注水井测调技术与操作规程.ppt

中国石化上游科技工作会议,注水井测调技术与操作规程,中国石化上游科技工作会议,水井分层测试是采用测试仪器定期测量注水井各注水层段在不同压力下的吸水量。,一、注水井测试技术,分层测试的目的,了解油层或注水层段的吸水能力，鉴定分层配水方案的准确性，检查封隔器是否密封，配水器工作是否正常，检查井下作业施工质量等。,中国石化上游科技工作会议,分层测试方法,一、注水井测试技术,中国石化上游科技工作会议,一、注水井测试技术,中国石化上游科技工作会议,投球测试是采用水量“递减逆算法”求各层段吸水量。测试时，从下至上进行投球，每投一次测试球杆，便堵死测试球杆以下的层段，地面水表反映的水量是测试球杆以上层段的水量。,一、注水井测试技术,中国石化上游科技工作会议,中国石化上游科技工作会议,“108”流量计测试,“108”井下浮子式流量计测试，是利用与测试管柱配套的密封及定位装置，从上到下，从大到小的测试密封段进行测试。采用“递减”法求各层段吸水量。,中国石化上游科技工作会议,中国石化上游科技工作会议,外流式电磁流量计,工作原理：外流式电磁流量计测试，是利用电磁感应的原理测量管道中导电液体流量的仪器，测试方法是不需聚流，只需检测流过仪器时的液体流速，通过转换计算出液体流量。,一、注水井测调现状,中国石化上游科技工作会议,外流式电磁流量计测试,一、注水井测调现状,优点:测试时不改变注水状态，一次下井可测多层，根据测试水量与地面水表计量水量对比，判断注水井是否正常注水。,缺点:测试仪器探头受注水水质影响大，探头一旦沾上油污，影响测试资料的准确性。,中国石化上游科技工作会议,一、注水井测调现状,超声波流量计,工作原理：超声波流量计采用超声波来测量流体流速，它通过测量高频超声波速的传播时间差来推算流体流量。,中国石化上游科技工作会议,一、注水井测调现状,超声波流量计,优点：测试时不改变注水状态，一次下井可测多层，根据测试水量与地面水表计量水量对比，判断注水井是否正常注水。超声波流量计解决了油污对电磁流量计的制约问题。,缺点：它的直径是36mm,比外流式电磁流量计大1mm。,中国石化上游科技工作会议,流量计定位装置的研制,研制定位装置,针对注水层段夹层小于5米的井和注水井无404配水器的井，不能准确定位，出现资料反差，增加重复测调工作量。,一般空心管柱注水井有402、403、404三级配水器，其内径分别是44mm、39mm、32mm。而外流式电磁流量计外径是35mm,超声波流量计的外径36mm，它可通过402和403配水器，但通不过404配水器。,针对这个问题,胜采厂测试技术人员研制了定位装置。,中国石化上游科技工作会议,402配水器,403配水器,404配水器,测 分 层 流 量,下层流量,中、下层流量,全井流量,测试方法：定点调压法 仪器下到设计位置后，固定不动，调节注水压力，调节45个压力点，测试完成后，上提或下放在测试另一层流量。见左图,一、注水井测调现状,中国石化上游科技工作会议,光管井测试：采用降压法。,测试原始数据表,测试指示曲线,中国石化上游科技工作会议,录井钢丝投捞钢丝绳投捞液力助捞工艺液力投捞工艺,投捞工艺,适用于空心和偏心分层注水管柱,只适用于空心分层注水管柱,投捞工艺技术,中国石化上游科技工作会议,投捞方法,投捞车钢丝绳打捞器投捞注水芯子。此方法应用量大，投捞时需停井放空，易造成污染，地层激动易回吐。,中国石化上游科技工作会议,投捞方法,测试车钢丝密闭振荡器投捞注水芯子。此方法应用量小，投捞时不用放空，适用于溢流大的井，注水芯子初次投捞遇阻井。仪器价格较贵，目前只有三矿应用。,中国石化上游科技工作会议,钢丝振荡打捞器原理示意图,振荡器的工作原理,中国石化上游科技工作会议,分层注水是为了解决层间矛盾，把注入水合理地分配到各层段，保持地层压力；只有对没有潜力的油层，吸水能力强的控制注水；对潜力较大，吸水能力弱的层加强注水，才能充分发挥注水的作用，实现油田长期高产稳产提高最终采收率。而分层注水量的控制主要靠井下各层不同直径水嘴来实现的。,中国石化上游科技工作会议,分层配水技术的实质是控制高渗透层的问题。在高渗透层部位的配水器上装有配水嘴，这样，在井口保持高压的情况下，利用配水嘴节流损失降低了注水压力，从而控制了高渗透层的注入量，达到分层配水的目的。因此，可以通过配水嘴后需要降低的注水压力（即嘴损）来求配水嘴尺寸。,中国石化上游科技工作会议,当油层无控制时：Q=K.P P=P 井口+P水柱-P 管损-P 启动 式中Q-分层无控制时的注水量，m3/d K-地层吸水指数m3/d.MPa,同理，当油层控制注水时：Q 配=K.P配 P配=P 井口+P水柱-P 管损-P嘴损-P 启动 Q 配-分层控制时的注水量，m3/d P井口-井口注水压力,MPa P水柱-静水注压力，MPa P管损-注水时油管内沿程的压力损失，MPa P启动-地层开始吸水时的井地压力，MPa P嘴损-注水时配水嘴所造成的压力损失，MPa,中国石化上游科技工作会议,嘴损曲线：描述配水嘴尺寸，配水量和通过配水嘴的节流损失三者之间的定量关系曲线。,中国石化上游科技工作会议,嘴损曲线法选择水嘴：据测试资料绘制分层吸水指示曲线 在分层指示曲线上，查出与各层段注水量相对应的井口配注压力 计算各分层的嘴损压差或确定嘴损压差 借用嘴损压差值和需要的配注量在嘴损曲线上查出水嘴尺寸,中国石化上游科技工作会议,简易法选择水嘴：对于调整水量不大的层段,D1原用水嘴直径，mm d2需调整水嘴直径,mmQ0原注入量，m3 Q1配注量，m3,中国石化上游科技工作会议,（二）选配水嘴时要考虑的因素,1、充分利用注水泵压,一口分注井一般有2-3个注水层段，往往它们的吸水能力不同。吸水强的层，完成配水量时，注水压力较低；吸水差的层段，注水压力高。这时吸水能力强的油层用小水嘴控制水量，对注水差的油层取消水嘴控制水量。因正常注水时，地面闸门放开，不要用闸门控制水量。,中国石化上游科技工作会议,2、水量控制方面 根据注水井的注水层段合格率要求应以注水层段上限的水量选择水嘴直径。这样一旦泵压下降一定值时，层段注水量仍在合格范围内。,3、水嘴配制前利用嘴损曲线、测井曲线、吸水剖面、电磁流量测试资料进行综合分析对比，确定各注水层的实际注水量。,（二）选配水嘴时要考虑的因素,中国石化上游科技工作会议,1、新开作业井水嘴选择 由于作业前的井下工具已有损坏，或作业过程中造成地层污染，水嘴配制时不能用以前的测试资料，应根据作业时测的电磁流量资料，或作业完井后捞出注水芯子重新测试，利用水嘴配制经验公式计算水嘴的大小。,（三）不同注水情况下注水井的水嘴选择,中国石化上游科技工作会议,堵水调剖井、酸化井，因地层经过堵水调剖或者酸化后改善了各层的吸水情况，不能按堵水调剖和酸化前的测试资料进行选择水嘴。必须重新测试，根据新的测试资料来选择水嘴的大小。,（三）不同注水情况下注水井的水嘴选择,中国石化上游科技工作会议,3、超注层水嘴的选择,利用注水井的测试资料、吸水剖面、电磁流量资料结合目前注水状况判断各层的吸水量。利用水嘴配制经验公式求出水嘴的尺寸。如果水嘴配制到最小时，测试成果资料仍显示超注的情况下，应投死嘴,重新测试判断井下工具使用情况，井下工具损坏时，要及时上作业检管。,（三）不同注水情况下注水井的水嘴选择,中国石化上游科技工作会议,4、欠注层水嘴选择,对于欠注层，首先搞清该层是可调还是不可调层，已保证封隔器起作用为标准。,将测的水量与用的水嘴直径，在最损图版上查出产生的嘴损压差，这个压差就是作用在封隔器上的压力。当嘴损压差大于封隔器工作压力0.5MPa，该层为可调层。,嘴损压差小于封隔器工作压力，该层为不可调层，这时尽管完不成方案水量，也不能放大水嘴，否则封隔器失效。,（三）不同注水情况下注水井的水嘴选择,中国石化上游科技工作会议,选择配水嘴的准确与否和测试资料准确程度有直接的关系。一般要求连续两次以上的测试资料基本相同，调整水嘴才能准确；要对水井的资料和动态等作经常分析，及时掌握油层变化情况，找出变化原因；每次调整配水嘴必须检查原水嘴与配水管柱，修正实测资料的准确程度,(四)选择配水嘴时的注意事项,中国石化上游科技工作会议,油田处于开发后期，水淹程度高，剩余油潜力分散，而且油水井射开层段多，隔层薄，给卡堵高含水层，补孔改层和注水井分层注水带来了较大的困难。为此，应用自然伽玛磁性定位测井技术可以验证指导作业施工，确定封隔器、配水器等工具座封卡改是否到位，以便提高作业质量，确保施工成功率。,1、背景,中国石化上游科技工作会议,自然伽玛磁性定位测井的机理,自然伽玛磁性定位测井技术是一种组合测井方式，即由自然伽玛测井仪和磁性定位测井仪组合一次下井测取自然伽玛曲线和磁性定位曲线。,2、机理,中国石化上游科技工作会议,地层本身含有天然放射性物质，放射出伽玛射线即为自然伽玛射线。沿井身剖面测量地层的天然放射性的方法即为自然伽玛测井。不同岩石所含的自然放射性强度不同，所以自然伽玛曲线反映了不同地层的岩性剖面。一般而言，砂岩地层的自然放射性比较低，而泥岩地层的自然放射性较高。测井原图中的自然电位曲线（由测井公司在裸眼井中所测）也反映了岩性剖面，而且自然伽玛曲线与自然电位曲线变化趋势基本一致，所以，可用自然电位曲线来校正自然伽玛曲线的深度。,自然伽玛测井,中国石化上游科技工作会议,磁性定位测井仪,磁性定位测井仪是由两块永久磁铁、一个现圈及外壳组成的。如下图所示：,测井中，在周围介质无异常磁阻变化时，线圈处于恒定磁场中，感应电位差为零，磁定位曲线表现为直线；当有磁阻变化即有节箍、封隔器、配水器等井下工具时，通过线圈的磁力线会重新分布，磁通发生变化，在线圈中产生感应电动势，输出电位差，在磁定位曲线上有明显的电信号变化。,中国石化上游科技工作会议,磁性定位曲线反映了井下油管节箍、封隔器、配水器等工具的信号。测井时，与自然伽玛曲线同时测得，经过记录笔差和仪器零点等的消除，可以校正到同一深度。经过解释对比，就可以确定封隔器等井下工具的实际深度。,组合应用,中国石化上游科技工作会议,井例,2014.7米,2026.3米,中国石化上游科技工作会议,目前，我厂所用的自然伽玛磁性定位仪器类型及技术指标如下：仪器型号 WFC-型 JH-1型 仪器直径 26mm 38mm 38mm 仪器长度 0.985m(26)0.98m 1.125m(38)自然伽玛统 7 7 计起伏误差 仪器耐温 145 145 仪器耐压 70MPa 70MPa 生产厂家 西安石天能源 西安金海实业 技术研究所 有限责任公司,3、仪器指标,中国石化上游科技工作会议,首先查看施工作业设计，分析目前完井管柱，记下作业队所下管柱结构和长度。做好测井前的准备，摆正测井车，连接好下井仪及地面测井系统。让通井机司机起吊天滑轮至一定高度并打死刹车，将仪器下入井口，通知绞车司机和仪器操作员深度对零，然后将仪器下入井内。仪器下至井底或迂阻位置，开始上提测井，测至最上一个管柱工具以上约100米可停止测井，然后将仪器提出，测井完毕。,4、施工过程,中国石化上游科技工作会议,中国石油化工集团公司企业标准 Q/SH 0272-2009,起草单位：胜利油田分公司孤岛采油厂,注水井分层测试调配操作规程及验收规定,中国石化上游科技工作会议,目 录,一、本标适用范围二、规范性引用文件三、测试设备及工具四、测试前的准备五、水井测试六、数据回放及验收七、调配操作 八、安全环保要求,注水井分层测试调配操作规程及验收规定,本标准规定了分层注水井测试调配操作规程及验收规定。本标准适用于采用偏心、空心分层配水管柱的注水井井下测试。,一、范围,下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，在随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适应于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。SY/T 5079-2008 油井测试设备 SY/T 5170-2008 石油天然气工业用钢丝绳,二、规范性引用文件,注水井分层测试调配操作规程及验收规定,三、测试设备及工具,1、油井测试设备应符合SY/T5079-2008的规定,a)计时钟表，误差应小于1s/min；b)防喷管，长度大于仪器串或工具串0.2m，耐压能力与注水井口匹配，具有放空闸门和溢流通道；c)压力表，满足测试要求；d)流量计，精度、外径、压力、温度马祖测试施工技术要求；e)投捞器，各部位要灵活好用；f)录井钢丝，应符合SY/T 5170-2008的规定，其长度应比下入目的深度长200m以上。,2、工具包括,注水井分层测试调配操作规程及验收规定,四、测试前的准备,1、资料的准备,按照测试任务书或施工设计书的要求，收集注水井的管柱结构，各层水嘴规格、封隔器、配水器的规格型号。收集正常注水时的泵压、油压、套压和配注量、注水量。,注水井分层测试调配操作规程及验收规定,3、测试系统的安装 1）根据井场地形、风向，选择试井车的停放位置。试井车停放在上风口，距井口不小于15m，试井绞车对准井口。2）关严井口测试闸门，安装测试防喷管。3）录井钢丝绕测深仪量轮槽内一周，调节压轮间距，深度计量轮转动自如，钢丝与计量轮不发生相对移动。4）钢丝穿过防喷盒，打好绳结，绳结在仪器绳帽内转动灵活。,四、测试前的准备,2、测试条件注水量应满足测试要求，井口设备应齐全完好，闸门开关灵活。仪器在井筒内应起下顺利。,注水井分层测试调配操作规程及验收规定,1）检查流量计电池工作电压，流量计应正常工作。2)流量计的采样间隔应设置为5s20s之间3）检查流量计各零部件的紧固，胶件密封性能应良好。,4、仪器的检查和设置,四、测试前的准备,注水井分层测试调配操作规程及验收规定,1）连接绳帽与流量计。2)紧固连接部分。,5、仪器连接,四、测试前的准备,1)仪器平稳装入防喷管内。2)录井钢丝放入测试滑轮槽内，调整滑轮对准绞车，安装防喷盒压帽，摇紧钢丝。3)计数器归为零位。4)关闭防喷管放空阀门，缓慢打开测试阀门，防喷管内压力与井筒压力平衡后再全部打开。拧紧防喷盒压帽，仪器应顺利下井且不漏水。,6、仪器井口安装,注水井分层测试调配操作规程及验收规定,1）记录注水井的油压、泵压、套压和注水量。2）手摇绞车，仪器平稳下过总阀门后，以低于100m/min的速度下放。3）在仪器下放过程中，应注意录井钢丝的运行情况，及时排除出现的异常问题，过配水器工作筒时，速度不超过20m/min。,五、测试,1、仪器下井,注水井分层测试调配操作规程及验收规定,下测 一层多点法,五、测试,2、测试方法,A、仪器下至第一级配水器以上3m5m，停测5min15min；根据井口注水压力选取0.5Mpa1.5Mpa间固定压力间隔降低压力，待水量稳定后，停测5min15min，完成3个4个压力点测试。B、恢复注水压力，仪器下至下一级配水器以上3m5m，停测5min 15min。按照A的测试步骤，完成3个4个测试点。C、重复上述步骤，测试完所有层。D、下至最后一级配水器以下3m5m，停测5min15min。,注水井分层测试调配操作规程及验收规定,下测 一点多层法,五、测试,2、测试方法,A、仪器下至第一级配水器以上3m5m，停测5min15min；下至下一级配水器以上3m5m，停测5min15min，测试完所有层。B、仪器上提至第一级配水器以上3m5m，根据井口注水压力选取0.5Mpa1.5Mpa间固定压力间隔降低压力，待水量稳定后，停测5min15min，下至下一级配水器测试，测试完所有层。C、按照选取的压力间隔继续降低压力，按照B的测试步骤，每层测试3个4个点。恢复注水压力，下至最后一级配水器以下3m5m，测试5min15min。,注水井分层测试调配操作规程及验收规定,上测 一层多点法,五、测试,2、测试方法,A、仪器下至最后一级配水器以下3m5m，停测5min15min。B、上提仪器至配水器以上3m5m，停测5min15min，根据井口注水压力选取0.5Mpa 1.5Mpa间固定压力间隔降低压力，待水量稳定后，用降压法连续测量3个4个压力点。C、恢复注水压力，将仪器上提至上一级配水器以上3m5m，停测5min 15min。按照B的测试步骤，完成3个4个测试点。D、重复上述步骤，测试完所有层,注水井分层测试调配操作规程及验收规定,A、仪器下至最后一级配水器以下3m5m，停测5min15min。上提至配水器以上3 m5m，停测5min15min，测试完所有层。B、仪器下放至最后一级配水器以下3m5m，根据井口注水压力选取0.5Mpa1.5Mpa间固定压力间隔降低压力，待水量稳定后，停测5min15min；上提至上一级配水器以上3 m5m，测试5min15min，测试完所有层。C、按照选取的压力间隔继续降低压力，按照D、测试步骤，每层测试3个4个点。,五、测试,2、测试方法,上测 一点多层法,注水井分层测试调配操作规程及验收规定,1)完成测试后，以低于10m/min速度起出配水器工作筒后，平稳上起，速度不超过100m/min。2)仪器起至井口100m时减速，速度应小于10m/min。3)仪器起至井口30m时停车，摘掉绞车离合器，手摇绞车，摇至井口20m时，停点测试5 min，完成测试后，人工将仪器拉至防喷管内。4)仪器进入防喷管后，关严测试闸门，打开防喷管放空闸门，卸掉余压。松开防喷盒压帽，取出仪器，拆卸防喷管。,五、测试,3 上提仪器,注水井分层测试调配操作规程及验收规定,1）台阶清楚，每个测试点所对应的卡片台阶宽度不小于5 min，有3 min以上平直段。2）井下流量计测试与实际全井水量误差不大于10%。3）卡片整洁，标明井号、测试日期、仪器型号等参数。,六、数据回放及验收,1、数据回放，打印出测试卡片。,2、验收,注水井分层测试调配操作规程及验收规定,1）台阶清楚，每个测试点所对应的卡片台阶宽度不小于5 min，有3 min以上平直段。2）井下流量计测试与实际全井水量误差不大于10%。3）卡片整洁，标明井号、测试日期、仪器型号等参数。,六、数据回放及验收,1、数据回放，打印出测试卡片。,2、验收,注水井分层测试调配操作规程及验收规定,1、对测试资料进行解释，确定各分层水量，与配注要求进行比较，确定需要调整水嘴尺寸。2、准备好所需的水嘴。3、按照4.3要求完成测试系统安装。,七、调配操作,准备,注水井分层测试调配操作规程及验收规定,七、调配操作,偏心配水管柱井调配操作,1、投捞器主爪装上偏心打捞头后，收拢投捞爪和定向爪。2、连接绳结与投捞器，按照仪器井口的安装的要求完成井口安装。3、按照5.1的要求下方投捞器打捞。4、下至需调配层段配水器工作筒以下3m5m，慢速上提至工作筒以上3m5m，下放投捞器，进行投捞。堵塞器捞出后，按照上体仪器的要求上起投捞器。,注水井分层测试调配操作规程及验收规定,七、调配操作,偏心配水管柱井调配操作,5、起至井口30m时停车，摘掉绞车离合器，手摇绞车人工将仪器拉至防喷管内。6、取出投捞器，拆卸堵塞器，更换符合配注要求的水嘴。7、更换投捞器的打捞头，安装偏心压送头。连接压送头与堵塞器。8、重复仪器下井的步骤,注水井分层测试调配操作规程及验收规定,9、下至需调配层段配水器工作筒以下3m5m，慢速上提至工作筒以上3m5m，下放投捞器，投送偏心堵塞器；完成后，按照上体仪器的要求上起投捞器。10、当仪器起至井口30m时停车，摘掉绞车离合器，手摇绞车，人工将投捞器拉至防喷管内。11、投捞器进入防喷管后，关严测试闸门，打开防喷管放空闸门，卸掉余压。松开防喷盒压帽，取出投捞器，拆卸防喷管。,七、调配操作,偏心配水管柱井调配操作,注水井分层测试调配操作规程及验收规定,1、选择与最上一级芯子相配套的打捞杆。2、连接绳结与打捞器，按照4.6的要求完成井口安装。3、按照仪器下井的要求下放打捞器。4、下放至最上一级配水器后，慢速上提进行打捞。5、打捞完成后，按照仪器上体中1、2的要求上起打捞器。,七、调配操作,空心配水管柱井调配操作,注水井分层测试调配操作规程及验收规定,6、起至井口30m时停车，摘掉绞车离合器，手摇绞车人工将仪器拉至防喷管内。7、更换打捞杆，逐层捞出需要调配的配水器及以上配水器芯子。8、更换符合配注要求的水嘴。9、连接绳结与球杆，选择最下一级配水器芯子。配水器芯子、球杆装入防喷管后，打开测试闸门，芯子依靠重力落入配水器内。,七、调配操作,空心配水管柱井调配操作,注水井分层测试调配操作规程及验收规定,七、调配操作,空心配水管柱井调配操作,10、按照仪器下井的要求下放球杆，利用球杆将芯子押送到位后，按照上体仪器中的1、2的要求起出球杆。11、起至井口30m时停车，摘掉绞车离合器，手摇绞车人工将仪器拉至防喷管内。12、更换球杆，完成各级配水器芯子的投送。,注水井分层测试调配操作规程及验收规定,1、测试现场应穿戴劳保防护用品，施工区域设立明显的警示线盒警示标志。2、操作台距离地面2m以上（含2m），操作人员必须系安全带。3、做到清洁生产，测试现场无污染。4、闸门开启、关闭，操作人员应站在侧面。,八、安全环保要求,注水井分层测试调配操作规程及验收规定,1、测试现场应穿戴劳保防护用品，施工区域设立明显的警示线盒警示标志。2、操作台距离地面2m以上（含2m），操作人员必须系安全带。3、做到清洁生产，测试现场无污染。4、闸门开启、关闭，操作人员应站在侧面。,八、安全环保要求,注水井分层测试调配操作规程及验收规定,1、测试现场应穿戴劳保防护用品，施工区域设立明显的警示线盒警示标志。2、操作台距离地面2m以上（含2m），操作人员必须系安全带。3、做到清洁生产，测试现场无污染。4、闸门开启、关闭，操作人员应站在侧面。,八、安全环保要求,注水井分层测试调配操作规程及验收规定,1、若测试仪器在井内遇阻，记录遇阻位置，在遇阻位置停点测试5分钟，记录配水间压力、水量。遇阻范围在500米以内，上提流量计等距离至井口测1个点。遇阻范围在500-2000米之间，上提流量计每500米一点测至井口。2、测试深度比管柱多下(1)记录比管柱多下位置。在多下位置停点测试5分钟，配水间记录压力、水量。(2)上提流量计在配水器之间、最上一级配水器之上100米处分别停点测试5分钟，记录压力、水量。,九、应急预案,注水井分层测试调配操作规程及验收规定,(3)上提流量计到井口5米处，停点测试5分钟，配水间记录压力、水量。(4)换球杆逐级投球测试验证下入深度，配水间记录压力、水量。3、若测试仪器在井内遇卡时不可硬提，应刹住绞车刹把，用手反复压钢丝。如不能解卡，应关井放空，上下活动，调换方向，配合注水井反冲等措施解卡，如果仍未解卡则报车解卡。,九、应急预案,