CN101440705A - 一种超深井无线传输试井系统 - Google Patents

Abstract

本发明是一种超深井无线传输试井系统，涉及油藏动态监测领域，具体涉及油气生产井的压力恢复测试的一种装置。本方案利用地面接收装置、电缆、托筒、传感系统和球阀，托筒连接在球阀的上方、托筒外壁开有凹槽，管壁内开有从球阀下方至直读压力计凹槽的传压通道，传感系统包括直读式压力计、电池和接收器，直读压力计和电池分别安装在托筒外壁的凹槽内，直读压力计由依次连接的传感器、A/D模块、微控制器、信号发射器和发射线圈组成，接收器由依次连接的接收线圈、信号接收器、微控制器和信号传送器组成，接收器安装在托筒内部，接收器通过电缆与地面接收装置连接。本方案了实现井下关井，避免了井筒储积，缩短试井周期，可完全避免由于关井时间不足造成井下压力恢复曲线不完整的情况，可随时通过地面计算机设定采样密度，避免造成早期线段缺失，满足了油气井的试井测试要求。

Description

一种超深井无线传输试井系统

技术领域

本发明涉及油藏动态监测领域，具体涉及油气生产井的压力恢复测试的一种装置。

背景技术

压力恢复测试可以取得油井的静压、流压、渗透率、流动系数、表皮系数(井筒污染)、油藏边界及距离、生产压差等地层参数，是油井动态分析的重要资料，为油田管理提供可靠依据；压力恢复测试资料既是油田进行注水、酸化、解堵、调剖等油井增产措施的重要依据，同时也是检验油井措施效果的主要手段。

生产井常规的压力恢复测试是在油井正常生产的情况下将压力计下至油层中部测取流动压力，然后在地面关井，由于油层至井口井筒有较大的空间，油层在压力恢复过程中要压缩井筒内的流体，使井筒压力上升，这一过程称之为井筒储存效应。由于井筒储存效应的存在导致压力恢复时间较长，有时因为井筒储存效应导致压力恢复测试取不到合格的资料。

目前采用方式有直读方式，将直读式压力计先用电缆下到井底，然后地面关井，待井底压力恢复后可再在地面即时读取需要的数据，此方式只能采用地面关井，等待井下压力恢复时间长，而且直读式压力计需要电缆连接，在关井时电缆对关井设备造成一定影响。

另一种是方式是采用存储式压力计，将压力计随管柱下到预定位置，然后关闭油井，待一定时间后再从井下取出，然后读取所存储的设备，此种方式不论是采用地面关井还是井下关井，对井内的压力恢复情况都不能确切得知，而是靠操作人员的经验来判断何时井下的压力恢复，因此取出压力计的时间总是存在误差，以至于到得的测量结果就有很大偏差，而且对于整个测试时间无法掌握，很容易浪费大量的时间。

目前使用的油井测试设备，不能完成超深井的测试，仅仅在一些平原地区2000-3000米左右的油井可以使用，在西北地区的油井测试中无法达到测量效果。

发明内容

为减小测试过程中的井筒储存效应埋单且能及时得知井下压力情况，本发明提供一种采用井下关井、地面直读方式的无线试井装置，本发明的具体方式如下：

一种超深井无线传输试井装置，包括地面接收装置、电缆、托筒、传感系统和测试阀测试阀，其改进在于，所述托筒连接在测试阀测试阀的上方、所述托筒外壁开有凹槽，管壁内开有从测试阀测试阀下方至直读压力计凹槽的传压通道，

所述传感系统包括直读式压力计、电池和接收器，所述直读压力计和电池分别安装在托筒外壁的凹槽内，

所述直读压力计由依次连接的传感器、A/D模块、微控制器、信号发射器和发射线圈组成，

所述接收器由依次连接的接收线圈、信号接收器、微控制器和信号传送器组成，所述接收器安装在托筒内部，所述接收器通过电缆与地面接收装置连接。

本方案的另一优选方式：还包括定位器，所述定位器包括定位杆和定位接头，所述接收器安装在定位杆前端，定位杆中间安装有与定位接头卡合的定位卡，定位杆另一端安装电缆。

本方案的另一优选方式：所述定位器与电缆连接端连接有加重杆，所述接收器通过由加重杆中间通道穿过的导线与电缆连接。

本方案的另一优选方式：所述托筒外壁凹槽有四个。

本方案的另一优选方式：所述凹槽中还安装有存储压力计。

本方案的另一优选方式：所述传压通道同时引导给托筒外壁上凹槽内的存储压力计。

本方案的另一优选方式：所述传压通道与直读压力计之间有封堵器。

本方案的另一优选方式：所述发送线圈和接收线圈外壳采用金属制成。

本方案了实现井下关井，避免了井筒储积，缩短试井周期对于高压高产油气井的试井作业可作到安全可靠，可完全避免由于关井时间不足造成井下压力恢复曲线不完整的情况，可随时通过地面计算机设定采样密度，避免造成早期线段缺失，缩短不必要的关井时间，缩短试井周期，减小施工成本，在实现井下测试阀正常开启、关闭的情况下实时监测并记录地层压力、温度的变化，同时监测记录测试管柱内的压力、温度变化情况，地面计算机同时录取和显示两支压力计的2组压力、温度数据，大大满足了油气井的试井测试要求。

将软件系统与井下大通径测试工具配合使用，采用无线传输技术，解决了井下开关井条件下的地面直读试井问题，在保留了大通径工具的一切原有特性的前提下，可对非自喷井，低压低渗井，高压油气井进行地面直读试井，避免了井筒储积的影响，提高了资料录取的准确性和完整性。缩短了施工作业时间，可大大降低成本。尤其是对于高压油气井，地面直读试井采用井下开关井则更加安全可靠。托筒、定位接头及定位杆结构紧凑，体积小，重量轻，因此操作与维护保养都非常简便。

本设备大大提高了在抗压和抗热方面的性能，完全可以对5000-6000米深的油井的测试。

附图说明

图1试井装置总体示意图

图2传压装置封堵器的示意图

图3定位卡俯视图

图4直读压力器与接收器工作框图

具体实施方式

如图1所示，本方案的测试系统由井下设备、电缆5和地面设备三部分组成，地面设备主要包括接口箱、计算机和录取软件等，主要用于接收通过电缆5传来的地底信号，并利用软件进行分析各种数据，从而得出地底情况的结论。

井下设备包括：托筒1、定位接头2、直读压力计7、接收器12、电池6、存储电子压力计9等，托筒外壁上可视情况开多个凹槽15，本方案中托筒1外壁上开有四个凹槽15，其中分别安装直读压力计7、电池8以及可选择性地安装1或2支存储压力计9，在托筒1管壁内开有传压通道13将测试阀测试阀4下方的压力传送到直读压力计7或/和存储压力计9，在直读压力计7内部安装有传感器、A/D模块、微控制器、信号发射器和发射线圈，传感器12接收到传压通道13内的压力，压力传感器将压力转变成电压信号，再由A/D转换器将电压信号转换成24位数字信号，微控制器将该数字信号读入后进行处理并编码，信号发射器在微控制器的控制下将编码信号放大后驱动发射线圈，发射线圈通过电磁耦合方式将信号耦合到接收器12的接收线圈，直读压力计7由托筒外壁凹槽内的电池8供电。

接收器12由接收线圈、信号接收器、微控制器和信号传送器组成，接收线圈接收直读压力计发射的信号，该信号经信号接收器放大整型后送给微控制器，微控制器接收并解码该信号后恢复出直读压力计的压力测量数据，然后经信号传送器通过电缆5传输到地面设备。

如图3所示，接收器12的位置需要固定在发射线圈发送范围之内，接收器12的位置由定位装置固定，定位装置包括定位杆3、定位接头2，定位杆3前端安装接收器12，定位杆中间有三道突出的定位卡，与安装在托筒1上部的定位接头2卡合，将接收器12固定在接收范围之内，定位杆3可以安装加重杆11来增加定位效果，电缆5通过电缆插座10安装在加重杆11上，加重杆11内部为空心通道，由导线16直接穿过空心杆3连接插座10和接收器12上的信号发射器。

如图4所示，测压时将封隔器下到井下，将管柱与井壁之间密封，再将管柱内部用测试阀4封住，将托筒1下到测试阀4的上部，传压通道13读取测试阀4下方的井底压力，传到托筒1上的直读压力计传感器端，直读压力计7收到的信号经内部A/D模块、微控制器、信号发射器转换后，由发射线圈利用电磁耦和的方式将信号耦合到接收器12的接收线圈，接收线圈将信号经信号接收器、微处理器处理后，由信号传送器通过电缆5传到地面接收设备，完成整个测试过程。

在传压通道13与直读压力计7和存储压力计9之间可安装封堵器14，如图2所示，封堵器14为中空，其一端利用密封圈20卡入传压通道13，另一端与直读压力计7传感器和存储压力计9传感器密封连接，本方案中还将接、发射线圈的外壳由塑料改为金属，大大增强了超深井的抗压能力，托筒1上的直读压力计7由托筒上携带的电池8供电，井下设备功耗很低，仅为0.008W，本方案中的直读压力计7利用一节3.6V CC锂电池可以连续监测90天，定位器12采用空心杆3与定位接头2配合的方式，定位准确，可保证接收器12处于最好的接收位置，误差不大于5mm。

托筒1还可同时携带2支存储式电子压力计下井，与直读压力计同时或分开使用，用于记录测试测试阀以下或环空的压力、温度资料。

Claims (8)

1、一种超深井无线传输试井装置，包括地面接收装置、电缆(5)、托筒(1)、传感系统和球阀(4)，其特征在于，所述托筒(1)连接在球阀(4)的上方、所述托筒(1)外壁开有凹槽(15)，管壁内开有从球阀(4)下方至直读压力计凹槽的传压通道(13)，

所述传感系统包括直读式压力计(7)、电池(8)和接收器(12)，所述直读压力计(7)和电池(8)分别安装在托筒外壁的凹槽(15)内，

所述直读压力计(7)由依次连接的传感器、A/D模块、微控制器、信号发射器和发射线圈组成，

所述接收器(12)由依次连接的接收线圈、信号接收器、微控制器和信号传送器组成，所述接收器(12)安装在托筒(1)内部，所述接收器(12)通过电缆(5)与地面接收装置连接.

2、如权利要求1所述的一种超深井无线传输试井装置，其特征在于，还包括定位器，所述定位器包括定位杆(3)和定位接头(2)，所述接收器(12)安装在定位杆(3)前端，定位杆(3)中间安装有与定位接头(2)卡合的定位卡(6)，定位杆(30另一端与电缆(5)连接。

3、如权利要求2所述的一种超深井无线传输试井装置，其特征在于，所述定位器与电缆(5)连接端连接有加重杆(11)，所述接收器(12)通过由加重杆(11)中间通道穿过的导线(16)与电缆(5)连接。

4、如权利要求1、2或3所述的一种超深井无线传输试井装置，其特征在于，所述托筒(1)外壁的凹槽(15)有四个。

5、如权利要4所述的一种超深井无线传输试井装置，其特征在于，所述凹槽(15)中还安装有存储压力计(9)。

6、如权利要求5所述的一种超深井无线传输试井装置，其特征在于，所述传压通道(13)同时通向托筒(1)外壁上凹槽内的存储压力计(9)。

7、如权利要求6所述的一种超深井无线传输试井装置，其特征在于，所述传压通道(13)与直读压力计(7)或存储压力计(9)之间有封堵器(14)。

8、如权利要求6所述的一种超深井无线传输试井装置，其特征在于，所述发送线圈和接收线圈外壳采用金属制成。

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