石洪 黃佳

摘 要：介紹了海上油氣田靜壓測試設(shè)備的選用方式，梳理了電子壓力計的使用注意事項，同時分析了鋼絲作業(yè)靜壓測試施工原則及壓溫數(shù)據(jù)的合理解析，對如何高效開展海上油氣田儲層能力監(jiān)測具有一定的指導(dǎo)借鑒作用。

關(guān)鍵詞：海上油氣田;靜壓;電子壓力計;鋼絲作業(yè)

0 引言

在油田開發(fā)過程中，靜壓是油水井在關(guān)井后，壓力恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)時所測得的油層中部壓力，是衡量地層能量的標(biāo)志。海上油氣田井下壓力溫度錄取任務(wù)需要依靠鋼絲作業(yè)來實現(xiàn)，其原理是利用纏繞在試井絞車上的鋼絲，通過機械的上下提放對電子壓力計進行操作，錄取井下壓力溫度數(shù)據(jù)。通過井下靜壓數(shù)據(jù)及壓力梯度測試結(jié)構(gòu)，可以折算出包括油層基準(zhǔn)面垂深在內(nèi)的任一位置地層壓力。

對電子壓力計等測壓設(shè)備的正確認知和使用、對靜壓測試施工流程的掌握和對測試數(shù)據(jù)的合理提取分析，是一名壓力計測試工程師必須具備的專業(yè)技能，也是其為石油公司提供高效測試服務(wù)的重要手段。

1 測壓設(shè)備的選用

測壓設(shè)備主要是指入井的電子壓力計，其為高精度的壓力溫度測井儀器，工作原理是將溫壓傳感器及數(shù)據(jù)存儲記錄儀封裝在筒狀金屬外殼內(nèi)，再通過電池供電來錄取井內(nèi)的溫度壓力數(shù)據(jù)[1]。測試結(jié)束后，將其從井中取出并與計算機相連，按照預(yù)定的控制程序?qū)⒋鎯Φ膲毫?、溫度信號進行回放。

1.1 ? ?應(yīng)變式壓力計

應(yīng)變式壓力計是一種壓阻式傳感器，可利用彈性敏感元件和電阻應(yīng)變計將被測壓力轉(zhuǎn)換為相應(yīng)電阻變化的壓力傳感器。此類膜片式壓力傳感器采用集成電路工藝在單晶硅膜片上擴散制作電阻條，將壓力變化情況通過電阻的變化反映給數(shù)據(jù)存儲記錄儀的數(shù)模轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。如果用單晶硅結(jié)合可以作為半導(dǎo)體敏感元件的藍寶石（三氧化二鋁），不但可以增加強度，而且具有更好的彈性，同時還能不受溫度干擾，因此單晶硅膜片經(jīng)常被用于制作（耐）高溫壓力計。

1.2 ? ?石英壓力計

石英晶體在常壓環(huán)境下的振蕩頻率為32 768次/s，而石英壓力計的原理就是依據(jù)二氧化硅本身的壓電效應(yīng)，利用其本身的振蕩頻率隨外力的改變而改變的特性，來反映外界壓力環(huán)境的具體情況。石英晶體是頻率控制元件，本身具有以頻率的方式輸出數(shù)字的特性，而且其還具有抗干擾性，消除了模/數(shù)轉(zhuǎn)換的復(fù)雜環(huán)節(jié)及誤差，同時不受噪聲影響。因此石英壓力計的測量精度高于應(yīng)變式壓力計，但成本較為昂貴。

1.3 ? ?兩種壓力計特性對比

如表1所示，石英壓力計在精度、分辨率及漂移情況上具有一定優(yōu)勢，但應(yīng)變式壓力計的藍寶石耐高溫特性更好，使其能夠應(yīng)用于特殊環(huán)境。

2 電子壓力計的使用注意事項

2.1 ? ?電子壓力計的三種工作狀態(tài)[2]

（1）采集狀態(tài)。通過計算機將壓力計數(shù)據(jù)采集程序編制好后，將電池插接在傳感器存儲短節(jié)上，壓力計則進入采集狀態(tài)。（2）等待狀態(tài)。當(dāng)壓力計沒有采集數(shù)據(jù)時則進入等待狀態(tài)（比如兩個數(shù)據(jù)點之間的時間間隔）。所有的壓力計都設(shè)計為采集完一組數(shù)據(jù)后自動進入等待狀態(tài)。（3）通信狀態(tài)。當(dāng)壓力計、數(shù)據(jù)盒和計算機連接在一起的時候，進入通信狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，通過專用的操作軟件可以對壓力計進行編程、回放數(shù)據(jù)等操作。

2.2 ? ?使用注意事項

（1）在每次測試之前，檢查電子壓力計的所有“O”型密封圈的完好程度。（2）電子壓力計在入井工作前，應(yīng)該在地面上對其進行模擬檢測，并確保合格。記錄少許數(shù)據(jù)并回放到計算機，查看壓力計是否處于良好工作狀態(tài)。（3）電子壓力計下井前應(yīng)使用驗電器對電池進行驗電。（4）連接壓力計電池，準(zhǔn)確記錄上下壓力計電池連接的時間。（5）電子壓力計與鋼絲工具串之間應(yīng)通過減震器進行過渡[3]。（6）電子壓力計在井下錄取溫度壓力過程中，一般需要將兩支壓力計進行串接后同時下井，一用一備，同時也便于對比數(shù)據(jù)。

3 靜壓測試施工原則

對于海上油氣田，以電泵側(cè)掛的Y型生產(chǎn)管柱為例，其靜壓測試步驟為：（1）落實井下生產(chǎn)滑套的開啟狀態(tài)，在測壓前要保證已關(guān)井72 h;（2）鋼絲作業(yè)打撈堵塞器，保證鋼絲壓力測試通道的建立;（3）通井至測試位置，落實管柱通暢性，保證鋼絲試井期間工具儀器的正常下入;（4）按照測試要求保證所有測試層位的生產(chǎn)滑套為開啟狀態(tài);（5）鋼絲工具串?dāng)y帶電子壓力計下至油層中部位置，停點30 min，向上每隔100 m停點20 min，共計5個壓力梯度位置，井口位置停點10 min并記錄井口壓力;（6）投Y堵，恢復(fù)原井狀態(tài)，起泵生產(chǎn)。

關(guān)井指的是關(guān)斷油井與地面設(shè)備的所有聯(lián)系，即完全關(guān)閉油管翼閥及套管翼閥，而不是僅僅停泵。若采用分層靜壓測試，則需要鋼絲作業(yè)開關(guān)滑套來回換層，層與層之間穩(wěn)定24 h后進行靜壓測試[4]。

4 壓溫數(shù)據(jù)分析

圖1、圖2分別是一次下井的兩支電子壓力計的壓溫測試曲線圖，圖1為上部壓力計的測試數(shù)據(jù)，圖2為下部壓力計的測試數(shù)據(jù)。黑線代表壓力曲線，灰線代表溫度曲線，可以看出兩支壓力計的數(shù)據(jù)重復(fù)性較好。

4.1 ? ?壓力數(shù)據(jù)分析

對于圖1所示的上部壓力計的黑色壓力數(shù)據(jù)曲線：

A段為一條直線，代表壓力計連接電池后下井前感受的大氣壓力;B段，代表壓力計在防噴管內(nèi)時，打開采油樹清蠟閥門，井液進入防噴管后，壓力計感受到井液壓力的變化趨勢;C段，代表井液充滿防噴管后，壓力計停點10 min感受到的穩(wěn)定壓力;D段，代表壓力計入井至油層中部期間所感受到的井內(nèi)壓力變化情況;E段，代表壓力計在油層中部位置停點30 min所測量到的地層壓力;F段，代表每上提100 m并停點20 min所測量的4個壓力梯度，由于關(guān)井72 h以后，儀器才下入到油層中部進行梯度測試，因此井下壓力場較穩(wěn)定，測出的梯度曲線較為平直;G段，代表壓力梯度測試結(jié)束后，壓力計上提至井口位置所測試到的井內(nèi)壓力變化情況;H段，代表在井口位置停點10 min測試的井口壓力;I段，代表采油樹清蠟閥門關(guān)閉后，防噴系統(tǒng)壓力放空過程中，壓力計所記錄的井口防噴管內(nèi)壓力變化情況;J段，代表壓力計從防噴管內(nèi)取出后所感受的大氣壓力。

4.2 ? ?溫度數(shù)據(jù)分析

對于圖2所示的下部壓力計的灰色溫度數(shù)據(jù)曲線：

A段，代表壓力計連接電池后下井前感受的空氣溫度;B段，代表壓力計在防噴管內(nèi)時，打開采油樹清蠟閥門，井液進入防噴管并停點10 min，壓力計感受到井液壓力的變化趨勢;C段，代表壓力計入井至油層中部期間所感受到的井內(nèi)溫度變化情況;D段，代表壓力計在油層中部位置停點30 min所測量到的溫度壓力;E段，代表每上提100 m并停點20 min所測量的4個溫度梯度;F段，代表溫壓梯度測試結(jié)束后，壓力計上提至井口位置所測試到的井內(nèi)溫度變化情況;G段，代表壓力計在井口位置停點10 min并關(guān)閉采油樹清蠟閥門，防噴系統(tǒng)壓力放空過程中，壓力計所記錄的井口防噴管內(nèi)溫度變化情況;H段，代表壓力計從防噴管內(nèi)取出后到電池拔除前所感受的空氣溫度。

5 結(jié)語

（1）試井壓力計的選擇，取決于測試精度的要求、現(xiàn)場施工環(huán)境及綜合施工成本。（2）電子壓力計的使用是否正確及靜壓測試的原則是否合理，直接決定著井下數(shù)據(jù)錄取的準(zhǔn)確性。（3）對電子壓力計所記錄壓力溫度數(shù)據(jù)的有效識別是壓力計工程師及試井解釋工程師的基礎(chǔ)技能。

[參考文獻]

[1] 李麗娜.井下存儲式電子壓力計[J].油氣田地面工程，2014，33（9）：116-117.

[2] 賈丹楓.高溫電子壓力計在慶深氣田的應(yīng)用及問題分析[J].油氣井測試，2008，17（5）：46-47.

[3] 陳永，盧久濤，吳國冬，等.井下電子壓力計減振裝置[J].油氣田地面工程，2012，31（7）：92.

[4] 聶貴嶺，張亞利，楊奎，等.油井壓力測試技術(shù)在安塞油田杏河區(qū)的應(yīng)用[J].江漢石油職工大學(xué)學(xué)報，2011，24（3）：41-43.

收稿日期：2020-11-18

作者簡介：石洪（1983—），男，四川人，工程師，主要從事海上油氣田增產(chǎn)增注技術(shù)工作。