽管在多封隔器管柱中的验封只有一次，但是却与两级封隔器密封情况的验封相当。
1.3 桥式偏心管柱结构封隔器、配水器和可洗井封隔器等共同组成了桥式偏心管柱结构。
1.4 测试工艺实际进行测试时，需要将偏心配水堵塞器从水中捞出，便可以在偏心测试主通道中直接将相关的测试仪器投入对应的测试密封段，以此测试功能便可以最大限度的实现。
利用电子存储式高精确压力计进行测试，借助其中的一支压力计便可以逐渐上提便有助于准确的测量目的层的压力，通过将压力计投入每层中的方法，有助于形成一定的测区压力曲线，待测试完成后需要对压力进行必要的打捞；把测分层流量投入到在目的层中，便可以直接对单层流量进行测试。
2 现场测试成果和分析2.1 分层验封测试工艺原理：把双通道压力计的一端与测试密封段上端相互连接，仪器在其中的置入利用钢丝完成，将压力激动“开-关-开”设置在井口，稳定每个动作3到5分钟；对于套管和油管的压力变化需要依靠双通道压力计进行测试，之后对每个层段的压力进行测试。
分层注水井验封技术
L17-28井
偏2
偏2处的地层
压力下降，温 度上升，说明
封2完全密封。
地层压力下
降很快，并很
快达到平稳， 这与偏2层地
层亏空的判断
相符。
L16-23井
L16-23井为三级三层注水井 测试时间为11天 验管柱时，偏3投死水嘴，偏1、偏2投压力
仪后，在注水站用超声波流量计检测流量还
有5m3/d左右的水量，证明管柱有渗漏。
偏1、偏2分别投入压力仪进行压降测试。
验管柱：偏1、偏2投压力仪后，在注水站用 超声波流量计检测流量为0，说明该井井下管 柱及仪器的密封性能良好。
L16-24井• 偏1原始曲线
• 偏1双对数曲线
双对数导数中期未出现明显的凸起，中期达到径向
流后继续向上爬升，进入总流动系统。上述特征与复 合油藏特征一致。经分析认为该井地层具有不同渗透 性和储容比的内外两区，内区为高渗透性，外区为低 渗透性，且该井地层多为砂岩。故选均质复合油藏模 型。
电 流 mA
0.1
0 延迟 时间
1
2 10min×60组
12 1h× ……组
5sec
720组 1min×60组
时间
仪器在井下可连续工作时间：30天
• 封隔器密封完好
温度
压力
• 封隔器漏失
温度Βιβλιοθήκη 时间压力时间现场实测曲线
温度
压力
温度
压力
封隔器密封完好
管柱系统可能漏失
序号 1 2 3 4 5 6
技 术 指 标 压力测试范围，MPa 0～70 精度 ±0.2% F· S 温度测试范围，℃ 0～125 精度 ±0.5% F· S 数据存贮容量 64 KB （存贮16350组数据） 最大外径 22 仪器外径 压力计外径 20 mm 仪器长度，mm 236 1s～64800s之间任意 采样间隔设计 设定
4-分层注水测试技术
外管
坐封座 密封件 胶圈 反洗活塞 胶圈 连接套 坐封套 下内管 上活塞 胶圈 活塞顶套 缸套 下活塞 胶圈 螺钉 下接头
技术组成
注水层
缓冲器
偏心配水器 带水嘴坐封 堵塞器开启 压力 6～7MPa 耐温120℃ 耐压35MPa
HNY341ห้องสมุดไป่ตู้隔 器
KPX-114A 配水器
注水层
注水层
技术组成
注水层
分层注水测试技术
江汉采油厂测试队
目 录
一、分层注水原理及工艺 1、分层配水原理 2、分层配水工艺 二、分层注水工艺技术 1、空心配水管柱 2、偏心配水管柱 3、混合配水管柱 4、多级免投死嘴偏心配水管柱 5、液力投捞组合式斜井分注管 柱 三、分层注水测试技术 1、投球测试法 2、井下超声波流量计测试 3、投捞测试法 4、验证器测试法 四、水嘴的选择 1、嘴损的计算 2、配水嘴的选择 3、水嘴调配 五、注水指示曲线的分析和应用 1、注水指示曲线的概念 2、注水指示曲线的分析应用 六、偏心配水配套技术 1、机械振击器解卡技术 2、水力振荡器解卡技术 3、防试井钢丝拉断技术 4、高压井钢丝自动压送技术 5、井下机械除垢技术
缓冲器
液压开启 伸缩短节开 启压力 9～10MPa 耐温120℃ 耐压35MPa 伸缩距离 0.4m
HNY341封隔 器
KPX-114A 配水器
注水层
注水层
接头 护帽 密封圈 内管
外管 缸套 密封圈 密封圈 活塞 剪钉 密封圈 锁钉 锁环 锁球 挡环
工艺原理
注水层
下管柱 坐封 水嘴打开
注水层
测试验封
4、内通径大、小一致， 有利于吸水剖面测试 仪器通过。
注水层
偏心配水器
注水井分层测试工艺
测试指示曲线分析与应用
注水井指示曲线指在稳定流动的条件下，注入压力与 注水量的关系曲线。
注水井指示曲线
注水井资料录取规定
注水井必须录取注水时间、泵压、油压、套压、全井注水量、分层注 水量、洗井数据等资料。
1 注水时间 1. 1日注水时间：前天8：00到当天8：00的累计注水时间。 1.2 月累计注水时间：注水井全月实际注水时间之和。 2 注水压力 2.1 正常注水井，泵压、油压每天8：00、16：00录取两次，套压每 旬录取一次，对注水井最上级有封串、动停、方停的井，必须在井口采取 升压或降压，同步录取套压与油压对应的3个压力点，并备注在班报和水 井综合上。 2.2 作业井、增注井、堵水调剖井，开井24小时内，在井口同步录取 套压与油压。 2.3 临时停注、放溢流或待作业等，都按正常井录取压力资料，并填 写在班报表上。 2.4 压力单位Mpa，取值到小数点后一位。 2.5 压力表选择要求实际压力值必须在压力表最大量程的1/3-2/3范 围内。
不需聚流，一次下井可测多层。可以
封隔器
准确的测量油管漏失位置，判断水表
的水量计量是否准确等。
封隔器
超声波流量计测试
超声波流量计测试，采用超声波来 测量流体流速，它通过测量高频超 声波束的传播时间差来推算流体流 量。测试方法是从下到上，不需聚 流，一次下井可测多层。可以准确 的测量油管漏失位置，判断水表的 水量计量是否准确等。
四参数组合验封仪的测试原理：就是利用密封件密封配 水器中心通道，用压力计、流量计测量配水器上、下的 压力和通过的流量，通过井口注水压力的变化情况来判 断封隔器的密封性。试验的同时，改进了调点技术，由 过去的降压法改进为“开-控-开”或“控-开-控”的方 式。
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二、桥式偏心分注管柱示意图
以三级三段注水油管层 柱为例。管柱由三级 封隔器、三级配水器 组成。其结构如图油：层
油层
保护封隔器
桥式偏心配水器Ⅰ 层间封隔器
桥式偏心配水器Ⅱ 层间封隔器 桥式偏心配水器Ⅲ 挡球、丝堵
桥式通道
三、桥式偏心分注管柱井下配套工具
1 井下封隔器
封隔器 由型号Y341—114封隔器 组成。与普通偏心工艺相同， 最上一级为保护封隔器；中间 两级为层间封隔器。
.
11
二、偏心式分注管柱种类
普通式分层注水管柱 桥式分层注水管柱 集成式分层注水管柱
.
12
三、偏心式分注工艺井下配套工具
目前，偏心式井下配水工艺有较大变化。除普通式 之外，还有：
衡流式井下配水堵塞器
可调式配水堵塞器
.
13
一 普通式偏心分层注水工艺
一、普通式偏心分注管柱示意图
保护封隔器
油层
偏心以配水三器级Ⅰ 三段注水管
使各类油层都能得到充分、有效地利用，减缓油井含水上
升速度，实现长期稳产。
.
2
一、分注与测试工艺的主要内容
分注与测试工艺主要包含：
1
井下分注工艺
2
分层测试工艺
3
解析资料
二、分注与测试工艺之间的关系 分注与测试工艺之间互依互存：
井下工艺为基础 分层调测为手段
分注资料监管为措施
第一章 井下分注工艺
.
挡球、丝堵
.
29
五、桥式偏心分注管柱工艺特点
1 ．桥式偏心分层注水工艺是在原偏心工艺基础上研 发的。因此。具有普通偏心工艺所有特点。
2 ．桥式偏心主体与测试密封段的创新设计，实现了 双卡测单层。
3．可测任一单层流量，不改变其它层的正常注水。 4 ．不用递减法计算分层注水量，避免了递减法求流 量产生的误差，减少了层间干扰。
下配水器。通过配水器过水孔，
油层
偏心配水器Ⅰ 由配水堵塞器中的水嘴调控层
层间封隔器 段注水量，由堵塞器上部的过
流孔进入油套环空。封隔器密
油层
偏心配水器Ⅱ 封隔开上下层段，防止互窜、
干扰。环空中的高压水顺射孔
层间封隔器 孔道进入油层，向油层补充能
量。其原理如图：
油层
偏心配水器Ⅲ
四、普通式偏心分注管柱的流量测试
保护封隔器
油层
偏心配水器Ⅰ使用集流或非源自流式流量计层间封隔器 从井口下入井内，至最下一级配
水器。然后，逐级上提并坐封于
油层
偏心配水器Ⅱ 配水器工作筒中，停留3～5分
钟。测试完最上一级配水器后，
层间封隔器 起出井口完成一个压力点的分层
流量测试。
油层
偏心配水器Ⅲ
.
20
四、普通式偏心分注管柱工艺特点
1．实现多级细分注水，不受级数的限制， 一般井分4～6个层段。
配水器 三级655—3配水器 分别为井下偏Ⅰ、偏Ⅱ、偏 Ⅲ配水器。其结构如图：
二、普通式偏心分注管柱井下配套工具
3 配水堵塞器
配水堵塞器 每级井下配水器中投放有偏 心式配水堵塞器。配水堵塞器 下部装有水嘴，对注水层段进 行调配。其结构如图：
三、普通式偏心分注管柱工作原理
保护封隔器
高压水从油管向下经每级井
正常注水时，配水器的主通道 与桥式通道同时过水向油层补充 能量。测试时，主通道被密封段 坐封（非集流式测试时与正常注 入相同），只有注入该层段的水 经流量计、配水器过水孔，通过 堵塞器水嘴，由上部的过流孔进 入油套环空，进入油层。而下面 层段的注水由桥式通道过流，测 试、注水互不干扰、影响。其原 理如图：
三、桥式偏心分注管柱井下配套工具
2 井下桥式配水器
桥式偏心配水器 三级桥式偏心配水器 分别为偏Ⅰ、偏Ⅱ、偏Ⅲ配 水器。其结构如图：
三、桥式偏心分注管柱井下配套工具
3 配水堵塞器
配水堵塞器 每级井下桥式配水器中投放有 偏心式配水堵塞器，与普通偏心 工艺的完全相同。
四、桥式偏心分注管柱工作原理
以桥式配水器为例:
五、桥式偏心分注管柱的流量测试
保护封隔器
油层
桥式偏心配水器Ⅰ
使用非集流式流量计从井
层间封隔器
口下入井内，至最下一级配水 器。然后，逐级上提至两级配
油层
桥式偏心配水器Ⅱ 水器之间的油管中，停留3～ 5分钟。测试完最上一级配水
层间封隔器
器的流量后，起出井口完成一
个压力点的分层流量测试。
油层
桥式偏心配水器Ⅲ
分层注水与测油试层 工艺
油层
油层
油层
.
1
前言
分注与测试工艺是针对非均质多油层油田，实施注水
开发的一整套系列工艺技术。这套工艺技术应用封隔器、
配注器等井下工具，组成井下配注管柱；通过分层调整、
测试，对各类油层实行定量注入；经监督、分析，搞好分
注工作。这样，既可以提高差油层注入能力，同时对高渗
透油层实行定量控制，从而减小油田开发中的层间矛盾，
层柱间为封隔例器。管柱由三
级封隔器、三级配
油层
偏水心配器水组器Ⅱ成。其结构
层如间图封隔：器
油层
偏心配水器Ⅲ
二、普通式偏心分注管柱井下配套工具
1 井下封隔器
封隔器 由型号Y341—114封隔器组 成。最上一级为保护封隔器， 中间两级为层间封隔器。其结 构如图：
二、普通式偏心分注管柱井下配套工具
2 井下配水器
三 偏心式井下配套堵塞器
一、衡流式偏心堵塞器
1. 衡流式偏心堵塞器结构
5
一、井下分注工艺分类 井下分注工艺从管柱结构上分为：
1
偏心式井下分注工艺
2
同心式井下分注工艺
二、不同驱油方式的井下分注工艺
从驱油方式上井下分注工艺分为：
普通式
偏心式
桥式
水驱
集成式
同心式
固定式 活动式
二、不同驱油方式的井下分注工艺
偏心式
桥式
大偏心式
聚驱
同心式
活动式
三、井下分注工艺的主要配套工具
由于井下工艺管柱不同，井下配套工具的结 构、原理也有所不同。但是，不论什么结构的分注 管柱，其通用的井下配套工具主要有：
1．封隔器
2．配注器
3．配注堵塞器
4．水嘴
5. 球座
第一节
偏心式井下分注工艺
.
10
一、偏心式井下分注工艺
将每一级井下配注器与配注堵塞器 设计在配注器工作筒的侧面，偏离中 心轴的分注工艺称偏心式分层注入工 艺。更换井下水嘴时只需投捞配注堵 塞器既可。
2．实现在不动管柱情况下任意调换井下水 嘴和进行分层测试
3．测试任何层段注水量时不影响其他层段 的注水。
二 桥式偏心分层注水工艺
一、桥式偏心分注工艺
桥式偏心分注工艺在普通 偏心工艺上发展而来，其主 要是配水器有所不同。配水 器由原来一个过水通道改造 成多个过水通道，形成一个 主通道，多个桥式副通道的 配水器。其结构如图所示。 再由这样的配水器组成的注 水工艺就为桥式偏心注水工 艺。