油田井下压控开关应用与分析

1、.油田井下压控开关应用与分析朱志伟 ，樊军*大学机械工程学院 中国 * 乌鲁木齐友好路21号 830008摘要:传统的配水器都需要对井下机构进展反复投捞作业 ,耗时费力 ,增加本钱 ,特别是井下机构锈蚀和结垢后无法进展投捞作业 ,从而大大延长施工周期。井下压控开关智能配水技术 ,可以在不动管柱的情况下 ,由地面实现井下调配和开、关井控制 ,与常规分注工艺相比 ,减少了投捞水嘴的工作量及调试费用。具有操控方便、平安可靠、本钱低、施工周期短的特点 ,提高了分注效果。关键词:压控开关，智能配水，不动管柱Analysis of the Pressure Controlled Switchby Unde

2、rgroundzhuzhiwei fanjunSchool of Mechanical Engineering, *injiang University,21 Youhao Road Urumqi,830008,*injiang, ChinaAbstract: It is needed to perform repeated casting and fishing operation in underground structurewhen conventional distribution manifold is used , which consume greatly both time

3、and sources ,and increase the cost , especially when the casting andfishing operation isfailed caused by the corrosion and scale of the downhole structure. Therefore , intelligent water distribution technologyby underground pressure controlled switch was introduced. Thistechnology can implement the

4、underground allocation and control of the open/ shut in withoutmovement of the column , which can decrease the casting and fishing operation and the debuggingcost. This technology has the characteristics of convenient operation , safety , low cost , short operating term and so on , which enhance the

5、 separate injection effectiveness.Key words: pressure controlled switch， intelligent water distribution， immobile column 引 言针对许多油田开发区现行找堵水工艺存在的问题 , 本文介绍了压控开关找堵水工艺技术。该技术的YKKG压控开关通过接收地面加压指令进展开关动作, 实现井下任意分卡层段的开启或关闭, 在正常泵抽状态下可获得任意层段或组合层段的产量和含水数据, 直接实施找堵水工艺, 实现在生产状态下分层试采配产，分层试堵。该技术在区块适当分布, 还可清楚地掌握该区块的剩余油

6、分布情况,为制定开采方案提供依据。通过现场试验, 验证了压控开关找堵水工艺技术的实用性和可靠性, 取得了增油、降水的良好效果。 1、压控开关构造及工作原理简介11、压电控制开关构造压电控制开关主要由：上接头、外筒、下接头、控制器、开关阀、开关接头、管外通道、验封定位台阶、验封密封段接收器、数据存储器、检测电路、电动机、电池等组成，见右图箭头所示为液流方向。安装时，将控制器、开关阀串接并通过开关接头与管外通道螺纹连接，然后装配外筒和上接头。电池压力传感器器检测电路开关器工作筒数据存储器电动机图1： YKKG压控开关工具构造示意图控制器由电动机、控制电路、压力传感器、电池等组成。图2 开关阀转动油

7、嘴示意图开关阀由开关接头下阀体、上阀体等组成，上下阀体间采用超平面密封技术，实现滴水不漏。所用材料具所用材料具有不结垢、不锈蚀、不怕砂、耐冲击等特性。12、压控开关工作原理压控开关找堵水技术是用 YKKG压控开关与封隔器配套使用, 组成所需要的分层采油工艺管柱。封隔器将油层分隔成假设干层段, 每个层段下入压控开关, 投送管柱丢手后下泵生产, 通过地面加压向井下压控开关发出指令, 压控开关在井下实现任意层段的开或关。采取分层找水、分层试采配产、分层试堵的工艺, 通过井口计产和含水化验, 判定任意层段在正常泵抽状态下的产量和含水数据, 找出高含水层位, 操控压控开关将水层关闭, 实现找堵水的目的。

8、压控开关的核心是利用机电一体化及压力传感接收技术,完成注水井井下各层注水量的测量 ,根据各层的配注要求,调节各层的注入量。压控开关的井下工具中有电源、电动机、可调式水嘴、压力传感器及芯片。地面局部将井底要设置的孔径大小的压力码转化为压力波动 ,再将压力波动通过井筒中的介质-水传递给井下压力传感器,压力传感器随时接收压力信号，从中分辩出来自地面的压力波动，将压力波动信号送入控制电路进展各种逻辑运算，比对压力波动信号所携带的编码容，当分辩出该信号为有效信号时芯片将压力传感器接收的压力波动转化为孔径大小的指令传递给电动机,电动机带动传动装置对水嘴孔径进展调节,到达地面上对各层的配注要求。电动机转动时

9、上阀体随之转动，下阀体是固定不动的。当上下阀体轴向的扇形孔相通时，开关阀为开通，不相通时为关闭。上下阀体扇形孔重叠的角度不同可获得大小不同的过流通道。该系统由电池供电，压电控制开关在井下的工作时间，由电池的能量决定。2、压控开关创新点21一趟管柱完成全部措施：找水、堵水、测试、生产等过程只需一趟管柱就可完成，而且分层数量几乎不受限制，井况限制条件少，斜井、水平井均可应用，适应围宽。22控制过程自动完成：运用先进的微处理器技术，开关器在井下按预定的程序自动执行，完成对层位的翻开和关闭动作。开关器耐温耐压能力强、功耗低、智能化程度高。23简单实现屡次调层：在正常生产过程中，可以根据油井生产情况进展

10、屡次调层，地面只需打压施工即可，无需起下仪器或进展管柱作业，使得施工本钱大而且开关器设计有单向阀，可保证地面打压时液体不会进入油层，不会对油层造成伤害。24实现了井下分层压力测试：可以对层位的压力、温度变化进展长期测试，对了解油藏性质具有重要的指导意义。3、压控开关工具找、隔水工艺管柱压控开关工具可与各种采油封隔器器配套使用，组成找隔水、分层开采工艺管柱。31、工艺管柱组成压控开关找隔水工艺管柱由封隔器、压控开关工具、丢手接头等井下工具组成，我们应用奥依尔技术开发提供的YKKG-113-38-35A型工具。32、主要技术指标32.1 YKKG-113-38-35A压控开关*井YKKG压控开关工

11、艺管柱示意丢手接头封隔器YKKG压控开关封隔器YKKG压控开关死堵4、油井试验及分析我们用压控开关工具先后在两口井上进展了现场试验，41、试验过程第一口试验井高含水井，根据产层情况制定该井下两套压控开关工具，实施隔水作业，按施工方案进展施工，工具下井、封隔器座封、封验、丢手等程序顺利进展。以上工作完成后，由油田技术人员现场指挥，利用泵车打压操控上层压控开关工具开，操作过程顺利，井口压力表现象明显，井下工具认定开动作执行。之后第二次上井进展井下工具换层操作，先关上层工具随后将下层工具翻开。工具关闭及翻开操作的现象明显，换层操作成功。第二口井，含水在90%以上，产油缺乏一吨，应用压控开关工具其目的

12、进展隔水。压控开关工具下井，第二天封隔器座封并丢手，由于第一口井两套工具的地面人工操控成功，已说明工具的可靠性，故在第二口井设置了自动开启与关闭功能。上层工具自动开，抽采一个月后关闭。两口井的试验结果证明压控开关性能是可靠的，应用压控开关工具是能到达降水增油的目的。第一口井井上层抽采28天,日产液15.6t/d,产油0.18t/d，换层后生产81天24小时，日产液17.1t/d, 日均产油0.24t/d，其液量和产油量稍有增加，我们分析该井上下两层层间隔小导致上下两层连通，所以有此结果。第二口井井见到了明显的效果，上层开抽采一个月,日均产液量15.9T,日均产油量2.43T，换层后下层抽采亦见

13、到明显效果。上层工具翻开后，在该层井筒周围有大量的水，前一星期抽采液量较大,反映的不是地下产层的真实产量。随后的一段时间日均产液量比拟稳定在15T左右, 日均产油量保持在2T上下，其中有4天产油量都在6T左右,这反映的是产层的实际情况.下层工具翻开后，第一阶段产液量明显下降, 日均产液量12.7T, 日均产油量1.32T，在前七天日均产液量12.3T，日均产油量0.85T，同样这并非是地下产层的真实反映，第二阶段日均产液量更下降为11.5T，而日均产油量却增至4.86T。第三阶段日均产液量下降只有7.3T, 日均产油量降至2.17T。综上分析，井上层产液高,在该层关闭时产油量在2T/d，假设加

14、长开采时间，很可能含水率会进一步上升,到达或超过90%，而下层生产两个月来，产液量比上层少得多且采油量比上层高,目前含水为71%，日产油2T会生产相当一段时间。42考前须知及要求1根据地质动态分析，选择高含水井及需要调层生产，了解分层产液情况的井。2套管完好，无漏点，套管外无串槽，便于打压施工。3无严重出砂、结垢、结蜡井。4油层间距最好大于5m ，便于用封隔器卡开油层。5全井的产液量应尽可能大，防止在单层生产时出现因供液缺乏造成抽油泵干抽的现象。6在安装电池时注意不得短路，并清洁其正、负极两端，以防电池断电；7在工具下井之前需用螺丝刀在开关口位置顶钢球将压力释放；8施工井选择时，要注意该井是否

15、有套变情况，井口是否完好，能够做到打压时不漏水，套管阀门螺纹丝扣是否完好，能够做到与泵车注水管可靠连接。同时要了解施工井的井温和压力是否符合技术指标要求，施工井是否大量出砂或含有强酸、硫化氢等高腐蚀液体。9施工前在井口安装好准确可靠的压力表用来监测套管压力；10根据施工井情况，水罐车要准备足量的水；11泵车注水管与井口要连接可靠，打压时不漏水，泵车车况要好，能保证足够的注入流量；12在作业打压时，高压管线周围严禁站人；13压力码的操作应注意必须将时间严格控制在所规定的围，现场操作人员需配带秒表指挥操作。5、结论1油管提油装置在油管工作状态灵活可靠。捞出油液量大 ,提捞速度快 ,上行过程中密封可

16、靠。油管提油装置胶筒完好。2YKKG压控开关找堵水工艺技术所采用的机电一体化设计 , 实现了在正常生产状态下对高含水油井进展找水和堵水的工艺措施 , 操作可靠使用方便。3压力码的设定和现场施工科学合理的匹配, 使地面的命令传递到井下压控开关上, 可随时调整生产层位, 在油田的开发生产中具有重要意义。4压控开关可在正常泵抽状态下获得任意层段的产量和含水数据 , 有望解决斜井和电潜泵井无法测试的问题。5 通过 18口井的现场试验 , 验证了压控开关找堵水工艺技术的实用性和可靠性。取得了平均单井日降液 4514 t、日增油 019 t, 平均单井含水质量分数下降 316%, 累计增油 3 44019

17、 t的好效果。采用压控开关工具在高含水油井使用是能到达降低油井含水率、提高油产量和采收率行之有效的技术，通过油田两口试验井证明了该项技术的成熟，在实际应用中取得了良好的效果。6 应用前景压控开关工具属机电一体化产品 ,压力传感器通过介质水接收地面信息 ,完全取代了传统的用电缆进展地面与井下的信息联系方式;与常规分注工艺相比 ,减少了投捞水嘴的工作量及调试费用 ,解决了常规调配中遇到的仪器“下不去、捞不上来等问题。具有操控方便、平安可靠、本钱低、施工周期短的特点。可用一趟管柱完成分层注水和井下关井测压等功能 ,调配围广,可任意频繁操控。现场应用说明,压控开关智能配水工艺技术是对传统工艺很好的补充, 该项技术有以上诸多优点，在不远的将来会在中国许多油田中得到广泛的应用。附表一、压力码操作步骤表：参考文献:1胡博仲 1非均质多层砂岩油田分层开采技术 : 石油工业 , 20012 百新 ,郝建中 ,董维新 ,等.智能分层测试技术的研究与应用实例分析J .油气井测试