存储式压力计在油田作业质量监督的应用.pdf

2023年9 月第3 9 卷第9 期石油工业技术监督Technology Supervision in Petroleum IndustrySep.2023Vol.39No.9存储式压力计在油田作业质量监督的应用张铁刚，马宇泽，姚禹，姜波中国石油大庆油田有限责任公司第三采油厂（黑龙江大庆16 3 113）摘要针对封隔器释放压力、时长不够，验窜精度低，冲刮通等附加工序质量监督不到位、钻孔质量无法验证等问题，通过应用存储式压力计，代替人工进行作业质量监督，解决常规的巡井监督、驻井监督中存在的费用高、工作量大、人员不足等问题，可通过软件实时回放作业井井下管柱起下时间、管内外压力、井下温度、振动量、管柱倾角等参数，实现验窜和钻孔质量监督，提升数字化、智能化油田作业质量监督水平。关键词存储式压力计；井下作业；验窜质量监督；钻孔质量监督DOI:10.20029/j.issn.1004-1346.2023.09.015Application of Storage Pressure Gauge in Oil Field Operation QualitySupervisionZHANG Tiegang,MA Yuze,YAO Yu,JIANG BoThe Third Oil Production Plant,PetroChina Daqing Oilfield Co.,Ltd.(Daqing,Heilongjiang 163113,China)Abstract In view of the problems of packer,such as inadequate pressure release,insufficient time,low accuracy of inspection channel-ing,inadequate quality supervision of additional processes like flushing and scraping,and inability to verify drlling quality,by the ap-plication of stored manometer instead of manual way for operation quality supervision,the problems such as high cost,heavy workloadand lack of personnel in conventional well patrol supervision and stationed supervision are solved.Meanwhile,the software can be usedto playback the downhole pipe string tripping time,the pressure of inside and outside pipe,downhole temperature,vibration amount,pipe string inclination and other parameters to achieve the supervision of check channeling and drlling quality,and improve the qualitysupervision level of digital and intelligent oilfield operation.Key words storage pressure gauge;underground operation;check channeling quality supervision;drilling quality supervision张铁刚,马宇泽,姚禹,等.存储式压力计在油田作业质量监督的应用 J.石油工业技术监督,2 0 2 3,3 9(9):6 4-6 7.ZHANG Tiegang,MA Yuze,YAO Yu,et al.Application of storage pressure gauge in oil field operation quality supervision J.Technolo-gy Supervision in Petroleum Industry,2023,39(9):64-67.度低，冲刮通等附加工序质量监督不到位、钻孔质0引言量无法验证等问题,研究并应用存储式压力计，随井下作业是油田勘探开发中落实油井产量、实油管管柱下入井下，可存储记录每趟工序管柱内外施稳产增产措施、解除油水井故障的重要手段之压力、释放压力、稳压时长、时间轴等参数，起出地一。目前大庆油田已进人开发中后期，油水井套面后，使用电脑软件进行数据曲线回放，落实数字管老化，井下故障发生频繁且复杂程度不断增化作业工序质量监督，强化作业质量监督管理。加2-3 。同时，对井下作业质量管理的要求提高，呕1结构及工作原理需解决其质量管理工作存在的薄弱环节，促进作业质量水平的持续提升。目前，针对封隔器释放压力、时长不够，验窜精收稿日期：2 0 2 3-0 6-2 9；修回日期：2 0 2 3-0 7-10本文获第四届中国石油工程监督行业优秀论文评选二等奖作者简介：张铁刚(19 9 0)，男，工程师，主要从事油田分层注采技术研究、井下作业质量监督管理工作。E-mail:存储式压力计主要包括存储式压力计井下装置和地面回放软件两部分。如图1所示，井下装置张铁刚等：存储式压力计在油田作业质量监督的应用由电池、内外压力传感器、温度传感器、振动传感器、时间采集器等组成。利用地面回放软件可对仪器的参数、存储进行调节设置及回放数据。图1存储式压力计全部零件实物图作业施工前，压力计通过数据线与电脑连接，使用软件将数据清空，保证存储空间内存充足，同时设置参数存储时间间隔，满足采集使用频次要求。作业施工时，连接好电池，安装于油管短接工装内，随油管管柱底端下入井内,其在施工过程中会自动存储作业期间的温度、内外压力、振动测量等数据。作业结束后，压力计工装起到地面，通过数据线与电脑连接，读取存储的各种参数，并由数据处理软件解析数据，计算施工作业时间、内外压力、温度、振动量、倾角等生产作业数据曲线及图表，对比分析整个曲线数据，验证作业监督质量。主要技术指标见表1。仪器强度及耐腐蚀性好，满足作业现场需求，接头均为标准2 7 标准油管扣，可同任意油管或井下工具连接，操作方便可靠。表1主要技术指标温度测量范围-25 85 温度测量精度压力测量范围060MPa压力测量精度外径89 mm仪器尺寸内径20mm4桥式通道总长2 6 0 mm采样间隔1s应用曲线综合配注组合曲线检定曲线 标定曲线 仪器参数 仪器清除仪器直读参数定制配置系统 退出系统测试曲线（位置：D:验窜数据B2-342-P32:26EC-3E1F-9048-24C3）25一套压一油压一振动量2015105652现场试验及应用情况2.1验窜工序质量监督目前封堵井夹层验窜一般采用套溢法，验窜时油管中打压，使上级封隔器胀封于被验夹层，观察套管溢流变化情况，判断夹层是否窜槽。当封堵井井口溢流很大或无溢流时，容易对夹层是否窜槽作出错误判断7。随着油田开发的不断深入，分层注采井数不断增加，单井层段数不断增加，对夹层的稳定性有更高的要求8。因此，采用了存储式压力计验窜技术。如图2 所示，该技术的存储式压力计验窜管柱由存储式压力计、K344-114封隔器、节流器、丝堵等组成。工作原理：将封隔器卡于夹层内，地面打压8、10、8 MP a，分别稳压5min，观察套管溢流情况进行初步判断，起出验窜管柱后，将压力计与笔记本电脑连接，软件对数据进行回放，观察油压和套压曲线，如图3 所示，套压不跟随油压，证明该夹层不窜槽；如图4所示，套压跟随油压，证明该夹层窜槽。验窜技术的可靠性指导了分层注采层段和精细细分层段的可靠性9。封堵层区生产层10.2%FS(满量程)存储式压力计K344-114封隔器节流器丝堵人工井底图2 存储式压力计验窜管柱示意图坐标值87时间18:2 1:0 0压力2 6.9 3 16 0温度_43.0 8 17 0振动量8.6 18倾角236定位值上压力4.8 10 11下压力4.57 16 6温度2 8.9 2 59 1振动量01234已屏蔽电压3 6 46定义识别录人采样3 秒回打开新建房存数据明细一分公司标准EXCEL导出02021-8-8 13:42:408-814:49:208-815:56:0时间图3 不窜槽井压力曲线8-817:2:408-818:9:2066应用曲线综合配注组合曲线检定曲线标定曲线仪器参数 仪器清除仪器直读参数定制配置系统 退出系统测试曲线（位置：D:验窜数据 B2-341-P31:5926-16D8-25B7-ED36）1816141210864202021-8-8 10:30:242.2钻孔作业质量监督钻孔作业一般通过验吸水的方式判断钻孔质量是否合格,主要应用两个封隔器中间卡节流器往孔内注水的方式，观察地面观测压力和流量憨放情况，存在验吸水时无法准确判断钻孔质量，对经验要求较高，无法准确判定。如图5所示，钻孔作业质量监督工艺管柱由K344-110扩张式封隔器、7 45-5节流器、压力计、球座等部分组成。下井后在射孔层段以上打压检测，保证验吸水管柱自身不刺漏，下至目的层位后，打压8-10-8 MPa,监测油管内外压力,通过压力是否跟随判断封隔器密封情况，管内外压力差大小判定目的层钻孔质量。井号非目的层管内管外压差压力压力压力压力采油井12120采油井22210122119采油井31615采油井1通过目的层压力监测曲线及表2 中数据可知，目的层1压差1MPa，目的层2 压差1MPa,吸水效果良好，目的层3 压差0,配合压裂曲线可知，该层未钻开，目的层4、目的层5压差0,管内外压力曲线跟随,判断封隔器在起下过程中胶筒破损,密封失效,结合压裂曲线分析判断钻孔质量良好。如图6 所示，采油井2 通过非目的层压力曲线不跟随，压差12 MPa，可准确判断该井封隔器密封效果良好。石油工业技术监督一套压一油压88 11:37:48-8 12:43:44时间图4窜槽井压力曲线图5钻孔质量定压力检测工艺管柱示意图从表2 可见，3 口井共进行11段钻孔质量定压力检测，除采油井1检测过程中封隔器胶筒破损外，其余8 段均存在管外、管内压力差，即开窗成功。表2 压力监测曲线数据表目的层1目的层2管内管外压差压力压力1212212012017坐标值时间14:0 7:49压力19.39070温度0.6 9 2 7 0振动量0.923倾角2.3定位值上压力6.8 8 7 7 6下压力6.419 0 4温度已屏蔽振动量倾角包屏藏电压3 6 8 7定义识别录人采样3 秒回打开新建房存数据明细-分公司标准EXCEL导出8813:50:24压力计节流器日的层压力计非的层目的层3目的层4管内管外压差压力压力201121183242125201510F5202-6-22 10:14:49具的层非日的管内管外压差压力压力21216-2211:21:29图6 采油井2 非目的层压力曲线MPa目的层5管内管外压差压力压力0212133管内管外压差01919一管外压力一管内压力6-22 12:28:96-2213:34:49时间（日期）06-214:41:29张铁刚等：存储式压力计在油田作业质量监督的应用如图7 所示，采油井2 通过目的层压力监测曲线可以看出，目的层1压差2 MPa，目的层2 压差1MPa，目的层3 压差3 MPa，可准确判断该井钻孔质量良好。2272018121082022-62211:47:13 6-22 1:3:-53如图8 所示，采油井3 通过目的层压力监测曲线可看出，目的层1压差1MPa，目的层2 压差3MPa，目的层3 压差3 MPa,可准确判断该井钻孔质量良好。252010502022-5-249:52:315-24 10:25:513结论1)通过不同监督管柱的设计使用，存储式压力计配合扩张式封隔器、节流器、喷砂器等工具组合成管柱，实现不同工序的质量监督功能，以验窜工序质量监督和钻孔质量监督为例，管柱内、外压力曲线变化情况可以充分体现井下作业质量的监督全过程。2)存储式压力计连接在附加工序管柱底部下:67井后起出，通过压力、温度、时间等参数监测，可全面覆盖并解读冲刮通、洗井、释放等附加工序监督质量，实现数字化、智能化作业质量监督管理。3)存储式压力计作业质量监督技术，可以减轻一管外压力一管内压力劳动强度，减少人员的匹配，保证作业施工质量，提高作业监督水平，实现安全可持续生产，达到降本增效的目的。4)地面软件数据的回放,相关曲线报表的生成，可作为工序质量监督的凭证，与A5系统平台连接，联合视频监督平台，真正实现井下作业工序全6-212:20:336-22 12:34:13时间图7 采油井2 目的层压力曲线一管外压力一管内压力5-24 10:59:115-2411:2:3115-24 12:5:51时间图8 采油井3 目的层压力曲线6-22 12:53:53过程质量监督。参考文献：1刘伟男.采油厂井下作业质量监督模式探讨 .化学工程与装备,2 0 2 2(5):154-155.2邵桂振.加强作业质量监督提高工序合格率 .中国石油和化工标准与质量,2 0 11,3 1(11):2 2 0.3杨俊涛.井下作业施工质量监督措施研究 J.中国石油和化工标准与质量,2 0 14,3 4(6):8 2.4秦纯洁.油田井下作业施工质量监督的有效实施 .化工管理,2 0 17(3 1):2 2.5朱海东.井下作业数据采集应用系统建设研究 J.石油工业技术监督,2 0 12,2 8(4):17-2 0.6邵海峰.井下作业面智能巡检控制系统的研究 .机械管理开发,2 0 2 2,3 7(9):2 9 0-2 9 1.7王鹏.井下作业技术现状分析及工艺优化措施 .化工管理,2 0 2 2(2 4):155-157.8李鹏鹏.封堵井提高验窜、验封效率的方法 .化学工程与装备,2 0 16(9):143-145.9郝超.油水井验窜技术研究 .特种油气藏,2 0 12,19(2):120-122,142.10马建杰,唐海军,保汝红，等.水力深穿透钻孔技术在江苏油田的应用及分析 J.复杂油气藏,2 0 16,9(2):8 4-8 6.11钱国全.江苏油田连续油管径向钻孔技术初见成效 复杂油气藏,2 0 11,4(4):8 4.本文编辑：王梅