水平井实时测控精细分层采油工艺技术

水平井实时测控精细分层采油工艺技术
摘要：针对目前水驱区块多层油井面临水淹、水窜、底水锥进的迹象和油田精细精确分层注水、分层采油的需要，研制了一套适合海上多层采油井精确控制各层流量的工艺管柱。

整套工艺管柱包括液控分层开关为核心的液控管线穿越系列工具，主要包括侧过线缆锚定器、液控封隔器、液控分层开关、多路控制器、液控安全接头以及其他辅助工具等。

该分层采油工艺管柱利用安装在管柱中的流量、压力传感器等仪器测量的参数，不断地进行生产优化，通过地面控制井下分层开关或滑套，对油层进行选择性开采的控制系统。

在现场3井次的应用效果表明，水平井实时测控分层采油工艺具有很好的智能效果，为油水井进行精细精确分层采注提供了一个指导方向，具有较高的推广应用价值。

关键词：水平井?精细?测控分层?采油工艺
中图分类号：te24 文献标识码：a 文章编号：1674-098x（2012）09（c）-0079-02
随着埕岛油田注水工作的全面深入和提液强度的增加，目前整个区块已进入中高含水阶段，层间矛盾将更加突出。

随着含水上升，埕岛油田馆陶组油藏的出砂将日趋严重，井下机采系统工作条件变坏，故障率增加，免修期缩短，同时还给集输系统造成更大压力，这与油田精细精确分层注水、分层采油的目标是背道而驰的，更是高速强采提高油井采收率的短命海上平台的严重挑战。

因此如何加强对油井的监测，强化油层管理，有效提高各砂层组的采收率、提
高开发效率是我们亟待解决的课题。

为此，笔者所在课题组对海上水平井实时测试并实时控制各油水层采收率技术方面进行了研究，研制了一套适合海上多层采油水平井精确控制各层流量的工艺管柱，经过现场试验应用，取得了理想效果。

1 技术分析
1.1 工艺原理
水平井实时测控精细分层采油工艺管柱下在斜井或水平井油层井段套管内（图1），是利用多管穿越封隔器，结合测试装置和液控开关实现各油层流量控制开采的一种技术。

该管柱设计了穿越液控管线的系列特种工具：多管穿越封隔器实现对各油层的分隔，同时为液控开关和测试装置的线缆提供穿越通道；侧过线缆的机械锚对管柱进行锚定，同时也为控制开关和测试装置的线缆提供穿越通道。

各层对应的测试装置可以对正在生产的层位进行压力和流量测试，液控开关实现对该油层生产通道的开启和关闭。

1.2 施工工艺
水平井实时测控精细分层采油工艺主要包括选井原则、井筒准备、下测控采管柱等。

1.2.1 选井原则
（1）油层间距大于3m的直井、斜井或水平井；（2）油层分段开采层数≤3；（3）分层段套管未严重变形。

1.2.2 井筒准备
首先起出原井采油管柱，然后进行通井、刮管和洗井作业。

通井：下通井管柱带通井规通井至井底。

刮管：起出后，下套管刮管器至人工井底，在封隔器坐封位置上下5m处，反复刮削3～5次；洗井：洗井液彻底洗井2周以上，洗出井内污物及杂质，至替出液干净为止。

这样可防止套变等现象，便于管柱的下入和有效坐封。

1.2.3 下测控采管柱
按设计要求，测控采管柱组成由下到上依次为：丝堵+扶正器+液控开关+测试装置+多管穿越封隔器+油管+液控开关+测试装置+多
管穿越封隔器+油管+液控开关+测试装置+多路控制器+扶正器+安
全接头+侧过线缆锚定器+电泵+扶正器+油管（图1）。

测控采管柱下入要求操作平缓，各级封隔器及测量、控制管线的安装牢固严密，下放缓慢，防止损坏胶筒，挤压管线变形或断裂。

1.2.4 坐封坐锚
封隔器坐封：测控采管柱下到设计位置后，在地面通过换位液控管线对多路控制器打压使油路通向最下方的多管穿越封隔器液缸，再对打压液控管线加压10、16和20mpa，各稳压5min，确保该封隔器坐封良好。

接着通过换位液控管线对多路控制器打压使油路通向上方的多管穿越封隔器液缸，再对打压液控管线加压10、16和20mpa，各稳压5min，同样确保该封隔器坐封良好。

液控开关关闭：封隔器坐封后，在地面通过换位液控管线对多路控制器打压使油路分别通向各油层液控开关，再对打压液控管线加压8、12和16mpa，各稳压5min，确保各液控开关可靠关闭。

侧过线缆锚定器锚定套管：
各油层液控开关都关闭后，油管内加压8、10和12mpa，各稳压5min，确保侧过线缆锚定器锚定套管内壁。

1.2.5 测试与控制
井口各种设备安装好后，地面计算机系统通过光缆接收井下各油层测试装置的温度、压力和流量信号，系统判断分析后，发出信号给地面控制装置控制换位液控管线加压，使多路控制器中油路换位至需要控制的油层液控开关，对打压液控管线卸压或加压之一定压力，控制该液控开关通道大小，实现油层开采流量精确控制。

1.2.6 施工注意事项
①必须按设计提前准备好井下工具、测试系统和控制装置，不合格的器材坚决不上现场。

②起下管柱要平稳，每根油管均要安装液控管线保护器，确保液控管线和光缆在井下安全。

③封隔器坐封位置避开套管接箍，管柱坐封坐锚后严禁上提，以防损坏套管内壁和封隔器解封。

1.3 技术特点
该精细分层采油工艺管柱中多孔穿越封隔器、侧过线缆液压油管锚、多管穿越井口密封器等工具的应用保障了该工艺管柱在大斜段、水平段的成功坐封和密封；配套的多路控制器既减轻了液控管线数量，又能保证封隔器和液控开关的功能使用。

所有配套工具井下耐温160℃，耐压50mpa，整体系统无故障运行时间≥2年。

适应目前大多数直井、斜井、水平井精细分层开采需求。

2 实施井例
2009年，我们课题组在某油田go-x-x井实施应用了该项实时测控精细分采工艺技术。

2.1 井例基本数据
该井套管下深1497.51m，内径157.08m，采油井段1354.9～1374.2m，为3层，层间距为12.5m、53.1m，油层基本不出砂，套管无变形，满足选井要求。

2.2 施工设计及要求
根据甲方要求，对该井实施封上层，对下两油层进行实时测控分层采油工艺设计，完井施工设计管柱如图2。

其中重点施工要求设计如下：
2.2.1 通井：调整井架对正井口，下油管带外径152mm通井刮管一体化工具通井至1400m，大排量反洗井至出口洁净，起出通井刮管管柱。

执行标准《通井、刮削套管作业规程》sy/t5587.5-93。

2.2.2 刮管：用7in刮管器刮至井底，在1280～1290m井段、1340～1350m井段、1370～1390m井段反复刮屑5次。

洗井2周，至返出液目测干净为止。

2.2.3 下生产完井管柱：按完井管柱设计图配好管柱，平稳下入（速度不大于10根/h），将液控管线与液控开关、封隔器连接，将传感器与光缆连接，液控管线和光缆随油管柱一同下入，利用橡胶保护器做好光缆和管线的固定。

液控管线及光缆穿越封隔器，接悬挂器，管线从套管侧翼闸门穿出，安装井口穿越器。

2.3 实施效果
该井应用该工艺技术后，及时测出了两油层段的压力、流量和温度等参数，通过地面液控设备对油层液控开关进行控制，有效实现了该井两油层的平衡开采，取得了显著经济效益。

此后，在该油田某区块其他2口水平井进行了实时测控分层采油工艺现场应用，均成功开采出原来不能经济开采的储量，有效率达100%，实现了预期效果。

同时为这3口井各油层的实时测量并即时调节开采量的控制提供了地面设备，初步取得了智能开发平衡开采的目标。

该工艺的成功实施为多油层水平井精细开发，平衡开采各层系提供了一条有效路径。

3 结语
（1）水平井精细分层采油工艺技术的实践证明，该技术可以更好了解油藏及油藏内的油、气、水流，控制不同油层，进行优化开采，减少采出水流或气流，降低生产的无效电耗、水处理费用以及注水费用，改善区块注水开发效果。

（2）可以控制不同油层产量或控制分支井，从而减少井网的布井数目，利于减少地面设备及其操作费用。

（3）免去卡水、换层或层间调整、生产测试等作业费用，在海上油田的应用效益就更加明显。

参考文献
[1] 谢金川，智勤功，高雪峰.海上油田分层测试分层防砂管柱的研制与应用[j].石油机械.2006.
[1] 刘玉国，黄辉才，于昭东，等.井下分测分采技术在海上油田的应用前景[j].断块油气田.2010.。