分层注水井验封新工艺研究与试验

程晓东

(大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司 黑龙江 大庆 163000)

·试验研究·

分层注水井验封新工艺研究与试验

程晓东

(大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司 黑龙江 大庆 163000)

注水井验封是确保油田分层注水开发效果的必备工艺。受井下复杂情况影响，传统验封工艺存在多种误判可能。针对传统验封工艺的弊端，研究并介绍了新工艺两大特点：一、新工艺增加了电磁流量短节，可以解决两类弊端：第一，在对各级配水器坐封前，要在注水井同一工作制度下对该层位配水器下上分别进行流量测量，结合压力曲线共同用于层间封隔器密封时的判定；第二，利用密封段坐封时的流量曲线和压力曲线共同进行层间封隔器不封的判定。二、增加全新的保护封隔器验封工艺，填补了目前验封工艺无法对保护封隔器验封的空白。通过现场试验验证，得出了分层注水井验封新工艺更全面、真实、准确的结论。

注水井；封隔器；流量计；验封

0 引 言

油田开发进入中后期后，分层注水开发成为一种必要且有效的开发手段，目前国内各大油田均采用这一驱油方式。大庆油田常用的井下封隔器为Y341-114型可洗井封隔器，配合665-3型偏心配水器来实现分层注水[1]，封隔器的密封状态直接影响到分层注水的质量，进而影响油田开发的最终成效[2]，所以，封隔器验封工艺的可靠性至关重要。

目前各油田普遍应用的常规封隔器验封工艺大同小异[3]，虽然工艺简单，但存在很多弊端，主要表现为以下三类：1)出现封隔器密封但显示不封的误判。比如，密封段坐封不严或坐封层位偏心堵塞器盘根失效等情况，在井口工作制度改变时，验封压力曲线都会有相应的压力变化响应，造成封隔器不封的误判；2)出现封隔器不封但显示密封的误判。比如，坐封层段上一级或者坐封层的偏心堵塞器被堵塞，压力传递通道受阻，井口工作制度改变后，即使封隔器不密封，验封压力计仍然不会有相应的压力变化响应，造成封隔器密封的误判；3)无法对保护封隔器验封。密封段坐封第一级配水器后，密封段以上没有压力传导通道，所以常规验封工艺无法对保护封隔器进行验封。

很多油田工作者也发现了这些问题，对常规验封工艺进行了一些改进[4-10]，但基本都停留于解决某一片面问题，无法同时克服这三大弊端。

1 验封新工艺原理

新工艺在验封仪器组合中增加电磁流量计短节，通过改变传统工艺流程，利用压力数据和流量数据结合的方式综合判定层间封隔器密封情况；同时，通过增加一组全新工艺流程实现保护封隔器验封，填补了目前验封工艺的一项空白。通过现场试验验证，该套工艺可以较好的解决引言中提到的三个方面的问题，提高现有验封工艺的可靠性，为判断井下封隔器的封隔效果提供了更加真实准确的监测数据。

1.1 仪器构成

如图1所示为验封新工艺仪器组合结构图，自上而下由绳帽、电磁流量短节、双通道压力计短节和测试密封段组成,与常规验封工艺相比，仪器组合中增加了电磁流量短节，其功能是用来确定密封段坐封情况和测量各级配水器吸水情况；双通道压力计分别检测井筒和油套环形空间压力变化情况，结合流量计所测流量曲线，共同判定层间封隔器的封隔情况。除井下组合仪器外，另需两块压力表用来录取井口油管压力和套管压力。

图1 验封新工艺仪器结构图

1.2 层间封隔器验封原理

采用增加存储式流量计来检验密封段坐封情况的方法目前已有应用[4-7]，但本工艺操作方法与前人略有不同，新工艺要求在对各级配水器坐封前，要在注水井同一工作制度下在该层位配水器下上分别进行流量测量，这一操作步骤对避免封隔效果误判至关重要。

当验封压力曲线显示为密封时，要参照上一级和本级配水器的流量曲线共同进行判定：

1) 根据流量曲线确认上一级和本级配水器有吸水显示，即压力传导通道畅通，可判定封隔器密封良好；

2) 若流量曲线显示上一级或本级配水器中有一级不吸水，则压力传导通道不畅通，不能判定封隔器密封良好。

出现2)所述情况时，需要对不吸水层偏心堵塞器进行投捞作业，然后再次执行验封操作。

通过以上判定方式，可有效避免压力曲线显示密封而实际不封的误判。

当验封压力曲线显示为不封时，流量参数对辅助判断不封的准确性方面，同样起到非常重要的作用。具体判定方法已有相应论述[5]，新工艺中若出现压力计回放曲线显示为不封，且流量计有流量显示，证明密封不严，需要执行以下操作：

1)检查密封段皮碗，若皮碗损坏，更换皮碗，再次执行验封程序进行判定；

2)若皮碗完好，将该层段堵塞器捞出，更换盘根后重新投送，再次执行验封程序进行判定；

3)若流量计仍有流量显示，对该层段配水器中心通道进行刮削、除垢处理，再次执行验封程序进行判定。

通过以上操作可以杜绝测试密封段坐封不严或堵塞器盘根漏失等对测试结果的影响，避免封隔器密封而显示不封的误判。

1.3 保护封隔器验封原理

在水驱开发过程中，保护封隔器的封隔效果非常关键，封隔失效直接造成套管压力异常，是产生套变甚至套损的重要诱因之一，及时准确判定保护封隔器工作状态已是必然之需。然而，目前所有验封工艺都无法对保护封隔器验封。新工艺通过设计一套新的施工工艺及系统的判定方法可以有效确定保封的工作状态，填补了验封工艺的一项空白。

本工艺针对保护封隔器验封提供了一套新工艺流程，其基本原理是通过将封隔器坐封在第一级配水器上，通过一系列工艺操作，配合地面录取套管压力，根据套压变化情况判断保护封隔器封隔效果。具体判定如下：

1)量取井口套压。若套压为零，则保护封隔器密封；若套压不为零，继续执行以下判定；

2)密封段在偏一坐封后正注水，地面套压不上升，证明偏一以上管柱没有漏失，当密封段上提离开偏一后，地面套压明显上升，可判定保护封隔器失效；

3)密封段在偏一坐封后正注水，地面套压有上升，但是，当密封段上提离开偏一后，地面套压上升速度明显比坐封时变快，同样判定保护封隔器失效。

4)若没有出现以上2)、3)两种情况，则判定保护封隔器完好。

2 工艺流程

验封新工艺的现场操作流程可按图2所示流程执行。从工艺流程图中可以看出，新验封工艺与传统验封工艺相比，对层间封隔器判定的施工操作流程改变不大，只增加了对每一级偏心配水器的流量测量，本文不再详细描述。对保护封隔器的判定是新工艺增加的部分(流程图中虚线框内部分)，具体工艺流程如下：

对各级层间封隔器验封结束后，将仪器串上提至保护封隔器以上，执行以下操作：

1)利用压力表量取井口套压。若套压为零，验封结束；若套压不为零，继续执行以下步骤；

2)关井降压，套管压力下降1 MPa以上，开始执行以下操作步骤；

3)对第一级配水器进行坐封，打开注水闸门，记录油压、套压变化情况；

4)将密封段提离第一级配水器，继续保持注水，记录套压变化情况。

通过以上四步骤施工流程，结合1.3中所述判定方法即可完成保护封隔器密封情况判定工作。

图2 验封新工艺施工流程图

3 现场试验应用

3.1 层间封隔器验封

图3为在大庆油田采油一厂G113-**井进行新工艺验封试验所测得的数据曲线，从验封双通道压力计回放曲线看，各封隔器工作正常，封隔效果良好；从电磁流量计回放曲线看，各级封隔器坐封时，流量显示均为零，证明坐封良好，结合两条曲线可以判定该井各级层间封隔器工作正常，封隔良好。

图3 G113-**井验封新工艺测试回放曲线

图4所示为在大庆油田采油一厂Z26-**井进行验封新工艺现场试验回放的测试曲线。从双通道压力计回放曲线来看，两个通道的压力曲线完全重合，初步判断该井各级封隔器全部失效，但从流量计回放曲线来看，坐封过程中，流量均不为零，证明坐封不严，存在压力传导通道，导致双通道压力计上下探头压力重合，结合两条曲线结果不能判定该井层间封隔器失效，需要采取措施后重新验封。

图4 Z26-**井验封新工艺测试回放曲线

3.2 保护封隔器验封

如图5所示为大庆油田采油一厂B1-3-**井验封新工艺对保护封隔器验封回放曲线，表1为该井解释成果表，该井井口量取套压为9.6 MPa，属于套压异常井，从图5中可以看出，对第一级配水器坐封后，无流量显示，坐封效果良好，

坐封后关井降压，套压从9.6 MPa下降到8.5 MPa后，开始坐封正注，从成果表中可以看出，坐封正注32 min后，套压没有上升；上提仪器串后继续正注37 min后，套压由8.31 MPa上升至8.78 MPa，上升速度为0.013 MPa/min，由此可以判定该井保护封隔器存在漏失。

图5 B1-3-**井保护封隔器验封回放曲线

操作前套压/MPa操作后套压/MPa持续时间/min套压上升速度/(MPa·min-1)流量/(m3d-1)关井降压9.628.5160-0.01850只开来水闸门8.508.5150.0020坐封正注8.498.4432-0.001560上提正注8.318.78370.012721解释结论该井保护封隔器存在漏失

4 结 论

通过以上论述，可以得出以下三点结论：

1)新工艺避免了因坐封不严或堵塞器盘根漏失等存在压力传导通道而导致封隔器密封而显示不封的误判；

2)新工艺可排除压力传导通道堵塞导致显示密封而实际不封的误判；

3)新工艺实现了对保护封隔器封隔效果的判定，比传统验封工艺更全面，具有重要的现实意义。

通过前期试验，对于显示不封并有流量显示的井，虽然可以避免对封隔器不封的误判，但是，还没有得到破解产生流量原因的实例，这需要在后续的验封井实测应用中，进行逐步摸索并加以完善。

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Research and Test on New Capping Test Technique of Layered Water-Injection Wells

CHENG Xiaodong

(LoggingandTestingServiceCompanyofDaqingOilfieldCo.Ltd.，Daqing163000，China)

The capping test technique of layered water-injection wells is a necessary process to ensure the final result of water flooding development. Influenced by the complex conditions in the water-injection well, the traditional capping test technique would make the wrong judgment. Aimed at the disadvantages of the traditional process, this paper studies and introduces two characteristics of the new technology: First, the electromagnetic flow meter short piece is added to the downhole instrument, which can overcome two kinds of defects. The flow rate above and below water distributor can be tested respectively with the same working system of injection well before each water distributor setting，and the sealing of packer between layers can be determined combining the pressure curve; The unsealing of packer between layers can be determined by using the flow rate and pressure curve of sealed section. Second, the new sealing test technology of protection packer is increased, which filled the gap of current technology. Through the field test, it is concluded that the new capping test technique of layered water-injection is more comprehensive and accurate and authentic.

water-injection well；packer；flow meter；capping test

程晓东，男，1982年生，工程师，硕士研究生学历，2007年毕业于中国石油大学(华东)，主要从事油田生产井注产剖面测试相关研究。E-mail：dlts_chengxd@petrochina.com.cn

TE35

A

2096-0077(2017)02-0043-04

10.19459/j.cnki.61-1500/te.2017.02.010

2017-01-09 编辑：马小芳)