谢新华，梁玉斌，刘 鹏，冼甲豪，李志达，李晓军

(中海油能源发展股份有限公司 工程技术分公司，广东 湛江 524057)

水平生产井具有泄油面积大、生产压差小、采液指数高及无水采油期长等特点，逐渐成为新老油田开发与挖潜、提高储层采收率的有效方法与增产措施[1]。根据统计，中海油的东海、南海东部和西部的海上油气田的水平井数占油气井总数的70%，随着水平井开发逐步进入中、后期，其生产见水后含水迅速上升，产油量急剧下降，严重影响了油田开发效果。因此，对水平井的生产动态评价，尤其是对水平井段的分段产出情况、主力产出层段的监测显得越来越重要[2]。为获得真实有效的水平井测井数据，在优选测井仪器[3]的同时，更关键的环节是如何把这些测井仪器输送到井下目的层位，在输送方法选择上要优先考虑测井施工的安全[4]。

目前，海上油田水平井生产测井一般采用井下爬行器输送技术。该技术在实际应用中暴露出其局限性[5-7]，例如，井下爬行器对井筒要求非常高，在爬行过程中易打滑、砂卡等，存在无法回收的风险；
由于水平井段长段不一，波状起伏，仪器在推送过程中易遇阻；
不适用于复杂井况。

连续油管技术[8-9]在水平井中具有其它测井输送方法无法比拟的优势[10-11]，如果连续油管输送与电缆测井相结合(即连续油管内穿电缆测井输送技术[12-13])，在工程测井、动态监测及生产测井中具有普遍适用性，是最具有发展前途的生产测井输送技术[14]。具体表现在：

1) 适用于地层评价和生产测井，范围广。

2) 能够进入大斜度井和水平井中，并长距离输送测井仪器。

3) 仪器输送不依靠重力，输送动力大。

4) 与电缆结合，可供选的仪器最多。

5) 作业速度快、效率高，成功率高。

6) 可穿过短距离的螺旋式扭曲管段。

7) 可以过油管连续作业。

8) 能够在带压或有液流的情况下作业，并保持井控。

图1 Y-Tool电泵生产水平井生产测试原理

1.1 生产测试堵塞器

在电潜泵采油生产管柱中，为了在生产状态下能准确地对地层参数进行测试，需要将测试通道和采油通道密封分隔开。因此，连续油管测井仪器输送管串需要连接1个生产测试堵塞器。该工具需要与连续油管一起下入井中，并可锁定在与Y接头连接的工作筒中，任由连续油管上下移动。同时，也需要在进行生产测试前实现与连续油管脱离，从而使连续油管在测试部位可以自由上下移动。除此之外，该堵塞器还能在生产测试完毕后与连续油管测井仪器输送管串一起提出地面。

结合海上油田Y-Tool电泵生产管柱上的生产堵塞工作筒结构特征，设计出了适用于连续油管生产测井的生产测试堵塞器[17-18]，如图2所示。该工具由测井仪器输送管串通过生产管柱的旁通管下入井内，在生产测井过程中，不仅满足电泵生产堵塞要求，同时也满足输送管串拖动仪器测井的要求。

图2 生产测试堵塞器结构示意

作业步骤：

1) 与工作筒匹配的生产测试堵塞器通过剪切销钉锁定，并与连续油管连接。

2) 下入过程中由工具的定位台阶判断其是否到位。

3) 通过连续油管的下压力，使生产测试堵塞器的锁块进入工作筒的扩径部位，与工作筒相互作用而实现锁定。

4) 上提连续油管，当上提力超过销钉剪切设计值，生产堵塞器与连续油管连接的销钉被剪切，工具与连续油管分离。此时，生产测试堵塞器锁定在工作筒处，并与连续油管脱离，连续油管能够自由上下拖动，进行生产测井。

5) 生产测井作业结束后，上提连续油管至设计值，锁紧销钉剪切，锁块回收，生产测试堵塞器解锁，并随连续油管一起提出至地面。

1.2 单向密封短节

连续油管下入后既要能够实现注入流体从连续油管通道内部进入井内，同时还要保证井下气、液不会从连续油管通道内返出。解决本问题的方法是在连续油管与测试工具之间加装单向短节，如图3所示。

图3 单向密封短节结构示意

单向密封短节由单向短接和密封短接2部分组成。

1) 单向短接。其作用是使井内的液体不能进入到连续油管内，通过地面加压可以使连续油管内的液体进入套管内。工作时，地面加压，压力达到一定值时，压力推动阀芯挤压弹簧，连续油管内的液体进入套管内。不进行地面加压时，弹簧复位，阀芯密封通道，井内的液体不能进入到连续油管内。

2) 密封短接。使连续油管内的电缆与连续油管固定、密封，同时又能够与下井仪器配接。

1.3 释放短节

测试工具下入井中，特殊情况下会出现遇卡现象。此时，如果上提力过大会导致连续油管变形、断裂，危及作业安全。加装释放短节则能解决该问题，即，在无法解卡时使短节脱手。释放短节的结构如图4所示。

图4 释放短节结构示意

释放短节连接在马龙头与仪器串顶部之间，内部的贯通线提供短节顶部和底部之间的电气连接。在测井施工过程中如果井下仪器遇卡，需要与马龙头断开时，连续油管上提一定拉力，超过拉力棒的断裂拉力时，拉力棒脱开，释放短节的上半部分随马龙头提出，露出打捞帽，方便下一步的打捞作业。脱开状态时，贯通线断脱，下接头的贯通线接口为承压结构，能够直接承受井内液体的压力，不会对仪器串造成影响。

1.4 旋转短节

使用连续油管下入测试工具，在下入深度较深时连续油管和测试工具之间会发生扭曲，如果不采取措施，可能会扭断测试工具。解决该问题的方法是在测试工具与连续油管间加装旋转短节，如图5所示，连续油管扭曲转动时也不会将转矩传递给测试工具。

图5 旋转短节结构示意

连续油管在下放和上提的过程中有旋转的趋势，而测井过程中有些仪器是不能旋转的。旋转短节使其连接的上部分可自由旋转。旋转接头内部是单芯插头，并有贯通线贯穿仪器，顶部和底部的连接轴及自由旋转的球轴承连结组件可支撑来自横向和纵向的力，内部只需很少的油便可维持内外的压力平衡。

1.5 张力测试短节

当测试工具串在井下活动时，需监测整串仪器向上(拉伸)或下向(压缩)所承受的纵向力。特别是在遇卡时，解卡过程中会受到较大冲击载荷，很容易损坏测试工具串。在测试工具与连续油管之间加装张力测试短节，能有效解决上述问题。张力测试短节能实时显示仪器上提和下放过程中的受力情况，对工具串起下过程中的遇卡、遇阻情况进行监控与警示。

1.6 柔性短节

当转向部位曲率半径较小时，连续油管转向会遇到困难。在测试工具串与连续油管间加装柔性短节，可以使仪器串居中，减少连续油管对仪器串的侧向载荷。在较高造斜率的井眼中，柔性短节会增加仪器串的柔韧性，对测试仪器在较小曲率半径处的转向具有辅助作用。

该配套测井技术可进行以下测井项目：

1) 动态监测测井。产液剖面、吸水剖面监测。

2) 工程测井。套损检测、固井质量检测等。

3) 剩余油饱和度测井。双源距碳氧比测井、中子寿命测井等。

4) 特殊井作业。复杂井测井、电缆切割等。

2.1 常规测井工艺

1) 井下仪器的连接方式。吊装连接方式。

2) 防喷装置。液压防喷器。

3) 适用条件。井内无压力，井口无返液。

常规测井内穿电缆连续油管配套工具连接如图6所示。

1—连续油管；
2—电缆；
3—单向短接；
4—密封短接；
5—旋转短节；
6—柔性短节；
7—张力短节；
8—释放短节；
9—测井仪。图6 内穿电缆连续油管常规测井工具连接示意图

2.2 动态监测测井工艺

1) 井下仪器的连接方式。吊装连接方式。

2) 防喷装置。液压防喷器、防喷管。

3) 适用条件。井内有压力，需要测井全过程密闭作业。

动态监测测井内穿电缆连续油管配套工具在常规测井管柱串上增加生产测试堵塞器，如图7所示。

图7 内穿电缆连续油管动态监测测井工具连接示意图

海上某油田A1H井是1口裸眼完井水平生产井，采用优质筛管简易防砂，油井井深1 810 m，水平段长度271 m。该井由于产液量和含砂量突然大幅上升，怀疑井下筛管存在漏点，需对储层进行生产测试以确定具体原因。

连续油管测试工具组合：ø38 mm穿电缆连续油管+连接器+ø43 mm单向节+ø43 mm电缆密封头+ø43 mm旋转短节+ø43 mm张力短节+ø43 mm柔性短节+ø43 mm释放短节+MIT测试工具串。顺利完成水平段测试，测试资料显示扩径，判断有孔洞。成像后，图像显示为优质筛管筛网“纽扣”脱落，如图8所示。目前已应用穿电缆连续油管配套工具完成测试作业近20井次，充分体现了该配套技术的高效性、可靠性与实用性。

图8 测试结果与原因分析

1) 与其它水平井测井输送技术相比，连续油管输送技术在水平井的生产测试中具有较大的优势。连续油管穿电缆技术在国内日趋成熟，促进了连续油管内穿电缆测井技术的应用和发展。

2) 生产测试堵塞器是生产测井中的关键工具和技术难点。连续油管的下入和上提速度对堵塞器的密封性能有较大影响，速度越大，密封性能越差。根据现场试验结果，建议生产测试时下入和上提速度控制在10～15 m/min。

3) 连续油管生产测试技术和相关井下工具在现场成功应用多井次，满足国内连续油管内穿电缆生产测试在海上油田水平井中的工艺要求，具有广阔的应用前景。

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