注水井层间无干扰测试技术探讨

地层压力是油田开发中的基础。真实的地层压力可以反映油田开发不同阶段的生产能力,而且是油田各种调整措施取得增产效果的重要依据。随着油田加密调整和稳油控水等重大措施的实施,油田产量结构发生了很大的变化,开发对象逐渐转为差油层和表外储层,层间压差逐渐增大。利用新技术和科学管理手段,来准确摸清层段压力分布状况以及进一步控制套管损坏速度,是录取地层压力的关键所在。该项测试技术基于双压力探头压力计、自缩式测试密封段、径向磁感应流量计为一体的桥式偏心分层压力测试新技术。从根本上解决了注入井原始状态下分层压力分层水量测试层间无干扰,确定油管内压力与温度的变化,判断地层吸水能力变化等实际技术难题。
一、层间无干扰测试工艺原理
在桥式偏心管柱注水井测分层压力、验封、水量调配测试过程中,采用双通道压力计、径向磁感应流量计、水嘴与自锁式桥式密封段形成整体测试装置,测试时将测试装置逐层投放到层段,在测分层压力的过程中根据压力的初始段、反映段、稳定段压力值特点,判断桥式偏心管柱中所测分层压力、管柱验封的真实性和判断是封隔器胶筒、封隔器洗井通道不密封,还是近距离隔层串、远距离地层连通。在测分层流量时可同时测到嘴前、嘴后压力及变化,层段注水温度变化。根据压力水量值可得到视吸水指数和嘴损曲线。
二、层间无干扰测试工艺
1、分层验封方法 确定封隔器在井下是否密封,通过钢丝携带测试密封段与压力计进行分层检验。测试密封段上装有双压力信号通道压力计,压力计上通道采集油管内压力信号,下通道采集对应地层压力信号。在井口上进行“开关开”工作制度变化,若两路信号所测的压力相同或曲线形态完全一样,则说明封隔器不封,否则,说明封隔器密封良好。验封一般采取从下至上逐级进行。
2、分层测压方法 真实、准确地获取注水井压力恢复资料对于制定油田开发方案具有重大意义。测压时根据地层渗透率不同,需要关井,少则数日,多则数周。因此测试过程的各个环节不能出现差错,否则录取的资料将不是真实的。桥式偏心注水分层压力测试新方法可以从根本上解决录取压力资料真实性问题。
该测试方法是把双压力通道压力计接在双皮碗提挂式测试密封段的集流体上,再将密封段定位于配水器内,皮碗首次实现初密封,压力平衡孔进入的液体使皮碗密封更可靠;压力计的下压力通道可测地层压力,上压力通道测油管内压力,当上下两组压力值与测试曲线形态完全相同时,说明测得的并非地层压力,当两者不同时,说明压力计下压力通道测得的压力为真实的地层压力。
3、注水层段吸水能力评价 由于油层各层系的不均质性,只有采取分层注水的方法才能提高注水效率。各井及各层段设计配注量,是根据注采平衡关系及油水在油层段运动规律的结果确定的。但注水井经过长期注水后,各层段吸水能力都要发生变化。影响吸水能力的原因很多,比如作业时压井液对地层的伤害,采取措施不当造成地层渗透率下降,水质不合格,粘土膨胀等。因此各层配注方案也会与实际注水发生矛盾,某些层段怎样放大水嘴也达不到配注要求,而有的层段吸水能力远大于配注方案的水量。
地层吸水能力可用指示曲线、吸水指数、视吸水指数或相对吸水量等采衡量,然而对于井下的各个层段,由于受到注水压力、井下工具状况、水嘴大小和其它层段干扰等诸多条件影响,很难分析出层段的吸水能力。
这种测试方法能够保证正常注水条件下实现层间无干扰测试的可行性。它不但能直接同时测出各层的嘴前压力和注入量,还能测出地层吸水系数。
三、试验效果
1、各层段的压力曲线能够反映出测压密封段密封效果非常好,分层压力真实。
2、嘴前压力曲线稳定较快,一般在4小时左右:嘴后压力曲线初期呈正弦波型,稳定时间一般在18小时左右,并逐渐上扬,与嘴前压差变小。
3、流量线根据水嘴大小不同,流量线稳定时间不同。如偏1层段由于水嘴较大,属于加强层,仪器座层4小时后压力趋于稳定,注水量呈下降趋势,水量从32m3/a降到18m3/a仍没稳定;偏2层段水嘴为5.8mm相对较大,仪器座层4小时后压力趋于稳定,注水量也趋于稳定,水量45m3/d:偏3层段水嘴为2.4mm水嘴较小,属于控制层,仪器座层4小时后压力趋于稳定,注水量也趋于稳定,水量28m3/d;偏4层段水嘴为4.0mm相对较小,仪器座层4小时后压力趋于稳定,注水量也趋于稳定,水量58m3/d。关井段反映出的问题
通过关井流量曲线可以看出,控制层段存在关井后还有流量,反映出其它层段有反流现象,水嘴越小,注入流量越多。水嘴越大地层水反流越多。
四、数模及验证
相关仪器仪表性能稳定,数据有良好的重复性并清晰的展示了注入过程的物理特性。对于水嘴尺寸及压力、流量数据进行数模分析验证。
1、嘴前压力及摩阻系数嘴前压力可通过计算油管内压力梯度而获得。油管内压力梯度由油管摩阻及净水压头两部分组成。其计算公式分别如下:

利用实测数据所算得的偏三和偏四处的水嘴阻尼系数。对应于各变化流量,水嘴阻尼系数表现为一稳定的常数。由此证明嘴损压降模型是正确的。
该技术可以判断桥式偏心管柱中测分层压力、管柱验封的真实性和判断是封隔器胶筒、封隔器洗井通道不密封,但是判断近距离隔层串、远距离地层连通的研究,还需采取激动关井、隔层监测或上测流量下部压力监测的方法进行验证。可以测分层流量、嘴前、嘴后压力及层段注水温度等测试资料,为研究水嘴与注水量、地层压力和稳定注水时间的关系提供条件。利用取得的测试资料可研究调整某一层水咀时对其它层的影响,测试水嘴的选择与解释方法,调配试井软件编制。

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