同心双管分注井同位素吸水剖面测试技术研究

王 鹏，张佳磊，张 雷，孙文博，马 勇

（长庆油田分公司第三采油厂，宁夏银川 750006）

1 同心双管分注技术简介

1.1 发展现状

三叠系长6油藏一般为分注合采开发、层间矛盾突出，前期采用桥式同心等常规分注方式，受限于遇阻遇卡现象普遍、成功率低，难以满足油藏精细分层注水的需要[1-2]。为解决这一问题，近年来在长6油藏推广了同心双管分注技术，取得了良好的分注效果。

1.2 技术原理

该技术是在 31/2＂油管内插入1.9＂油管，通过井下工具组合，形成小管和双管环空两个注水系统。通过地面闸门调节水量，大、小油管各有单独的压力表、流量计两套系统分别控制，实现分层注水[3-4]，具体管柱结构见图1。

图1 同心双管分注管柱图

外管：下层连通器+插管密封器+ 31/2＂油管*根+Y341-114可洗井封隔器+上层连通器+ 31/2＂油管*根+Y341-114可洗井封隔器+ 31/2＂油管**根+31/2＂油管悬挂器

内管：双作用插管+1.9＂油管**根+伸缩管+预置工作筒+油管悬挂器

1.3 存在问题

该技术虽然解决了层间有效分注的问题，但无法测试两层的吸水剖面，不能及时了解层内的吸水状况，有效指导注水技术政策调整和措施制定，层内矛盾加剧，影响油藏长期稳产。

2 吸水剖面测试技术研究

2.1 放射性同位素示踪吸水剖面测试

2.1.1 方法原理

将吸附有放射性同位素离子的固相载体释放到注水井预定的深度位置，与井筒内的注入水混合，形成一定浓度的活化悬浮液，随注入水进入地层。由于载体的直径大于地层孔隙吼道，注水过程中载体滤积在井壁地层的表面。地层的吸水量与滤积载体的量和放射性核素的强度成正比[5]。

将自然伽马曲线和放射性同位素示踪曲线的深度对齐，求出各吸水层的异常面积和吸水层总的异常面积。各吸水层的异常面积与异常面积之和的比值，便是各注水层的相对吸水量。各注水层的相对吸水量与全井绝对注水量的乘积，得到各注水层的绝对吸水量[5]。

2.1.2 井下仪器

放射性同位素示踪剂法注水剖面测井的井下仪器是CFC881小直径放射性测井仪。仪器结构主要由磁性定位器、伽马探测器、一次下井放射性核素释放器组成。主要指标见表1[5]。

表1 主要技术指标

2.2 同心双管同位素测试吸水剖面

2.2.1 限制吸水剖面测试的因素

（1）测试仪器入井测试问题：内管内径小，仪器要进得去；内管下入深度，仪器要测得到。

（2）上层同位素释放问题：上下层注水由于地面已经分开，内管可以下入仪器释放同位素，外管环空无法下入仪器释放同位素。

2.2.2 改进建议

（1）目前CFC881小直径放射性测井仪满足进入内管的要求；测试深度则要求完井管柱中1.9＂内管下入深度必须到达下层油层段以下5 m，保证仪器能测试整个油层的吸水状况。

（2）利用封隔器洗井通道对上层同位素释放。Y341可洗井封隔器当环空压力高于内压的时候，洗井通道开启[6]。根据同心双管分注的管柱结构，内管的压力决定下环空的压力大小，当内管的压力增大过程中大于外管压力的时候，下封隔器的洗井通道开启，上下环空连通。对同心双管分注井内管泄压超过2 MPa，外管压力不变，表明封隔器坐封正常；内管升压超过外管压力2 MPa 后，外管压力便随内管压力升高而升高，表明洗井通道开启（见图2）。

图2 同心双管分注内管泄压与升压结果对比

基于该结构，测试过程中两层均正常注水，在内管释放同位素的瞬间利用释放器爆破释放时形成的激动压力，造成下环空压力突升，大于外管压力后，洗井通道打开，同位素进入上层。短暂的激动压力消失后，洗井通道关闭。

（3）解释过程中，用两层地面计量的注水量作为各层的绝对吸水量；两层分别用层内各吸水段的异常面积除以各层异常面积之和，得到吸水段的相对注水量，各吸水段的相对注水量与各层绝对吸水量的乘积，得到各吸水段的绝对注水量。

为了保证各层解释结果的准确性，测试前必须进行验封，验封合格的井方能测试。

3 同心双管分注吸水剖面测试实例

Q1井为2020年6月改为同心双管分注，该井内管下入深度为油层下层油层段以下15 m，测试前后验封均座封良好，具备采用上述测试方法测试同位素吸水剖面的条件。

2020年9月进行了吸水剖面测试，从解释结果来看，各层吸水形态清晰可见，上层层内均匀吸水，吸水状况较好；下层为上下弱吸，中部强吸，伴有指状吸水，吸水状况较差，层内矛盾突出。

2020年12月针对该井下层吸水状况较差，弱化注水14↓12 m3/d；上层吸水状况较好，适当强化注水10↑12 m3/d。优化2个月后，井组含水66.1%↓54.6%，日产液21↑22 m3，日产油8↑10 t（见图3）。通过优化注水，两层的产能得到了更好的发挥。

图3 Q1井组注水调整动态变化曲线

从注水调整的效果来看，测试结果能有效反映各层层内的吸水状况，为下步剖面治理及注水政策优化提供可靠的依据。

4 结束语

本文提供的同心双管分注同位素吸水剖面测试方法，在剖析同心双管分注管柱结构的基础上，巧妙地利用了Y341可洗井封隔器洗井通道双向开启的机理，完成了吸水剖面测试作业；从测试结果和注水调整效果来看，该测试方法具有一定的推广意义。但测试仍然受限于井下管柱，对于内管下入深部不够的井无法测试，后续需要检串整改。