CN101575971A - 一种地层测试器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地层测试器，改变现有技术中的整体式结构，以方便维护、故障排除等情况下的拆卸和安装。该地层测试器采用模块式结构，包括：液压动力短节，提供液压动力；探头短节，坐封地层并抽取地层液体，监控地层压力，获得地层压力在抽取时的监控数据并记录；流体特性分析短节，对地层液体进行流体特性分析；泵抽出口控制短节，根据流体特性分析的结果，泵排不合格的地层液体，对合格的地层液体进行取样获得取样结果；电子线路短节，接收地面控制命令，将地面控制命令转换为控制信号，并将监控数据及取样结果传输给地面控制系统。本发明采用模块式结构，有利于测试器的故障诊断以及维修和维护。

Description

一种地层测试器

技术领域

本发明涉及一种石油勘探仪器，尤其涉及一种地层测试器。

背景技术

地层测试器，又称地层流体取样器，是通过电缆下放到井中的一种测试设备。在测试过程中，可以在地面连续记录到试验地层的各种压力数据，同时取出流体样品。通过对样品的分析，可以得到流体类型、性质和油气比等数据。

但是现有的地层测试器，在某些地层条件下，为了不破坏坐封，需要较小的抽取速度。但是这样一来又达不到测试目的或者测量不准确，乃至不能抽取到合格地层流体。而在另一些条件下，现有的地层测试器又不能取得泡点压力以上的样品，也即不能取得真实地层流体样品。另外，现有的地层测试器为整体设计，不利于拆卸、维护和故障诊断。

综上所述，现有的地层测试器，由于受设计以及部分应用环境的约束，不能良好地工作在多种地层条件，而且整体式结构设计，维护以及故障诊断等时，难以拆卸和安装。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，在于需要提供一种地层测试器，改变现有技术中的整体式结构，以方便维护、故障排除等情况下的拆卸和安装。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种地层测试器，采用模块式结构，包括：

液压动力短节，用于为所述地层测试器进行地层测试提供液压动力；

探头短节，用于坐封地层并抽取地层液体，监控地层压力，获得所述地层压力在所述抽取时的监控数据并记录；

流体特性分析短节，用于对抽取的所述地层液体进行流体特性分析；

泵抽出口控制短节，用于根据所述流体特性分析的结果，泵排不合格的地层液体，对合格的地层液体进行取样获得取样结果；

电子线路短节，用于接收地面控制命令，将所述地面控制命令转换为控制信号以控制所述地层测试，并将所述监控数据及取样结果传输给地面控制系统。

优选地，所述探头短节，包括至少一个探头；

包含两个或两个以上探头时，各探头之间采用主备工作机制。

优选地，所述泵抽出口控制短节，包含用于进行所述取样的取样筒。

优选地，该测试器进一步包括：

流体成分分析短节，用于对所述地层流体进行成分分析，获得所述地层流体中各成分的含量。

优选地，该测试器进一步包括：

反向注入短节，储存有酸性溶液，用于抽取所述地层流体时改善地层流体条件。

优选地，该测试器进一步包括：

高压物性取样筒短节，用于实现所述地层流体样品的过压保护。

优选地，所述高压物性取样筒短节，包含至少一个高压物性取样筒，所述高压物性取样筒包含压力补偿装置。

优选地，该测试器进一步包括：

大取样筒短节，用于储存所述地层流体。

优选地，各短节通过端部的连接头，实现所述模块式结构的连接。

优选地，所述连接头，包括数据通信接头、样品管接头、液压压力接头以及液压回油接头。

与现有技术相比，本发明采用模块式结构，有利于测试器的故障诊断以及维修和维护，通过扩展，方便实现多种功能组合，提高了工作效率和采样精度。本发明通过双探头设计，实现了探头主备工作机制，提高了工作效率，降低了探头故障对测试器测井时的影响。本发明实现了对地层流体进行性质成分的精确分析，实现了对流体样品的过压保护，可以实现真实地层流体样品的采集。

附图说明

图1是本发明地层测试器实施例的组成示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。

图1为本发明地层测试器一实施例的组成示意图。如图1所示，该实施例主要包括电子线路短节110、液压动力短节120、双探头短节130、流体特性分析短节140、流体成分分析短节150、反向注入短节160、泵抽出口控制短节170、高压物性(PVT)取样筒短节以及大取样筒短节190，其中：

电子线路短节110，用于接收地面控制命令，并将地面控制命令转换为测试器的控制信号转发给相应短节，以控制整个测试器进行地层测试的动作，将双探头短节130记录的地层压力监控数据以及泵抽出口控制短节170获得的取样数据传输给地面控制系统；

液压动力短节120，与该电子线路短节110连接，用于为测试器进行地层测试提供液压动力，使得测试器的液压系统正常运行；

双探头短节130，与该液压动力短节120连接，用于坐封地层并抽取地层液体，实现地层流体和井筒液的分离，通过石英压力传感器精确监控地层压力，获得地层压力在抽取时的监控数据并记录；

流体特性分析短节140，双探头短节130连接，用于对抽取的地层流体进行流体特性分析，通过电容式含水率传感器、电阻电导率传感器及密度计传感器等识别地层流体的流体特性参数；

流体成分分析短节150，与该流体特性分析短节140相连，用于对地层流体进行流体成分分析，以判断地层流体的性质和成分，比如是油、水还是油水混合物，并获得地层流体各成分的含量；

反向注入短节160，与该流体成分分析短节150相连，储存有酸性溶液，在抽取地层流体时，通过液压活塞反向注入所储存的酸液，改善地层流体条件，并通过测量获得酸化过程中的地层特性变化情况；

泵抽出口控制短节170，与该反向注入短节160连接，用于对流体特性分析短节140及流体成分分析短节150分析出的不合格的地层液体进行泵排(从泵抽出口排出)，直到流体成分分析短节150分析出合格的地层液体后，将合格的地层液体通过精密数字泵排入取样筒进行取样，获得取样数据；并检测取样压力，判断取样是否完成；

PVT取样筒短节180，与该泵抽出口控制短节170连接，包含两个PVT取样筒，各PVT取样筒均包含压力补偿装置，使得筒内地层流体样品的压力保持在一个固定压力值之上，实现筒内样品过压保护，保证地层流体的性质和成分不发生改变；

大取样筒短节190，与该PVT取样筒短节180连接，包含有两个大取样筒，大取样筒体积大，可以存储大量的地层流体。

图1所示的实施例，示出了本发明所采用的模块式结构。本发明采用电子与液压总线技术，使得各短节相对独立，并通过端部的连接头实现串联连接。各连接头分别包括数据通信接头、样品管接头、液压压力接头和液压回油接头。相应地，各短节内部对控制信号、液压管线以及样品管线独立传输。

除了电子线路短节110和大取样筒短节190外，其余每个短节的两端都有连接头(可以称之为上接头和下接头)，分别实现与相邻的短节进行快速连接。

上述双探头短节130，本实施例中含有两个探头，采用主备工作机制，使用过程中一个探头处于工作状态，则另一个被隔离，起备用作用。双探头伸出接触到井壁，实现坐封。地层液和井筒液本身是分开的，测试器处于井筒液中，只有探头伸出并坐封，才能连通地层液和仪器内部样品管。本实施例中两个探头是同时伸出，但抽吸地层流体时，只有一个处于工作状态，另一个作备份。双探头各有一个石英压力传感器。当然，本发明中的其他实施例，也可以采用一个探头，或者采用两个以上的探头。

采用双探头，可以更可靠地进行坐封，提高测试器进行地层测试的成功率。相比于现有技术仅仅采用一个探头而言，明显提高了工作效率。比如在井下使用过程中，探头损坏，则现有的测试器必须上提仪器并更换，这一个过程需要数个小时或更长。而本发明采用双探头设计，在一个探头损坏时，可直接转换到另一套之前备用的探头继续进行使用，降低了探头故障对测试器测并时的影响。

上述流体特性分析短节140，其中的电容式含水率传感器、电阻电导率传感器及密度计传感器等，具有耐高温高压性能，分别用于测试地层流体的含水率、电导率及密度。

上述流体成分分析短节150，在本实施例中通过一光谱传感器实现地层流体的成分分析，光谱传感器受温度的影响很小，测量精度高。

上述泵抽出口控制短节170，通过一石英传感器，实现取样压力的监测。

上述PVT取样筒短节180，通过在地面注入氮气实现过压保护。可以使用高压手动阀关闭PVT取样筒后，从短节上卸下并进行样品分析。本实施例中包含两个PVT取样筒。本发明由于采用了总线结构，因此可以扩展到数个PVT取样筒。

上述大取样筒短节190，由于采用了总线技术，所包含的大取样筒也可以扩展到数个。将地层流体从大取样筒内转样，可以初步分析地层流体性质。

图1所示的实施例，仅是本发明的一种具体实施方式。在本发明的其他实施方式中，可以调整上述部分短节的安装顺序，可以根据具体需要选择部分短节安装成具有特定功能的测试器，还可以将整个测试器各短节反接。比如一种基本功能的实施方式，包含顺序连接的电子线路短节、液压动力短节、双探头短节、流体特性分析短节以及泵抽出口控制短节。而另一种实施方式，包括顺序连接的电子线路短节、液压动力短节、泵抽出口控制短节、流体特性分析短节以及双探头短节。当然，本发明测试器的具体组成，还可以包含其他多种实施方式，各短节的功能如图1所示实施例所述的内容所述，但是组成部分以及连接关系是丰富、灵活的。

现有技术并不是基于模块式的设计，而是各功能部分集成为一个整体。本发明与现有技术相比，模块化的结构有利于测试器的故障诊断以及维修和维护，通过置换故障短节，实现测试器的快速修复。另外通过扩展，方便实现多种功能组合，比如增加取样筒短节的数量，则可以实现一次下井就能取得更多的样品，提高了工作效率；又如增加探头的数量，则可以测量更多点的地层压力变化情况。

与现有技术相比，本发明通过多探头设计，实现了探头主备工作机制，提高了工作效率，避免了现有技术中探头损坏就必须上体测试器进行维修更换，降低了探头故障对测试器测井时的影响。

本发明还通过流体成分分析，实现了对地层流体进行性质成分分析，提高了识别精度，大大节约了成本。本发明还通过反向注入，改善了地层流体条件，通过酸化地层流体，获得地层流体变化参数。本发明还通过PVT取样筒，实现了对流体样品的过压保护，能够取得泡点压力以上的样品，可以实现真实地层流体样品的采集。

本发明的泵抽出口控制短节中的精密数字泵，可以针对不同的地层状况，设定合适的抽取速度控制地层流体的抽取速度，。现有技术也是采用泵进行抽取，但抽取的速度恒定，本发明采用数字液压控制技术，能控制地层流体抽取速度，达到最好的测试效果。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1、一种地层测试器，其特征在于，采用模块式结构，包括：

液压动力短节，用于为所述地层测试器进行地层测试提供液压动力；

探头短节，用于坐封地层并抽取地层液体，监控地层压力，获得所述地层压力在所述抽取时的监控数据并记录；

流体特性分析短节，用于对抽取的所述地层液体进行流体特性分析；

泵抽出口控制短节，用于根据所述流体特性分析的结果，泵排不合格的地层液体，对合格的地层液体进行取样获得取样结果；

电子线路短节，用于接收地面控制命令，将所述地面控制命令转换为控制信号以控制所述地层测试，并将所述监控数据及取样结果传输给地面控制系统。

2、如权利要求1所述的地层测试器，其特征在于：

所述探头短节，包括至少一个探头；

包含两个或两个以上探头时，各探头之间采用主备工作机制。

3、如权利要求1所述的地层测试器，其特征在于：

所述泵抽出口控制短节，包含用于进行所述取样的取样筒。

4、如权利要求1所述的地层测试器，其特征在于，该测试器进一步包括：

流体成分分析短节，用于对所述地层流体进行成分分析，获得所述地层流体中各成分的含量。

5、如权利要求1所述的地层测试器，其特征在于，该测试器进一步包括：

反向注入短节，储存有酸性溶液，用于抽取所述地层流体时改善地层流体条件。

6、如权利要求1所述的地层测试器，其特征在于，该测试器进一步包括：

高压物性取样筒短节，用于实现所述地层流体样品的过压保护。

7、如权利要求6所述的地层测试器，其特征在于：

所述高压物性取样筒短节，包含至少一个高压物性取样筒，所述高压物性取样筒包含压力补偿装置。

8、如权利要求1所述的地层测试器，其特征在于，该测试器进一步包括：

大取样筒短节，用于储存所述地层流体。

9、如权利要求1至8中任一项权利要求所述的地层测试器，其特征在于：

各短节通过端部的连接头，实现所述模块式结构的连接。

10、如权利要求9所述的地层测试器，其特征在于：

所述连接头，包括数据通信接头、样品管接头、液压压力接头以及液压回油接头。

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