CN110410021B - 一种用于气井的完井测试管柱和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种用于气井的完井测试管柱和方法，该管柱包括油管、设置在油管的外壁上的封隔器、设置在油管的末端的用于防止油管内的压井液漏失的防漏失装置和设置在防漏失装置的内腔中或油管的内腔中的压力计，使用该管柱能保证气井的测试和完井下入一趟便能完成，并能保证安全地取出井下压力计，从而该管柱能有效地应用于气井的完井测试，并尤其适用于高压气井，以避免作业对管柱造成的巨大的作业成本和作业风险，并提高管柱的可靠性。
Description
技术领域
本发明属于石油工程完井和测试技术领域，尤其涉及一种用于气井的完井测试管柱和方法。
背景技术
天然气井在试井测试时需要用压力计测试井下压力数据，以求得地层物性、储量等参数。在低压气井(一般为不超过35MPa)可以采用钢丝或电缆吊测，即用钢丝或者电缆或者连续油管将压力计送入通过油管送入井下，在井下测得压力数据后将压力计取出来。由于压力较低，钢丝或电缆或者连续油管起下过程中可以实现井口密封。
但是，在高压气井(一般高于35MPa)中，钢丝或电缆或连续油管井口密封难以保证，因此难以采用吊测方式。
现有技术中，高压气井通常采用专门的测试管柱，即用油管专门携带压力计下入井中，测压完毕后再起出测试管柱，从而取出压力计，然后再下入完井管柱进行生产。高压气井起下管柱必须进行压井，压井会漏失大量压井液，而且无法把井压稳，只能争取一个作业窗口时间来起下管柱，井控风险极大。并且，测试和完井管柱分开，会增加大量作业成本和作业风险，而且由于测试完毕后须起出测试管柱，因此要求测试采用可取式封隔器，但在高温高压下，可取式封隔器的可靠性不如永久式封隔器，造成测试失败的风险大大增加。
发明内容
针对上述问题的部分或全部，本发明提出了一种用于气井的完井测试管柱和方法。使用该管柱能保证气井的测试和完井下入一趟便能完成，并能保证安全地取出井下压力计。从而该管柱能有效地应用于气井的完井测试，并尤其适用于高压气井，以避免作业对管柱造成的巨大的作业成本和作业风险，并提高管柱的可靠性。
根据本发明的一方面，提供一种用于气井的完井测试管柱，包括：
油管，
设置在油管的外壁上的封隔器，
设置在油管的末端的用于防止油管内的压井液漏失的防漏失装置，
设置在防漏失装置的内腔中或油管的内腔中的压力计。
在一个实施例中，防漏失装置具有：
与油管连通式连接的管状件，
与管状件连接的储藏杯件，
其中，管状件的下端延伸到储藏杯件的内腔中，且储藏杯件与管状件所形成的环空空间与管状件的内腔和外界连通，环空空间与外界连通的第一连通孔位于环空空间与管状件的内腔连通的第二连通孔的上端。
在一个实施例中，管状件的下端面与储藏杯件的底壁抵接，并第二连通孔设置在管状件的侧壁上。
在一个实施例中，储藏杯件的底壁设置为外凸的弧状结构。
在一个实施例中，管状件具有管状的第一部分和处于第一部分的下端并固定连接的第二部分，其中第二部分的通流面积小于第一部分的通流面积，并且储藏杯件的外壁与第一部分的外壁匹配。
在一个实施例中，第一部分与第二部分采用圆弧过渡。
在一个实施例中，第一连通孔设置在储藏杯件的外壁上，且在第一连通孔处设置有筛网。
根据本发明的另一方面，提供一种用于气井的完井测试方法，包括：
步骤一，向气井中下入上述的管柱，并使得封隔器坐封，
步骤二，进行诱喷生产，其中，通过压力计进行压力测试，
步骤三，向所述油管内注入压井液进行压井作业，
步骤四，打捞压力计。
在一个实施例中，在步骤三中，采用的压井液的当量密度构造为压井液的液柱压力低于地层压力。
在一个实施例中，在步骤四中，当气井井口压力降到预值后，压力值稳定10-30分钟后，再打捞压力计。
与现有技术相比，本发明的优点在于：通过在油管的下端设置防漏失装置，使得在压井过程中，压井液不会漏失，同时井下气体不会进入油管内造成气侵。井下气体压力在压井液的平衡下，可以大大降低井口压力，从而可以安全打捞预置在井下的压力计。由此，在下入一趟管柱的情况下，可以完成压力测试和完井，避免了作业对管柱造成的巨大的作业成本和作业风险，提高了管柱的工作可靠性。同时，避免了压井液污染地层造成的产量下降。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：
图1示意性地显示了根据本发明的一个实施例的管柱；
图2示意性地显示了根据本发明的一个实施例的防漏失装置；
图3示意性地显示了根据本发明的另一个实施例的防漏失装置；
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
图1显示了根据本发明的用于气井的完井测试管柱100。如图1所示，管柱100包括油管1、封隔器2、防漏失装置3和压力计4。其中，油管1起到连接和输送作用，用于将管柱100下入到气井中。封隔器2设置在油管1的外壁上。在管柱100下入到位后，封隔器2坐封，用于封隔油管1和套管5之间的环空。防漏失装置3设置在油管1的末端。在压井作业过程中，防漏失装置3用于防止油管1内的压井液漏失，避免气体进入油管1内而造成气侵。压力计4设置在防漏失装置3的内腔中或者油管1的内腔中，用于在诱喷生产过程中，记录井下压力。
从而，通过在油管1的下端设置防漏失装置3，使得在压井过程中，压井液不会漏失，同时井下气体不会进入油管1内造成气侵。井下气体压力在压井液的平衡下，可以大大降低井口压力，从而可以安全打捞预置在井下的压力计4。由此，在下入一趟管柱100的情况下，可以完成压力测试和完井，避免了作业对管柱造成的巨大的作业成本和作业风险，提高了管柱100的工作可靠性。另外，防漏失装置3可以大幅额降低压井液漏失，避免压井液污染地层而造成的产量下降。
在一个实施例中，如图1和3所示，防漏失装置3具有管状件31和储藏杯件32。其中，管状件31成管状，并设置在油管1的末端并与其连通式连接。储藏杯件32与管状件31固定连接。结构上，储藏杯件32的末端封闭，而管状件31的下端通过储藏杯件32的上端开口延伸到储藏杯件32的内腔中。储藏杯件32与管状件31形成环空空间33。并且，该环空空间33与管状件31的内腔以及外界连通。环空空间33与外界连通的第一连通孔34位于环空空间33与管状件31的内腔连通的第二连通孔35的上端。在压井作业过程中，压井液通过油管1进入到管状件31内后，在压力作用下，压井液会通过第二连通孔35折返向上流动而进入到环空空间33内。又由于，压井液(泥浆)的密度比井下气体的密度高，在重力作用下，在防漏失装置3处不会出现气体向上，液体向下流动的置换现象。从而，气体不能进入油管1的内腔而造成气侵，压井液也不会进一步漏出管柱100。
在一个优选的实施例中，如图2所示，管状件31的下端面与储藏杯件32的底壁抵接，第二连通孔35设置在管状件31的侧壁上。从而，压井液通过第二连通孔35进入到环空空间33内。另外，压力计4设置在储藏杯件32的底壁上。上述设置能避免压井液的流动对压力计4造成比较大的冲击，使得压力计4的工作环境更加稳定。当然，需要说明的是，本申请并不限于这种设置，只要是能保证环空空间33与管状件31的内腔和外界连通，且压井液在防漏失装置3处能具有液体折返流动，避免压井液漏失和气体入侵的结构均可以落入本申请的保护范围。例如，如图1和3所示的，管状件31的下端插入到储藏杯件32内后，管状件31的下端面与储藏杯件32的底壁间隔设置，以形成第二连通孔35。第一连通孔34设置在储藏杯件32的侧壁上。
在一个优选的实施例中，如图2和3所示，储藏杯件32的底壁设置为外凸的弧状结构。例如，储藏杯件32的底壁设置为半圆状。通过这种设置能有助于压井液在防漏失装置3内顺利流动。同时，上述设置还能保证管柱100顺利下入到气井中。
优选地，如图2所示，管状件31具有管状的第一部分36和处于第一部分36的下端并固定连接的第二部分37。其中第二部分37的通流面积小于第一部分36的通流面积。也就是，第二部分37为第一部分36的缩颈。另外，储藏杯件32的外壁与第一部分36的外壁匹配。进一步优选地，第一部分36与第二部分37采用圆弧过渡。通过上述设置一方面可以控制防漏失装置3的外径尺寸，以保证管柱100顺利下入气井中；另一方面，可以保证压井液在防漏失装置3内的顺利流动。
在一个实施例中，在第一连通孔34处设置有筛网38。该筛网38可以避免大颗粒杂质等进入到防漏失装置3的内腔中，从而保证压力计4的正常工作。
下面根据图1和2详细描述用于气井的完井测试方法。
首先，向气井中下入管柱100。在管柱100下入到位后，使得封隔器2坐封。由于下入一趟该管柱100便可以完成测试和完井，则该封隔器2可以采用永久封隔器，以保证管柱100的工作可靠性并降低管柱100的生产成本。
然后，进行诱喷生产。其中，压力计4记录井下压力。通过调整地面井口产量，压力计4会记录不同工作制度下的压力曲线。
接着，采用灌注压井液(泥浆)的方式进行压井作业。其中，优选地，所采用的压井液的当量密度构造为压井液的液柱压力低于地层压力，以降低井口压力，同时，使得井口压力大于0MPa，以进行后续放喷生产。通过防漏失装置3的防漏失作用，压井液不会漏失到气井中，油管1内充满压井液，从而降低了井筒储集效应，相当实现了井下关井。此种情况下，可以大幅度提高压力计4的测试质量。
最后，当压力降低预值(压井液的液柱压力减去地层压力)后，并且压力值稳定10-30分钟后，可以用钢丝、电缆或者连续油管打捞压力计4。此处，所述的压力稳定是指井口压力不变或者变化幅度不大于0.2MPa。之后，还可以开井生产，由于井口压力大于0，则不需要诱喷便可以生产。
在一个工程实践中，在某工程中，碳酸盐岩气藏埋深接近8000m，地层温度接近200℃，地层压力约170MPa。通过计算井口关井压力，得接近147MPa。在这种情况下，无法采用钢丝、电缆或者连续油管打捞压力计。在未发明本申请前只能采用测试完井两趟管柱来取得井下压力资料，测试费用极高，而且该区块为缝洞型气藏，含H2S和CO2，完井测试时气窜速度快，压井液漏失量大，循环排气时间长，井控难度极大，因此测试风险极大。
但是，采用本申请管柱100以及使用该管柱100的完井测试方法，在油管1上安放防漏失装置3，同时在防漏失装置3的内腔中预置压力计4。管柱100下入气井，封隔器2坐封后开始生产，压力计4记录井下压力。期间，根据需要可以进行多次压井放喷。如果防漏失装置3位置在7000m，井底压力170MPa，压井液(泥浆)密度1.8kg/m3，则液柱压力为126MPa，井口压力只有170-126＝44MPa。这种情况下就可以用钢丝、电缆或者连续油管安全打捞出压力计4。压力计4打捞出来后，由于井口压力有44MPa。因此不须诱喷，打开井口即可进行放喷生产。由此，使用该管柱100能减少作业次数，大大降低作业费用，同时降低了作业过程中的井控风险。另外，可以大幅额降低泥浆漏失，避免泥浆污染地层而造成的产量下降。
本申请中，方位用语“上”和“下”均以管柱100的实际工作方位为参照。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (9)
1.一种用于气井的完井测试管柱，其特征在于，包括：
油管，
设置在所述油管的外壁上的封隔器，
设置在所述油管的末端的用于防止所述油管内的压井液漏失的防漏失装置，
设置在所述防漏失装置的内腔中或油管的内腔中的压力计，
其中，所述防漏失装置具有：
与所述油管连通式连接的管状件，
与所述管状件连接的储藏杯件，
其中，所述管状件的下端延伸到所述储藏杯件的内腔中，且所述储藏杯件与所述管状件所形成的环空空间与所述管状件的内腔和外界连通，所述环空空间与外界连通的第一连通孔位于所述环空空间与所述管状件的内腔连通的第二连通孔的上端。
2.根据权利要求1所述的管柱，其特征在于，所述管状件的下端面与所述储藏杯件的底壁抵接，所述第二连通孔设置在所述管状件的侧壁上。
3.根据权利要求1或2所述的管柱，其特征在于，所述储藏杯件的底壁设置为外凸的弧状结构。
4.根据权利要求1或2所述的管柱，其特征在于，所述管状件具有管状的第一部分和处于所述第一部分的下端并固定连接的第二部分，其中所述第二部分的通流面积小于所述第一部分的通流面积，并且所述储藏杯件的外壁与所述第一部分的外壁匹配。
5.根据权利要求4所述的管柱，其特征在于，所述第一部分与所述第二部分采用圆弧过渡。
6.根据权利要求4所述的管柱，其特征在于，所述第一连通孔设置在所述储藏杯件的外壁上，且在所述第一连通孔处设置有筛网。
7.一种用于气井的完井测试方法，其特征在于，包括：
步骤一，向气井中下入根据权利要求1到6中任一项所述的管柱，并使得所述封隔器坐封，
步骤二，进行诱喷生产，其中，通过所述压力计进行压力测试，
步骤三，向所述油管内注入压井液进行压井作业，
步骤四，打捞所述压力计。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在步骤三中，采用的压井液的当量密度构造为压井液的液柱压力低于地层压力。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，在步骤四中，当气井井口压力降到预值后，压力值稳定10-30分钟后，再打捞所述压力计。
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| GR01 | Patent grant | ||
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