关键词：水平井;控水;分层采油;配产器;电缆;防卡;工具设计;管柱优化
引言
一般油田开发都是分层系进行开采的，这只是油田在整体上对各大油层进行了性质的划分，但对于多数特别是油层较厚非均质多油层油田的单井来说就不行了，即在每口井井底同一流压下，其各油层之间的吸水量或出油量会因层间的差异而发生相互干扰，所以采用分层开采可以有效减少层间、层内的矛盾。
1概述
油田经过多年开发，无论战区还是外围都已经进入高含水阶段，油层水淹严重，对于现阶段的开发，压力很大，根据新时期所具备的钻井技术，一般采用水平井钻井来提高单井产能，水平井数量的逐年快速增加，对水平井分层监测需求日趋紧迫，测井和测试相关工艺水平虽然也在逐年提高，但是受常规测试方法的限制，吸水剖面和产出剖面一般采用笼统测试，效果不佳，不能确切地分析出层位吸水和产能，无法测得急需的分层产出测试资料。所以必须从实际出发，了解地质情况，改进水平井分层测试工艺，满足水平井高效开发的需要。
2水平井分层采油及测试一体化工艺
水平井分层采油及测试一体化工艺采用电控配产器，地面控制仪可控制井下阀门的开度并直读井下各层段的压力、温度和流量，在生产后期进行分层可调控水，完善注采关系，建立有效的驱替体系，实现长期稳产。
2.1系统组成
如图1所示，水平井电缆直控式分层采油及测试一体化技术系统主要由地面控制系统、电缆二次对接系统及分段控制系统三部分组成。(1)地面控制系统由地面工控机、地面回放仪、井口电箱等组成。(2)电缆二次对接系统由二次对接组件(二次对接组件插头、二次对接组件插座)及液压油管锚组成。(3)分段控制系统由电缆预置装置、扶正器、Y341封隔器、过电缆接头、脱卡器、测控一体配产器组成。
2.2技术原理
水平井电缆直控分层采油及测试一体化工艺管柱主要由生产管柱和分层控制管柱两部分组成，电缆分别随管柱下入，两部分的电缆通过二次对接组件进行连接，采用封隔器将水平井射孔层位分段卡开，每层段对应放置一个测控一体配产器，测控一体配产器可录取井下分段流量、含水、压力、温度等数据，通过电缆上传给地面测控仪存储并显示，在地面进行数据收集和分析整理。同时，根据油藏地质需求，测控一体配产器也可以接收地面测控仪发出的调控指令进行分段配产，实现各层段的均衡采出。
2.3工艺特点
(1)一趟管柱可实现找水、堵水功能。(2)连续监测井下各层段的流量、压力和温度。(3)测控一体配产器通过井口地面控制仪操作，可实现井下任意层段的开关，调层方便。(4)电缆内置保护工艺，可避免下井作业过程中电缆的损坏。(5)电缆二次对接系统保证管柱不受采油泵蠕动影响，检泵时仅需提出生产管柱。
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图1水平井分层采油及测试一体化工艺管柱结构示意图
3分层开采工艺技术
油田地质条件如果复杂，如含油层新多，物性变化大，油藏类型多样等问题，为了解决层间矛盾，就需要采用分层开采的开发方式。分层采油工艺能够有效地防止层间干扰，减少层间矛盾，保持各油层的均衡开采，提高整个油田的采收率。因此，其技术性是否先进、是否具备适应性，将直接影响油田的整体开发效果。
3.1要求
为提高低渗层薄夹层油层的动用程序，高含水期分层采油技术必须细发层系，进行有效的找水、卡水，实现剩余油的高效开发。随着大斜度井、侧钻井和水平井等复杂结构井完钻，投入油田开发，分层采油工艺技术必须满足复杂结构井的工艺要求。随着套管变形井和套管缩径井的数量的增多，必须满足缩径井分层采油的工艺要求。分层采油工艺技术必须向高效益、低成本、简化施工程序、高科技等方面发展。
3.2二次对接组件
为满足不动管柱检泵需求，将水平井电缆直控分层采油及测试一体化工艺管柱设计成为丢手管柱，主要由生产管柱和分层控制管柱组成，两部分管柱在脱接系统处丢手并回接。电缆脱接装置随措施管柱下入井中，坐封丢手后，管柱从电缆脱接装置处脱离起出;将电缆脱接装置上半部分连接在生产管柱最下端下井。当指重表显示负荷下降时，表明电缆脱接装置对接，为井下工具提供电源并传输井下存储信号。同时对接点采用过盈设计，保证对接可靠的同时，尽量多地排出对接点附近液体;对接配合面为绝缘材料且带有密封圈，保证对接系统与周围液体长期隔绝、密封。
电缆在直井段的抽油泵以上，采取外捆式固定方式，通过二次对接系统将生产管柱与分层管柱的电缆进行对接。二次对接系统的上、下接头，以插头－插座方式进行电缆连接，如图2所示。
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图2二次对接组件结构示意图
上接头自身具有伸缩功能，对接后可上提0.5m。这样，可以避免在泵抽时管柱蠕动造成对接失效。下接头采用打压丢手方式，丢手压力较低，安全可靠。经室内和现场多次验证，对接成功率100%。
3.2实用性分析
对于高压油井，修井作业时一般进行压井作业。为了避免油井被压死，可以适宜采用不压井的分层采用工艺管柱。以某油田为例，该油井造斜点深度为1312.0m，最大井斜深度为2124.9m，斜度为50.05°，作业前日产油为3.6t，作业后分层开采液为33t；作业前含水为96.4%，作业后含水降为为51%。
为提高低渗透层薄夹层油层的动用程序，高含水期分层采油技术必须细分层系，进行有效的找水、卡水，实现剩余油的高效开发。随着大斜度井、侧钻井和水平井等复杂结构井完钻，投入油田开发，分层采油工艺技术必须满足复杂结构井的工艺要求。同时，随着套管变形井和套管修复后套管缩径井的数量增多，必须满足缩径井分层采油的工艺要求。切记，分层采油工艺技术必须向高效益、低成本、简化施工程序、高科技等方面发展。
结语
(1)该工艺管柱地面调层可靠，可以实现水平井分段开采功能，对提高水平井单井产量、延长水平井低含水采油期具有重要意义，为今后水平井化学堵水、分层酸化解堵提供技术储备。(2)水平井分层采油及测试一体化工艺实现了对水平井下分层段的压力、流量、温度长期连续动态监测，测试数据更加准确，对后期指导压裂、完善注采关系，建立有效的驱替体系有重要意义。(3)创新研究形成了水平段电缆内置保护工艺和防卡解卡工艺等配套技术，确保工艺现场应用的可靠性。
参考文献
[1]朱洪征，吕亿明，崔文昊，等．水平井井下射线式含水监测仪的研制与试验［J］．钻采工艺，2017，40(1):83－85．
[2]朱洪征，郭靖，黄伟，等．低液量水平井存储式产液剖面测井技术与应用［J］．钻采工艺，2018，41(6):50－52．
[3]孟永,古光明,李蓉,等.水平井分段均衡开采工艺管柱的研制[J].重庆科技学院学报(自然科学版),2010(06).
论文作者:帖奇珍
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第21期
论文发表时间:2020/5/8