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 163113）

0 引言

井下作业是油田勘探开发中落实油井产量、实施稳产增产措施、解除油水井故障的重要手段之一[1]。目前大庆油田已进入开发中后期，油水井套管老化，井下故障发生频繁且复杂程度不断增加[2-3]。同时，对井下作业质量管理的要求提高，亟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[4]。

目前，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[5]，研究并应用存储式压力计，随油管管柱下入井下，可存储记录每趟工序管柱内外压力、释放压力、稳压时长、时间轴等参数，起出地面后，使用电脑软件进行数据曲线回放，落实数字化作业工序质量监督，强化作业质量监督管理。

1 结构及工作原理

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，接头均为标准标准油管扣，可同任意油管或井下工具连接，操作方便可靠。

2 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[6]。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 MPa，分别稳压5 min，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]。

图2 存储式压力计验窜管柱示意图

图3 不窜槽井压力曲线

图4 窜槽井压力曲线

2.2 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[10]，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憋放情况，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[11]。

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、745-5 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。

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 MPa

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1 MPa，目的层2压差1 MPa，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。

图6 采油井2非目的层压力曲线

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1 MPa，目的层3 压差3 MPa，可准确判断该井钻孔质量良好。

图7 采油井2目的层压力曲线

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1 MPa，目的层2 压差3 MPa，目的层3 压差3 MPa，可准确判断该井钻孔质量良好。

图8 采油井3目的层压力曲线

3 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过程质量监督。