张 云

(大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司 黑龙江 大庆 163853)

0 引 言

大庆油田注水井分层压力测试一直采用关井测压和隔层测压两种测试工艺。通过对测试曲线的分析既可得到各注水层段的地层参数和储层性质，又可判断井下封隔器密封状况、计算层间压差大小、了解渗透率分布情况，进而指导分层测试施工[1]。然而，在实际应用中，往往会出现两条压力曲线完全重合、测试数据不准确或缺失的现象，不能准确反映地质的真实状况，造成了测试与应用的严重脱节。

面对这一系列实际性问题，通过深入剖析桥式偏心配水器内部构造、封隔器工作原理及分层测压工艺施工流程，分析得出封隔器解封、压力计密封圈损坏和压力计测试数据不准确是影响分层测压的重要因素，提出测前封隔器验封、采用新型密封圈、改变测压工艺流程的改进措施，保证注水井分层测压数据的准确性，从而获得了较为准确、可靠的地层压力资料。

1 注水井分层测压工艺

1.1 桥式偏心配水器结构组成及工作原理

桥式偏心配水器主要由偏心配水工作筒主体、连接套、扶正器、下端导向体、偏心配水堵塞器等组成。

工作筒主体内侧的垂向偏孔直径为20 mm，用于坐入、固定偏心配水堵塞器。正常注水时，配水堵塞器利用主体上部外径为 22 mm的台阶坐在主体偏孔上，凸轮卡在偏孔顶部的2 mm的环形槽内[2]。配水堵塞器主体利用上、下四道“O”型密封胶圈封住工作筒底部内侧面上的进液孔和偏孔顶部的出液孔，使注入水经配水堵塞器滤网、陶瓷水嘴、主体上的出液孔后，从工作筒主体外侧的出液孔进入油、套环形空间后，再进入注水层位。

1.2 注水井分层测压工艺原理及施工过程

注水井分层测压工艺采用的堵塞式压力计整体外型、尺寸大小与偏心配水堵塞器相同。分层测压时，将偏心配水堵塞器从主体偏孔中打捞出，再投入堵塞式压力计。压力计上、下4道“O”型密封胶圈封住注水通道，使外部地层压力与内部压力计连通[3]。在测试过程中，投入层段后的压降变化，将被全部记录下来，便于分析相应层段的吸水能力及近井地层参数。测压完毕后，需将堵塞式压力计捞出，然后投入原配水堵塞器，恢复测试层段注水。通过压力计数据回放软件回放出测试数据，利用软件计算压力值变化，分析得到各种地层数值。

分层测压施工过程分为隔层测压、关井测压两种。隔层测压是在分层测压时，先隔层投入堵塞式压力计，再将注水井开井。影响该方法的原因主要是测试注水层段压力与下一级封隔器胶筒内压力平衡。当下一级封隔器胶筒内腔的压力与胶筒外壁上部压力是相同的时，容易导致封隔器解封或渗漏，致使测取的压力值偏高。当胶筒内、外压力平衡后，由于张力作用胶筒会靠自身的弹性回缩，可能造成解封或渗漏情况。关井测压是在分层测压时，先将全部层段投入堵塞式压力计，再将注水井关井。影响该方法的原因主要是上一层油套环形空间内压力高，顶开下一级层段压力低的封隔器解封阀，使下一级分隔器解封。由于层段上的多使用大水嘴，油套环形空间压力与油管内注水压力的压差非常小，即油套压力与胶筒内腔压力的压差也非常小。在压差较小时，胶筒靠自身的弹性回缩，使封隔器处于密封与不密封之间难以判断。

2 分层测压影响因素分析

在分层测压资料中，常会出现的问题主要是两条压力曲线完全重合、测试数据不准确或缺失。针对两条压力曲线完全重合的问题，通过对数据分析可知：两条曲线完全重合说明两个测试通道传递的都是油管压力，而造成这一现象的原因主要是封隔器解封、压力计密封圈损坏或投送不到位。针对测试数据不准确或缺失的问题，通过对压力计结构、原理分析可知：压力计的数据问题主要受到压力计电池、电子元件等部件的影响。分层测压影响因素主要集中在封隔器、压力计2个方面。

2.1 封隔器解封的影响

1)解封杆上的密封圈损坏：由于井下水质差、管柱结垢等原因，会造成解封杆上的密封圈损坏。当关井测压时，胶筒内腔压力与油管内压力连通。当胶筒内腔压力高于油管内压力时，由于解封杆下部密封圈损坏，胶筒内腔压力会逐渐泄压，使封隔器慢慢被释放。由于解封杆上部密封圈损坏，油管压力高于套管压力，压力会向套管内泄压。当地层压力高于油管压力时，在压力推动下解封杆向下移动，造成油管压力与地层压力平衡，造成封隔器被解封，使分层测压中两条压力曲线完全重合[4-5]。

2)坐封阀的胶塞关闭不严：当锈垢、沙粒等杂物粘在坐封阀上或井下水质差洗井后有杂质粘在坐封阀上，均会造成坐封阀的胶塞关闭不严，原胶筒内腔压力逐渐泄压入油管内，造成封隔器被解封，使分层测压中两条压力曲线完全重合。

3)部件渗漏：关井测压时，由于油管丝扣、井口装置等渗漏，使油管内压力逐渐降低。当减小到地层压力高于油管压力时，将会顶开解封阀的解封杆使封隔器被解封，使分层测压中两条压力曲线完全重合。

4)老化失效：封隔器在井下使用时间过长，坐封阀与解封阀的密封圈老化失效或弹簧疲劳无法正常压缩不能复位，造成封隔器被解封，使分层测压中两条压力曲线完全重合。

5)内外压力平衡：胶筒质量不好下井安装时被刮坏或加压坐封时膨胀损坏造成油套环形空间内压力与油管内压力相通，当封隔器内外腔压力平衡或地层压力高于油管内压力时，造成封隔器被解封，使分层测压中两条压力曲线完全重合。

6)停泵反吐：停泵后，由于层间矛盾大，造成注水层段注入水反吐，造成封隔器被解封，使分层测压中两条压力曲线完全重合。

2.2 压力计的影响

1)压力计密封圈损坏：配水器上与偏心孔对应的出水环槽内没有进行倒角处理或有毛刺，容易刮坏堵塞式压力计下面两道密封圈，造成管外地层压力与油管内部压力相通，使分层测压中两条压力曲线完全重合。

2)投送不到位：配水器偏心孔内有铁锈、结垢等杂质，造成堵塞式压力计投不到位，使分层测压中两条压力曲线完全重合。

3)密封圈不规范：堵塞式压力计上的密封圈过盈量大，造成压力计投送不到位或密封圈错位损坏；堵塞式压力计上的密封圈过盈量小，密封圈会出现不规范的缠绕，造成密封效果不好，使分层测压中两条压力曲线完全重合[6]。

4)电池电压不足或接触不良：电池电压不足，测试中途没电；电池接触不良，中途断开，导致压力计中的测试数据缺失。

5)进压孔堵塞：压力计进压孔被杂物所堵塞，导致压力计中的测压数据偏低[7]。

6)电子元件损坏：投送堵塞式压力计时，下放速度过快，使压力计的晶振等电子元件损坏。压力传感器、温度传感器等电子元件损坏，导致压力计采集到的测试数据不准确。

7)通讯数据传输不畅：通讯线路不畅通、接触不良，导致压力计未采集到测试数据。

3 分层测压工艺改进措施

3.1 测前封隔器验封

针对于封隔器密封性的影响因素，提出测前封隔器验封操作：在分层测压前，对封隔器进行验封，压力计验封测试工艺利用密封段密封配水器中心通道，通过改变井口注水压力来了解配水器以下的压力变化情况，判断封隔器密封状况。封隔器密封时，仪器坐封后压力测试曲线光滑平稳；封隔器不密封时，改变井口注水压力会导致压力的变化，以减小封隔器不密封对测压工艺的影响。

3.2 采用新式密封圈

针对于压力计密封圈不规范、投送不到位的影响因素，提出采用新式密封圈：采用17.2 mm×2.4 mm的新式密封圈替换原有的17.2 mm×2.6 mm的密封圈，更换后的每一道密封圈应整齐规范，使用游标卡尺逐一测量密封圈的过盈量，密封圈的过盈量应在0.1～0.2 mm之间。现场投入前，将密封圈均匀涂抹上黄油，以减少配水器偏孔对密封圈的刮划。在投送完成后，再次下放投捞器，确保堵塞式压力计投送到位，保证注水井分层测压测试数据准确性。

3.3 改变测压工艺流程

对于封隔器内外压力平衡的影响因素，将采用2个测压周期开井测压方式：在第一个测压周期中，进行单层注水，其余层段投入堵塞式压力计进行分层测压，选择最下面的一个层段注入。在第一个测压周期中，选择最下面层段注水原因：1)最下部的注水层段多数吸水能力较差，因而致使注入压力相对较高，容易形成压差，利于封隔器胀封；2)封隔器的解封阀在上半部分，压力传导解封都是向下压力传导。开井后，在井况条件允许的情况下，全井的注入压力将控制在高于启动压力2.5 MPa以上，使封隔器能够再次坐封，并在整个测压过程持续胀封。在第二个测压周期中，在最下面一个层段投入堵塞式压力计，并在最相邻的2个层段投入死水嘴，以消除层间干扰，保证注水井分层测压测试数据准确性。

4 现场应用效果

4.1 原有测压工艺的现场应用效果

在龙X9-2X注水井进行了关井、开井、关井的测压试验，在正常注水的情况下，分别在偏Ⅰ、偏Ⅱ、偏Ⅲ、偏Ⅳ 4个层段投进堵塞式压力计进行注水井分层测压。采取了关3 d，开3 d，再关4 d的操作方式，测试成果如图1所示。

从4个层测压曲线分析研究中，验证出注水井分层测压的影响因素：关井后，解封阀密封圈不严或坐封阀胶塞关闭不严，胶筒内腔的压力逐渐渗漏，最后造成封隔器解封。开大注水后，重新加压释放，封隔器重新胀封，再关井又逐渐渗漏解封。

4.2 改变方式后的现场应用效果

龙X9-2X注水井，在测前进行封隔器验封，堵塞式压力计采用新型密封圈，在正常注水的情况下，在第一个测压周期中，分别在偏Ⅰ、偏Ⅱ、偏Ⅲ 3个层段投进堵塞式压力计进行注水井分层测压，偏Ⅳ正常注水，测试时间为10 d。在第二个测压周期中，在偏Ⅳ层段投进堵塞式压力计进行注水井分层测压，偏Ⅱ、偏Ⅲ投入死水嘴，测调时间为10 d，测试成果如图2所示。

从测压曲线分析研究得出：通过测前封隔器验封、采用新型密封圈、改变测压工艺流程的方式解决了在测压资料中常会出现两条压力曲线完全重合、测试数据不准确的情况。在整个测压周期中，采用开井测压方法，使封隔器胶筒内腔的压力高于油套环形空间的压力，保证封隔器处于完全密封的状态。通过测前封隔器验封、采用新型密封圈、改变测压工艺流程的方式既不影响注水泵效，又有效提升了分层测压数据的准确性，可及时、准确反映管柱状况。

图2 改变方式后偏Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ层段测压成果

5 结束语

影响注水井分层测压的因素主要有封隔器、压力计，封隔器解封是最主要影响因素。通过测前封隔器验封、采用新型密封圈、改变测压工艺流程的方式既不影响注水泵效，又可有效提升了分层测压数据的准确性，及时、准确反映管柱状况。改变测压工艺流程的方式是利用单层注水提高注入压力，并通过临近的停注层段消除层间干扰，保证整个测压过程封隔器持续胀封。