泵下高温长效测试研究与应用

2022-12-25

一、仪器研制

1. 设计思想

稠油蒸汽吞吐开采的生产过程一般是注汽、焖井、放喷、下泵采油, 在采油生产阶段, 由于油藏处于变温场的过程, 井底温度呈逐渐下降趋势, 体现在采油初期温度较高, 随着采油过程的进行温度逐渐下降, 最后呈平缓趋势。为满足这种环境的测试要求, 需要了解油藏温度场的具体变化范围, 从而确定仪器的技术指标。通过前期现场试验, 基本上得到以下结论:a) 油井下泵生产前期温度最高, 最高可达200℃, 起抽后温度逐渐下降;b) 以150℃为温度界线, 最长一周时间, 温度都降至150℃以下。

仪器研制的关键就是解决采油生产前期温度高的难题。本研究采用金属杜瓦瓶绝热技术有效地解决了这一难题, 设计指标为:测试初期168h (7d) , 舱内温升〈150℃。压力传感器选用高温压力传感器, 设计指标:耐温〉150℃。

仪器工作原理:高温长效测试仪设计为存储式测试仪器。根据测试要求预先设置好采样时间表, 在油井注汽、焖井、放喷结束后下采油管柱时, 置于托筒内随泵下入井中, 一个采油生产周期结束后取出仪器, 进行数据回放、资料解释。

2. 温度测量原理

高温长效电子压力计采用K型热电偶作为温度敏感元件, 具有灵敏度高、稳定性好的特点, 能够满足井下长时间温度监测的需要。

3. 压力测量原理

高温长效压力传感器是目前压力传感器技术中的一项难点, 一般不能直接与被测高温介质直接接触, 必须通过感压膜盒、毛细管传导外界压力, 传感器置于长效金属绝热瓶内。

4. 数据采集存储系统

高温长效电子压力计数据采集系统分软件和硬件两部分。

该系统的功能是:仪器内的单片机CPU按照上位机预先输入的指令参数 (包括测试起始时间、延时等待时间、采样周期、采样次数等) 定时采集温度、压力传感器信号, 经A/D转换后存入存储器中。

二、现场应用

高温长效测试在辽河油田杜84、杜32、杜66、杜212、齐40、锦45、锦607、锦608、雷29等9个稠油、超稠油区块成功测试80井次。其中杜84块、杜32块是主要测试区块, 完成阶段性测试50井次;杜84块完成25井次, 仪器下入深度700-850m, 平均监测时间1215hr。杜32块完成25井次, 仪器下入深度900-1060m, 平均监测时间1416hr。锦45完成6井次, 仪器下入深度972.92-1441.38m, 平均监测时间636.75hr。

生产动态认识

(1) 通过对油井流温资料进行一元线性回归处理, 发现区块油井生产降温过程符合以下特征模式:即初期生产温度为120℃, 平均日降温约0.8155℃, 水平井平均日降温为0.4791℃。 (1) 根据这一规律可以对生产井异常温度变化或汽窜影响情况进行判断, 若数据点分布在条带区外, 则应考虑是注汽效果差或受邻井汽窜影响因素。 (2) 根据大多数油井周期生产时间为45-55d, 由降温特征推断油井井底最低流动温度为75~83℃, 由此可反推水平井周期生产时间应该为86d, 该结论值得现场生产应用参考。实际生产中有少数油井流温达到60~70℃的低温, 研究发现该类井大多含水高、产液量大, 一般含水在40%, 液量在20t以上, 因此生产周期得到了延长。

(2) 通过对4口相对稳定生产的测试井分析结论研究, 认识到在高温两相渗流油藏实际情况下, 流度与温度的变化表现出较强的相关性, 当温度升高, 流度呈线性上升趋势, 说明在特高粘油藏的实际渗流过程中, 相渗透率变化对原油流动的影响已不是主要因素, 温度已表现出至关重要的作用。

(3) 现场生产中充分利用长效测试解释资料, 分析研究超稠油吞吐井动态变化规律, 主要有以下几方面的应用: (1) 利用油井采油指数、平均地层压力, 结合测试的流压资料, 分析抽油过程生产压差与产量的变化规律, 并进一步分析采油泵工作状况、评价举升参数合理性, 同时建立认识以指导同类油井的生产实施; (2) 针对长效测试解释研究确定的部分井区存在井底污染严重, 以及可能存在的粘土膨胀因素导致的油层堵塞, 针对性地在一些投产新井上进行防膨处理和对部分油井实施溶剂解堵、乳化降粘等, 均见到较好的增油效果。 (3) 在蒸汽前缘及泄油半径的解释研究方面, 获得了有益的认识。对10余井次资料进行了多次的分析与解释, 一般首轮次吞吐井采用复合模型曲线拟合效果好, 可以计算求得蒸汽前缘;对于高轮次吞吐井采用均质模型拟合效果相对较好, 可以计算求得油井泄油半径。首轮次吞吐井蒸汽前缘约为7~8m;高轮次吞吐井泄油半径第2轮次为30~40m, 第3轮次为40~60m。生产中针对泄油半径的大小判断注汽效果, 采取了油井注氮结合注汽工艺等措施提高热量扩散速度, 生产上见到了较好效果。