自动测调联动分层配注技术在青海油田的应用与优化

左小鹏

【摘要】所谓的测调联动分层配注技术，其依托于现有的偏心配水技术，在测试过程中实现流量、压力实时监测，测试数据实时录取、注水参数实时控制，提高分层注水测试效率和调配准确率。本文通过对地面控制信号传输系统、井下综合测调系统及辅助系统等技术的研究，结合该技术在青海油田现场试验中存在的问题，对测调联动分层配注技术进行分析及优化完善，取得了较好的应用效果。

【关键词】测调联动 分层配注 青海油田 分析 优化

油田注水是补充地层压力的重要手段之一，它能有效地补充地层能量和驱替剩余油，对提高油藏采收率，确保油田稳产起着极其重要的作用。由于各地层之间的地质参数并不一致，同一注水压力下吸水能力有差异，因此需要进行分层注水，并通过调配来实现精细分层注水的目的。为此青海油田引进自动测调联动分层配水技术来弥补传统分层测调工艺。

1 传统分层测调工艺，该工艺主要有以下两方面的不足

1.1 测试周期长，工作强度大

传统分层测调工艺采用偏心堵塞器作为井下分层配水的工具，其堵塞器配水嘴径不可调，为了满足各层段的配注量，就需要采用多次投捞堵塞器更换水嘴的方式进行调配作业，单井的调配时间多为2-3d，投捞工作量大、效率低。

1.2 采用固定嘴径水嘴，分层配注质量一般

由于传统堵塞器采用固定直径水嘴，水嘴直径最小1.0 mm，最大7.0 mm，每隔0.2 mm确定一个固定水嘴大小，共有35种水嘴。因此，在相邻的两个水嘴之间无法实现调整。对于小注入量的细分层注水井，在调配时的配注量误差相对较大。

2 测调联动分层配注方法的优势

2.1 调配测试过程清晰直观

测调联动分层配注方法是一种集测、调试为一体的新型注水井调配系统，仪器一次下井可同时完成流量测试和调配测试，具有边测、边调功能。在现场测试时可实时读取数据和曲线，井下仪器的工作状况和注水井各配注层段的注入状况一目了然，便于施工人员合理有效地制定下步施工方案。

2.2 无需更换井下偏心堵塞器，提高施工效率

测调联动分层配注方法采用连续可调水嘴，可以满足任意嘴径水嘴的需要，克服了传统测调工艺需频繁投捞堵塞器和更换水嘴的施工过程，缩短了单井测调时间，提高了单井的施工效率。

2.3 测调质量高，分层配注效果好

由于测调联动分层配注方法采用了边测边调的测试方式，因此可以通过井上的地面控制系统实时观察并改变各层段的配注量，直至达到要求的理论配注量。测调联动分层配注方法使用可调水嘴，无嘴径限制，弥补了传统测调工艺采用固定嘴径误差较大的缺陷，可有效提高分层配注的准确度，提高分层配注质量。

3 测调联动分层配注方法的测量原理及方法

3.1 自动测调系统组成

自动测调系统由一体化地面控制仪、井下测调仪以及通讯测试电缆和可调水嘴四部分组成。

3.2 自动测调系统测量原理

自动测调系统采用单芯电缆下井结构，在单芯电缆上实现正向供电和双向ST编码的数据通信。井下仪可以给地面控制系统发送测量数据，也可接收地面系统的指令。调节器处理控制单元根据地面系统的指令处理数据并控制 “传动轴电机 ”和“调节器电机” 的正转及反转，来实现对调节臂的张收控制，以及对可调水嘴的开度调节。

当需要对目标层进行注水调节时，首先系统将井下仪下至要注水的目标层面上方约2～5m的距离，通过“传动轴电机”打开调节臂和导向键，在下放仪器到目标层后，通过导向键使传动轴与井下的可调水嘴实现可靠对接。然后地面系统给流量计发指令，使流量计向地面系统传送流量的实际测量值。操作人员根据实际测量值和需要注水值的大小，通过地面系统软件，给井下的调节器控制短节发调节指令。在调节器控制单元的控制下，调节臂可以根据地面指令进行正转或者反转，调节可调水嘴的开度，使目标层的注水量达到规定值的要求，稳定一段时间检查无误后调节结束。此时可收回调节臂，然后将仪器提升或者下放到另一目标层进行调节。

仪器在井下可反复上下工作，一次下井就可以完成全部的测量及注水调配工作，从而可缩短测成一口井的工作时间。

4 自动测调系统的优化

4.1 井下测调仪导向键外形结构的优化

引进之初的井下测调仪在部分井曾出现了井下测调仪坐不到位或遇阻的情况，经过技术人员和操作人员的现场应用分析，发现是由于井下测调仪导向键的外形结构不符导致的，后将井下测调仪的导向键前端加工修磨成与现有投捞器的导向键形状一样（其宽度应小于等于28mm，打开时高点据仪器外表的距离控制在8±0.5mm尺寸内），解决了井下测调仪坐不到位和遇阻的问题。如图1、2中所示：

4.2 可调堵塞器投放头连接方式的优化

原有的可调堵塞器投放头采用的是“销钉式”连接方式，在实际使用中易出现销钉脱扣导致的仪器遇卡事故。为了增加仪器的可靠性，以避免此类事故的发生，将投放头的连接方式由“销钉式”改成“丝扣式”，在近一年的时间里，未发生因脱扣导致的仪器遇卡事故。如图3、4中所示：

6 结论

6.1 调配测试过程清晰直观

测调联动分层配注方法是一种集测、调试为一体的新型注水井调配系统，仪器一次下井可同时完成流量测试和调配测试，具有边测、边调功能。在现场测试时可实时读取数据和曲线，井下仪器的工作状况和注水井各配注层段的注入状况一目了然，便于施工人员合理有效地制定下步施工方案。

6.2 无需更换井下偏心堵塞器，提高施工效率

测调联动分层配注方法采用连续可调水嘴，可以满足任意嘴径水嘴的需要，克服了传统工艺需频繁投捞堵塞器和更换水嘴的施工过程，缩短了单井测调时间，提高了单井的施工效率。

6.3 提高分层配注质量，分层配注效果显著

由于测调联动分层配注方法采用了边测边调的测试方式，因此可以通过井上的地面控制系统实时观察并改变各层段的配注量，直至达到要求的理论配注量。测调联动分层配注方法使用可调水嘴，无嘴径限制，弥补了传统调配工艺采用固定嘴径的缺陷，可有效提高分层配注的准确度，提高分层配注质量。

6.4 可调堵塞器寿命长，降低测试费用

现场试验证实，可调配水堵塞器在井下的使用寿命在1年以上，可以有效减少投捞可调堵塞器的次数，降低测试费用。

6.5 测调联动测试工艺不断成熟

在自动测调系统经过一年多的试用，操作人员已总结出了较为实用现场测调的经验，如对可调堵塞器可调水嘴开度的预调节问题、“吊测”与“坐测”流量之间的对应关系等，使得测调施工效率进一步提升。

6.6 测调系统的功能优化和结构改进

测调系统在前期的使用中发现了不少的问题和改进的空间，经过技术人员和操作人员的共同研究，已经队测调联动系统进行了部分优化。通过这些对测调系统的优化改造，在后期的现场试用中减少了因仪器问题造成的施工周期延长的问题，提高了测调施工的效率。

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