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電潛泵傳感器實(shí)時(shí)測(cè)試技術(shù)是有效管理油藏的新方法。該方法可使油藏的經(jīng)濟(jì)壽命延長(zhǎng)，提高油層采收率，并使泵性能達(dá)到最佳。本文從“油田背景、實(shí)時(shí)壓力測(cè)試的井下監(jiān)控技術(shù)、實(shí)時(shí)壓力測(cè)試的礦場(chǎng)試驗(yàn)和測(cè)試結(jié)果分析與結(jié)論”四個(gè)方面進(jìn)行了論述。
厄瓜多爾MDC油田背景
MDC油田位于厄瓜多爾的Orellana?。ò驳谒股矫}的東斜坡），在基多以東的176km（110mi）處，見(jiàn)圖1。該油田從“U”砂巖，“T”砂巖和Hollin Sup erior砂巖3個(gè)油層采油，由17口采油井和一口注水井（是將采出水回注）組成，總采油量為1960t(14000bopd)，由Enap-Sipec作業(yè)隊(duì)管理。
MDC油田所有采油井均用電潛泵開(kāi)采，并配裝了菲尼克斯生產(chǎn)的井下傳感器，與電潛泵監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)接。在油田作業(yè)管理方面，新型監(jiān)控系統(tǒng)具有如下優(yōu)點(diǎn)：實(shí)時(shí)監(jiān)控井下壓力和溫度，使泵效達(dá)到最大的臨界性能參數(shù)，還可以報(bào)警及時(shí)反映問(wèn)題。
按照厄瓜多爾法律，無(wú)論何時(shí)鉆新井或新區(qū)開(kāi)發(fā)，其生產(chǎn)指標(biāo)必須請(qǐng)示經(jīng)營(yíng)國(guó)立石油董事會(huì)的政府機(jī)構(gòu)。通常來(lái)講，整個(gè)過(guò)程涉及兩方面：一是利用生產(chǎn)數(shù)據(jù)得到對(duì)應(yīng)區(qū)塊的井底流壓與產(chǎn)量的關(guān)系(IPR)導(dǎo)數(shù)，二是利用生產(chǎn)測(cè)試得到井底流壓和靜態(tài)油藏壓力。靜態(tài)油藏壓力通常由瞬時(shí)壓力分析獲得。
對(duì)于地質(zhì)和采油工程師而言，壓力瞬時(shí)分析包括在油藏中建立壓力擾動(dòng)，然后留意觀察油藏恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的速度和性能。在井底壓力和速度達(dá)到穩(wěn)定不變時(shí)，井的一個(gè)生產(chǎn)周期結(jié)束，然后關(guān)井，壓力恢復(fù)到靜態(tài)油藏壓力后被儲(chǔ)存壓力和溫度的儀表記錄。整個(gè)過(guò)程耗費(fèi)時(shí)間，且問(wèn)題多。通常，測(cè)試提前結(jié)束，會(huì)使數(shù)據(jù)尚未充分地積累，如果相反，測(cè)試延期結(jié)束，會(huì)錯(cuò)過(guò)建立靜態(tài)油藏壓力所需的數(shù)據(jù)點(diǎn)，浪費(fèi)了有價(jià)值的時(shí)間。
實(shí)時(shí)壓力測(cè)試的井下監(jiān)控技術(shù)
實(shí)時(shí)壓力測(cè)試的井下監(jiān)控是解決過(guò)早結(jié)束或延誤測(cè)試期問(wèn)題的好方法，即根據(jù)電潛泵性能解決油藏管理問(wèn)題。測(cè)井技術(shù)人員可安裝必需的井下傳感器、閥和自動(dòng)測(cè)量記錄傳導(dǎo)器來(lái)完成任務(wù)。除提取所需的井底流壓與產(chǎn)量的關(guān)系曲線(xiàn)和靜態(tài)油藏壓力外，富有經(jīng)驗(yàn)的地質(zhì)工程師完成的瞬時(shí)壓力分析會(huì)提供較多有價(jià)值的信息，包括壓力和眾所周知的井筒附近油層損壞的表皮效應(yīng)。該方法尚存的不足是，在測(cè)試儀裝配和數(shù)據(jù)提取期間，完成一口井的準(zhǔn)確的測(cè)試需要臨時(shí)關(guān)井。
針對(duì)MDC油田必須要關(guān)掉一口采油井方可測(cè)井以滿(mǎn)足政府的要求的現(xiàn)狀，Enap-Sipec作業(yè)隊(duì)的工程師們找到了一個(gè)方法，即利用現(xiàn)有的電潛泵監(jiān)控系統(tǒng)的測(cè)量方法提取所需數(shù)據(jù)。對(duì)于電泵井而言，每次關(guān)泵和啟泵都是一個(gè)評(píng)價(jià)井的產(chǎn)能和提取油藏?cái)?shù)據(jù)的良機(jī)。Schlumberger高級(jí)舉升服務(wù)公司提供了一個(gè)用電潛泵監(jiān)視器實(shí)時(shí)監(jiān)控瞬時(shí)壓力的方法，其測(cè)量數(shù)據(jù)的質(zhì)量和數(shù)量均符合目標(biāo)要求。測(cè)試井為“U”砂巖的鉆開(kāi)油層。
“U”砂巖呈一個(gè)連續(xù)的砂巖油藏狀，約2896m(9500ft)深。油層的平均厚度為15.2m(50ft)，平均孔隙度和滲透率分別為17%和500mD。在油藏壓力和溫度條件下，油層飽和壓力為5.86MPa(850psi)、石油粘度為9cP，石油重度為18°API，見(jiàn)圖2。
排水裝置為混合式，由巖石膨脹、流體膨脹和一個(gè)弱梯度電極系測(cè)井水驅(qū)動(dòng)裝置組成。在2896m(9,500ft)時(shí)油田的原始油層壓力為24.13MPa (3,500psi) ，目前的實(shí)際油層壓力為13.8MPa (2,000psi)，油田的累積產(chǎn)量為1,540,000t(11百萬(wàn)bbl)。油層壓力是變化的，最高靜態(tài)壓力的井位于油田的東南部。遺憾的是，最高壓力的井產(chǎn)水量很高，含水率超過(guò)60%。這就得出了橫向壓力支撐產(chǎn)生于位于油田東南部的含水層中的假設(shè)。
最初計(jì)劃是關(guān)井30小時(shí)后提取所需數(shù)據(jù)。而實(shí)際目標(biāo)應(yīng)該是在最短時(shí)間內(nèi)提取數(shù)據(jù)，以免耽誤生產(chǎn)。應(yīng)用已被安裝在電潛泵上的井下傳感器，工程師們希望完成壓力恢復(fù)測(cè)試的實(shí)時(shí)監(jiān)控。這將會(huì)縮短關(guān)井時(shí)間，測(cè)試目標(biāo)必須在預(yù)定的試驗(yàn)持續(xù)30hr之前完成。相反，如果目標(biāo)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)未能達(dá)到，實(shí)時(shí)監(jiān)控還將會(huì)延長(zhǎng)測(cè)試時(shí)間。最后，由于用新型儀器替代了雇傭測(cè)井服務(wù)隊(duì)用常規(guī)的生產(chǎn)測(cè)試方法來(lái)達(dá)到目標(biāo)，在經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)省時(shí)間2個(gè)方面均相當(dāng)可觀。
實(shí)時(shí)壓力測(cè)試的礦場(chǎng)試驗(yàn)
實(shí)時(shí)壓力測(cè)試于2008年2月11日開(kāi)始，見(jiàn)圖3。電潛泵傳感器記錄了由人造衛(wèi)星傳輸?shù)蕉砜死神R市的服務(wù)公司的生產(chǎn)中心的驅(qū)動(dòng)頻率、入口壓力和溫度數(shù)據(jù)。關(guān)泵后壓力立刻開(kāi)始上升，在幾小時(shí)內(nèi)變?yōu)闈u近線(xiàn)。一旦（無(wú)限邊界作用）徑向流狀態(tài)完成，測(cè)試工作結(jié)束，因而使關(guān)井時(shí)間達(dá)最小。模擬關(guān)井18h、24h和36h，在雙對(duì)數(shù)診斷區(qū)（圖4）、半對(duì)數(shù)的霍默區(qū)和壓力記錄區(qū)尋找最佳匹配，以確定何時(shí)達(dá)到修正的流動(dòng)方式，確定壓力瞬時(shí)現(xiàn)象處于最佳區(qū)域，以導(dǎo)出正確的結(jié)果。
測(cè)試結(jié)果顯示，44h后井達(dá)到了（無(wú)限邊界作用）徑向流狀態(tài)。如果在預(yù)定的30hr內(nèi)測(cè)試結(jié)束，其結(jié)果肯定是非決定的，測(cè)試也必須重來(lái)，造成了成本加倍的損失。相反，如果為提取數(shù)據(jù)測(cè)試時(shí)間延長(zhǎng)到60hr，有價(jià)值的時(shí)間也一定被浪費(fèi)掉。因此，實(shí)時(shí)測(cè)試避免了測(cè)井中產(chǎn)生問(wèn)題。
測(cè)試結(jié)果分析與結(jié)論
最初目標(biāo)完成后，工程師檢查確定油藏中油井性能指標(biāo)的數(shù)據(jù)。在壓力下降約7.6MPa (102psi)時(shí)，確定表皮堵塞超過(guò)25。這相當(dāng)于實(shí)際油層壓力的58%，表明該井的問(wèn)題很大。
由數(shù)據(jù)得知，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)分析，可得到對(duì)應(yīng)趨膚效應(yīng)下不同值的假設(shè)解，見(jiàn)圖5。節(jié)點(diǎn)區(qū)表明，表皮效應(yīng)減少到10，凈原油產(chǎn)量將提高85%，如果表皮效應(yīng)完全消除，凈原油產(chǎn)量可提高330%?；谶@一分析，服務(wù)公司選擇實(shí)施侵蝕基質(zhì)處理方法減少表皮效應(yīng)。
用電潛泵傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量適用于井和油藏分析。雖然停泵時(shí)間可達(dá)到最短，但對(duì)測(cè)量的準(zhǔn)確性無(wú)影響。該方法可更有效地管理油藏，使其經(jīng)濟(jì)壽命延長(zhǎng)，并可提高油層采收率。泵性能可達(dá)最佳，阻止了竄槽，使油田適應(yīng)性達(dá)最佳。用連續(xù)的井下數(shù)據(jù)監(jiān)控所有的電潛泵井可改善整體油藏的工作性能。
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