CN110206540B - 一种水平井环空产出剖面测试方法和装置 - Google Patents

一种水平井环空产出剖面测试方法和装置 Download PDF

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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环空产出剖面测试方法和装置，其结构简单，测试工艺操作方便，解释方法准确可靠；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、单向阀、丢手和堵头单元，油管外径小于完井管柱的最小内通径，单向阀为设置在管柱上的外径小于或等于油管的单向阀，丢手为设置在管柱上的外径小于或等于油管的机械式丢手，堵球单元带有级差堵球和接头，级差堵球与完井管柱滑套球座内径相匹配。

Description

一种水平井环空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环空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，并在两个裸眼封隔器之间设置投球滑套，在增产改造过程中，通过依次投入从小到大的低密度球，逐级打开滑套，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，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。但是对于裸眼封隔器滑套分段压裂工艺而且，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。为了解决裸眼封隔器滑套分段压裂工艺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现有裸眼封隔器滑套分段压裂工艺技术的基础上，实现水平井产出剖面的水平井环空产出剖面测试方法和装置。
本发明的一种水平井环空产出剖面测试装置，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、单向阀、丢手和堵头单元，油管外径小于完井管柱的最小内通径，单向阀安装在管柱上，并且单向阀的外径小于或等于油管的外径，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。
本发明的一种水平井环空产出剖面测试装置，堵球单元上设置有级差堵球和接头，接头的外径小于或等于油管的外径。
本发明的一种水平井环空产出剖面测试装置，级差堵球与完井管柱滑套球座内径相匹配。
本发明的一种水平井环空产出剖面测试方法，包括以下步骤：
（1）根据测试井完井管柱内滑套球座的内径，选择合适的油管和堵头单元；
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，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；
假设滑套球座内径为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级差堵球外径：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 ，选择合适外径的单向阀、丢手以及各段的堵头单元接头；
（2）第i段（i=1，2，3，……，N，N=段数）测试管柱组配和测试工艺；
根据油管，依次连接单向阀、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，封堵第i+1段至第N+1段之间所有的压裂段；同时利用油套环空对第1段至第i段之间的所有压裂段进行生产，对于油、水井而言，可以利用单向阀进行气举等进行助排作业；环空生产稳定后，分别记录各相流体产量（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）
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：本发明提供了一种水平井环空产出剖面测试管柱和测试方法，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，该方法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套环空分段测试工艺示意图；
附图中标记：1、油管；2、单向阀；3、丢手；4、堵球单元；5、接头；6、级差堵球；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、单向阀2、丢手3和堵球单元4，堵球单元4带有接头5和级差堵球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 ，堵球单元4上级差堵球6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级差堵球6外径D i ：当i=1，则d 1 ＜D i ＜d c ；
当i=2，3，……，N，则d i ＜D i ＜d i-1；
另外，根据油管外径d T ，优选合适外径的单向阀、丢手以及各段的堵头单元接头。
图3是本发明实施例的油套环空分段测试工艺示意图，如图3所示，测试管柱下入至第i段测试滑套附近并座封在滑套球座上，封堵第i+1段与第N+1段之间所有的压裂段，利用油套环空对第1段至第i段之间的压裂段进行生产。环空生产稳定后，分别记录各相流体产量（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。
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）
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 (1)

1.一种水平井环空产出剖面测试方法，其特征在于，所述方法采用了水平井环空产出剖面测试装置，所述水平井环空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、单向阀、丢手和堵球单元，油管外径小于完井管柱的最小内通径，单向阀安装在测试管柱上，并且单向阀的外径小于或等于油管的外径，丢手安装在测试管柱上，并且丢手的外径小于或等于油管的外径；
堵球单元上设置有级差堵球和接头，接头的外径小于或等于油管的外径；
级差堵球与完井管柱滑套球座内径相匹配；
所述方法包括以下步骤：
(1)根据测试井完井管柱内滑套球座的内径，选择合适的油管和堵球单元；
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段采用压差滑套，第N+1级测试管柱内无球座；
滑套球座内径为di，套管内径dc，油管外径为dT，级差堵球外径为Di；则要求：
①油管外径：dT＜Min{di}，i＝1，2，3，……，N；N＝段数；
②级差堵球外径：当i＝1，d1＜Di＜dc；
当i＝2，3，……，N，di＜Di＜di-1；
根据油管外径dT，选择合适外径的单向阀、丢手以及各段的堵球单元接头；
(2)第i段测试管柱组配和测试工艺；
根据油管，依次连接单向阀、丢手和第i段堵球单元，下放测试管柱至第i段测试滑套附近，缓慢座封在第i段滑套球座上，封堵第i+1段至第N+1段之间所有的压裂段；同时利用油套环空对第1段至第i段之间的所有压裂段进行生产，对于油、水井而言，利用单向阀气举进行助排作业；环空生产稳定后，分别记录各级各相流体产量∑Qji，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段堵球单元，下放管柱至第i+1段，继续测试；同理，进行其余段的测试；
(3)结合测试井各相流体总产量∑Qj、各级各相流体产量∑Qji，求解各段各相流体产量Qji。
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