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文檔簡(jiǎn)介
1、第7卷第6期fl想球物燈專(zhuān)泰Vol.7,No.62010年12月CHINESEJOURNALOFENGINEERINGGEOPHYSICSDec.,2010文章編號(hào)s16727940(2010)06074005doi:10.3969/j.issn.1672-7940.2010.06.019水平井產(chǎn)出剖面測(cè)井技術(shù)在塔河油田的應(yīng)用張波,孫波,武清釗(勝利石油管理局測(cè)井公司,山東東營(yíng)257096)摘要:由于水平井中流體的流動(dòng)相態(tài)和施工工藝的復(fù)雜性,造成常規(guī)的產(chǎn)出剖面測(cè)井技術(shù)難以適應(yīng)于水平井,因此水平井產(chǎn)出剖面測(cè)井技術(shù)是一項(xiàng)技術(shù)含址高、研究難度大、生產(chǎn)迫切需求的工作.本文簡(jiǎn)取介紹了水平井產(chǎn)出削面測(cè)井技
2、術(shù)及爬行器施工工藝,應(yīng)用該技術(shù)成功完成.了塔河油田TK109H等三口水平井產(chǎn)出剖面測(cè)井.并總結(jié)了施工經(jīng)驗(yàn)與存在的問(wèn)題.為進(jìn)一步應(yīng)用該技術(shù)評(píng)價(jià)生產(chǎn)層段產(chǎn)出狀況提供幫助.關(guān)鍵詞:水平井;產(chǎn)出剖面測(cè)井技術(shù);爬行器;資料解釋中圖分類(lèi)號(hào):P631文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A收稿日期:20101022ApplicationofHorizontalWellProductionProfileLoggingTechnologyinTaheOilfieldZhangBo,SunBo,WuQingzhao(TheLoggingCompany%ShengliPetroleumAdministration,Dongying,Shan
3、dong257096.China)Abstract:Conventionalproductionprofileloggingtechnologyisdifficulttobeadaptedtothehorizontalwellbecauseofthelevelofthewellfluidflowphaseandthecomplexityofconstruction.Therefore,thehorizontalwellproductionprofileloggingtechnologyisonethatrequireshighquality,thatisdifficulttodotherese
4、archandthatisurgentlyneededinproduction.Inthispaper,itintroducesthetechnologyofhorizontalwellproductionprofileloggingandcrawlingconstructionanddescribeshowthetechnologyissuccessfullyappliedtotheproductionprofileloggingofthethreehorizontalwellssuchasTK109HinTaheoilfield.Finally*itmakesasummaryoftheco
5、nstructionandproposestheexistingproblems.Keywords:horizontalwell;productionprofileloggingtechnology?crawlingdevicejdatainterpretation作者簡(jiǎn)介:張波(1971),男,高級(jí)工程師,主要從事測(cè)井工程及資料解#1:作.E-mail:bazhoucjsohu>com1引言隨著水平井的投產(chǎn)開(kāi)采,部分油井含水上升、產(chǎn)最下降以及套管損壞等問(wèn)題隨之而出,因此適時(shí)進(jìn)行水平井生產(chǎn)測(cè)井以了解井下注入與產(chǎn)出狀況、剩余油分布及套管損傷情況,為水平井生產(chǎn)效果評(píng)價(jià)和增產(chǎn)措施優(yōu)化提供可靠依
6、據(jù),最終達(dá)到穩(wěn)油控水提高采收率的目的,是水平井生產(chǎn)測(cè)井面臨的一項(xiàng)重要課題。勝利測(cè)井公司在大力發(fā)展常規(guī)生產(chǎn)測(cè)井技術(shù)的同時(shí),緊跟水平井生產(chǎn)的步伐,不斷探索研究和發(fā)展水平井生產(chǎn)測(cè)井工藝與技術(shù),在突破了常規(guī)的“管具輸送水平井測(cè)井工藝”基礎(chǔ)上,先后開(kāi)展了套管水平井的各項(xiàng)生產(chǎn)測(cè)井,獲得了大量的施工經(jīng)驗(yàn)及良好的資料應(yīng)用效果。2007年后隨著爬行器施工工藝及水平井測(cè)井技術(shù)的引進(jìn),水平井產(chǎn)出剖面測(cè)井"婦在生產(chǎn)中得到了快速的應(yīng)用和發(fā)展。軟件部分,包括兩個(gè)軟件包。模擬軟件包WEST可提供預(yù)報(bào)爬行器在特定油井中爬行的能力;操作軟件包MULEDriver®在作業(yè)期間,操作、控制并監(jiān)視爬行器工作狀況(
7、表Do2水平井產(chǎn)出剖面測(cè)井技術(shù)表1爬行器技術(shù)參數(shù)將測(cè)井儀器順利輸送到目的層段一直是水平井測(cè)井過(guò)程中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié),管具輸送等水平井測(cè)井工藝可以解決水平井中的大部分問(wèn)題,但難以滿(mǎn)足正常生產(chǎn)情況下和要求儀器居中測(cè)量的施工項(xiàng)目的需求。英國(guó)Sondex公司的爬行器施工工藝,可以保證水平井中各項(xiàng)測(cè)井技術(shù)的順利進(jìn)行。產(chǎn)出剖面測(cè)井重點(diǎn)錄取的參數(shù)為流量和持水率。水平狀況下油、氣、水三相流的相態(tài)分布與垂直井眼環(huán)境下的相態(tài)分布截然不同,因而使得普通流量?jī)x和持水率儀器在水平井中的測(cè)量精度降低。陣列式流量和持水率儀器采用多個(gè)傳感器探頭進(jìn)行截面參數(shù)測(cè)量,能較精確地反映流體在水平井眼中的流動(dòng)狀況、分段(分層)流量和流體性
8、質(zhì),為水平井產(chǎn)出剖面測(cè)井提供可靠的技術(shù)手段。2.1爬行器簡(jiǎn)介及優(yōu)點(diǎn)爬行器系統(tǒng)由三部分組成。高效電機(jī)供電且居中的爬行器,可雙向爬行,并可與地面實(shí)時(shí)通訊(圖Do地面控制面板,連接到筆記本電腦。該面板提供儀器電源,控制爬行速度,并包含信號(hào)傳輸界面接口。計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控并顯示爬行器的狀態(tài),包括運(yùn)行狀態(tài),電纜頭張力,接箍位置等。圖1帶扶正器的Sondex爬行器Fig.1SondexcrawlingdevicewithcentralizeTable1Technicalparametersofcrawlingdevice爬行器裝配長(zhǎng)度7.42m全速時(shí)電纜電壓660V(DC)爬行器本體直徑54mm最大速度負(fù)載電
9、流2.0mA重ft86kg最大速度9m/min額定溫度150,C最大拉力273kg額定壓力103MPa貫通電纜單芯電纜最小作業(yè)直徑57mm最大作業(yè)直徑244mm爬行器的優(yōu)點(diǎn):1)爬行器能在水平井正常生產(chǎn)的條件下進(jìn)行測(cè)井施工,如產(chǎn)出剖面、注入剖審等,而管具輸送工藝只能進(jìn)行井筒靜態(tài)條件下俞施工。2)管具輸送工藝進(jìn)行小直徑'儀器測(cè)井時(shí),儀器只能在油管中進(jìn)行測(cè)量.測(cè)量結(jié)果受管柱影響,且技術(shù)范圍受限,測(cè)域精度低;而爬行器工藝可使儀器直接在套管中測(cè)量,測(cè)量精度高。3)爬行器能夠解決井下儀器在井眼中居中的問(wèn)題,而管具輸送工藝無(wú)法徹底解決此項(xiàng)問(wèn)題。4)爬行器測(cè)井施工時(shí)無(wú)需作業(yè)配合;而管具輸送工藝必須有
10、作業(yè)配合(包括作業(yè)人員、專(zhuān)用管柱、泵車(chē)、雄車(chē)等)。'5)常規(guī)測(cè)井項(xiàng)目,爬行器測(cè)井施工平均時(shí)間為812h,而管具輸送一般在24h以上。其他如水力輸送測(cè)井工藝,儀器只能在油管中進(jìn)行測(cè)量,只能完成注入剖面和硼中子找水等少量生產(chǎn)測(cè)井項(xiàng)目。2.2陣列式持水率測(cè)井儀器簡(jiǎn)介1)陣列式電阻率持水率儀RAT儀器結(jié)構(gòu):12個(gè)微型電阻傳感器陣列被安裝在一個(gè)兩頭軸環(huán)固定的彈簧籠內(nèi)壁,來(lái)測(cè)量周?chē)拷坠艿牧黧w的電阻,所有12個(gè)傳感器的數(shù)值同時(shí)傳送到地面或井下存儲(chǔ)短節(jié),在一個(gè)井眼平面/橫截面,而非沿線(xiàn)采取的測(cè)量,得到精確的截面流態(tài)圖。本儀器在高含水的情況下能夠較好的識(shí)別井筒內(nèi)的流體性質(zhì)(圖2)。2)陣列式電容持水
11、率儀CAT儀器結(jié)構(gòu):12個(gè)微型電阻傳感器陣列被安裝在一個(gè)兩頭軸環(huán)固定的彈簧籠內(nèi)壁,來(lái)測(cè)量周?chē)?陣列式電阻率持水率儀Fig.2Arrayresistivitymeterwaterholdup靠近套管的流體的電阻,所有12個(gè)傳感器的數(shù)值同時(shí)傳送到地面或井下存儲(chǔ)短節(jié),在一個(gè)井眼平面/橫截面,而非沿線(xiàn)采取的測(cè)信,得到精確的截面流態(tài)圖。本儀器在低含水的情況下能夠較好的識(shí)別井筒內(nèi)的流體性質(zhì)(圖3)。測(cè)量原理:油、氣和水具有不同的電容常數(shù),CAT利用這一點(diǎn)來(lái)鑒別大斜度井和水平井的流體性質(zhì),居中測(cè)量,同時(shí)CAT可以與Sondex的其他生產(chǎn)測(cè)井儀器組合。3應(yīng)用實(shí)例3.1塔河某油田水平開(kāi)發(fā)井TK109HXX井是
12、塔河某油田的一口水平開(kāi)發(fā)井。2002年1月投產(chǎn)后在自噴生產(chǎn)方式下獲得了較好的產(chǎn)量。初期4mm油嘴采油日產(chǎn)原油80奇左右,日產(chǎn)天然氣10000n?左右,含水低于0.1%O測(cè)井前,至2009年9月25日5mm油嘴采油產(chǎn)最為64t,日產(chǎn)油7.5t,日產(chǎn)氣4355m3,含水88%。圖3陣列式電容持水率儀Fig.3Arraycapacitormeterwaterholdup鑒于上述情況,采油廠要求進(jìn)行水平井產(chǎn)出剖面測(cè)井,了解井下生產(chǎn)狀況,確定主要產(chǎn)水部位。結(jié)合本井實(shí)際情況,勝利測(cè)井公司制定了雙爬行器施工工藝方案和詳細(xì)的測(cè)井設(shè)計(jì)方案,在9月27日10月1日間分別在5mm油嘴和7mm油嘴兩項(xiàng)工作制度下進(jìn)行了
13、對(duì)比測(cè)井,錄取了產(chǎn)出剖面測(cè)井資料。由于測(cè)井時(shí)日產(chǎn)液64t,施工設(shè)計(jì)采取了傘式流量計(jì)、在線(xiàn)流量計(jì)、全井眼渦輪流量計(jì)三組合流量測(cè)井方案和普通電容式持水率計(jì)、電阻率陣列儀(RAT)、電容陣列儀(CAT)三組合持水率測(cè)井方案,常規(guī)測(cè)取了伽馬、井溫、磁定位、壓力等參數(shù)。實(shí)際測(cè)量過(guò)程中由于生產(chǎn)層段流速較緩以及井內(nèi)鐵屑物質(zhì)的多方面影響,致使流最測(cè)井在水平生產(chǎn)井段的測(cè)量未能達(dá)到預(yù)期結(jié)果,而陣列持水率測(cè)井則獲得了良好的測(cè)井顯示。測(cè)井后資料解釋人員根據(jù)水平井段持水率曲線(xiàn)相應(yīng),結(jié)合井溫、壓力、伽馬等曲線(xiàn)顯示結(jié)果.給出了本井測(cè)井資料解釋結(jié)論(圖4)。/m慵。磁定位1000-(rny)4000AMutfaqRAT計(jì)算持
14、水+0CAT計(jì)力持水形0寸透壬-2000n在線(xiàn)持水率.1089TEMP)IO9'445康也63基本不產(chǎn)液主要產(chǎn)水段基本不產(chǎn)液(a)困4測(cè)井解釋結(jié)論Fig.4Resultoflogginginterpretation由于沒(méi)有流量資料,無(wú)法判斷其是否產(chǎn)液或定義為基本不產(chǎn)液,即使在有示蹤流量的井中,如果產(chǎn)液最少,也很難區(qū)分的。根據(jù)持水率的變化,結(jié)合井溫壓力等資料可判斷出主要產(chǎn)水段。兩次測(cè)井資料表明,本井出液段主要集中在水平段的前端和尾部,井眼較高部位以出油為主。32某油田TK112H井TK112H井測(cè)井目的及測(cè)井前情況基本與TK109H相同,在總結(jié)TK109H流量測(cè)井經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,在TK11
15、2H井流量測(cè)量中測(cè)井人員用示蹤流最代替了傘式流量計(jì)測(cè)量,并由此取得了相對(duì)較為理想的測(cè)井資料結(jié)果(圖5)。測(cè)井資料表明,本井出液段主要集中在水平段的前部和尾部,井眼較高部位以出油為主。其中處于井眼軌跡較低部位且滲透率好的部位,出水較多。4現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試工作的經(jīng)驗(yàn)及確保數(shù)據(jù)質(zhì)量的做法4.1適時(shí)全封關(guān)井避免將井壓死TK109H施工過(guò)程中,測(cè)井儀器串總長(zhǎng)度達(dá)到21m,總重地為350kg,儀器最大外徑為54mm,使用井架吊車(chē)噸位為50t。受吊車(chē)拔桿高度與防噴管高度限制,生產(chǎn)狀況下測(cè)井儀器無(wú)困5TKXX井產(chǎn)液剖面削井成果Fig.5ResultofTKXXwellproductionprofilelogging法
16、正常下井,采取不完全關(guān)井的措施。由于在生產(chǎn)閥門(mén)未完全關(guān)死的狀況下,測(cè)井儀器下井時(shí)間過(guò)長(zhǎng)(超過(guò)2h),之后又出現(xiàn)油嘴堵塞現(xiàn)象,導(dǎo)致測(cè)井過(guò)程中油井停噴現(xiàn)象,雖然后經(jīng)敞噴措施后恢復(fù)自噴,但對(duì)測(cè)井施工產(chǎn)生了較大的不利因素。對(duì)此,進(jìn)行了分析總結(jié),認(rèn)為測(cè)井儀器開(kāi)始下井時(shí)采取不完全關(guān)井的措施,一方面井下上行的流體(以油氣為主)仍然對(duì)下井儀器產(chǎn)生較大的阻力,致使測(cè)井儀器下井時(shí)間過(guò)長(zhǎng)(超過(guò)2h);另一方面,在不完全關(guān)井狀態(tài)下生產(chǎn)流質(zhì)大大減小,由于油氣與水的比重差別較大,致使尤其快速產(chǎn)出地面而底層產(chǎn)出水在管柱中的累積液面越來(lái)越高,對(duì)地層造成的壓越來(lái)越大,在地層能M不足的情況下,有可能會(huì)將井壓死。因此,在進(jìn)行TK1
17、12H井測(cè)井施工時(shí),現(xiàn)場(chǎng)采取生產(chǎn)閥門(mén)全封關(guān)井措施,測(cè)井儀器靠自重快速下井,下至500m左右,及時(shí)將生產(chǎn)閥門(mén)打開(kāi),由于關(guān)井時(shí)間控制在30min左右,沒(méi)有對(duì)油井生產(chǎn)造成影響。建議在此類(lèi)井測(cè)井時(shí),尤其是地層能量不足的井,采取生產(chǎn)閥門(mén)全封關(guān)井措施,控制測(cè)井儀器下孫時(shí)間,避免將井壓死的可能。4.2雙爬行器設(shè)計(jì)工藝獲得成功TK109H與TK112H兩口井井身管柱結(jié)構(gòu)基本相同,測(cè)井儀器下井須從2.5"油管下至7"套管,再?gòu)?"套管爬行至5"篩管中,最后在5”篩管中爬行近320m至井底B靶點(diǎn)位置。由于7"套管與5”篩管管徑差異較大,結(jié)合部位存在臺(tái)階,應(yīng)用于常規(guī)
18、井況條件下的單支爬行器無(wú)法滿(mǎn)足施工要求。針對(duì)這種情況現(xiàn)場(chǎng)施工人員設(shè)計(jì)了雙爬行器施工工藝,將一支爬行器設(shè)置為7套管運(yùn)行模式,另一支設(shè)置為5.5”套管運(yùn)行模式,順利完成了兩口井的施工任務(wù)。43多流量、多持率等參數(shù)測(cè)確保數(shù)據(jù)質(zhì)量針對(duì)水平井產(chǎn)出狀況.設(shè)計(jì)了傘式流量計(jì)(適用于套管內(nèi)低產(chǎn)液狀況)與在線(xiàn)流量計(jì)(油管內(nèi)流量)、全井眼流械計(jì)(套管內(nèi)高流速測(cè)量)三組合測(cè)井模式進(jìn)行流景參數(shù)的錄取,以確保流量參數(shù)的錄取。TK109H井施工中由于水平生產(chǎn)層段套管內(nèi)鐵屑等物質(zhì)的影響,傘式流量計(jì)葉輪過(guò)多吸附鐵屑后被堵塞。后在TK112H井施工時(shí),改進(jìn)了儀器配接線(xiàn)路,將傘式流量計(jì)更換為示蹤流量計(jì),有效消除了井眼內(nèi)雜質(zhì)因素影響,成功錄取了流最參數(shù)。對(duì)于持率參數(shù)的測(cè)最采取了在線(xiàn)持率(用于總持率測(cè)量)、陣列電容持水率(CAT,適用于低含水狀況)、陣列電阻率持水率(RAT,適用于高含水狀況)三組合測(cè)井模式進(jìn)行持率參數(shù)的錄取,取得了較為理想的持水率參數(shù)。4.4存在的問(wèn)題在多相流動(dòng)的水平井中,同一井段可同時(shí)存在幾種流動(dòng)狀態(tài),如沿波動(dòng)變化的水平井高點(diǎn)存在泡狀氣流,而在下部則為不連續(xù)的段塞氣流。在典型的水平井中,流體中輕相運(yùn)移至井筒高點(diǎn),在此區(qū)域流體流速較高,常出現(xiàn)泡狀流。因輕相宅度軌透宅度軌透井崔就話(huà)困6TKXX井示蹤流速與井眼軌跡的關(guān)系Fig.6TKXXwellflowandwelltr
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