水平井溫度剖面測試找水技術(shù)研究與應(yīng)用
——以河南油田稠油熱采區(qū)塊為例

程連文，馬宏偉，方 倩，周文玉，李 劍，樊琳琳

（1.中國石化河南油田分公司石油工程技術(shù)研究院，河南南陽 473132；2.中國石化河南油田分公司采油二廠，河南南陽 473132）

隨著水平井應(yīng)用規(guī)模的不斷擴(kuò)大，水平井開采已成為河南油田的重要開采方式，其中低效水平井占比較大，油井含水高是水平井低效及關(guān)停的主要原因。稠油熱采水平井綜合含水達(dá)到82%，主要原因是油藏底水發(fā)育、隔夾層?。?～4 m）。有效治理高含水井的關(guān)鍵是準(zhǔn)確找到水平井的出水點(diǎn)位置。隨著吞吐輪次的增加，水竄加劇，出水點(diǎn)增多，水竄治理難度加大。需要配套精準(zhǔn)的找水技術(shù)，實(shí)施精準(zhǔn)堵水，改善高含水水平井的治理效果[1-4]。

目前，國內(nèi)水平井找水技術(shù)有儲層評價(jià)測井技術(shù)、水平井產(chǎn)液剖面測試技術(shù)等。但是針對河南油田稠油熱采水平井“水平段長、隔夾層薄”的特點(diǎn)，這些技術(shù)都無法適用。本文介紹的水平井溫度剖面測試找水技術(shù)是針對河南油田稠油熱采水平井的特點(diǎn)提出的，重點(diǎn)闡述了應(yīng)用水平井溫度測試儀測試水平段溫度剖面的工藝，通過分析溫度剖面，找出出水位置，為準(zhǔn)確封堵出水點(diǎn)提供可靠依據(jù)。

1 工藝技術(shù)原理

針對稠油水平井“水平段長、隔夾層薄”的特點(diǎn)，在井筒中下入水平井抽汲式溫度剖面測試找水管柱，通過改變工作制度，造成出水位置溫度差異。水平井溫度測試儀記錄溫度變化，水平井壓力測試儀記錄壓力變化。測試結(jié)束后起出水平井溫度測試儀和水平井壓力測試儀，回放、分析數(shù)據(jù)變化特點(diǎn)，準(zhǔn)確找水[5-8]。

水平井抽汲式溫度剖面測試找水管柱主要由抽稠泵、水平井溫度剖面測試儀以及水平井壓力測試儀組成（圖1）。

圖1 水平井抽汲式溫度剖面測試找水管柱

2 工藝技術(shù)特點(diǎn)

2.1 水平井溫度剖面測試儀

水平井溫度剖面測試儀是水平井溫度剖面測試的核心工具，主要由高精度溫度測試探頭、耐高溫電路板、耐高溫電池、回放儀和計(jì)算機(jī)分析編輯軟件組成（圖2）。

圖2 水平井溫度剖面測試儀

2.2 水平井壓力測試儀

水平井壓力測試儀主要用于水平井測試全過程壓力監(jiān)測。壓力測試一方面可以監(jiān)測整個(gè)測試施工過程，有助于分析溫度測試異常點(diǎn)；另一方面反映井筒壓力恢復(fù)能力，通過試井解釋，找出水平井裂縫長度及方式。

2.3 組成特點(diǎn)

水平井溫度剖面測試找水技術(shù)適用于隔夾層薄的稠油熱采水平井，動(dòng)態(tài)測試方法記錄了生產(chǎn)過程中出水變化，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)監(jiān)測，找水位置更加準(zhǔn)確，找水結(jié)果更加符合實(shí)際生產(chǎn)情況。為保證水平井溫度剖面測試儀的可靠性，采取了低功耗、時(shí)間同步功能設(shè)計(jì)等，主要特點(diǎn)如下：

（1）功耗低。采用低功耗設(shè)計(jì)，整機(jī)功耗小，可以保證連續(xù)長時(shí)間測試。

（2）時(shí)間同步功能設(shè)計(jì)。保證多支儀器同時(shí)測試，同步誤差小，可靠性好。

（3）較強(qiáng)的抗機(jī)械沖擊性能。針對儀器在上下井過程中的振動(dòng)環(huán)境，采取防震設(shè)計(jì)，保護(hù)核心測試電路，減少了機(jī)械應(yīng)力對電路的損傷，延長了儀器壽命。

（4）較強(qiáng)的抗溫度沖擊性能。選用進(jìn)口高溫元器件、高溫材料，減少溫度循環(huán)沖擊引起的熱應(yīng)力對電路的損傷，同時(shí)保證了儀器在高溫環(huán)境下長時(shí)間測試的性能，延長了儀器壽命。

（5）高精度溫度測試性能。采用特殊的溫度標(biāo)檢方法和溫度標(biāo)定設(shè)備，保證了標(biāo)檢環(huán)境溫度場的穩(wěn)定性和一致性，最大限度地降低了計(jì)算過程中的精度損失。

（6）溫度響應(yīng)時(shí)間短。測試時(shí)探頭直接暴露在井液中，用開窗式外殼進(jìn)行保護(hù)，溫度響應(yīng)時(shí)間短。

（7）簡潔、直觀的數(shù)據(jù)處理軟件。計(jì)算機(jī)軟件操作界面通俗易懂，操作步驟簡潔，除具備數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)刪除、數(shù)據(jù)保存、時(shí)間表設(shè)置等基本功能外，還可生成溫度-深度曲線以及壓力-深度曲線，查看各個(gè)深度點(diǎn)溫度值的異常情況，用于分析水平井測試段的油層動(dòng)用程度和井漏情況。

3 測試儀精度測試

3.1 室內(nèi)精度實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證水平井溫度剖面測試儀的測試精度。

實(shí)現(xiàn)過程：將水平井溫度剖面測試儀放置于高精度溫控實(shí)驗(yàn)箱中，對儀器連續(xù)標(biāo)定測試。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：儀器線性度很好，測溫精度為±0.2 ℃。

3.2 同步性能實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證水平井溫度剖面測試儀的同步性能。

實(shí)現(xiàn)過程：將20只測試儀放置于高精度溫控箱內(nèi)，同步加溫測試，檢測儀器的同步性能和溫度指標(biāo)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：時(shí)間同步功能設(shè)計(jì)，時(shí)間誤差不大于2 s。

3.3 室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模耗M水平井段井底真實(shí)水流通過情況，檢驗(yàn)井下測試儀使用性能。

實(shí)驗(yàn)過程：先按圖3組裝水平井模擬實(shí)驗(yàn)管柱，并將水平井溫度剖面測試儀置于油管內(nèi)；再在水平油管處灌滿20.0～25.0 ℃清水，靜置30 min以上；接著在彎角油管內(nèi)罐注100.0 ℃熱水；最后打開單流閥，控制流速為10 mL/min，記錄溫度變化。實(shí)驗(yàn)完成后，取出井下溫度剖面測試儀進(jìn)行回放。

圖3 水平井溫度剖面測試實(shí)驗(yàn)管柱

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：儀器精度為0.2 ℃，相鄰溫度剖面測試儀的距離（即出水點(diǎn)的檢測距離）最小為2 m。距離小于2 m時(shí)，溫度無明顯變化。

室內(nèi)實(shí)驗(yàn)顯示，儀器線性度很好，測溫精度為±0.2 ℃，時(shí)間同步誤差不大于2 s，出水點(diǎn)的檢測距離最小為2 m，可以滿足現(xiàn)場需要[9-12]。

4 現(xiàn)場應(yīng)用

4.1 現(xiàn)場應(yīng)用效果統(tǒng)計(jì)

為驗(yàn)證溫度剖面測試工藝的可靠性，在河南油田稠油熱采區(qū)塊現(xiàn)場應(yīng)用5口井，實(shí)現(xiàn)了水平井段最長237 m，與下部水層隔層為0～2 m的測試找水，堵水后含水率下降7.2%，階段增油861 t。

4.2 實(shí)際應(yīng)用

河南油田XX-1水平井水平段長90 m，采用套管射孔完井，措施前含水100%，措施后含水率下降了6%，累計(jì)增油206 t。

下完管柱后溫度恢復(fù)階段：在655～710 m井段溫度恢復(fù)速度快，在720～745 m井段，溫度最高恢復(fù)到55.0 ℃（圖4）。

圖4 停測溫度恢復(fù)曲線

開抽測試恢復(fù)階段：在650～710 m井段出現(xiàn)溫度上升，最高溫度達(dá)到52.8 ℃（圖5）。生產(chǎn)后停測恢復(fù)階段：在650～710 m井段開抽時(shí)溫度上升，停抽時(shí)溫度下降，這表明有高溫液體流出，最后在710～740 m井段溫度小幅上升，表明了液體流出性不好（圖6）。生產(chǎn)后停測1 h恢復(fù)階段：在680～710 m井段出現(xiàn)溫度先上升后下降，證明該段為主要出水層（圖7）。

圖5 第一次抽測溫度變化曲線

圖6 第二次抽測溫度變化曲線

圖7 停測1 h后溫度恢復(fù)曲線

5 結(jié)論

（1）水平井溫度剖面測試儀具有同步誤差小、可靠性好、精度高、功耗低和較強(qiáng)的抗機(jī)械沖擊性能等優(yōu)點(diǎn)，可以查看各個(gè)深度點(diǎn)溫度值的異常情況，并分析水平井測試段的油層動(dòng)用程度和井漏情況。

（2）建立了一種溫度剖面測試找水方法，通過

改變油井工作制度，造成水平井溫度異常，進(jìn)行水平井全井段溫度剖面測試，分析測試數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確地判斷出水位置，對指導(dǎo)稠油熱采井的開發(fā)具有重要作用。