同心测调一体化分注管柱测调遇阻原因分析及解决办法_田鑫荣.pdf

202313技术应用与研究96Modern Chemical Research当代化工研究202313技术应用与研究96Modern Chemical Research当代化工研究同心测调一体化分注管柱测调遇阻原因分析及解决办法田鑫荣 杨旭 王涛 梁多（华东油气分公司泰州采油厂 江苏 225300）摘要：随着油田采出程度的不断增加，进一步完善注采井网，补充地层能量成为当务之急，而精细化注水也逐渐成为注水开采的趋势。同心测调一体化分注技术有利于降低精细化注水成本，提高注水时效和注水质量。同心测调一体化不可避免的就是测调失败的问题，本文从测调失败的原因入手，分析了测调失败的主要因素，结合现场实际应用情况提供了两种解决测调失败的思路。关键词：油田开发；精细化注水；同心测调一体化；解决方法中图分类号：TE 文献标识码：ADOI：10.20087/ki.1672-8114.2023.13.032Cause Analysis and Solution of Resistance in the Measurement and Adjustment of the Concentric Measurement and Adjustment of the Integrated Dispensing StringTian Xinrong,Yang Xu,Wang Tao,Liang Duo(Taizhou Oil Production Plant of East China Oil and Gas Branch,Jiangsu,225300)Abstract：With the continuous increase in oil field recovery,further improving the injection production well network and supplementing formation energy have become urgent matters,and refined water injection has gradually become the trend of water injection production.The integrated injection technology of concentric measurement and adjustment is beneficial for reducing the cost of refined water injection,improving water injection efficiency and quality.The integration of concentric testing and debugging is inevitably the problem of testing and debugging failure.This article starts with the reasons for testing and debugging failure,analyzes the main factors of testing and debugging failure,and provides two ideas to solve the problem of testing and debugging failure based on the actual application situation on site.Key words：oilfield development；fine water injection；concentric measurement and adjustment integration；solution苏北盆地属于典型的陆相沉积盆地，自下而上划分为泰州组、阜宁组、戴南组、三垛组、盐城组和东台组等共计7套含油组层1。目前洲城班站已探明的可采地质储量为496.31104t，动用地质储量为2254.31104t，实际采油速度1.99%，含水上升率为2.72%，南华区块投入注水开发后，虽然取得了显著的成果，但是油气资源的进一步开采，层间矛盾日益凸显，笼统注入的方式已不能满足油气开发的需要2。大部分注水井已经从笼统注入的方式改为分层注入，包括油套分注、偏心分注、同心分注等，其中同心测调一体化分注管柱是目前洲城区块主要采用的分注技术。但是该技术存在测调成功率低的缺点，容易出现配水器开关大电流、水嘴卡死、测调仪器无法下至指定位置等，为实现油田降本增效的目标，需要摸索出在避免检管的前提下，提高分层注水井的测调成功率的方法，从而降低原油开采成本。1.工艺原理同心测调工艺技术利用机电一体化原理，可以同时完成对分层注水井的流量测试与各层注入量的调整，实现精细化注水3-4。目前洲城班站的流量自动测调系统5结构为单芯电缆下井，仪器在电缆上的供电方式为单极性供电，通过ST编码实现双向数据通信。地面控制系统接收测调仪信号，然后通过地面控制器来控制测调仪，控制配水器开度，通过配水器开度大小来调节流量以达到分层注水要求6。调节方式如图1，工作方式为单电机，采用同一个电机控制来调节可调水嘴的大小。在实际应用中，井下参数如流量、压力、温度等可以在地面控制系统中实时显示。控制器、笔记本和上位机软件配合实现井下测调仪工作状态的可视化，透明化。图1 配水器与测调仪对接调节示意图202313技术应用与研究97Modern Chemical Research当代化工研究202313技术应用与研究97Modern Chemical Research当代化工研究2.技术应用现状随着测调技术的逐渐应用，测调工作中注水井同心配水器结垢的问题日益突出，注水井结垢问题导致测调成功率受到极大的影响7。根据泰州采油厂2021年测调报告，2021年洲城测调注水井共计45井次，测调成功的共计29井次，成功率仅为64.44%，测调失败的井次为16井次。针对测调失败的水井，只能进行检管作业，成本较高。3.测调失败原因分析为此，对测调失败的原因进行总结、归纳。测调失败的主要原因如下：（1）测调遇阻导致测调失败的共有10井次，主要是：井筒内壁存在少量死油，测调工具无法通过；配水器内部锈蚀如图2；地层出砂严重导致油管和配水器内部堵死。（2）水嘴无法开关导致测调失败的共有3井次，主要是：地层出砂严重，卡住配水器水嘴开关；配水器锈蚀严重，水嘴被锈蚀或卡死。（3）配水器故障导致测调失败的共有3井次，以上分析结果表明，锈蚀和遇阻已经成为测调失败的主要原因8，亟需采取措施。图2 管柱以及配水器腐蚀4.解决办法及应用实例针对腐蚀结垢的问题，本文介绍了公式法预测和挂片/环监测两种方法对结垢情况进行监测和预测，并采用了挂环对腐蚀情况进行判断。(1)碳酸钙结垢趋势预测Davis-Stiff饱和指数法9：（1）（2）（3）式中：SI饱和指数；pH水样的pH值；K修正系数，根据温度影响下的离子强度与修正系数K的关系图查得；pCaCa2+浓度（mol/L）的负对数；pALK总碱度（mol/L）的负对数；CO32-CO32-浓度，单位为mol/L；HCO3-HCO3-浓度，单位为mol/L；离子强度；ci第i种离子浓度，单位为mol/L；zi第i种离子价数。结果判定：SI0，有结垢趋势；SI=0，临界状态；SI0，无结垢趋势。该方法为一般经验式，具有方便简单的优点，因此应用范围较广。但是饱和指数法是仅考虑热力学条件的经验公式，因此预测的结果与实际情况存在一定误差。(2)硫酸钙结垢预测10 （4）式中：SCaSO4结垢趋势预测值，单位为mmol/L；Ksp溶度积常数，由水的离子强度和温度的关系曲线查得；XCa2+与SO42-的浓度差，单位为mol/L。由水中实测Ca2+与SO42-浓度，再计算出水中CaSO4实际含量c（c取Ca2+与SO42-浓度的最小值），单位为毫摩尔每升（mmol/L），将S与c进行比较。结果判定：Sc，有结垢趋势；S=c，临界状态；Sc，无结垢趋势。(3)挂片/环监测其工作的原理是在流动介质中放入与管材或设备相同材质的挂片/挂环，以挂片/挂环在检测期内的重量损失来计算平均腐蚀速率。以7口挂环监测为例，介绍了洲城区块注水井的管柱腐蚀情况，可以简单直观的反映平均腐蚀速率，如表1。表1 洲城班站七口试验井挂环监测情况序号名称井别平均腐蚀速率/(mm/a)外环内环1测试井1水井/0.59312测试井2水井/0.03343测试井3水井0.0020.00624测试井4油井0.00410.1855测试井5油井0.15780.44756测试井6油井0.89360.00367测试井7油井0.07320.126根据腐蚀检测情况，测试井1、测视井4、测试井5、测试井6、测试井7腐蚀速率大于行业指标0.076mm/a，以及国家标准0.125mm/a，需要进行定期检管，但是为了节约作业成本和保障注水时效，本文在不动管柱的情况下提供了两种解决测调遇阻的办法。(4)解决方法首先，根据测调结果初步判断井筒内部是否存在被死油堵死、淤泥埋住或内部结垢等情况；然后，对202313技术应用与研究98Modern Chemical Research当代化工研究202313技术应用与研究98Modern Chemical Research当代化工研究油井进行正反洗，如果能够建立循环，则通过大排量冲洗将油管内堵塞物携带出，使水井能够正常测调和注入，如果水井洗井后仍不能正常测调或者不能够建立循环，则可以通过以下方法进行进一步的处理。空心杆冲砂该方法就是把空心杆前端切割成笔尖状，再在其上方焊接一根空心杆，形成一个简易的冲刷装置，如图3所示。图3 空心杆冲洗示意图通过空心杆冲洗油管大大节约了作业费用，以仓西某口分注井为例，检管费用如表2所示，预计为13万元左右，若使用空心杆冲砂，预计费用为5万元，单井节约8万元。表2 施工费用表序号施工工序施工周期/天费用测算/元1修井机老井施工准备1130002测调0.580003起原井油管160004井筒处理1100005下分注管175006校深190007反洗、坐封、配合验封，试注100008修井机施工收尾170009取费/2000010环保费250011能耗柴油（8006）480012施工耗材（Y341封隔器1、配水器2）3000013运输特车3000合计7.5130800酸化除垢该方法主要应用于测调结垢和配水器开关大电流导致测调失败的情况，以南华区块一口试验井为例，该井为一级两段式分层注水，上同心配水器在距离井口1500m处，测调失败原因为上同心配水器卡死。具体操作如下：根据1500m深度计算，油管内容积为4.53m3，挤入200m油管体积容量的酸液，酸液用量为0.604m3，设计酸液为质量分数25%的复合酸，酸液用量为0.151m3。现场挤入酸液后，顶替3.926m3含5%防膨液的清水，挤完后焖井3天后，恢复正常注水，将酸液挤入地层，再次测调时，测调成功。但是，酸化时由于酸液直接接触井下油管、套管和配水器等金属部件，容易对其产生腐蚀，而且酸和金属反应产物容易堵塞地层，可以在酸液内加入适量的缓蚀剂来减少金属腐蚀，缓蚀剂的选型主要根据：酸型和浓度、金属类型、油管温度以及接触时间四个方面来选择。5.总结（1）随着油田开发的不断深入，精细化注水程度和注采井网完善度决定了油气产量的增产、稳产，精细化注水有利于充分补充地层能量，是解决层间矛盾的重要手段，但是分层测调遇阻情况严重。（2）同心测调注水技术的广泛应用有利于进一步降低注水成本，减少作业井次，节约作业成本，保障注水的有效性和时效性。（3）测调失败的主要原因为测调遇阻、配水器水嘴无法自由开关和配水器故障，而导致测调遇阻的主要为死油堵死、出砂严重和锈蚀。（4）挂环检测可以直观地表现出油管腐蚀的情况以及准确性相对较高。（5）在不动管柱的情况下，本文提供了解决测调失败的两种方法，分别为空心杆冲砂和酸化除垢，并且在实践中加以应用，取得了预期的成果，有较高的实际应用价值。【参考文献】1张航国,昝灵.苏北盆地溱潼凹陷西斜坡阜宁组三段油气富集规律J.长江大学学报(自科版),2016,13(35):13-17+3.2朱宏绶.洲城油田厚油层隔夹层分布特征及对开发效果的影响J.油气藏评价与开发,2013,3(03):30-36.3姜广彬,李常友,张国玉,等.注水井空心配水器一体化测调技术J.石油钻采工艺,2011,33(04):99-101.4姜广彬,李常友,李国,等.海上注水井一体化测调技术研究J.石油机械,2011,39(07):77-79.5李鹏伟,王建宁,姜燕,等.桥式同心分注井验封测调一体化工具研制及应用J.石油矿场机械,2021,50(05):84-89.6孙晓光.南梁西油田分层调配技术研究D.西安石油大学,2014.7蔡苗苗.注水井测试遇阻原因分析与对策J.石油石化节能,2020,10(06):51-53+11.8陈皓,余大江.洲城油田注水系统腐蚀结垢原因分析与防治措施J.复杂油气藏,2009(4):74-76.9李沁,伊向艺,卢渊,等.镇泾油田结垢原因分析及趋势预测J.石油地质与工程,2009,23(04):128-130.10刘洁,袁建军.硫酸钙结垢及其防治技术应用进展J.天津化工,2010,24(02):10-14.【作者简介】田鑫荣（1995-），男，汉族，江苏泰州人，硕士研究生，助理工程师，研究方向：油气田开发。