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涡轮流量计过环空测调控一体化分层配产技术中的改进讨论

发表时间:2022-08-02 10:52作者:上海自动化仪表厂

上海自动化仪表厂环空测调控一体化分层配产技术在测试过程中,当井下液体流过测试仪器的测试通道时,井下液体中含有的杂质和油管内壁被测试仪器刮落金属碎屑,会导致涡轮流量计中涡轮遇卡,测试仪器无法获取准确井下数据,导致测试失败。


摘要:过环空测调控一体化分层配产技术环空下入仪器,进行井下分层数据录取及分层产液量调整,在测试过程中,易出现仪器遇卡、配产器调节困难、测量仪器测量不准等问题,影响采出井数据监测和层配产效果。


从环空测试特点、分层配产仪器和配产工具等出发,通过优化仪器结构、减少配产器开启力、提高标定频率等几个方面的改进,降低了配产器调节扭矩,增加了仪器在环空中的通过能力,减少了遇阻风险。经现场测试185井次,成功率从65%提高到94%,日均增油0.3t。该项技术的改进大幅度提高了测试成功率,为油田高含水后期采出井合理控制及剩余油深度挖潜提供技术保障。


大庆油田进入特高含水开发阶段,根据油藏模拟及检测井岩芯水淹状况分析显示,剩余油高度分散,纵向上水淹层交互分布,开采矛盾进一步加剧[1-2],同井出现多层高含水且动态变化,控水难度加大。原堵水技术只能单纯封堵或进行开关调层,无法实现生产状态井下参数监测及产量任意调整,生产参数认识不清,无法满足油藏精细分析需要[3-6]。过环空测调控一体化分层配产技术研发了地面控制系统、分层含水测试仪、分层压力测试仪、分层流量测试仪、可调配产器等核心工具,在生产条件下获取井下分层数据和分层产液量调整,实现了一套技术同时拥有分层找水、分层堵水、分层配产三项功能,降低无效水循环,为油田节约开发成本。该技术通过井下分层数据分析,可直观判断高含水层状态,为合理分层控制及动态调整提供了可靠依据,能够适应多层高含水动态变化的油田开发状况,实现油井长期有效分层控制及动态调整,弥补了常规工艺找水困难及只能单纯封堵导致“既堵水、又堵油”的不足。


通过该技术,可有效缓解油水的层间和平面矛盾,改变液流方向,扩大波及体积,获得很好井组及区块整体挖潜效果。过环空测调控一体化分层配产测试成功率直接影响产液剖面数据准确性和分层配产效果,但如何提高测试成功率仍为需要进一步解决的问题。1一体化技术及影响因素过环空测调控一体化分层配产技术由地面控制系统、泵抽管柱、测试仪器、丢手接头、封隔器、可调配产器、连通器等组成。在抽油机井正常生产状态下,电缆携带测试仪器由油、套管环形空间下入,与可调配产器对接后,测试仪器实时监测分层井下数据,地面直接读取,通过地面控制系统,在生产条件下调节可调配产器的开启程度,实现采出井分层配产。


过环空测调控一体化分层配产技术测试成功率直接影响技术应用与推广。对测试过程中出现的问题进行了调查,将出现的各种问题及发生频数进行了统计(表1),找出了影响测试成功率的原因。


从统计表中可以看出,测试仪器遇阻、杂质卡涡轮、配产器关闭后无法打开等原因是影响测试成功率的主要问题。


对发现的主要问题通过测试过程、施工管理、测试仪器、配产工具四个方面进行了分析,确认影响过环空测调控一体化分层配产测试成功率原因如下:(1)测试仪器导向头设计不合理;(2)配产器的调节阀开启压差设计过低;(3)冲砂、洗井未严格按设计执行,作业施工步骤不合理;(4)测试仪器流量计磁钢设计不合理;(5)测试仪器涡轮流量计标定周期过长。


2改进措施

对影响测试成功率的原因认真梳理和分析,做出了五方面改进,改进后测试成功率大幅度提升。


2.1改进测试仪器导向机构

过环空测调控一体化分层配产技术测试过程中,在可调配产器位置容易遇阻,导致测试失败。通过地面反复试验和分析发现,测试仪器导向头由于角度过大容易卡在可调配产器的导向笔尖位置,导致测试仪器遇阻;同时由于测试仪器环空空间限制,采用了小直径设计,外径只有26mm,在通过可调配产器(内径46mm)过程中,如果不处于中间位置,加大遇阻风险。对测试仪器导向头角度和长度进行了重新设计和优化。


角度由原来的24°减小为12°,导向头长度由原来的50mm增加至100mm,并在可调配产器的导向笔尖上方设计了扶正环,使测试仪器始终保持居中状态,减少遇阻风险。改进后测调68井次,未发生类似遇阻现象。


2.2增加可调配产器调节阀平衡机构

环空下入测试仪器与可调配产器对接,进行分层产液量调整时,可调配产器在完全关闭的状态下,调节阀受到地层压力和油管压力,由于地层压力大于油管内压力,形成压差,当压差增大时,调节阀开启时克服静摩擦力就增大,导致调节阀无法开启或开启困难,容易造成测试仪器电机损坏和分层产液量测试调整失败。对可调配产器调节机构进行改进及优化,在调节阀下端增加了平衡阀,在调节完全关闭状态下,能够平衡地层压力,减小调节时扭矩(室内模拟试验压差15MPa,反复开关10次,调节阀开启扭矩小于3N·m,小于测试仪器调节扭矩6N·m,达到设计要求),调节阀更容易打开,保护了测试仪器,提高测试调节成功率。


2.3加强作业施工管理

过环空测调控一体化分层配产技术原有施工过程由于刮削、冲砂、洗井不彻底,导致井下杂质较多,测试时容易堵塞测试通道,导致测试仪器无法下入到指定位置[14-15],致使测试失败。加强施工过程管理,严格按照施工设计和施工步骤进行,整个作业过程由专业技术人员现场跟踪指导,同时增加了模拟通井步骤,防止施工作业有落物或则杂质堵塞测试通道,减少遇阻、遇卡风险,提高过环空测试成功率。具体施工步骤如下:(1)用70~80℃热水彻底反洗井后,起抽油杆,起出原井管柱;(2)下刮削、通井、冲砂管柱,对井段反复刮削三次,冲砂至人工井底,用70~80℃热水彻底反洗井,减少井下杂质残留;(3)下入验窜管柱,验窜压力为8~10~8MPa,各稳压10min,各层不窜;(4)下入分层配产管柱,磁性定位校深,深度无误。释放封隔器并起出投送管柱;(5)丢手,起投送管柱;(6)采用钢丝携带加重杆进行模拟通井,如通井成功,再进行下泵作业;若通井遇阻,及时进行处理,减少后期测试遇阻风险;(7)下入泵抽生产管柱,连接地面管线,连接井口,完井起抽。


2.4改进涡轮流量计部分结构

过环空测调控一体化分层配产技术在测试过程中,当井下液体流过测试仪器的测试通道时,井下液体中含有的杂质和油管内壁被测试仪器刮落金属碎屑,会导致涡轮流量计中涡轮遇卡,测试仪器无法获取准确井下数据,导致测试失败。对此,在保证测试精度的情况下,对涡轮流量计结构进行了优化改进,增大测试仪器涡轮与磁钢过流间隙,将涡轮与磁钢的距离由0.5mm改为1.5mm,增大了杂质或金属碎屑通过性。同时,测试仪器进液通道外增加了防护筛网,减少井下液体中杂质或金属碎屑进入到涡轮流量计中。通过这两项改进,大大减少涡轮遇卡风险,提高了测试成功率。


2.5调整涡轮流量计标定周期

由于采出井特点,井下液体中含有杂质或金属碎屑较多,测试仪器中的涡轮流量计在长时间使用过程中,涡轮会被井下液体中的杂质或金属碎屑磨损,导致涡轮流量计误差变大,录取数据不准确,不能反映真实的井下配产情况。所以,应定期在模拟试验井中对涡轮流量计进行标定,通过增加标定的频率(从原来标定周期2年调整为0.5年),减少现场磨损对涡轮流量计的影响,保证了测试精度,提高测试成功率。标定后仪表精度达到±3%,现场非常大测试误差小于±5%。


3现场应用

葡xxx井通过环空下入测试仪器进行测试。根据测试结果可知(表3),由于偏2层段含水99.3%,含水相对较高,关闭偏2层段,全井产液量从54.8m3/d下降到27.5m3/d,实现了日降液27.3m3,减少了无效水循环。


xxx井通过环空下入测试仪器进行测试及调整,根据测试结果(表4),由于偏2层段含水100%,关闭偏2层段,偏4层段含水99.1%,含水相对较高,偏4层段限制产量,全井产液量从77.1m3/d下降到63.6m3/d,实现了日降液13.5m3,日增油1.3t,含水下降2.7个百分点,取得较好的增油效果。


改进后,过环空测调控一体化分层配产技术现场测试185井次,测试成功率从65%提高到94%,显著提高了测试成功率。目前,过环空测调控一体化分层配产技术共推广应用121口井,日增油0.3t,含水下降0.9%,取得很好的应用效果。


4结论

(1)过环空测调控一体化分层配产测试改进技术大幅度提高测试成功率,采出井能够获得更多井下分层数据,为提高油藏的认识水平、控制含水、提高采收率等方面起到重要数据支撑。(2)过环空测调控一体化分层配产测试改进技术提高了分层产液量的调控成功率,采出井可精准控制分层产液量,缓解了层间和平面矛盾,增加了薄差层动用程度,为合理控制及剩余油挖潜提供了技术支持。(3)过环空测调控一体化分层配产测试改进技术适用于提高环空下入测试仪器成功率,减少仪器的遇阻风险,降低了测试和作业返工成本。(4)采出井分层配产技术正朝着智能化、自动化方向发展,未来将不需要人工参与,全过程智能控制。


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