桥式同心分层压降测试仪器研制与试验

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石油机械
CHINA PETROLELM MACHINERY2017 年第45 卷第 6 期
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桥式同心分层压降测试仪器研制与试验
杨玲智于九政王子建毕福伟巨亚锋姚斌
(长庆油田公司油气工艺研究院；低渗透油气田勘探开发国家工程实验室）
摘要：针对丛式井组开发分注管柱有效期短、分注井测调成功率及效率低等问题，开发了桥式 同心分层注水技术。

为了完善配套桥式同心分注技术，以桥式同心配水原理为基础，研制了桥式同 心分层压降测试仪器，制定了分层压降测试方法，解决了桥式同心分注井无法测试分层压降的难题，实现了多层分注井双卡井下单层压力直测。

该技术在长庆油田现场试验10井次，最大井深
2 536 m，最大井斜35. 8。

，试验成功率100%，应用效果良好。

该仪器的研制成功极大地提升了桥
式同心分层注水技术的适应性，更进一步掌握了油藏分层压力情况，有利于指导油藏动态调整。

关键词：分层注水；桥式同心；分层压力；压降测试
中图分类号：T E357. 6 文献标识码：A d o i:10. 16082/j.c n k i.is s n. 100卜4578. 2017. 06. 020
Development and Test of Bridge Concentric
Separate Layer Pressure Testing Device
Yang Lingzhi Y u Jiuzheng Wang Z ijia n Bi Fuwei Ju Yaleng Yao Bin (OH &Gas Technology Research Institute of PetroChina Changqing Oilfield Company;National Engineering Laboratory of Low Permeability OH and Gas Field Exploration and Development)
Abstract ：To address the issues ol separate layer injection tubing for cluster w ell production lik e short operat­ing period and low success rate and low efficiency ol testing and a djusting, a bridge concentric separate layer water
injection technology has been developed. To improve the developed technology, based on the principle ol bridge concentric water d is trib u tio n, a bridge concentric separate layer pressure testing device has been developed, and pressure drop testing method has been established to address the separate layer pressure drop testing in the bridge concentric separate layer injection w ell. Therefore, downhole dual packer single-layer direct pressure testing for sep­arate layer injection w ell has been achieved. The technology has been tested in Changqing O ilfie ld for 10 w ell times w ith the maximum w ell depth ol 2 536 m, the maximum w ell inclination ol 35. 8。

and the success rate ol 100%, presenting great application performance. The successful development of the device has greatly improved the adapta­b ility ol the bridge concentric separate layer water injection technology to acquire more knowledge ol reservoir pres­
sure so as to guide the dynamic adjustment ol the reservoir development.
Keywords：separate layer water in je c tio n；bridge concentric; stratilied pressure; pressure drop test
0引百
2012年，长庆油田率先开发了桥式同心分层注水技术，该技术将配水器与可调式水嘴同心一体 化创新集成，配套高效电缆测试工艺，具有测调成 *功率高、效率高及多层分注可靠性高等特点[1_3], 截至目前推广应用3 500余口井。

2016年各油田着 力开展该技术适应性研究，优化完善了同心电动测 调仪及电动直读验封仪。

针对桥式同心分注井无法 进行分层压降测试和无法搞清地层压力变化等问题，长庆油田研制了桥式同心分层压降测试仪器。

*基金项目：中国石油天然气集团公司国家专项“长庆姬塬油田特低渗透油藏综合利用示范基地”（1301-4)
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该测试仪器解决了桥式同心分注井压降测试难题，实现了分层井下双卡单层压降测试，满足了油藏分 层压力分析的需求，从而实现桥式同心分注工艺完 善配套，大幅提升工艺适应性[4—10]。

1技术分析
1. 1结构
桥式同心分层压降测试仪器主要由绳帽、定位 爪、解锁套筒、胶筒、双通道压力计、推力筒及尾 堵等部分构成，结构如图1所示。

1—绳帽；2—定位爪；3—解锁套筒；4—胶筒;
5—双通道压力计；6—推力筒；7—尾堵。

图1桥式同心分层压降测试仪器结构示意图
Fig.1Structural schematic of bridge concentric
separate layer pressure testing device
1.2工作原理
分层压降测试过程采用钢丝作业，将桥式同心 分层压降测试仪器沿油管内下人到预定位置，随后 上提仪器，仪器凸轮结构与配水器的工作筒作用后 发生转动，定位爪张开；下放分层压降测试仪器，使得定位爪与配水器定位平台对接，仪器中部的注 水孔与配水器的注水孔对接，在重力及惯性作用下 解锁套筒下移，锁紧机构被迫沿径向收缩，卡紧定 位杆，实现直接结构锁紧；与此同时，推动三级推 力筒运动，压缩胶筒变形贴紧配水器工作筒内壁实 现密封，如图2所示。

分层压降测试仪器
桥式同心配水器
图2井下对接过程示意图
Fig.2 Schematic of downhole docking process 仪器坐封后，改变工作制度进行正常注水，地 层压力通过配水器注水孔及中心杆上的导压孔进人 仪器，水流通过配水器的桥式通道过流，油管内压力直接由仪器内部的压力传感器采集。

测试完成后，通过钢丝作业下人投捞装置，投捞装置下到位 后与分层压降测试仪器上端绳帽对接，之后上提仪 器，仪器上解锁套筒上移，解除套筒锁定，继续上 提仪器将撤销胶筒两侧的限位及压缩力，胶筒在自 身弹性作用下复原，进而将仪器沿油管上提出井筒，并在地面读取测试数据。

1.3主要技术参数
总长度907 m m，最大外径42 m m，工作压力 60 M P a，工作温度120 °C，坐封压力6〜10 M P a，密封压差40 M P a。

2关键技术及特点
2.1定位结构
定位机构主要包括凸轮机构及定位爪。

钢丝作 业过程将桥式同心分层压降测试仪器沿油管内下人 预定位置，随后上提仪器，凸轮机构遇到配水器的 工作筒后发生转动，同时定位爪张开；然后同心分 层压降测试仪器下放，使得定位爪与配水器定位平 台对接。

2.2锁紧结构
锁紧结构主要包括外护筒、空气腔、进压孔、液压缸及活塞，如图3所示。

定位爪作用于配水器 定位结构后，将激发锁紧结构进压孔打开，将井筒 内压力导人液压缸，液压缸内压力迅速升高，推动 活塞压缩空气腔，从而实现压缩胶筒密封。

解封 时，上拉仪器，打开空气腔，实现活塞两端压力平 衡，密封胶筒复位。

1—外护筒；2—液压缸；3—活塞。

图3锁紧结构
Fig.3Locking structure
2.3三级推力坐封结构
三级推力坐封结构主要由推力筒及尾堵构成，如图4所示。

锁紧机构启动后，一级、二级和三级 推力筒同时执行推动活塞作用，各级推力筒为串联 结构，作用力增加2倍，确保胶筒密封可靠。

2.4技术特点
(1)依靠液压力坐封，纯机械结构，作业
方
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便可靠，可操作性强，测试过程不影响其他层位正 常注水；
(2)
采用实心胶筒代替皮碗，坐封可靠，耐 磨性好，反复使用可靠性强；
(3)
采用自锁机构进行胶筒位置锁定和控制 解封，空气腔设计坐封过程启动快；
(4)
米用二级活塞串联提升坐封力，并能根 据现场井况增加或减少活塞级数。

1
2
3
4
1 一一级推力筒；2—二级推力筒；3 —三级推力筒；4 一尾堵
图4三级推力坐封结构
Fig . 4 Three-stage thrust setting structure
3现场试验情况
截至2016年10月，桥式同心分层压降测试仪
器已在长庆油田应用10井次，最大井深2 536 m ， 最大井斜35.8。

，试验成功率100%。

分层压降测
试曲线如图5所示。

由图可以看出，井筒压力与地 层压力在测试时间内明显分开，测试结果能较好地 反映关井测压过程中地层压力降落。

该仪器的成功 研制极大地提升了桥式同心分层注水技术的适应 性，进一步掌握了油藏分层压力情况，有利于指导 油藏动态调整。

Fig . 5 Test curve of separate layer pressure drop of bridge
concentric separate layer water injection well
4结论
(1)桥式同心分层压降测试仪器采用分层井
下双卡单层压降测试，实现了桥式同心分注技术与 分层压力测试配套，助推桥式同心分注技术规模化 应用。

(2)
桥式同心分层压降测试仪器结构简单
采用液力坐封及实心胶筒结构，现场操作可靠
性高。

(3)
优化设计的三级推力坐封结构，提升坐封效果，确保分层测试结果真实可靠。

(4)
桥式同心分层压降测试仪器在现场试
10 口井，试验成功率100%
，
实现了桥式同心分注
井井下分层压力测试，满足油藏分析的需求。

参考文献
[1]
于九政，巨亚锋，郭方元.桥式同心分层注水工艺
的研究与试验[J ].石油钻采工艺，2015, 37 (5): 92-94.
[2]
于九政，杨玲智，毕福伟.南梁油田桥式同心分层 注水技术研究与应用[J ].钻采工艺，2016，39 (5) : 30-32.[3] 于九政，郭方元，巨亚锋.桥式同心配水器的研制 与试验[J ].石油机械，2013, 41 (9): 88-90.[4] 吴洪彪，王美珍，刘淑芬.分层压力测试工艺及解 释方法[J ].油气井测试，2001，10 (3): 25-27.[5]
刘合，裴晓含，罗凯，等.中国油气田开发分层注 水工艺技术现状与发展趋势[J ].石油勘探与开发， 2013 (6)： 733-737.[6]
张吉昌，靳海龙，梁武全，等.多元注水技术在裂 缝性古潜山油藏的探索与实践[J ].特种油气藏， 2012 (2)： 86-89.[7]
于九政，刘保彻，晏耿成.桥式偏心注水井分层压 力测试技术在长庆油田的应用[J ].研究与探讨， 2013, 22 (4)： 60-61.[8]
于学军，刘鹰，宋杰.分层测压资料在油藏工程中 的应用研究[J ].油气井测试，2004，13 (2): 30 -31.[9]
杨蓉，张丽，温勇，等.安塞油田油井分层压力测 试坐封问题探讨[J ].油气井测试，2013, 22 (4):
68-70.
[10] PEI X H ，YAN G Z P ，BAN L ，et a l . History an ac ­
tuality of separate layer oil production technologies in
Daqing O il-fie ld [R ]. SPE 100859, 2006.
第一作者简介：杨玲智，工程师，生于1986年，2012年毕业于西南石油大学油气田开发工程专业，现从事油田 注水工艺技术研究工作。

地址：（710018)陕西省西安市。

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收稿曰期：2017-01-12
(本文编辑刘峰）。