水平注水（shuǐ）井硫酸銅流量計注（zhù）入剖（pōu）麵測井技術試驗（yàn）研究

摘要: 水（shuǐ）平井注水井注入剖麵測井需要解決兩方（fāng）麵問（wèn）題，一方麵是水（shuǐ）平管流的流量測量（liàng）問題，另一方（fāng）麵是水平段儀器輸送（sòng）問題（tí）。為此，采用硫（liú）酸銅流量計進行流量測量，利用 Sondex 公司的牽引（yǐn）器輸送測井儀器。實驗表明，利用硫酸銅流量計測量水流量（liàng）結果不受井眼角度影響，硫酸銅流量計可以用於水平井注水井流量測量。現場試驗成功錄取（qǔ）到水平井注（zhù）水井注入剖麵測井資料。采用牽引器輸送硫酸銅流量計可以解決水平井籠（lóng）統注水井注入剖麵測井問題。
引言
水平井開發技術在大慶油田已經開（kāi）始規模應用，並在（zài）大慶外圍油田開發中見到（dào）良好的（de）開發效果。近幾年，利用水平井進行注（zhù）水（shuǐ）開發已經在油田開發中得到應用（yòng）。由於水（shuǐ）平井（jǐng）井身結構和井內注入流體的流動狀態複雜性，導致水平井的（de）注入（rù）剖麵（miàn）測井技術（shù）與傳統的直井測試技術相比有著顯著的不同。直井可（kě）以直（zhí）接依靠儀器自身重量或帶加重杆起下（xià），而水平（píng）井必須借助外力把儀器送到目的層位，適用於直井流量（liàng）測量的技（jì）術不能滿（mǎn）足水平注水井的需要，因此，水平注水井剖麵測試的難點（diǎn）主要（yào）是（shì）解決儀器在水平段的輸送問題和水平條（tiáo）件下的（de）流量測量問題。垂直井注入剖麵測井（jǐng）技術主要有同（tóng）位素吸水（shuǐ）剖麵、渦輪流量計、脈衝中子氧（yǎng）活化測井儀和硫酸銅流量計。其中，硫酸銅流量計廣泛應用（yòng）於垂直井注入剖麵測井，具有測量精度高、可靠性（xìng）高的優點。本文利用硫酸銅流量計開展了不同傾斜角度條件下的模擬實驗，實驗結果證明，硫酸銅流量計測量水流（liú）量不受井（jǐng）眼角度（dù）影響，可以用於水平管流的流量測量。因此，利用硫酸銅流量計研製了水（shuǐ）平井注入剖麵測井儀器。水平井生產測井工藝主要有（yǒu）油管輸送工（gōng）藝、連續管輸送（sòng）工藝、硬電纜輸（shū）送工藝和牽引（yǐn）器輸送工藝。本文采用牽引器研究並試驗了適用於水平井籠統注入井的測井工藝技術，實現了測井儀與牽引器的配接，形成了適合水平注水（shuǐ）井的注入剖（pōu）麵（miàn）測（cè）井技術，進行了現場試驗並獲得成功，為水平井注入剖麵的動態監測提供了有效的技術手段。
1 水平井注入剖麵測井組合儀
水平井注入剖麵測井組合（hé）儀是針對水平（píng）井籠統注水井注入（rù）剖麵測井專門研（yán）製的（de），儀器結構如圖 1 所示。井下儀器主要包括通（tōng）用短節( 遙測、溫度、壓力和 CCL) 、硫酸銅流量計和滾輪式（shì）扶正器。測量參（cān）數包（bāo）括流量、溫（wēn） 度、壓力、自然伽馬和深度。流量計采用的是非集流硫酸銅流量計（jì）和（hé）集流型硫酸銅流量計，對於注入量較大的井采用非集流硫酸銅流量計，注入量較（jiào）小的（de）井采用集流型硫酸銅流量計，測量（liàng）方式采用定點測量。儀器采用遙測技術實現（xiàn）了多參數同時測（cè）量和傳輸，儀器外徑 38 mm，耐壓80 MPa，耐溫150 ℃，流量測量範圍（wéi）為1 ～ 800 m3 /d，測量精度 ± 5% 。

2 不同角度情況下的室內實驗
為了考察井眼斜度變化（huà）對硫酸銅流量計測量流量的影響，開展了非集流硫酸（suān）銅（tóng）流量計在（zài）不同斜度（dù）情（qíng）況下的流量測量模擬實驗。模擬實驗在大慶油田多相（xiàng）流實驗室進行，儀器外徑 38 mm，模擬井筒（tǒng）內徑為 124 mm，實驗（yàn）介質是水，傾斜角度分別為 0°、40°、80°和 90°( 水平) ，流量範圍為（wéi） 5 ～ 850 m3 /d。實驗結果表明，在儀（yí）器居中條件下，井眼斜度（dù）變化對硫（liú）酸銅流量計的儀（yí）表常數沒（méi）有影響，滿（mǎn）量程誤差不大於 4% ，因此可以應用硫酸銅流量計進行水平井注水剖麵測量。不同角度（dù）情況下的實驗結果如圖 2 所示。

3 水平井注入剖麵測井工藝
水平井注水井（jǐng）注入剖麵測井工藝原理如圖 3 所示。在（zài）垂直井段，儀器在重力作用下可以通過注入管柱下入（rù）到井內，注入管柱下端須裝有喇叭（bā）口，且喇叭口（kǒu）應在（zài）造斜點以上，保證測（cè）井完成後儀器順利起出，不發生卡儀器問題。儀（yí）器通過喇叭口以後在重力作用下（xià）繼續向下移動，當（dāng）儀器不能靠重力下移時，啟動牽引器，利用牽引器將儀器（qì）推送到井底，上提電纜過程中進行測井。

牽引器采（cǎi）用的是 Sondex 公（gōng）司的牽引器，如（rú）圖 4所示。儀器外徑（jìng） 54 mm，長度 7．4 m，牽引力 273 kg，耐壓103 MPa，耐溫 150 ℃，牽引速（sù）度 540 m/h。牽引器連接於電纜頭和測井儀器之（zhī）間。在水平段和造斜段儀器不能靠自重下（xià）放，利用牽引器可以將儀器推送到測井目的層段。井（jǐng）下牽引器由兩組呈 90°交叉分布的驅動臂和扶正器（qì）組成。在進（jìn）行井下儀器牽引時，*先打開牽引器驅動臂，使驅動臂端部（bù）的驅（qū）動（dòng）輪支撐到套管壁並保持足夠的正壓力，然後驅（qū）動輪旋轉實現對儀器的推送。井下儀器（qì）牽引過程可在地麵進行人工控製，通過控製命（mìng）令和調整供（gòng）電（diàn）電壓可控製井下牽引速（sù）度（dù）和方向。該牽引器提供了多種井下測（cè）量參數，包括電纜頭（tóu）電壓和張力、牽（qiān）引速（sù）度、接箍深度等數據，所有這些沿井（jǐng）身測量到的參數均（jun1）可在地麵顯示出來，使施工具有安全性（xìng）和可操作性。當斷開電源時，驅動臂（bì）在外力作用下可收回，保證儀器安全取出。

4 現場試驗及（jí）分析
2017 年 9 月在大慶油（yóu）田采油八（bā）廠肇 X － 平 X 水平井注水井中*次（cì）進行了水平井注入剖麵測井現場試驗。該井斜深2 055． 42 m，水平段長度為568． 46 m，試驗目的是（shì）通（tōng）過注入剖麵測井了解（jiě）該井各層段的注水情況，同（tóng）時對水平井測井工藝、儀（yí）器的適用性、井（jǐng）下牽引器及井（jǐng）口輔助裝置等設備的工（gōng）作有效性和可靠性（xìng）進行評價。現場試驗中，在密閉（bì）條件下錄取到了該井的注入剖麵測井資料（liào），進行了重複測量，重複測量（liàng）結果在誤差允許範圍內，測（cè）井成果（guǒ）見表 1。該井施工壓力 6． 0 MPa，注入量45． 4 m3 /d，有（yǒu） 7 個射孔層（céng），分 8 個測點測量，2 個層有吸（xī）入顯示，其中，P13( 1) ( 1 734 ～ 1 767 m) 層（céng）絕對（duì）吸入量4． 5 m3 /d，相對吸入量為9． 91 %，P13( 1) ( 1 899 ～1 943 m)層絕對吸入（rù）量 40． 9 m3 /d，相對吸入量為 90． 09% ，測井成果見表 1。通過與甲方的交流，再結合該井的動靜（jìng）態資料及周（zhōu）圍井的工作狀況，采油廠的地質人（rén）員（yuán）認為本次測井結果能比較準確（què）地反映（yìng）該井的注入情況。

5 結論
1) 室內實驗表明（míng），在儀器居中條件下，單（dān）相水流隨著井眼斜度變化對硫（liú）酸銅流量計的儀表常數沒有影響，即井（jǐng）眼斜度變化對硫酸銅流量計的流量測量結果沒有明顯影響（xiǎng），硫酸銅流量計能夠滿足水平注水井注入剖麵測井要求。
2) 現場試驗證（zhèng）明，本（běn）文所研究的測井工藝和測井（jǐng）儀器能夠滿足水平井籠統注水井注入剖麵的測（cè）井要（yào）求，目前現場已投入小（xiǎo）規模應用，為水平井開發提供了（le）有效的（de）注入剖麵監測手段。

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