第 （）卷第３期（２０１１．０３）（技术纵横）
压电控制开关找堵水技术
彭占同 大庆油田采油一厂
摘要：压电控制开关装置是一种与封隔器配套的可调层堵水工具，根据压力信号驱动堵水 层段的开关阀，以获得相应层段的含水和产量等数据。该技术可在生产状态下通过地面打压控 制井下任意层段开关阀的开、关或开度，实现了多层段生产井的可调层堵水和分层配产。压电
控制开关找堵水技术现场累计应用１３１口井，从措施前后对比可以看出，平均单井含水下降１．５５ 个百分点，产液量下降２８．５ ｍ ／ｄ，增油Ｏ．１８ ｔ／ｄ。 关键词：特高含水井；压电开关；堵水；封隔器；分层配产 ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６—６８９６．２０１１．３．０４２
常规机械堵水Ｔ艺虽具有适应性强、成本低、
见效快和无污染等优点，但也存在着找水开关动作
不灵活、重复作业次数多、施工量大、效率低等问
题。同时，油田开发进入特高含水期，层间矛盾更
加突出。特别是高含水井大多采用大泵径抽油泵或
电泵开采，这类井利用现有的测试技术还不能进行
环空测试找水，堵水层位难以确定。为此，研究应
用了一种新型的压电开关找堵水技术。
１ 技术原理
压电控制开关装置是一种与封隔器配套的可调
层堵水工具，将该装置与堵水管柱一起下人到每个
堵水层段，见图１。井口采用套管打压向井下传递
不同的压力信号，压电控制开关根据压力信号驱动
堵水层段开关阀的开、关或开度，以获得相应层段
的含水和产量等数据，再根据堵水需要，对各层段
采取相应的措施。
１．１压电控制开关结构 压电控制开关主要由刚体外简、内置控制器、
开关阀、进液通道等组成，见图２。其中控制器由
微电机、控制电路、压力传感器、电池等组成；开
关阀由上、下阀体组成。控制器与开关阀由工作筒 连接在一起，工作筒耐压可达５０ ＭＰａ。开关阀
上、下阀体间密封所用材料具有防垢、防锈蚀、防
砂、耐冲击等特性，能够适应长期井下工作环境。 电池负责为微电机提供能量，常规锂电池一般能保
持半年内有效。 １．２开关阀驱动 压力传感器负责接收井口的压力波动信号，控
制电路负责对压力波动信号进行逻辑运算，当识别
出该信号为预先设定的压电码时即操控电动机，驱 盖手接头 、 ／ 又 Ｉ Ｉ 封蕊嚣
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图１压电控制开关堵水管柱
图２压电控制开关结构
油气田地面工程（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｙｑｔｄｍｇｃ．ｃｏｒｎ）
一８５— 第 【）卷第３期（２０１１．０３）（技术纵横
动开关阀做出相应的开关动作，电动机转动时上阀
体随之转动，下阀体是同定不动的，见图３。当 上、下阀体轴向的扇形孑Ｌ相通时，开关阀为开通；
不相通时为关闭。当上、下阀体扇形孔重叠的角度
仅不同时，即可获得大小不同的过流通道
Ｇ、Ｇｎ。
图３开关阀动作 开关阀除了可以把整个液流通道完全打开或关 闭外，还可以将全部液流通道划分为ｌ６等份进行
开关度调控，实现精密配产。 １．３压电码的识别 每个层段的压电码都设定不同的打压时间和稳
压时间，通过这两个时间的组合区分堵水层段。动 作程序为：井口打压（３ ＭＰａ以上，热洗泵和水泥
车均可）时间Ｘ分钟，稳压时间ｙ分钟，每层的
压电控制开关均处理这些压力信号。只有当目的层 段接收到的压力信号与该层段压电控制开关的初始
信号一致时，目的层段的压电控制开关才执行相关 动作。各层段的压电码具有唯一性，确保了层段开
关动作的准确性和可重复性。
２ 现场应用
压电控制开关找堵水技术在高含水井堵水、分
层配产、高含水关井治理三个方面现场累计应用 １３１口井。平均单井划分层段４．３个，堵水层段１．９
个，平均单井调整层段１．２次。从措施前后对比可
看出，平均单井含水下降１．５５个百分点，产液量下 降２８．５ ｍ。／ｄ，增油０．１８ ｔ／ｄ。
２．１高含水井堵水 高含水堵水应用６４口井，由措施前后对比可
知，平均单井产液量下降２１．５６ ｍ。／ｄ，增油０．２４删， 含水下降１．２２个百分点。大多数油井应用压电控制 开关堵水技术后，经过精心调整都能见到含水降
低、产液量降低、产油量稳定或略增的好效果。 以中１００一Ｘ井为例：措施前产液量６９．４ ，
产油１．９ ，含水９７．３％。划分４个层段经过３次调 整后，产液量为３６．４ ｔ／ｄ，含水下降６．１个百分点。 调整过程为：首次开关堵１、４层后产液量低，说 明１、４层至少有一个是高产液层；二次调整打开４
层后产液量明显上升，说明４层为高产液层，含水 较高；三次调整对１、４层分别进行开度调整，实 现了高产液层的优化配置，达到了产液量降低、含
水下降、产油量增加的良好效果。 ２．２分层配产井 为了防止完全关闭井下压电控制开关导致堵水
后供液不足，抽油泵无法正常工作的问题、，对高 含水层采用油嘴控制，进行配产。分层配产应用
４３口井，由措施前后对比可知，平均单井日降液 ３２．５ ｍ。，日增油０．０９ ｔ，含水下降１．９个百分点。
以西５１一Ｘ井为例：该井措施前产液量为 １０１．３ ｔ／ｄ，产油２．７ ｔ／ｄ，含水９７．３％。开井后即堵 １、２层，产液量低，说明３、４层为低产液层；二
次调整打开１层，产液量接近堵前产量；为验证２ 层的产液情况，三次调整时将１层关闭，打开２
层，又为低液量。通过以上调整，得出该井１层为 主产液层；四次调整时对１层进行分层配产，油嘴 控制嘴径为 ２．７ ｍｍ，取得了较好的效果。
２．３高含水关井治理 高含水关井治理２１口井，由措施前后对比可
知，平均单井日降液３７．９ ｍ。，日增油０．４９ ｔ，含水 下降２．２个百分点。
３ 结语
（１）压电控制开关以地面压力波作为控制信
号，克服了以往各类泵抽管柱井下开关直接靠地面 压力作为动力开关各层段，从而导致井下工具动作
控制不准的问题。 （２）压电控制开关分层配产工艺技术解决了由 于泵抽管柱的阻挡而无法对分层配产井进行测试调
配的问题，为缓解平面矛盾提供了技术手段。 （３）由于该技术实现了各层段在生产条件下的 准确找水，因此使非均质多油层条件下的高含水暂
闭井重新恢复了生产。 ［作者简介】彭占刚：工程师，２００４年毕业于大庆石
油学院油气田开发工程，硕士，现任大庆油田采油
一厂工程技术大队副大队长。
（０４５９）５８１２５５１、ｐｅｎｇｚｈａｎｇａｎｇ＠ｐｅｔｒｏｃｈｉｎａ．ｃｏｍ．ｃｎ
（栏目主持樊韶华）
一８６一 油气田地面工程（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｙｑｔｄｍｇｃ．ｃｏｒｎ）