氣舉測(cè)井技術(shù)在油田中的應(yīng)用

陳淑梅 （中石油長(zhǎng)城鉆探工程有限公司測(cè)井公司，遼寧 盤錦124010）

油井產(chǎn)層動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)測(cè)井主要方法有自噴井產(chǎn)液剖面測(cè)井和抽油機(jī)井環(huán)空產(chǎn)液剖面測(cè)井，由于實(shí)際生產(chǎn)中有一大批抽油機(jī)井沒(méi)有安裝偏心井口，不能進(jìn)行環(huán)空產(chǎn)出剖面測(cè)井施工，也無(wú)法了解井下產(chǎn)出狀況[1]。因此，對(duì)不能自噴又無(wú)偏心井口的抽油機(jī)井，可利用氣舉誘噴技術(shù)了解產(chǎn)層性質(zhì)，尋找出水層位及竄槽井段，從而達(dá)到穩(wěn)油控水、增產(chǎn)挖潛、提高采收率的目的。

1 氣舉測(cè)井技術(shù)

1.1 工作原理

氣舉的舉升原理與自噴井相似，通過(guò)油套環(huán)形空間將高壓氣體連續(xù)注入到井筒，并通過(guò)油管上的氣舉閥進(jìn)入油管，用以降低液柱作用在井底的壓力，當(dāng)油管流動(dòng)壓力低于井底流壓時(shí)，液體就被舉升到井口。

由于氮?dú)鈱俣栊詺怏w，常溫下不與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而發(fā)生爆炸，因而施工中常采用車載式制氮增壓車從空氣中分離出氮?dú)猓⑼ㄟ^(guò)增壓裝置增壓后注入井內(nèi)，將井筒中的液體排出，達(dá)到誘噴生產(chǎn)的目的，其優(yōu)點(diǎn)是方便、安全和高效，并且配合氣舉閥，最大舉升可達(dá)4000m。

1.2 工藝設(shè)計(jì)

合理的氣舉工藝設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)包括如下：①在氣舉找水測(cè)井施工中能連續(xù)穩(wěn)定地進(jìn)行氣舉排液。②氣舉排液量應(yīng)與施工井正常抽油生產(chǎn)的產(chǎn)量接近[2]。

由于通常氣舉找水時(shí)井底流壓比正常抽油時(shí)低，氣舉測(cè)試的生產(chǎn)壓差比抽油生產(chǎn)過(guò)程中的生產(chǎn)壓差大，導(dǎo)致氣舉測(cè)井所得到的分層產(chǎn)液、含水率往往偏高，與正常抽油時(shí)的產(chǎn)液、含水情況不一致，所取得的資料不是真正抽油狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)資料，而是增大生產(chǎn)壓差情況下的動(dòng)態(tài)資料。因此，要獲得更真實(shí)的資料，必須使氣舉找水測(cè)試時(shí)的井層壓差接近于正常抽油生產(chǎn)時(shí)的生產(chǎn)壓差。

為設(shè)計(jì)最佳、高效的氣舉系統(tǒng)，氣舉工藝參數(shù)設(shè)計(jì)包括地面氣舉壓力、氣舉凡爾級(jí)數(shù)和深度、凡爾開(kāi)啟壓力等，其中凡爾開(kāi)啟壓力計(jì)算公式如下[3]：

式中，Pop為凡爾開(kāi)啟壓力，MPa；Pd為凡爾在井下時(shí)封包內(nèi)的壓力，MPa；R為凡爾孔與封包的面積比，R＝Ap／Ab；Pt為凡爾處的油管壓力，MPa；Ap為封包面積，m2；Ab為凡爾孔面積，m2。

2 氣舉測(cè)井方式的選擇

為準(zhǔn)確了解產(chǎn)層的流體性質(zhì)、快速地找到出水層位，應(yīng)根據(jù)各抽油井實(shí)際產(chǎn)出情況及井況，結(jié)合測(cè)試目的，利用各產(chǎn)液剖面測(cè)井技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，選擇合適的測(cè)井方式。具體內(nèi)容如下：①對(duì)于地層供液能力強(qiáng)的中、高產(chǎn)不出砂井，利用渦輪流量、井溫、持水率等組合測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)來(lái)了解各層油水產(chǎn)出情況。其工作原理是當(dāng)流體流經(jīng)渦輪時(shí)驅(qū)使渦輪旋轉(zhuǎn)，當(dāng)流體的流量超過(guò)某數(shù)值后，渦輪的轉(zhuǎn)速同流體的流速成線性關(guān)系，通過(guò)記錄渦輪轉(zhuǎn)速，便可推算流體的流量。此時(shí)持水率儀利用油、氣同水介電特性的差異來(lái)測(cè)定水的含量。該方法可適用于日產(chǎn)液量大于15m3的抽油井。②對(duì)中、低產(chǎn)量的生產(chǎn)井，利用高精度浮子流量計(jì)測(cè)量全井眼流量，利用井溫、持水率等組合測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，從而區(qū)分各產(chǎn)層的流體性質(zhì)。其工作原理是以浮子作為流量的傳感部件，采用集流傘對(duì)井內(nèi)流體集流，通過(guò)定點(diǎn)測(cè)量的方式測(cè)量全井眼流量。浮子位移的測(cè)量采用電磁感應(yīng)原理，可降低流體粘度對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。該方法適用于日產(chǎn)液量0.5～120m3的抽油井。③對(duì)主要目的是尋找主出水層、尤其是需要尋找竄槽層位的井，可選擇氧活化測(cè)井技術(shù)。其工作原理是當(dāng)流體流經(jīng)中子發(fā)生器時(shí)，流體中的氧元素被高能快中子活化。通過(guò)記錄時(shí)間譜得到流經(jīng)時(shí)間，結(jié)合源距計(jì)算流體速度，再根據(jù)被測(cè)點(diǎn)的橫截面積來(lái)計(jì)算測(cè)點(diǎn)流量。該方法適用于流量套管中為7～900m3／d、環(huán)套空間為5～650m3／d和油管中為3～130m3／d的抽油井。

3 施工步驟

進(jìn)行氣舉測(cè)井的具體過(guò)程如下：①施工前，作業(yè)隊(duì)進(jìn)行起出泵桿和油管、探砂面、洗井、沖砂等作業(yè)后，按工藝設(shè)計(jì)要求下入氣舉管柱，接好氣舉管線并試壓，確保各連接部位不刺漏。②在完成氣舉管柱作業(yè)關(guān)井8h后，在井口安裝防噴裝置和天地滑輪后，將儀器下井測(cè)相對(duì)靜止井溫曲線。③打開(kāi)油管生產(chǎn)閘門，利用地面注氣設(shè)備 （如壓風(fēng)車等）通過(guò)油套環(huán)形空間注氮?dú)膺M(jìn)行加壓氣舉，最初應(yīng)加大注氣量以盡快舉空洗井液。④氣舉1h后，開(kāi)始下放組合測(cè)井儀。⑤嚴(yán)格按設(shè)計(jì)的氣舉壓力值控制注氣壓力，當(dāng)油壓開(kāi)始連續(xù)上升是，說(shuō)明高壓氣體已竄入油管，此時(shí)立即關(guān)閉生產(chǎn)閘門和干線回油閘門，打開(kāi)放空閘門。⑥放空后，油井井口若能很快見(jiàn)產(chǎn)液，地面注汽設(shè)備 （壓風(fēng)機(jī)）就控制在見(jiàn)產(chǎn)液時(shí)的壓力進(jìn)行產(chǎn)液剖面測(cè)井，放空后若半小時(shí)不見(jiàn)產(chǎn)液，應(yīng)停止地面注汽設(shè)備 （壓風(fēng)機(jī)）工作，利用液面在井筒中的恢復(fù)過(guò)程抓緊時(shí)間完成測(cè)井 （測(cè)井過(guò)程中套壓應(yīng)保持穩(wěn)定）。⑦若產(chǎn)液量超過(guò)測(cè)井儀器測(cè)量范圍，可用生產(chǎn)閘門控制產(chǎn)液量。⑧取得合格資料后停止地面注汽設(shè)備 （壓風(fēng)機(jī)）工作，關(guān)套管閘門并放空，拆除防噴裝置，起出儀器。

4 應(yīng)用實(shí)例分析

4.1 確定各層產(chǎn)液情況，為增產(chǎn)方案的實(shí)施提供依據(jù)。

在某油田X區(qū)塊，完成了5口新開(kāi)發(fā)井的氣舉產(chǎn)液剖面測(cè)井任務(wù)，這些井均為低含水井，通過(guò)高精度浮子流量?jī)x測(cè)試，確定是否實(shí)施2次壓裂及壓裂層位，同時(shí)確定各層產(chǎn)液情況、判斷產(chǎn)層是否被水侵。以A井為例，測(cè)前日產(chǎn)油12.5t，日產(chǎn)水0.5t，含水3.8%，測(cè)后解釋結(jié)果表明水主要來(lái)自該井低部位31和33層，且20、23、25、27、29層為該井主力出油層，但產(chǎn)量不大且有壓裂的必要。根據(jù)測(cè)試結(jié)果，在1610m處下封隔器進(jìn)行卡水作業(yè)，并對(duì)主力出油層采取壓裂措施。正常生產(chǎn)后，日產(chǎn)油量提高到31.6t。

4.2 尋找主出水層位，解決層間矛盾

B井為一口探井，開(kāi)采初期日產(chǎn)油178t，最高日產(chǎn)氣8×104m3。隨著開(kāi)采時(shí)間的增加，含水率升高到97.6%。采用拖撬高壓密閉氣舉產(chǎn)出剖面測(cè)試工藝進(jìn)行施工，通過(guò)渦輪流量組合儀資料解釋結(jié)果表明，55層為主要出水層。封堵該層后，綜合含水率下降了20.2%，日增油42.6t。

4.3 判斷竄槽井段，指導(dǎo)卡、堵水作業(yè)

C井于2010年9月投產(chǎn)，下D20電泵2393.16m生產(chǎn)，日產(chǎn)油4.1t，含水92.7%。為查明高含水原因，采取氣舉氧活化測(cè)井，測(cè)試結(jié)果如下：①該井氣舉后總產(chǎn)水量為108.6m3／d。②上水流2717.77、2674.17、2655.67、2643.07、2633.67m處的點(diǎn)測(cè)結(jié)果未見(jiàn)套外上水流峰，表明19層以下未見(jiàn)水竄。③下水流2621.67、2634.37、2643.87、2653.87、2721.47m處的氧活化點(diǎn)測(cè)結(jié)果一致，表明18、19層無(wú)產(chǎn)出，而且上述點(diǎn)的點(diǎn)測(cè)結(jié)果和油管上水流的點(diǎn)測(cè)結(jié)果一致，表明該井的水來(lái)自18層以上井段。④按2504.17、2293.17、2204.17、2084.77、1974.17m深度上提儀器依次追蹤環(huán)空下水流來(lái)源，這些深度點(diǎn)的點(diǎn)測(cè)結(jié)果均一致，且等于總產(chǎn)水量，表明水依然來(lái)自上部地層。⑤在1層 （1843.5～1856.8m，水層）底部1857.6m處下水流流量為108.0m3／d，頂部1842.7m環(huán)空下水流結(jié)果為零流量。

通過(guò)分析測(cè)試結(jié)果得出如下結(jié)論：由于套管嚴(yán)重破損，導(dǎo)致1層 （水層）的水竄出，建議加測(cè)工程測(cè)井項(xiàng)目進(jìn)一步確認(rèn)。地質(zhì)人員利用電磁探傷技術(shù)對(duì)套管進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果顯示在1845.6～1846.4m處套管存在破損現(xiàn)象，后對(duì)該破損處進(jìn)行補(bǔ)貼，日產(chǎn)油21.1t，含水12.6%。

5 結(jié)論及建議

1）油井氣舉找水測(cè)井技術(shù)施工方便，占井周期短，可運(yùn)用于抽油機(jī)井檢泵過(guò)程中施工，這樣不僅節(jié)約了大量的作業(yè)費(fèi)用，而且取得了較好的增油降水效果。

2）為準(zhǔn)確、快速地尋找出水層位，判斷潛力層，應(yīng)結(jié)合實(shí)際井況，充分利用各項(xiàng)產(chǎn)出剖面測(cè)井技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，尋找最適合的測(cè)試方法。

[1]夏竹君.油井氣舉找水測(cè)井技術(shù)及應(yīng)用 [J].國(guó)外測(cè)井技術(shù)，2004，19（3）：62-64.

[2]尹慶文.高含水油田氣舉找水測(cè)井技術(shù)及應(yīng)用 [J].測(cè)井技術(shù)，1998，22（1）：66-68.

[3]蘇月琦.氣舉閥氣舉排液采氣工藝參數(shù)設(shè)計(jì)與優(yōu)選技術(shù)研究 [J].天然氣工業(yè)，2006，26（3）：103-106.