同心雙管分注井同位素吸水剖面測試技術研究

王 鵬，張佳磊，張 雷，孫文博，馬 勇

（長慶油田分公司第三采油廠，寧夏銀川 750006）

1 同心雙管分注技術簡介

1.1 發展現狀

三疊系長6油藏一般為分注合采開發、層間矛盾突出，前期采用橋式同心等常規分注方式，受限于遇阻遇卡現象普遍、成功率低，難以滿足油藏精細分層注水的需要[1-2]。為解決這一問題，近年來在長6油藏推廣了同心雙管分注技術，取得了良好的分注效果。

1.2 技術原理

該技術是在 31/2＂油管內插入1.9＂油管，通過井下工具組合，形成小管和雙管環空兩個注水系統。通過地面閘門調節水量，大、小油管各有單獨的壓力表、流量計兩套系統分別控制，實現分層注水[3-4]，具體管柱結構見圖1。

圖1 同心雙管分注管柱圖

外管：下層連通器+插管密封器+ 31/2＂油管*根+Y341-114可洗井封隔器+上層連通器+ 31/2＂油管*根+Y341-114可洗井封隔器+ 31/2＂油管**根+31/2＂油管懸掛器

內管：雙作用插管+1.9＂油管**根+伸縮管+預置工作筒+油管懸掛器

1.3 存在問題

該技術雖然解決了層間有效分注的問題，但無法測試兩層的吸水剖面，不能及時了解層內的吸水狀況，有效指導注水技術政策調整和措施制定，層內矛盾加劇，影響油藏長期穩產。

2 吸水剖面測試技術研究

2.1 放射性同位素示蹤吸水剖面測試

2.1.1 方法原理

將吸附有放射性同位素離子的固相載體釋放到注水井預定的深度位置，與井筒內的注入水混合，形成一定濃度的活化懸浮液，隨注入水進入地層。由于載體的直徑大于地層孔隙吼道，注水過程中載體濾積在井壁地層的表面。地層的吸水量與濾積載體的量和放射性核素的強度成正比[5]。

將自然伽馬曲線和放射性同位素示蹤曲線的深度對齊，求出各吸水層的異常面積和吸水層總的異常面積。各吸水層的異常面積與異常面積之和的比值，便是各注水層的相對吸水量。各注水層的相對吸水量與全井絕對注水量的乘積，得到各注水層的絕對吸水量[5]。

2.1.2 井下儀器

放射性同位素示蹤劑法注水剖面測井的井下儀器是CFC881小直徑放射性測井儀。儀器結構主要由磁性定位器、伽馬探測器、一次下井放射性核素釋放器組成。主要指標見表1[5]。

表1 主要技術指標

2.2 同心雙管同位素測試吸水剖面

2.2.1 限制吸水剖面測試的因素

（1）測試儀器入井測試問題：內管內徑小，儀器要進得去；內管下入深度，儀器要測得到。

（2）上層同位素釋放問題：上下層注水由于地面已經分開，內管可以下入儀器釋放同位素，外管環空無法下入儀器釋放同位素。

2.2.2 改進建議

（1）目前CFC881小直徑放射性測井儀滿足進入內管的要求；測試深度則要求完井管柱中1.9＂內管下入深度必須到達下層油層段以下5 m，保證儀器能測試整個油層的吸水狀況。

（2）利用封隔器洗井通道對上層同位素釋放。Y341可洗井封隔器當環空壓力高于內壓的時候，洗井通道開啟[6]。根據同心雙管分注的管柱結構，內管的壓力決定下環空的壓力大小，當內管的壓力增大過程中大于外管壓力的時候，下封隔器的洗井通道開啟，上下環空連通。對同心雙管分注井內管泄壓超過2 MPa，外管壓力不變，表明封隔器坐封正常；內管升壓超過外管壓力2 MPa 后，外管壓力便隨內管壓力升高而升高，表明洗井通道開啟（見圖2）。

圖2 同心雙管分注內管泄壓與升壓結果對比

基于該結構，測試過程中兩層均正常注水，在內管釋放同位素的瞬間利用釋放器爆破釋放時形成的激動壓力，造成下環空壓力突升，大于外管壓力后，洗井通道打開，同位素進入上層。短暫的激動壓力消失后，洗井通道關閉。

（3）解釋過程中，用兩層地面計量的注水量作為各層的絕對吸水量；兩層分別用層內各吸水段的異常面積除以各層異常面積之和，得到吸水段的相對注水量，各吸水段的相對注水量與各層絕對吸水量的乘積，得到各吸水段的絕對注水量。

為了保證各層解釋結果的準確性，測試前必須進行驗封，驗封合格的井方能測試。

3 同心雙管分注吸水剖面測試實例

Q1井為2020年6月改為同心雙管分注，該井內管下入深度為油層下層油層段以下15 m，測試前后驗封均座封良好，具備采用上述測試方法測試同位素吸水剖面的條件。

2020年9月進行了吸水剖面測試，從解釋結果來看，各層吸水形態清晰可見，上層層內均勻吸水，吸水狀況較好；下層為上下弱吸，中部強吸，伴有指狀吸水，吸水狀況較差，層內矛盾突出。

2020年12月針對該井下層吸水狀況較差，弱化注水14↓12 m3/d；上層吸水狀況較好，適當強化注水10↑12 m3/d。優化2個月后，井組含水66.1%↓54.6%，日產液21↑22 m3，日產油8↑10 t（見圖3）。通過優化注水，兩層的產能得到了更好的發揮。

圖3 Q1井組注水調整動態變化曲線

從注水調整的效果來看，測試結果能有效反映各層層內的吸水狀況，為下步剖面治理及注水政策優化提供可靠的依據。

4 結束語

本文提供的同心雙管分注同位素吸水剖面測試方法，在剖析同心雙管分注管柱結構的基礎上，巧妙地利用了Y341可洗井封隔器洗井通道雙向開啟的機理，完成了吸水剖面測試作業；從測試結果和注水調整效果來看，該測試方法具有一定的推廣意義。但測試仍然受限于井下管柱，對于內管下入深部不夠的井無法測試，后續需要檢串整改。