免投捞井下一体化自动测调系统

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摘 要：目前，油田已处于以水驱为主的采油阶段。如何注好水，做到精细注水是多年以来一直未解决的重大问题。注水二次采油是保障油气井增产、稳产的重要手段，由于井下不同层位构造，结构和层厚的不同，客观上吸水能力就不同，不加控制的注水是很危险的。注水可能在井下地层中形成窜流，不能达到有效驱油的目的。为此，有必要使用一种装置，在井下不同储层进行配水。所以注水井实行分层配注，是实现油田稳产、高产和提高油田无水采收率和最终采收率的有效措施。

关键词：免投捞 注水 分层注水 测调一体化

渤钻油气井测试公司测试技术研究中心根据目前各油田公司对注水井精细化配注的实际需求，引进了免投捞井下测调一体化自动测调系统进行油田注水井的调配工作。这一整体系统控制采用的方法是使用配水器调配，并通过地面下放边测边调仪器在不同产层的配水器所在部位对可调式水嘴的配水量进行调节，从而达到地面人工可控注水，实现优化整个区块不同储层的注水效果。

一、系统的主要优势

据了解，全国各地注水开发中主要是应用偏心配水器来完成分层配注的需要。但是偏心配水器在油田实际应用过程中暴露出很多难以解决的问题。例如：井深、井斜、遇到沾污结垢严重以及层间干扰严重等等井况时，往往很难真正实现精细化分层配水需要。为此，各地油田也在偏心配水工艺和配水方法上也进行了多年的研究和改进，但是收效甚微。

通过对传统分注工艺的仔细研究，我们认真思考了过去所搞的偏心注水工艺和空心注水工艺存在着的缺陷，就是要调配分层注水都需要投送或打捞水嘴和配水芯子，并且每个层要改变配注都需要做反复或重复性的工作。

二、系统构成及工作原理

1.三参数测调一体化仪器的结构和工作原理：

三参数测调一体测调仪可测量三个参数：温度，压力，流量。其功用是当一体化测调下入井内时，通过地面数据供电和软件指令使温度，压力，流量传感器感受和探测到的电信号（根据地面模拟标定的数据）传到井下一体化单板计算机内。软件对电信号进行数字化处理，通过遥传编码技术将数据传送至地面计算机内。地面数控又根据油藏地质方面的设计方案，查看井下各分层注水量的变化包括注水压力，流量是否符合设计要求，如不符合，则给井下电动机械手一个指令电压电流控制井下直流电机带动机械手转动。机械手上部固定在防旋套内，下部又和旋转芯子插接，旋转芯子又控制了四个开有槽式水嘴，并可正反向旋转，以达到开启或关闭的目的。开启的大水量就大；开启的小，则水量就小；全部关闭则可停止注水。以从而达到控制注水，并根据配注设计，随机实时观测井下各分层的压力，流量，温度的变化，实现测调一体化。

2.电动定位器的结构和工作原理：

构成：主要由小直径直流电机，小直径四级行量齿轮减速器，传动螺杆，微动开关，供电电路，定位支撑臂，滚轮，弹簧，锥形支撑杠杆等组成。

工作原理：当地面数控向直流电机供电时正向供电电机正转则带动行量齿轮减速器正转。行量齿轮减速器输出轴则带螺杆正转。螺杆又推动锥形支撑杠杆向前移动，支撑臂及滚轮在锥形支撑杠杆的斜面作用下，压缩弹簧迫使支撑臂及滚轮向外张开。这时，两支撑臂直行大于上部防旋套上的内径时，下放一体化仪器则两支撑臂定位在防旋套上喇叭口上，保证了电动机械手的固定臂和旋转臂正好落在两个控制槽内，便于电动机械手控制一体化同心配水器。

3.电动机械手的结构和工作原理：

构成：主要由小直径直流高效电机，四级行量齿轮减速器，螺杆，滑动螺套，推力轴承，行程控制开关，扭力增换装置，扭力输出轴，支撑臂，压簧，支撑臂流轮，滚轮销及支撑臂固定架等组成。

工作原理：当地面数控面板发出指令向机械手电机供电可正反向供电。正向供电则电机正转，反向供电则电机反转。当正转时，电机带动四级行量齿轮减速器正转，则减速器输出轴带动扭力丝杠转动。丝杠转动则又带动滑动螺套向上运动。滑动螺套处端沿着一个开有对称且有螺旋状的固定套旋转运动。同时滑动螺套最外两端又带动一个扭力套及轴一起旋转、支撑臂主体又带动支撑臂转动，同时也带动旋转芯子一块转动。旋转芯子转动就控制了一体化配水器上的槽式水嘴的开启大小，从而达到测调各分层水量的功能。

三、实井测调解释成果

1.测试层段要求

2.现场测试记录

四、仪器使用过程中的常见问题

1.开收臂不正常：仪器在下井过程中凸轮经常会被沙子卡死，导致凸轮不转，可将凸轮卸下清洗，如果凸轮坏了，更换新的。

2.大电流：仪器在下过多次井后，电线经常会被磨破，导致与外壳短接，造成大电流，更换新线即可。

3.仪器通讯不上：使用过程中，仪器经常会与面板通讯不上，调节设置里的信号增益，可解决。

五、总结

1.经济效益：

（1）、采用新型工艺技术可减少注水井约三分之二的工作量，单井次测调、验封等费用降低百分之七十左右；

（2）、减少配套打捞设备及打捞调配工具90%以上；

（3）、新工艺技术的采用，可有效延长注水工具的使用寿命，节约大量作业费用；

2.推广前景及主要工作量：

（1）该项目的研制成功彻底解决了注水井投捞频次高、测调工作量大、分层注水层段合格率低、配水器寿命短等问题，有效提高了注水效率和开发效果；

（2）该项目的研制成功对注水工艺是一次极大的革新，走在了国内外注水工艺技术的前沿，拥有广泛的推广应用价值。

鉴于以上各项技术的特点，结合油田分层注水工作的要求，以及各单位的油藏性质特点，首先在华北油田采油二厂注水区块开展此项工艺技术进行先导试验。以达到简化繁杂的投捞工序，降低劳动强度，减少投入资金，提高劳动效率，降低成本，提高分层注水效率和层段合格率等目的。2013年在采油二厂已应用此工艺达20口井，并且收到了较好的效果。

参考文献

[1]JDY验封仪说明书

[2]ZDL电磁流量计说明书