利用堵塞式压力计进行分层测压的研究与应用

分注水井分层测压资料分析方法作者：闫旭峰来源：《中国科技博览》2016年第13期[摘要]水井分层测压解决了分注水井分层地层参数测试问题，测试资料分析首先是判断分层测压是否成功，从三个方面进行判断：测试仪器坐封情况、压降曲线趋势、层间差值曲线，三个方面判断结果一致。

对分层测压资料解释除按常规不稳定试井资料解释外，还要对比各层的渗流模型，分析渗流通道特征，评价层间差异，为合理配注和增产措施选择提供依据。

[关键词]注水井分层测压；原始资料判断；分层资料解释分析中图分类号：TE357.8 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）13-0184-010前言在油田开发中后期，注好水对油田的稳产起到至关重要的作用，分注是多段生产水井注好水的前提。

从分注工艺分类：分为地面和地下两种，为了保护套管主要采取井下分注工艺，井下分注工艺又分为同心和偏心两种工艺。

从分注层位分类：层间分注和层内分注。

分层测压方法根据分注工艺选择，主要是针对井下分注井：同心分注采取测试工作筒，偏心分注采取堵塞式压力计方法。

根据分层测压成果分析分注井层间的地层能量和地层参数，了解层间矛盾，评价分注工艺、卡封层位和分层注采比的合理性。

1 原始资料判断对于分层测压原始资料判断：首先是分层测压成功与否：一是压力计工作是否正常；二是堵塞式压力计或测试工作筒是否成功坐封，其次是否能按分层解释，因为对于层内分注井，即使分层测压成功，由于两层为同一层压力响应，也只能合层解释。

对于堵塞式压力计或测试工作筒坐封判断有三种方法：⑴下放过程进行对比，分析压力计或工作筒是否一次坐封成功。

对于同心分注井，测试压力计是在工作筒中同时坐封，当坐封成功开始下降测试，可直接判断。

而对于偏心分注井，由于每层的堵塞式压力计下放顺序不同，存在时间不一致，以关井时间为基准进行校正，对比坐封过程和早期压降趋势，判断坐封和密封情况（图1）。

图1的左图两层早期形态一致，两层堵塞式压力计未完全密封，两层压力计下到位关井后，压力才开始下降，分层测压不成功。

大庆油田分层测压配套技术杨万有高哲汪丽丽（大庆油田有限责任公司采油工艺研究所）摘要：目前，大庆油田已经形成了基本覆盖大多数油水井的分层测压工艺和配套解释方法，分层压力资料在实际应用上也取得了较好效果。

本文总结了大庆油田近三年来开展分层段压力监测试验区取得的经验，着重在测压井网部署原则、测压工艺、测压资料解释及应用等四个方面进行了阐述，以对相关压力监测试验工作的开展提供参考。

主题词：分层测压;试井解释;措施调整1前言在油田开发的整个过程中，油层压力的监测和控制在实施有效的油藏管理过程中始终占有重要的地位。

随着油田不断加密调整和稳油控水等重大措施的实施，开采对象由以主力油层为主，逐渐转变为主力油层、差油层和表外储层同时开采，以往建立在全井关井、笼统测压基础上的全井笼统压力测试资料无法反映不同性质油层的压力水平及其开采动态变化特点，因此有必要建立一套分层压力监测系统，以便实施针对性的调整。

通过开展分层段压力监测试验，最终目的在于研究和掌握多套井网条件下合理利用正常生产油水井以及为数不少的低产井和关停井，合理部署分层压力监测系统，研制可靠的分层测压工艺管柱，探索更为科学的资料解释方法。

对正确评价高含水后期油田各类油层的开发效果及潜力、制定合理的开发政策、预防套损等方面具有重要意义。

2分层（段）压力监测方案的优化方法2.1 分层段测压系统设计原则（1）受测压方法和工艺水平的限制，目前无法实现层层测压，分层测压实际上只能是“分层段”测压。

必须根据油层沉积特点、井网形式、注水井分注状况和油层动用状况，有目的地对测压层进行划分和组合，确定不同层系的重点监测层或层段，使其代表性更强。

（2）单井设计尽可能单卡重点监测层段，对余下层段尽量进行合理组合。

由于工艺管柱和测试技术的原因，目前分层段测压的层段数目应控制在6～7段以下，层段之间隔层厚度应大于1.5 m。

（3）分层测压井也应尽量均匀部署，测压井比例控制在合理范围内，本层系选井选层困难时可以从其它层系选取性质相近的代用井、层。

分层压力测试工艺技术研究与应用【摘要】压力监测工作是动态监测领域的一项重要内容，对于监测地层能量变化、求解地层参数及判断油层连通状况等工作有重要的作用。

【关键词】分层测试技术研究应用大港油田分层开采和注水技术等精细采收技术已广泛应用，测试公司传统全井压力测试工艺（压力恢复、压力降落、探边测试、系统试井等）技术已经成熟，但是针对分层注水井的压力测试工艺相对滞后，随着油田二次开发的深入，分层注入已经成为油田提高注水开发效果的重要手段，这就要求我们必须拿出一种针对分注井的专门的测压手段。

1 分层测试工艺的技术依据测试公司拥有成熟的投捞测配工艺技术，并曾研究应用过适用于常规偏心分注工艺管柱的注水井分层测压技术。

在此基础上，本项目的目的在于进一步完善偏心分注井分层测压工艺。

将成熟的投捞测配工艺技术应用到分层测压工艺研究中：（1）针对分层段注水井的特点研究单层压力测试方法。

（2）偏心配水器工作技术成熟。

（3）偏心堵塞器可更换为电子压力计，实现单层完成压力测试。

测配工艺：投捞器通过下放、上提，凸轮在偏心配水器底部被刮开，带动投捞臂和导向爪打开。

导向爪保证投捞时，投捞臂对准配水器的偏心孔，测试堵塞器投入（捞出）偏心堵塞式压力计。

2 研究内容及进展情况（1）通过研究应用水井分层测压仪器、测试工具与偏心工作筒的配套技术，包括分层测压专用压力计、测试密封段、投捞工具等，完成分层测试工艺技术基础资料准备。

（2）对分层段注水井进行优选，完成庄6-15-5、庄5-15-1等两口井的现场测试工艺的研究，成功录取数据，完成资料处理分析。

（3）通过理论究和现场实验形成了一套可靠的的偏心井分层测压工艺技术理论。

3 试验井成果分析庄6-15-5井。

3.1 区块概况庄6-15-5井是庄一断块的一口注水井，庄一断块为一向西北倾斜的半边背斜构造，东部被断层切割，西部敞开与边水相连，含油面积3.4km2，地质储量1319.98万吨，可采储量713万吨，其中庄一明三5天然水驱储量759万吨，可采储量417万吨。

分层测压技术是一项用于油田开发中注水井方面的科学技术，工作的基本原理是利用上下堵、中间测的方法来完成测压工作。

一般的测试参数是温度、静压、流量、动压等一系列的参数，是我国目前油田开发技术中的前沿科学技术，其中的航天科工电缆输送自排式分层测压取样仪，更是填补了我国这方面科学技术的空白。

分层测压技术的主要优点在于：第一，探测精度高。

其探测精度可达到二点九米的高度；第二，效率高。

一次下井就可以采得两份原油样品；第三，耐高温、耐高压。

分层测压技术还可以在150℃的高温和80Pa帕的高压。

1　分层测压技术的作用通过对分层测压技术的原理以及详细资料进行分析，再加上实际调查的在油田开发中的运用情况可知，分层测压技术的作用如下：第一，分层测压技术可以帮助工作人员了解注水井各个层段的储存性质，以及它的解释参数；第二，使用分层注水时，可以利用分层测压技术了解每层间的压差是多少，以防止套管损坏；第三，对于每层之间的压力、连接状况、渗透分布情况，以及小层吸水状况都能用它进行一个直观且详细地了解；第四，封隔器是否密封好了，剖面注水是否准确，配注分层是否合理等一系列状况，也都是通过分层测压技术来知晓的。

总之，分层测压技术的最终目的，就是为了在保护油田储层的同时，提高油藏的开采速度和采收率。

2　A水井分层压力监测现状在我国的油田开采工作中，一但开采工作进展到特高含水的进程后，开采模式就会从“狂野型”转变为“细腻型”，并会随着油田分层注水工作的持续深入，慢慢地向着聚合物分层配注的方向蔓延。

可见，分层测压技术在我国的油田开采中，是占有十分重要比重的。

A油田属于层状砂岩气顶油田，它以泥质粉砂岩和砂岩为主要储集层，随着对它的开采不断的深入，工作人员发现其岩层的综合含水量极高。

根部测量数据显示，其数值已达到95%以上，因为这极高的含水量，使得岩层内部矛盾突出，岩层间的压差较大，因而开采难度也加重。

到目前为止，通过开采工作的展开A油田现已有注水井四千余口，其中分层注水井占20%。

1391 分层测压定义、用途1.1 分层压力定义分层注水井的各注水层段在注入量稳定条件下，通过在配注层段水嘴位置用堵塞式压力计实现对该配注层段的井下关井而测得的该层段关井时间内注入水波及面积范围内的平均地层压力，就是该层段的分层压力。

1.2 用途地层压力反映油藏驱动能量的大小，对于非均质油藏通过分层测压能更准确的反映各个层段的压力状况，缓解层间矛盾。

通过分层测压资料了解地层周围情况，井间连通状况，小层高低压分布状况，与其他动态监测资料结合应用，对油藏进行动态分析及油水井措施改造和挖潜有重要的意义。

2 分层测压的应用2.1 判断井间连通状况理论上讲，如果两口井在某一油层连通好，说明这两口井在这一油层处于同一水动力系统内，其地层参数应处于同一水平，分层压力资料提供的是配注层段的地层压力、渗透率等参数，因此可用其判断井间地层连通情况。

在A区块中，从对应测压B井和C井来看，SI1油层属于过渡状分布的外前缘相席状砂沉积，SI2油层属于内前缘相三角洲沉积砂体，2口井SI1砂岩厚度分别为2.6，2.0m，有效厚度为0.6，0.2m，SI2为表外层，砂岩厚度分别为0.6，1.0m。

从沉积相上看，油层条件相对较好，油水井之间连通较好，但从测压结果上看，北3-5-465井压力水平较低，而C井SI1和SI2-SI4+5层压力水平较高，主要原因是，分层测压资料显示双对数曲线后期上翘。

B井SI-SI4+5层段储层为均质油藏，外边界为单一断层，受断层遮挡，只有2口井与之连通，而C井注水压力较高，并且C井SI1和SI2-SI4+5层段由于油层污染，表皮系数为5，井壁区污染严重。

从同位素上看SI1-SI4+5显示不吸，注入状况较差，从而使B井注采不平衡，造成该井压力水平较低，而C井SI1和SI2-SI4+5层压力水平较高。

2.2 判断封隔器密封性在开井情况下，相邻层逐层投入压力计进行测压，捞出水嘴后投入压力计，投捞过程中全井进行相应的开关开操作，如果有封隔器漏失现象，相邻层位的压力计录取的资料会有反映，根据邻层压力计录取资料的反映情况可以确定出封隔器的密封状况。

堵塞球分层压裂的投球设计与应用2009年5月石油地质与工程PETROLEUMGEOLOGY ANDENGINEERING第23卷第3期文章编号:1673—8217(2009)03—0125—02堵塞球分层压裂的投球设计与应用李勇明,翟锐,王文耀,陈勇("油气藏地质及开发工程"国家重点实验室?西南石油大学,N)ll成都610500)摘要:堵塞球分层压裂是改造层间非均质特征较为突出的多层低渗透油藏的主要方法之一,主要应用于套管射孔井.建立了射孔井地层破裂压力模型,以计算各目的层的起裂压力,确定出起裂顺序.建立了投球分压排量控制方程,确定投球分压最小控制排量;结合射孔孔数和孔眼直径进行堵塞球的设计.以川西气田某井为例,计算了多层压裂的破裂压力,确定了对于不同射孔长度时的投球控制排量.关键词:分层压裂;堵塞球;破裂压力;设计计算中图分类号:TE357文献标识码:A堵塞球分层压裂已逐渐形成了一套较为完善,适用范围广的工艺技术,在地层破裂压力存在一定差异的多层油气藏增产改造中得到了较为广泛的应用,特别适用于层间间隔小,不能用封隔器分卡的已射孔的多个油气层进行分层压裂.但是,由于对投球压裂设计数学模型的设计技术重视程度不够,在现场应用主要依靠经验,导致投堵塞球或暂堵剂的用量存在一定的盲目性.本文对堵塞球分层压裂技术的现行理论进行了研究,并结合现场成功经验编制出一套综合的应用程序,对投球及施工参数进行优化设计.1射孔井的破裂压力模型与裸眼井相比,射孔井的情况复杂得多,不但套管对地层应力有影响,射孔孔眼也会对井壁及近井周围应力产生很大的影响.射孔完井条件下,高压液体首先从井筒流入射孔孔眼,然后通过射孑L孔眼把地层岩石压开.在所有孔眼中,与最小水平主应力垂直或与最大水平主应力平行的孔眼中最容易产生垂直裂缝.类似裸眼完井破裂压力的推导,可得射孔完井方式下岩石的破裂压力计算公式:Pf一—3O"—h--Pv4-—af--—2一r/P,(1)f一————了———『=——一上L—f平一'i|其中:7一厶1一,式中:一一最小水平应力,MPa;P——上覆岩石压力,MPa;——岩石单向拉伸应力强度,MPa; P——地层流体压力,MPa;声——岩石孔隙度,;——泊松比.2堵塞球受力分析与投球设计模型2.1堵塞球的作用机理利用已压开层吸液量大的特点,在完成一个目的层施工后,用压裂液将一定量的堵塞球带入已压开层的射孔炮眼处封堵炮眼.憋起地面施工泵压,从而迫使压裂液压开另一个破裂压力更高的目的层.如此反复,直到所有目的层都被压开为止,达到一次施工压开多个目的层的目的_2].主要有三方面影响封堵效率:①液体流向孔眼所产生的对球的拖曳力必须大于球的惯性力,才能使堵塞球坐在孔眼上;②使球保持在孔眼的力应大于由压裂液流动而使之脱落的力,才能使堵塞球堵住孔眼;③压裂后,油井投产时,堵塞球应从孑L眼脱落.2.2堵塞球的受力分析模型及排量控制方程堵塞球在套管中垂直向下的流速是压裂液体在管内的流速.与堵塞球在压裂液体中的沉降匀速"之和,即:=.+.(2)在直径为d的套管中,液体的平均流速"i为:一2.12×10q/d(3)式中:q——注入速度(排量),m./min;d——套管内径,m.在紊流状态下,堵塞球在套管中的沉降速度为:收稿日期:2008—12—30作者简介:李勇明,1974年生,博士,副教授,从事油气开采和增产新技术研究.基金项目:该文由四川省应用基础研究项目(2007JY042)和国家自然科学基金项目(50774064)资助石油地质与工程2009年第3期Us:==/(4)1+D/d一——^,/—一(4)式中:D——堵塞球直径,m;——等值直径,d=d一D,rn;I压裂液的密度,kg/m.;lDB——堵塞球的密度,kg/m.;fa——为阻力系数.堵塞球在套管中的惯性力为:F1一o.2168×a[2.12()]㈣液体对堵塞球的拖曳力为:F.41×10_5()(6)式中:-厂d——为阻力系数;D.——为孔眼直径,m; Ca——阻力系数;n——为射孔总数.液体的流动使球脱离的力F为:F一3.927×10_.f×[D一+(D){](7)压裂液对堵塞球的附着力F为:Fn一1.76×1.一一D2(,1..06cq2i一爰)(8)由上面的分析可以知道,为了使堵塞球稳稳地坐封在孔眼上,并且不脱离,就必须满足的条件是: fF.≥FI(9)lF≤F"将式(5～8)代入式(9)中,可以得到控制排量方程,根据这个方程计算出在不同射孔长度上的控制排量.2.3堵塞球设计如果使用橡胶作为堵塞球的制作材料,采用下面的经验关系式确定堵塞球与孔眼的直径关系]: D≥1_25Dp(10)l一(1.1～1.2)n.式中:D——堵塞球直径,cm;D——射孔孑L眼直径,cm;n——堵塞球的个数;n——孔眼数.3应用分析根据前面建立的模型编制相应程序,对堵塞球分层压裂的施工顺序,施工排量以及相关投球参数进行计算.输入的基本参数如表1所示.计算表明,目的层1的破裂压力为57.4MPa,目的层2的破裂压力为59.8MPa.投球前目的层1先被压开,目的层1加砂完成后进行投球压目的层2.依据表2的计算结果,要将目的层1完全封表1输入的基本参数油层的平均深度/m水平应力份的非平衡因子油层孔隙度,射孔密度/(个?m一1)地层水密度/(kg?m一.)压裂液密度/(kg?m一3)孔隙弹性常数堵塞球的密度/(kg/m3)岩石的抗张强度/MPa套管内径/m岩层的平均密度/(kg?m一3)修正系数第一层泊松比第二层泊松比第一层射孔长度/m第二层射孔长度/m第一层弹性模量/MPa第二层弹性模量/MPa35000堵的施工最小排量为4.681TI./min,设计投球个数为75个.4结论(1)将套管及射孔相关参数考虑在地层破裂压力预测模型中,才能更加真实地模拟地层起裂过程l, 得到较为准确的地层起裂顺序,以指导现场施工≥(2)采用可靠的地层压裂压力计算模型确定地层的压裂顺序,并结合堵塞球在压裂液中的受力分析模型确定合理的施工徘量,这是确保投球压裂施工成功,提高投球压裂效果的关键.(3)堵塞球坐在孔眼上比让球保持在孔眼上要容易一些,在射孔数量较小时,较低的排量就可以让封堵塞球坐在孑L眼上,并保持住;当射孔数较大时对排量的要求相对较高.(4)建议在堵塞球受力分析模型中进一步考虑压裂施工中压裂液性能参数在井筒纵向上的变化.. 参考文献(下转第129页)OO0O7OI^n5K一¨一一～.一一一邝聃等.电位法裂缝测试技术研究与应用?129?蠼l80老缝图3H3井新老裂缝方位对比斜率变化较大,故判断为垂直裂缝.第二次压裂新缝与第一次压裂老缝相比,裂缝方位变化了15.,变化较大,转向明显.4结论与认识电位法裂缝监测技术在判断裂缝走向方面起到至关重要的作用,根据该技术现场应用情况及结果分析得到以下结论:(1)根据电位法监测结果,我们可以得到重复压裂新老裂缝的方位,据此可以判断裂缝是否转向及转向程度大小,为确定其它重复压裂井的压裂时机提供参考.(2)根据检测结果可以得到裂缝缝长,该缝长可作为下一步优化压裂规模的依据.(3)监测得到的裂缝形态主要包括三种:两翼对称缝,两翼非对称缝,单翼缝,根据裂缝形态可以进一步推测本区块储层的非均质性.l8O新缝(4)压裂测试结果为以后的压裂设计奠定基础,使设计更加科学,合理.参考文献E1]达引朋,李志航.安塞油田中高含水期油田重复压裂技术研究与应用EJ].石油地质与工程,2008,22(2):74—76E23胡永全,赵金洲.堵老裂缝压新裂缝重复压裂技术[J].西南石油学院,2000,22(3):61—64E3]大港采油工艺所.用地面电位法测量压裂裂缝方位的尝试I-J].石油钻采工艺,1982,(4):63—68F43王鸿勋.水力压裂原理[M].北京:石油工业出版社, 1988:105—120[5]柴燕军,韩小峰.电位法测试技术在古潜山裂缝油藏注水开发中的应用[J].特种油气藏,2002,9(增):79—82编辑:李金华(上接第126页)[1]李传亮.射孔完井条件下的岩石破裂压力计算公式_J].石油钻采工艺,2002,24(2):37—38E2]李春德,徐新俊,任民.投球分层酸化技术在大港油田灰岩地层中的应用[J].石油钻采工艺,2002,24(1):87—88E33王兴文,杨建英,任山,等.堵塞球选择性分层压裂排量控制技术研究[J].石油钻采工艺,2007,30(1):75—76. [4]r-5386王鸿勋,张士诚.水力压裂设计数值计算方法[M].北京:石油工业出版社,1998:208—290卢修峰,刘凤琴.投球分压的理论及实例分析[J].石油钻采工艺,1994,16(3):57—62编辑:李金华。

插管分层挤堵工艺的研究与应用摘要:在油田开发过程中，为减少出水层、出砂层等层间的相互影响，需要对生产层以外的层系进行封堵。

分层挤堵作为化学堵水工艺的手段之一，在前些年的应用过程中存在着一定的不足与风险，以往的分层挤堵工艺常采取下顶封挤堵工艺，该工艺存在施工风险高、封堵效果不理想等因素的制约，未得到有效推广应用。

因此开展了插管式分层挤堵工艺的研究与应用。

关键词：分层挤堵、工艺、化学堵水、封堵1插管式封隔器结构的设计1.1.工作原理插管式封隔器与输送工具入井后投球打压座封及脱开。

再下入密封插管，使插管底部顶在活瓣锁套阀底部台阶上，加压使锁套阀的内套及活瓣爪下行，活瓣爪卡在插管的卡槽内，当锁套阀的内套行至插管式封隔器底部，这时，插管循环孔、锁套阀内套通孔、桥塞底部通孔相通，使油管与桥塞以下形成通道。

施工结束后，上提插管，由于活瓣爪卡在插槽内，使得锁套阀内套也随之上行，当活瓣爪被提出锁套阀内套时，自行张开与插管脱开。

提出管柱，活瓣锁套阀又堵死了工具下接头的孔眼，实现了插管式封隔器上下通道的断开。

图1：座封工具1.1.技术参数型号 KFQSC-80-50/ KFQSC-114-70外径：80mm/114mm 长度：784mm/1009mm 工作压差：50MPa/70MPa工作温度：120/150/180℃ 解封载荷：10-40KN/40-60 KN1.1.挤灰将封隔器挤灰工具连接于挤灰管柱上，然后将封隔器挤灰工具下入井内。

封隔器挤灰工具进入挤灰桥塞主体内，推动铜滑套向下运动，当铜滑套的挤灰孔与桥塞本体的挤灰孔相连通时，即可开始挤灰，挤灰完毕后，上提封隔器挤灰工具，封隔器铜滑套回到起始密封状态。

图2：封隔器插管解封：用专用的封隔器打捞工具下井即可解封起出封隔器。

1.1.优点及不足①承压能力高，能达到40MPa以上；②挤堵完成后无需起管柱，可严格控制塞面；③施工出现异常时，压力突然升高等情况，可直接拔出插管，底部通道关闭实现密封，确保管柱安全及封堵效果。

注水井分层测压资料在油田开发中的应用常宝峰;姜维民;李清;刘德峰【摘要】地层压力主要是反映全井的平均压力,是油田开发过程中采取的重要挖潜措施,为正确评价油田各类油层的潜力而制定合理的政策.通过对注水井分层测压资料的分析和研究,认为利用注水井分层测压资料可以反映封隔器密封情况,优化注水井方案调整稳油控水,控制和预防油水井套损.【期刊名称】《化工设计通讯》【年(卷),期】2016(042)003【总页数】1页(P33)【关键词】注水井;分层测压【作者】常宝峰;姜维民;李清;刘德峰【作者单位】大庆油田第四采油厂第二油矿测试队,黑龙江大庆 163000;大庆油田第四采油厂第二油矿测试队,黑龙江大庆 163000;大庆油田第四采油厂第二油矿测试队,黑龙江大庆 163000;大庆油田第四采油厂第二油矿测试队,黑龙江大庆163000【正文语种】中文【中图分类】TE353在油田开发的整个过程中，油层压力的监测和控制在实施有效的油藏管理过程中始终占有非常重要的地位。

随着油田不断加密调整和稳油控水等重大措施的实施，开采对象由以主力油层为主，逐渐转变为主力油层、差油层和表外储层同时开采。

分层注水是达到有效动用各个储层的有效手段，也是最常用的方法。

而注水井分层测压技术恰恰是了解分层注水井分层注水情况的最直接手段，通过分层压力测试可以了解井下工具情况，层间压力差异，评价压力动态及注水能力等，为油田开发及时提供资料依据。

目前，大庆油田注水井分层测压大都采用在偏心配水器的偏孔内投入堵塞式压力计的方式进行。

首先，对要测试的井的各个封隔器进行验封，保证各层段之间完全密封；然后把堵塞器从偏孔中拔出，再由下至上逐层投入堵塞式压力计，完成对各个注水层段的分层测压工作，测试完毕后捞出堵塞压力计再投回对应的堵塞器。

在堵塞压力计投入偏孔内的同时即实现了井下关井，没有了续流的影响，因而保证了测试结果更符合实际。

2.1 验证井下封隔器是否密封在注水井分层测压前，按照石油行业标准要对注水井进行逐层验封。