注水井测调一体化技术的应用

注水井测调一体化技术的应用
【摘要】油田在开发过程中，注水井分层注水工艺配套技术是必不可少的一项专业工艺技术，是保证油田稳产的必要工艺技术措施之一。

随着油田开发难度的不断增加，常规分层注水测调工艺已不能完全满足油田开发的需要。

随着科学技术的不断进步，分层注水工艺技术和测调一体化技术得到了迅速发展和提升。

【关键词】注水井；投捞；测调一体化
1.分层注水井下工具
注水井分层注水井下工具包括以下几个方面：
（1）注水井注水管柱即油管。

（2）封隔器。

分为压缩式封隔器和扩张式封隔器两种。

（3）配水器。

分为偏心配水器，空心配水器，一体化同心配水器三种。

（4）防蠕动器。

主要防止油管受注水压力大小波动引起油管伸缩从而带动封隔器上下运动，造成封隔器磨损的一种井下工具。

（5）水力锚。

与补偿器配套使用的一种井下分层注水的专用工具。

（6）底球及筛管。

用于洗井而设计的井下分层注水的专用配套工具。

同心测调一体化技术的优点主要体现在以下几个方面，同时也可以提高注水井分层注水工艺技术水平，其优势如下：
（1）减少了或避免了繁琐的投捞工艺。

（2）做到一次下井就可以实现分层测试，分层调参（或调配）。

（3）做到验封仪器一次下井可实现分层验封，减少下井频次。

（4）资料解释处理相对简单化，由于实现了边测试边调参，能直接反映出分层在同一压力下的各层实际注水量。

（5）测调一体化同心配水器具有：具有防反吐功能；洗井时可防止层间串通；在边测边调时不会引起层间较大的波动等优点。

2.分注井同心一体化测调工艺技术
2.1一体化配水器结构工作原理
结构：由上下接头、中心主体、旋转芯子、测试段、定位段、单流凡尔、固定凡尔、防旋套、弹簧、定位套等组成。

工作原理：通过流量调节仪调节配水器内部的旋转芯子，再通过三参数仪实时监测控制注水量，来达到注水的设计要求。

2.2同心一体化配水器与原注水工艺配水器对比
原偏心注水工艺和空心注水工艺所用配水器要调配分层注水都需要投送或打捞水咀和配水芯子，并且每个层要改变配注都需要做重复性的工作。

2.2.1偏心配水器
如果要改变或调整单层水量，首先要下井把某一个层的堵塞器和水咀先捞出来，然后再下井把水咀投进去，在一个有三个分层注水的井，就要反复六次才能作业完。

并且因无防反吐功能，还会引起地层水回流倒灌，致使地层波动。

2.2.2空心配水器
虽有反吐功能，但要更换下级配水芯子时因通径大小的因素，必须将上面的配水芯子一同捞出。

这样也会因捞出芯子影响配注量，且也不能做到太多级分层（最多三层）。

以一个井三个层为例，也需要反复六次才能投捞完，并且还不能保证一次合格。

因原分层注水工艺配水器是靠水咀的直径大小来根据注水压力即地面泵压两者因素以及井下工艺状况，地层状况两者因素来决定分层注水合格率的。

因反复投捞会引起地层波动。

因此在投捞过程中又紧接着要进行分层测试，这样会引起测试资料不准。

另外，由于在投捞时因改变上一层时也会引起下一层的波动，也会造成测试资料不准。

再次是，因为压力，水咀的改变，压差的大小，也会造成所投捞的水咀不会正好在水咀的理论曲线上，因此也同时引起固定水咀难以达到配注要求。

以前分层配注层段合格率实际仅为30%-40%左右。

而空心配水器最下一级通径仅为32毫米。

这给测试及其它测井方法也带来极大的不方便。

同时也会因水咀过小，特别是低渗透油藏更是难以满足要求。

因井下管柱结垢或下井测试投捞过程中引起的脏物极易造成水咀堵塞，致使反复测调。

2.2.3同心一体化配水器
针对原分层注水工艺针对井下配水器进行创新性的改革，经过反复试验，研制成一种一体化式配水器，其特点如下：
（1）一体化配水器通径大，外径小，不仅适合在正常注水管柱中应用，而
且可以在防砂管柱中应用。

（2）具有防反吐，防砂功能。

在停注时可防止出砂层出砂及脏物进入。

（3）可控制和关闭水量，控制水量精确，一次下井可任意调整每个层。

2.3注水井测调一体化仪器工作原理
三参数仪工作原理：根据法拉第电磁感应定律，当导体做切割磁力线运动时，导体上能感应出与速度成正比的电压，由此定律可推导出流体的体积流量，只要测得感应电压就可以得到相应的流速，并换算出流量。

被测流体的温度、压力、密度和电导率等参数的变化不影响流量的测量。

三参数仪共有温度、压力、流量三个参数。

其功用是当其下入井内时，通过地面数据供电和软件指令使温度、压力、流量传感器感受和探测到的电信号（根据地面模拟标定的数据）传到井下一体化仪器的单板计算机内。

软件对电信号进行数字化处理，通过遥传将数据传送至地面计算机内。

根据油藏地质方面的设计方案，可直接查看井下各分层注水量的变化包括注水压力，流量是否符合设计要求，如不符合，则给井下流量调节仪指令控制井下直流电机带动机械手调节一体化配水器的旋转芯子转动。

机械手上部固定在防旋套内，下部又和旋转芯子插接，来旋转芯子控制注水量。

全部关闭则可停止注水。

从而达到控制注水，并根据配注设计要求，随机实时观测井下各分层的压力，流量，温度的变化，实现对分层注水量控制。

3.分层注水工艺配套技术
3.1井口液压举升防喷装置
井口液压防喷装置工作原理：当井内压力高，钢丝铠装电缆的密封盘根还没有密封住钢丝铠装电缆，而高压水沿钢丝铠装电缆从上堵头处喷出时，利用液压活塞挤压盘根来密封电缆或钢丝，手压泵推动液压油从液压接头进入防喷盒与液压缸的环行空间，因为液压缸下端有两道“O”型圈，与防喷盒密封。

液压油上行到液压缸中部一个偏孔，此偏孔连接液压缸中的活塞上端面，液压缸的上部有两道“O”型圈与防喷盒密封，这样油只能从偏孔进入活塞上端面，又因活塞上部连接杆通过密封堵头与液压缸相互密封，液压油进入活塞上端后同时将压力传递到活塞上端面，在压力的推动下迫使活塞下行，下行的活塞挤压密封盘根，盘根收缩变形密封钢丝。

3.2液压举升装置
液压举升装置的工作原理：液压举升装置的起升液压缸的两端分别固定在A、B两点，与固定套C点组成一个三角关系。

当手压泵给举升液压缸加压，液压缸伸长，A点就以C点为中心转动，就带动防喷管固定套及安装的防喷管转动，随着起升液压缸不断伸长，A点就转动到示意图所示的位置，防喷管与井口
固定短节在同一轴线上，达到立防喷管目的。

4.注水井同心一体化技术推广意义
通过近230余井次的分注井同心测调一体化试井施工，该测调技术具有以下优势：
（1）测试过程可视化：利用直读仪器，可直观判断井下仪器的工作状态，避免无效测试。

可直观观察调配过程水量变化趋势，对调配过程起到直接指导作用，有效地提高了调配成功率。

（2）提高调配准确性：将常规分级水嘴改变为连续可调水嘴，使单层合格水量误差由20%降低到10%以内。

（3）提高了测调效率：由井下存储发展到地面直读；由地面回放发展到边测边调；由多次投捞发展到下井一次完成多层测调，测调效率大大提高。

（4）提高了测调适应性：测试过程可直接读取数据，严格按照配注量进行单层调配，对于新井初次测调成功率较高；采用的电磁流量计精度高，适用于单层低配注量井的测试；下井一次可实现多层重复性调节，解决了层间矛盾的层间干扰问题。

[科]。