CN110206531A - 一种水平井油管产出剖面测试方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石油天然气开发的技术领域，特别是涉及一种水平井油管产出剖面测试方法和装置，其能够在对裸眼封隔器滑套分段压裂水平井进行产出剖面的测试和解释；包括测试管柱和完井管柱，测试管柱包括自上而下依次相互连接的油管、丢手和凸球座封单元，油管外径小于完井管柱的最小内通径，丢手安装在管柱上，并且丢手的外径小于或等于油管的外径，凸球座封单元上设置有中心管接头、凸起球体和引导头，中心管接头的外径小于或等于油管的外径，凸起球体的外径与完井管柱滑套球座内径相匹配，并且凸起球体可座封在对应测试段滑套球座上，引导头的外径小于或等于油管的外径。

Description

一种水平井油管产出剖面测试方法和装置

技术领域

本发明涉及石油天然气开发的技术领域，特别是涉及一种水平井油管产出剖面测试方法和装置。

背景技术

水平井裸眼封隔器滑套分段压裂是致密低渗油气藏开发一项先进的完井技术和重要的增产工艺，该项技术利用裸眼封隔器对水平段进行机械封隔和分段，位于相邻裸眼封隔器之间的投球滑套可通过依次投入从小到大的低密度球，逐级打开，为目的层段增产措施的实施提供可靠的进液通道，压后低密度球随着返排液排出，能够实现水平井多段合试合采。目前，水平井裸眼封隔器滑套分段压裂在国内致密低渗油气田应用广泛。

水平井压后各段产出状况的评估以及在生产过程中各段产出状况的监测，对于后续的储层改造设计优化以及生产动态管理至关重要。目前，常规的产剖剖面测试是通过井下牵引器或者电缆拖动测试仪器进行测试，但是要求水平井井筒为全通径。对于裸眼封隔器滑套分段压裂工艺来说，由于井筒内存在级差球座，导致常规的产出铺面测试方法实施难度大。为了解决存在的此项技术难题，非专利文献《水平井分段压裂可钻式投球滑套的研制与应用》（石油机械，2012年，第40卷）中介绍了一种可钻式投球滑套，可以对球座进行钻磨作业后进行产出剖面的测试，但是该项工艺技术不仅需要改变滑套球座的材质，增加完井成本；而且后期球座钻磨施工成本高、施工风险大。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种能够在对裸眼封隔器滑套分段压裂水平井进行产出剖面的测试和解释的水平井油管产出剖面测试方法和装置。

本发明的一种水平井油管产出剖面测试装置，包括测试管柱和完井管柱，测试管柱包括自上而下依次相互连接的油管、丢手和凸球座封单元，油管外径小于完井管柱的最小内通径，丢手安装在管柱上，并且丢手的外径小于或等于油管的外径，凸球座封单元上设置有中心管接头、凸起球体和引导头，中心管接头的外径小于或等于油管的外径。

本发明的一种水平井油管产出剖面测试装置，凸起球体的外径与完井管柱滑套球座内径相匹配，并且凸起球体可座封在对应测试段滑套球座上。

本发明的一种水平井油管产出剖面测试装置，引导头的外径小于或等于油管的外径。

本发明的一种水平井油管产出剖面测试方法，包括以下步骤：

（1）根据测试井完井管柱内滑套球座内径，选择合适的油管和油管堵头单元；

设水平井从A靶点至B靶点共压裂N+1段，依次命名为第i段（i=1，2，3，……，N，N+1，N=段数），由于第N+1段一般采用压差滑套，第N+1级管柱内无球座；

设滑套球座内径为d _i ，套管内径d _c ，油管外径为d _T ，级差堵球外径为D _i ；则要求：

①油管外径：d _T ＜Min{d _i }（i=1，2，3，……，N，N=段数）；

②凸起球体外径：当i=1，d ₁ ＜D _i ＜d _c ；

当i=2，3，……，N，d _i ＜D _i ＜d _i-1；

根据油管外径d _T ，优选合适外径的丢手、凸球座封单元中心管和引导头；

（2）第i段（i=1，2，3，……，N，N=段数）测试管柱组配和测试工艺；

根据优选的油管，依次连接丢手和第i段堵头单元，下放管柱至第i段测试滑套附近，缓慢座封在第i段滑套球座上，关闭环空，封堵第1段至第i段之间的所有压裂段，并利用测试管柱对第i+1段至第N+1段之间所有的压裂段进行生产；生产稳定后，分别记录第i段各相流体产量（j=o，g，w）；第i段测试结束后，提出测试管柱并更换堵头为第i+1段堵头单元，下放管柱至第i+1段，按照上述步骤进行测试；同理，进行其余段的测试；

（3）结合测试井各相流体总产量以及测试结果，联立构建方程组并求解各段各相流体产出量；

结合测试井各相流体总产量（j=o，g，w）、各级产出测试结果（j=o，g，w；i=1，2，3，……，N）以及各段各相流体产量（j=o，g，w；i=1，2，3，……，N，N+1），联立建立方程组并求解；

方程组如下：

（1）

（2）

……

（N）

（N+1）

其中，

根据上述方程组，可以分别求解各级各相流体产量（j=o，g，w；i=1，2，3，……，N，N+1）。

本发明的有益效果为：适用于裸眼封隔器滑套分段压裂工艺压后产出剖面的测试，所提供的测试管柱结构简单，测试工艺操作方便，解释方法准确可靠，能够在现有裸眼封隔器滑套分段压裂工艺的基础上对水平井产出剖面进行测试和解释，为油气藏水平井动态开发和管理提供科学依据。

附图说明

图1是本发明实施例的测试管柱结构示意图；

图2是本发明实施例的测试管柱与完井管柱结构示意图；

图3是本发明实施例的油管分段测试工艺示意图；

附图中标记：1、油管；2、丢手；3、凸球座封单元；4、中心管接头；5、凸起球体；6、引导头；7、套管；8、管外封隔器；9、滑套外筒；10、滑套孔眼；11、滑套内筒；12、滑套球座。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

图1所示为本发明实施例的测试管柱结构示意图，如图1所示，测试管柱自上而下依次相互连接的油管1、丢手2和凸球座封单元3。凸球座封单元3带有中心管接头4、凸起球体5和引导头6。

图2所示为本发明实施例的测试管柱与完井管柱结构示意图，如图2所示，完井管柱由套管7、管外封隔器8、滑套外筒9、滑套孔眼10、滑套内筒11、滑套球座12组成。油管1外径为d _t ，凸球座封单元3上凸起球体5外径为D _i ，滑套球座12内径为d _i ，套管7内径为d _c 。

假设水平井从A靶点至B靶点共压裂N+1段，依次命名为第i段（i=1，2，3，……，N，N+1），其中：

①油管1外径d _T ：d _T ＜Min{d _i }（i=1，2，3，……，N）；

②凸起球体5外径D _i ：当i=1，d ₁ ＜D _i ＜d _c ；

当i=2，3，……，N，d _i ＜D _i ＜d _i-1；

另外，根据油管外径d _T ，优选合适的丢手、凸球座封单元中心管和引导头。

图3所示为本发明实施例的油管分段测试工艺示意图，如图3所示，测试管柱下入至第i段测试滑套附近，第i段凸球座封单元5座封在第i段滑套球座上，此时关闭环空，封堵第1段至第i段之间的所有压裂段，同时利用测试管柱对第i+1段至第N+1段之间所有的压裂段进行生产。生产稳定后，记录第i段各相流体产量（j=o，g，w）。第i段测试结束后，提出测试管柱并更换凸球座封单元为第i+1段凸球座封单元，下放管柱至第i+1段，按照上述步骤进行测试。同理，进行其余段的测试。

测试结束后，结合测试井各相流体总产量（j=o，g，w）、各级产出测试结果（j=o，g， w；i=1，2，3，……，N）以及各段各相流体产量（j=o，g，w；i=1，2，3，……，N，N+1），联立建立方程组并求解。

方程组如下：

（1）

（2）

……

（N）

（N+1）

其中，

根据上述方程组，可以分别求解各级各相流体产量（j=o，g，w；i=1，2，3，……，N，N+1）。实际测试过程中，测试井可能仅仅含有油、气、水流体中的两项甚至一项。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种水平井油管产出剖面测试装置，其特征在于，包括测试管柱和完井管柱，测试管柱包括自上而下依次相互连接的油管、丢手和凸球座封单元，油管外径小于完井管柱的最小内通径，丢手安装在管柱上，并且丢手的外径小于或等于油管的外径，凸球座封单元上设置有中心管接头、凸起球体和引导头，中心管接头的外径小于或等于油管的外径。

2.如权利要求1所述的一种水平井油管产出剖面测试装置，其特征在于，凸起球体的外径与完井管柱滑套球座内径相匹配，并且凸起球体可座封在对应测试段滑套球座上。

3.如权利要求2所述的一种水平井油管产出剖面测试装置，其特征在于，引导头的外径小于或等于油管的外径。

4.如权利要求3所述的一种水平井油管产出剖面测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）根据测试井完井管柱内滑套球座内径，选择合适的油管和油管堵头单元；

设水平井从A靶点至B靶点共压裂N+1段，依次命名为第i段（i=1，2，3，……，N，N+1，N=段数），由于第N+1段一般采用压差滑套，第N+1级管柱内无球座；

设滑套球座内径为d _i ，套管内径d _c ，油管外径为d _T ，级差堵球外径为D _i ；则要求：

①油管外径：d _T ＜Min{d _i }（i=1，2，3，……，N，N=段数）；

②凸起球体外径：当i=1，d ₁ ＜D _i ＜d _c ；

当i=2，3，……，N，d _i ＜D _i ＜d _i-1；

根据油管外径d _T ，优选合适外径的丢手、凸球座封单元中心管和引导头；

（2）第i段（i=1，2，3，……，N，N=段数）测试管柱组配和测试工艺；

根据优选的油管，依次连接丢手和第i段堵头单元，下放管柱至第i段测试滑套附近，缓慢座封在第i段滑套球座上，关闭环空，封堵第1段至第i段之间的所有压裂段，并利用测试管柱对第i+1段至第N+1段之间所有的压裂段进行生产；生产稳定后，分别记录第i段各相流体产量（j=o，g，w）；第i段测试结束后，提出测试管柱并更换堵头为第i+1段堵头单元，下放管柱至第i+1段，按照上述步骤进行测试；同理，进行其余段的测试；

（3）结合测试井各相流体总产量以及测试结果，联立构建方程组并求解各段各相流体产出量；

结合测试井各相流体总产量（j=o，g，w）、各级产出测试结果（j=o，g，w；i=1，2，3，……，N）以及各段各相流体产量（j=o，g，w；i=1，2，3，……，N，N+1），联立建立方程组并求解；

方程组如下：

（1）

（2）

……

（N）

（N+1）

其中，

根据上述方程组，可以分别求解各级各相流体产量（j=o，g，w；i=1，2，3，……，N，N+1）。