隨著外圍油田增儲(chǔ)上產(chǎn)步伐的加快,外圍油田已經(jīng)成為大慶油田的重要產(chǎn)油區(qū),這部分“三低”油田單井產(chǎn)液量低,單井產(chǎn)液介于1 m3/d~10 m3/d,含水50%左右,部分井的產(chǎn)液量甚至低于3 m3/d,射孔層數(shù)較多,由于目前使用的測(cè)井儀下限偏高,油井的壓力較低,部分井有脫氣現(xiàn)象,很難滿(mǎn)足外圍低產(chǎn)液低含水井的測(cè)量,因此為了滿(mǎn)足對(duì)外圍油田的低產(chǎn)液低含水井的測(cè)試要求,我們?cè)诹髁繙y(cè)量方面研制了低啟動(dòng)排量的流量計(jì),解決產(chǎn)液量低測(cè)量困難的問(wèn)題;通過(guò)優(yōu)選含水率測(cè)量方式,并對(duì)含水傳感器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),提高含水率的分辨能力;研究影響流量和含水率測(cè)量的因素和規(guī)律及總結(jié)儀器在低產(chǎn)液低含水條件下的響應(yīng)規(guī)律。研發(fā)了一種適合于外圍低產(chǎn)液低含水特點(diǎn)的產(chǎn)液剖面測(cè)井技術(shù),進(jìn)一步提高測(cè)量精度和降低流量的測(cè)量下限,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)取得了一定的效果。

  外圍油田低產(chǎn)液低含水產(chǎn)液剖面測(cè)井技術(shù)研究的主要針對(duì)流量和含水兩個(gè)技術(shù)參數(shù),以及集流器方面的研制。配接CCL、井溫和壓力短接,可以一次下井錄取多個(gè)參數(shù),以便通過(guò)多參數(shù)綜合解釋;對(duì)于產(chǎn)液量低于0.2 m3/d以下的井,能夠根據(jù)測(cè)井資料給出定性的分析,形成一套適用于外圍油田低產(chǎn)液低含水產(chǎn)液剖面測(cè)井技術(shù)。經(jīng)過(guò)多種方案的對(duì)比,我們選擇了一種***優(yōu)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),如圖1所示。

  該種方案基本維持原有過(guò)流式產(chǎn)出剖面測(cè)井儀的儀器構(gòu)架,上部分由CCL、井溫和壓力短接組成,下部為流量含水率測(cè)量短接,該短接由低啟動(dòng)流量的渦輪流量計(jì)、高分辨力的含水率計(jì)以及集流器組成。

  為了提高測(cè)量精度,解決外圍低產(chǎn)液低含水井的測(cè)量,研制低啟動(dòng)排量的流量計(jì),含水率計(jì)通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)提高分辨能力和校正圖版提高測(cè)量精度。配接井溫、壓力和CCL組成實(shí)用的外圍油田低產(chǎn)液低含水的組合測(cè)井儀。通過(guò)解決外圍低產(chǎn)液測(cè)井中存在的流量、含水兩個(gè)參數(shù)的問(wèn)題,研制出滿(mǎn)足外圍油田動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)需要的測(cè)井技術(shù)

1)CCL、井溫和壓力短接的設(shè)計(jì)

  該部分設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)與原儀器的結(jié)構(gòu)相同,優(yōu)化設(shè)計(jì)減小該短接長(zhǎng)度。

2)低啟動(dòng)流量的渦輪流量計(jì)

  在流量計(jì)方面,研制一種低啟動(dòng)流量的流量計(jì),適應(yīng)于外圍油田的低產(chǎn)液低含水井的流量計(jì),流量測(cè)量分成兩個(gè)測(cè)量段,根據(jù)單井的產(chǎn)液能力,對(duì)單井3 m3/d以下用低啟動(dòng)流量高靈敏渦輪流量計(jì),測(cè)量下限流量0.2 m3/d,使儀器能夠靈敏地監(jiān)測(cè)出小流量下的差異;對(duì)于產(chǎn)量3 m3/d~20 m3/d的井,采用優(yōu)化設(shè)計(jì)后的高靈敏渦輪流量計(jì)。(普通渦輪和磁懸浮渦輪)

  渦輪流量計(jì)的結(jié)構(gòu),如圖2所示,兩端架上安裝穩(wěn)流罩,合理設(shè)計(jì)減小流體粘性造成的磨擦力矩;在渦輪的寶石軸承方面,與外協(xié)研制的摩擦力矩的寶石軸承的結(jié)構(gòu),通過(guò)合理的寶石軸承結(jié)構(gòu),降低磨擦阻力矩;采用霍耳傳感器作為檢測(cè)元件,消除電磁阻力矩,能夠有效地降低渦輪的啟動(dòng)排量,敏感元件采用霍耳元件和強(qiáng)磁鋼,通過(guò)檢測(cè)渦輪上磁鋼的轉(zhuǎn)動(dòng)。將得到與流量成線(xiàn)性相關(guān)的脈沖信號(hào),經(jīng)井下儀器的電路處理后傳輸至地面設(shè)備。

3)含水率的測(cè)量

  含水率計(jì)結(jié)構(gòu)方面:采用合理的設(shè)計(jì),增大電極的尺寸和縮小流道尺寸,使低流量下含水的測(cè)量通道達(dá)到較合理的流速范圍;使電極與外筒之間的電場(chǎng)分布較過(guò)去均勻,從而減小由于油泡在流道中所處位置的不同對(duì)電極與電極筒之間電容變化量的影響,提高儀器的含水分辨能力。同時(shí),對(duì)氣液分離器和集流器也進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn)。

  以往的過(guò)流式含水率計(jì)能克服低產(chǎn)液井產(chǎn)液波動(dòng)和短時(shí)間含水率測(cè)量產(chǎn)生的偶然誤差,取得了一定的成果,但過(guò)流式低產(chǎn)液儀器的流量下限偏高,在低流量低含水條件下儀器的含水分辨能力有限,另外該方法采用全集流的方式,對(duì)集流器的要求也很高。目前研制的新型渦輪流量計(jì),一方面為了解決低啟動(dòng)排量的問(wèn)題,提高對(duì)低產(chǎn)液的分辨能力,實(shí)現(xiàn)層間小流量的分辨。在模擬井中作了大量的實(shí)驗(yàn),并對(duì)流量和含水進(jìn)行了標(biāo)定,符合上井標(biāo)準(zhǔn)后,我們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。我們?cè)谑畯S(chǎng)進(jìn)行了多口井現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn),效果如下:

  如朝80-110這口井,產(chǎn)液2.06 m3/d,含水30.0%,我們選用磁懸浮渦輪流量計(jì)的6#儀器測(cè)量,結(jié)果如圖3所示。

  從圖上可以看出,產(chǎn)液在允許的誤差范圍內(nèi),查看混響-含水刻度圖板,含水在30%~40%之間,取得了很好的效果。

  其它各點(diǎn)情況和解釋成果,見(jiàn)表1,可見(jiàn)低產(chǎn)液測(cè)井儀啟動(dòng)排量低,此井已經(jīng)到0.7 m3/d,達(dá)到測(cè)試效果。

  又如翻121-43井的產(chǎn)液為4.88 m3/d,含水70%,使用3#高精度普通渦輪儀器測(cè)得5.8 m3/d,如圖4所示,解釋成果見(jiàn)表2,***后一點(diǎn)產(chǎn)液為1.1 m3/d,基本吻合,也取得了很好的效果。

  當(dāng)然,在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,也發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題:如:朝103-23,產(chǎn)液3.53 m3/d,含水36.0%,5#儀器下井后渦輪不轉(zhuǎn),起出后發(fā)現(xiàn)有塊狀粘稠物質(zhì),渦輪堵死,可能是聚合物和鐵屑粘合成的。

  所以,由于井下情況復(fù)雜,由于沾污、脫氣、套管鐵削等情況都可能對(duì)渦輪產(chǎn)生一些不利的影響,可能引起渦輪沖擊緩慢,信號(hào)弱,從而降低測(cè)量的準(zhǔn)確性;嚴(yán)重的引起渦輪不轉(zhuǎn),地面接收不到信號(hào),只能更換儀器。尤其磁懸浮渦輪具有精度高,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,無(wú)摩擦,啟動(dòng)排量低等優(yōu)點(diǎn),對(duì)低產(chǎn)液的測(cè)量起到了很好的效果,但受這些因素影響較大,測(cè)井成功率不高,因此對(duì)其還需一些改進(jìn)。

1)過(guò)流式低產(chǎn)液產(chǎn)出剖面測(cè)井儀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化,使低產(chǎn)液井測(cè)量困難的問(wèn)題有了新的解決方法;通過(guò)模擬井的實(shí)驗(yàn)得到了儀器在低產(chǎn)液低含水條件下的響應(yīng)規(guī)律。

2)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)可以看出過(guò)流式低產(chǎn)液產(chǎn)出剖面測(cè)井儀有一定的可靠性,經(jīng)過(guò)進(jìn)一步改進(jìn)和試驗(yàn),對(duì)于提高外圍油田低產(chǎn)液低含水井的測(cè)量效率、成功率,應(yīng)該是一種很好的解決辦法。

3)磁懸浮渦輪儀器在實(shí)驗(yàn)中取得了很好的效果,但也發(fā)現(xiàn)了一些限制因素,進(jìn)一步改進(jìn)和完善定會(huì)取得更好的測(cè)試效果。

4)由于受干擾的因素很多,井況復(fù)雜,成功率低,因此提高儀器的成功率,減少干擾是目前急需解決的難題。