CN111963153A - 一种复合连续管缆水平井出水段测试系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种复合连续管缆水平井出水段测试系统及方法,通过上部液压封隔器总成和下部液压封隔器总成可以将油井套管中任意段位置进行封隔,通过潜油电动柱塞泵抽取油井套管中液体,分析封隔器座封后井下潜油电动柱塞泵输送至地面的液体可以直观的观察到是纯水、含油水、含水油、以及产液量和各段的出液情况;并通过井下温压传感器总成测试封隔段温度和压力,可以从采出液及各段射孔段压力和温度变化进一步说明是否是出水段,以便采取相应的治理措施,避免油气田水平井生产中出现产液含水快速升高直至形成暴性水淹,而影响油水井正常生产。
Description
技术领域
本发明属于油气田开发技术领域,涉及油气田开发中的水平井治理技术,特别涉及一种复合连续管缆水平井出水段测试系统及方法。
背景技术
油田开发过程中各个油田都在投入水平井采油,水平井采油到一定时间含水会快速上升,一旦有一个射孔段出水,由于水流速度比原有的速度快,其它段的原油被水压住出不来,直至形成爆性水淹,严重影油田正常开发。为了水平井能正常生产必须找到出水段进行封堵。
常规的水平井找水方法有:
1、水平井生产测试技术,储层/段参数评价技术,两种方法都需要连续油管作业配合,而国内水平井工艺仍处于快速发展阶段,由于其大部分采用小直径完井井身结构及完井生产管柱自身设计问题,生产时测试仪器难以下入井内,水平井产出剖面测试存在相当大的难度,作业费用高。
2、水平取样技术,根据生产段的多少使用多套封隔器和电动取样器,作业采用常规管柱将封隔器和取样器送至水平段,封隔器座封后地面控制取样器开启,取样周期长,井底电池消耗影响取样效果。
水平井找水技术的趋势主要在两方面:一是完井方式及完井生产管柱的设计上;二是研制出国产的测试仪器及完善配套的连续油管输送工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复合连续管缆水平井出水段测试系统及方法,快速高效的实现不同结构、不同水平段长度和不同开采段数量的各类水平井出水段测试。
为实现上述目的,本发明所采用的技术方案是:
一种复合连续管缆水平井出水段测试系统,由地面设备和井下工具两部分组成;
所述地面设备包括连续油管作业车、采出液储存测试罐、地面液压站、复合管缆地面分离器和地面控制监测系统;连续油管作业车用于将复合连续管缆和井下工具投放到井中,连续油管车输出复合管缆与复合管缆地面分离器连接;连续油管车输出复合管缆内部的管缆在复合管缆地面分离器进行分离,复合管缆地面分离器通过地面注水管线与采出液储存测试罐连接,复合管缆地面分离器通过地面液压管线与地面液压站连接,复合管缆地面分离器通过地面控制监测系统总线与地面控制监测系统连接;
所述井下工具包括井下温压传感器总成、上部液压封隔器总成、潜油电动柱塞泵、下部液压封隔器总成、油井套管和尾部堵头;连续油管作业车投放的复合连续管缆置于油井套管中并依次连接位于油井套管中井下温压传感器总成、上部液压封隔器总成、潜油电动柱塞泵、下部液压封隔器总成和尾部堵头;
通过连续油管作业车将复合连续管缆输及井下工具送至油井套管中,通过井下温压传感器总成连续测试井筒中的压力和温度,井下工具下放到指定位置后通过地面液压站向上部液压封隔器总成和下部液压封隔器总成冲压使两个封隔器处于座封状态,启动潜油电动柱塞泵进行液体泵出作业,记录泵出时间,监测泵出液类型,地面连续取样分析油水比例,完成水平段测试。
进一步,所述复合连续管缆包括外部连续管、井下复合管缆内液压管线、井下复合管内测控缆线和固定架;
多根井下复合管缆内液压管线、井下复合管内测控缆线、按外部连续管的内径尺寸复合成型形成小型复合管缆,小型复合管缆通过固定架固定在外部连续管中,外部连续管中剩余空间作为潜油电动柱塞泵输出液体通道。
进一步,多根井下复合管缆内液压管线、井下复合管内测控缆线复合成型形成圆弧状小型复合管缆,圆弧状小型复合管缆采用电缆固定卡固定在外部连续管的一侧内壁上;
或者多根井下复合管缆内液压管线、井下复合管内测控缆线复合成型形成圆柱状小型复合管缆,圆柱状小型复合管缆通过分段设置的支架和套在圆柱状小型复合管缆上的固定环固定在外部连续管内部中心位置。
进一步,所述复合管缆地面分离器包括分离器外壳、输入端堵头、输入端外压紧帽、输入端内压紧帽、多功能复合连续管缆固定卡瓦、输出端堵头、小直径连续管密封柱和电缆密封柱;
所述分离器外壳为圆筒结构,输入端堵头和输出端堵头分别通过螺栓固定在分离器外壳两端在分离器外壳内形成密封腔体,多功能复合连续管缆内部的管缆在密封腔体内进行分离;
所述输入端堵头上开设有根据多功能复合连续管缆直径确定的连续管缆输入孔,多功能复合连续管缆接入连续管缆输入孔内,在分离器外壳内部的多功能复合连续管缆采用安装的输入端内压紧密封圈的输入端内压紧帽固定,在分离器外壳外部的多功能复合连续管缆上镶入多功能复合连续管缆固定卡瓦后通过输入端外压紧帽紧固在输入端堵头上;
所述输出端堵头上根据多功能复合连续管缆复合的小直径连续管数量和电缆数量开设有对应数量的输出孔,多功能复合连续管缆的内部小直径连续管和电缆分别安装小直径连续管密封柱和电缆密封柱后用密封柱外压紧帽固定在输出端堵头上、从输出端堵头的对应输出孔引出,所述输出端堵头上还开设有作为潜油泵输出液体通道的输出口,该输出口上连接有输出短节。
进一步,所述上部液压封隔器总成和下部液压封隔器总成分别由地面液压站提供压力通过各自的液压管线连接,在地面压力的作用下封隔器座封,上部液压封隔器总成和下部液压封隔器总成结构相同,包括内管、前端固定套、胶套、后端固定套、前端接头、后端接头和封隔器液压管线
所述内管为圆管型部件,前端固定套、胶套、后端固定套组成的封隔器隔离体安装在内管的外壁上,前端固定套和后端固定套将胶套两端与内管外壁密封固定,在胶套内壁和内管外壁之间形成密封空间,内管、前端固定套或后端固定套上开设有与该密封空间连通的液压油注入孔,封隔器液压管线a通过液压油注入孔与密封空间连通向密封空间注入或卸出液压油;用于与管柱或测试工具连接的前端接头和后端接头分别连接在内管两端。
进一步,所述内管中间部位开设有液压油注入孔,封隔器液压管线与液压油注入孔连通并由内管内引出;
或者所述前端固定套上开设有液压油注入孔,封隔器液压管线固定在前端固定套上与液压油注入孔连通。
进一步,所述连续油管作业车将复合连续管缆输和井下工具送至油井套管中通过作业井口防喷器固定在油井套管上。
进一步,所述地面控制监测系统由地面控制系统控制监测单元、地面控制系统纪录单元、场地供电引入电源线、地面控制监测系统总线、井下供电分线、液压站控制监测系统分线、液压站控制监测系统分线组成。
进一步,所述地面控制系统控制监测单元由第一控制器、第二控制器、第三控制器、第四控制器、第五控制器、第六控制器组成;
所述第一控制器通过第一输出端子连接地面控制监测系统总线中的液压站控制监测系统分线控制液压站启动及频率调整;
所述第二控制器通过第二输出端子连接地面控制监测系统总线中的注水系统控制监测分线控制液压站压力传感器;
所述第二控制器通过输出端子连接地面控制监测系统总线中的井下供电分线控制井下上部封隔器压力测试;
所述第三控制器通过第三输出端子连接地面控制监测系统总线中的液压站控制监测系统分线实现地面液压管线的液压站压力传感器的信号传输;
所述第四控制器通过第四输出端子连接地面控制监测系统总线中的井下供电分线控制井下潜油电动柱塞泵;
所述第五控制器通过第五输出端子连接地面控制监测系统总线中的井下供电分线实现井下温压传感器总成的控制及信号返回传输;
所述第六控制器通过第六输出端子连接地面控制监测系统总线中的采出地面管线流量传感器分线控制出水管线上的采出液管线流量传感器控制及信号传输;
所述地面控制系统纪录单元由第一记录端口记录采出液管线流量传感器输出的瞬时流量和累计产液量数据;
第二记录端口记录井井下潜油电动柱塞泵运行参数输出的电流、电压、冲刺、冲程数据;
第三记录端口记录液压站压力传感器输出的液压站输出压力及井下封隔器保压数据;
第四记录端口记录井下温压传感器总成输出的井筒中温度压力数据。
一种复合连续管缆水平井出水段测试方法,包括如下步骤:
(1)分析出水井所处区块的地质资料和井史资料,判断出水原因,设计水平井出水段测试实施方案;
(2)起出井内原有生产管柱,进行洗井并校深水平井井底深度;
(3)将复合连续管缆水平井出水段测试设备运输到施工现场,按设计方案摆放并连接地面管线及动力系统;
(4)将复合连续管缆水平井出水段测试井下工具连接好,地面检查井下工具运行正常,将井下工具下入井中,用临时悬挂放置井口;
(5)启动连续油管作业车,用注入头将复合管缆头输送至井下工具位置,连接复合管缆和井下工具的所有连接点;
(6)开启井下井下温压传感器总成,连续测试井筒中的压力和温度,并与复合连续管缆下井深度对应;整个作业规程中井下温度、压力测试持续进行;
(7)用连续油管作业车将井下工具通过作业井口防喷器下至设计施工第一位置,停止下放作业;
(8)启动地面液压站,开启下部液压封隔器供压阀门,加压使下部液压封隔器座封,保持压力;
(9)开启上部液压封隔器阀门,加压使上部液压封隔器座封,保持压力,使上、下两个封隔器处于座封状态;
(10)启动井下潜油电动柱塞泵开始进行液体泵出作业,记录泵出时间,监测泵出液类型,地面连续取样分析油水比例;达到设计泵出量后停泵;
(11)启动地面液压站,开启上、下两个液压封隔器阀门,封隔器泄压解封;
(12)启动连续油管作业设备,按设计将井下工具下方或提升至第二个水平段测试位置;
(13)重复步骤(8)~步骤(11)进行第二个设计水平段的测试作业;
(14)重复步骤(8)~步骤(12)步骤进行下一个设计水平段的测试作业;
(15)重复步骤(8)~步骤(13)依次测试其它剩余水平测试设计段的测试作业,直至完成所有设计水平段的测试。
本发明的复合连续管缆水平井出水段测试系统及方法,通过上部液压封隔器总成和下部液压封隔器总成可以将油井套管中任意段位置进行封隔,通过潜油电动柱塞泵抽取油井套管中液体,分析封隔器座封后井下潜油电动柱塞泵输送至地面的液体可以直观的观察到是纯水、含油水、含水油、以及产液量和各段的出液情况;并通过井下温压传感器总成测试封隔段温度和压力,可以从采出液在管柱中压力和井筒温度变化进一步说明是否是出水层段。
能够在不同深度,不同水平井水平方向长度、不同数量水平段、不同套管尺寸、不同压力温度的水平井出水段测试需要,避免油气田水平井生产中出现产液含水快速升高直至形成暴性水淹,而影响油水井正常生产。适应不同深度,不同水平井水平方向长度、不同数量水平段、不同套管尺寸、不同压力温度的水平井出水段测试。
所述复合连续管缆水平井出水段测试系统及方法适应其他行业不同管线走向出水段测试。
本发明的测试方法,测试结果分析封隔器座封后井下潜油电动柱塞泵输送至地面的液体可以直观的观察到是纯水、含油水、含水油、以及产液量和各段的出液情况。采用一次下工具管柱,地面控制分段座封采液,直接观察每一段采出液的类型和含水率,同时监测井筒压力和温度变化。确定具体出水生产段。连续复合管缆水平井找水技术完全可以满足水平出水生产段的测试要求。为油田水平井正常生产和提高产能提供有力的技术支持。
附图说明
图1复合连续管缆水平井出水段测试系统总成图
图2井下工具示意图
图3是复合连续管缆截面图1
图4是复合连续管缆截面图2
图中:17-1-外部连续管;17-2-支架;17-3-固定环;17-4-电缆固定卡。
图5复合管缆地面分离器总体结构轴向剖面图
图6输出端小直径连续管密封柱轴向剖面图
图7输出端电缆密封柱轴向剖面图
图中:7-1-分离器外壳;7-2-输入端堵头;7-3-输入端外压紧帽; 7-4-输入端内压紧帽;7-5-多功能复合连续管缆固定卡瓦;7-6-输入端内六方紧固螺栓;7-7-输入端堵头密封圈;7-8-输入端内压紧密封圈; 7-9-输出端堵头;7-10-小直径连续管密封柱;7-12-输出端内六方紧固螺栓;17-复合连续管缆;7-15-密封柱外压紧帽;7-16-电缆密封柱壳体;7-17-小直径连续管密封柱壳体;7-18-电缆密封柱内压紧帽; 7-19-电缆密封柱密封环;7-20-密封柱内O型密封圈;7-21-密封柱外部垫圈;7-22-密封柱外部O型密封圈
图8内部加压型液压封隔器结构图
图9外部加压型液压封隔器结构图
图中:a1-内管;a2-前端固定套;a3-胶套;a4-后端固定套;a5- 前端接头;a6-后端接头;a7-封隔器液压管线;a8-O型密封圈。
图10地面控制监测系统示意图
图11地面控制系统控制监测单元框图
图12地面控制监测系统记录单元框图
图13措施施工流程框图
附图标记:
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述,但不作为对本发明的限定。
如图1和图2所示,本发明复合连续管缆水平井出水段测试系统由地面设备1和井下工具2两部分组成;
所述地面设备1包括连续油管作业车3、采出液储存测试罐11、地面液压站6、复合管缆地面分离器7和地面控制监测系统18;连续油管作业车3用于将复合连续管缆17投放到井下工具2中,连续油管车输出复合管缆13与复合管缆地面分离器7连接;连续油管车输出复合管缆13内部的管缆在复合管缆地面分离器7进行分离,复合管缆地面分离器7通过地面注水管线8与采出液储存测试罐11连接,复合管缆地面分离器7通过地面液压管线与地面液压站6连接,复合管缆地面分离器7通过地面控制监测系统总线19与地面控制监测系统18连接;
所述井下工具2包括井下温压传感器总成28、上部液压封隔器总成32、潜油电动柱塞泵34、下部液压封隔器总成37、油井套管22 和尾部堵头39;连续油管作业车3投放的复合连续管缆17置于油井套管22中并依次连接位于油井套管22中井下温压传感器总成28、上部液压封隔器总成32、潜油电动柱塞泵34、下部液压封隔器总成 37和尾部堵头39;
通过连续油管作业车3将复合连续管缆17输送至油井套管22中,通过井下温压传感器总成28测试井筒中的压力和温度,井下工具2 下放到指定位置后通过地面液压站6向上部液压封隔器总成32和下部液压封隔器总成37冲压使两个封隔器处于座封状态,启动潜油电动柱塞泵34进行液体泵出作业,记录泵出时间,监测泵出液类型,地面连续取样分析油水比例,完成水平段测试。
所述复合连续管缆17由外径50.8~88.9mm耐腐蚀连续管部集成通经6~10mm液压管线和多芯测控电缆组成。连续油管作业注入头5 为相应连续油管作业车配套的注入头。地面液压站6根据液压封隔器和井深不同选择不同输出压力的液压站。由液压站6、压力传感器15 组成。
井下温压传感器总成28由耐压25MPa以上、耐温150℃的压力传感器和温度传感器集成安装在耐腐蚀的钢制壳体内。
地面采出液储存测量罐11及连接储液罐的管线和流量传感器,其特钢制10m3储液罐内部分为不同高低的三个隔断,进口连接至复合管缆地面分离器输出端,管线上装有流量传感器,测量采出液的瞬时流量和累计产液量。
连续油管作业车适应不同井深和地层压力的连续油管作业车。
地面液压站6最高压力达到75MPa,满足不同深度水平井施工需要,包括电动液压站、每个输出管线控制阀门、每个输出管线上的压力传感器和地面液压管线连接至复合管缆地面分离器中的液压管线。
复合管缆悬挂器26采用高强度金属制成的卡瓦式连接悬挂,金属密封加O型圈密封,腔体内空间可容纳多个液压管线连接器和测控电缆连接器。
井下温压传感器总成28包括耐高温压力传感器和耐高压温度传感器各一个,集成密封在留有注水通道的壳体内,其密封采用两道耐油、耐高温O型橡胶密封圈,引线连接至复合连续管缆中的测控电缆,可实现连续测量和间断测量,同时输出不同位置的压力和温度。
上部液压封隔器上接头采用耐腐蚀金属制成并可承受75MPa的压力,两端采用螺纹连接,耐腐蚀、耐油、耐高温O型橡胶密封圈密封,用于连接上部液压封隔器总成和传感器总成。
上部液压封隔器液压管线采用通径6-10mm不锈钢管线,一端从液压封隔器内壁连接至封隔器上,另一端通过井下液压管线连接器连接至复合连续管缆内部集成的液压管线。
上部液压封隔器总成采用地面液压站提供液压源,用液压产生的高压进行座封,进口利用螺纹连接至上部接头,出口端有螺纹连接下接头,出口液压管线从内部引出通过上部接头连接至复合连续管缆内集成的液压管线。
上部液压封隔器下接头采用耐腐蚀金属制成并可承受75MPa的压力,两端采用螺纹连接,耐腐蚀、耐油、耐高温O型橡胶密封圈密封,用于连接上部液压封隔器总成和液压管线导出短节,液压管线导出短节利用螺纹连接至井下潜油电动柱塞泵总成出口端。
井下潜油电动柱塞泵35使用直径90mm外径潜油电动柱塞泵尾部连接进液花管,进液花管圆周均匀分布有直径5~10mm通孔,长度 3~5m,两端采用油管螺纹上端连接至潜油电动柱塞泵的进液口,下端连接至下部液压封隔器的一端。
下部液压封隔器上接头采用耐腐蚀金属制成并可承受75MPa的压力,两端采用油管螺纹连接,用于连接两封隔器连接间花管和下部液压封隔器总成。
下部液压封隔器液压管线采用通径6~10mm不锈钢管线,一端从液压封隔器内壁连接至封隔器上,另一端经过泵下部花管和潜油电动柱塞泵的外壁连接上部封隔器尾部的液压管线导出短节导出的液压管线,通过该短接将液压管线导入至上部封隔器内腔,穿过上部封隔器连接至复合连续管缆内部集成的液压管线。
下部液压封隔器总成采用地面液压站提供液压源,用液压产生的高压进行座封;进口利用螺纹连接至上部接头,出口端有螺纹连接下接头;液压管线从外侧引出。
下部液压封隔器下接头采用耐腐蚀金属制成并可承受75MPa的压力,两端采用螺纹连接,耐腐蚀、耐油、耐高温O型橡胶密封圈密封,用于连接下部液压封隔器总成和尾部堵头。
尾部堵头39采用耐腐蚀金属制造成型,一端为油管螺纹,另一端为密封的半球状或圆锥,油管螺纹端连接至下部封隔器下接头。
如图3所示,多功能复合连续管缆由外部连续管17-1、井下复合管缆内液压管线23、井下复合管内测控缆线24、支架17-2、固定环17-3和电缆固定卡17-4组成。
如图3所示,将多根井下复合管缆内液压管线23、井下复合管内测控缆线24按外部连续管的内径尺寸复合成型形成圆弧状小型复合管缆,再用激光焊接的工艺将电缆固定卡17-4卡住圆弧型复合管缆固定在外部连续管17-1的一侧内壁上,外部连续管使用激光焊接成型,外部连续管17-1中剩余空间作为潜油泵输出液体通道。
如图4所示,或者将多根井下复合管缆内液压管线23、井下复合管内测控缆线24按外部连续管的内径尺寸复合成型形成圆柱状小型复合管缆,再分段用支架17-2和固定环17-3采用激光焊接的技术将圆柱状小型复合管缆固定在外部连续管17-1内部中心位置,外部连续管17-1使用激光焊接成型,外部连续管17-1中围绕中心剩余的其他空间作为潜油泵输出液体通道。
如图5所示,地面复合管缆分离器7由耐高压、耐腐蚀全金属制成的一个连续管缆进口,一个连续管出口,多个液压管线出口,一个测控电缆出口,所有密封采用金属密封加耐腐蚀、耐油、耐高温橡胶密封,所有部件之间采用螺纹连接和压紧。
管缆地面分离器包括分离器外壳7-1、输入端堵头7-2、输出端堵头7-9、多功能复合连续管缆固定卡瓦7-5、压紧冒、小直径连续管密封柱7-10和电缆密封柱以及各密封面处的O型密封圈组成,根据使用环境不同选择不同的合金材质制成。
输入端堵头7-2上开设有根据配合多功能复合连续管缆直径确定的连续管缆输入孔,多功能复合连续管缆接入输入端堵头的连续管安装孔内,多功能复合连续管缆在分离器外壳7-1内部采用安装的输入端内压紧密封圈7-8的输入端内压紧帽7-4的固定,在分离器外壳7-1 外部的多功能复合连续管缆上镶入多功能复合连续管缆固定卡瓦7-5 后用输入端外压紧帽7-3紧固在输入端堵头7-2上,输入端堵头7-2 安装输入端堵头密封圈7-7后用输入端内六方紧固螺栓7-6固定在分离器外壳7-1的输入端。
输出端堵头7-9根据多功能复合连续管缆复合的小直径连续管的数量和电缆数量在输出端堵头断面加工有对应数量的输出孔,多功能复合连续管缆的内部管缆分别安装电缆密封柱和小直径连续管密封柱7-10后用密封柱外压紧帽7-15固定在输出端堵头7-9上,从输出端堵头7-9的对应输出孔引出,同时断面加工一个50.8mm的输出口作为潜油泵输出液体通道,该输出口上连接50.8mm输出短节,输出端堵头7-9周边配合分离器外壳7-1加工有对应壳体断面沉孔螺纹尺寸和个数的沉孔螺栓孔。
输出端堵头7-9用输出端内六方紧固螺栓7-12将输出端堵头7-9 固定在分离器外壳7-1的另一端。分离器外壳7-1、输入端堵头7-2 和输出端堵头7-9总体形成一个密封腔体,多功能复合连续管缆内部的管缆在腔体内进行分离,腔体空间为主连续管输出预留空间。
如图6所示,小直径连续管密封柱采用316L不锈钢加工成型,包括小直径连续管密封柱壳体7-17、密封柱外压紧帽7-15、密封柱外部垫圈7-21、密封柱内O型密封圈7-20、密封柱外部O型密封圈 7-22组成。其中小直径连续管密封柱壳体7-17采用316L不锈钢加工成型,一端加工有外螺纹,另一端加工成带反向锥度的断面中部连段加工有1.5x1.5mm密封槽;密封柱外压紧帽7-15采用316L不锈钢加工成型,一端内径加工有1.5x1.5mm密封槽。
如图7所示,电缆密封柱采用316L不锈钢加工成型,包括电缆密封柱壳体7-16、电缆密封柱内压紧帽7-18、密封柱外部垫圈7-21、密封柱外压紧帽7-15、电缆密封柱密封环7-19、密封柱内O型密封圈7-20、密封柱外部O型密封圈7-22组成。其中电缆密封柱壳体7-16采用316L不锈钢加工成型,一端加工有外螺纹,另一端加工成带反向锥度外端加工有外螺纹和内部锥度密封面,壳体内中部两端加工有 1.5x1.5mm密封槽;密封柱外压紧帽7-15采用316L不锈钢加工成型,一端内径加工有1.5x1.5mm密封槽,电缆密封柱内压紧帽7-18加工有内螺纹,电缆密封柱密封环7-19采用聚四氟乙烯加工成具有外部锥形的环状部件,密封圈根据各个位置尺寸配套标准件。
上部液压封隔器总成32和下部液压封隔器总成37分别由地面液压站6提供压力通过各自的液压管线连接,在地面压力的作用下封隔器座封;两个封隔器可以同时座封,也可分别单个座封,封隔器座封后液压站6保持压力。
如图8和图9所示,液压封隔器包括内管a1、前端固定套a2、胶套a3、后端固定套a4、前端接头a5、后端接头a6、封隔器液压管线a7和O型密封圈A8。根据封隔器液压管线a7设置位置的不同,本发明分为内部加压型和外部加压型两种加压类型。
如图8所示,内管a1为两端分别加工有两道密封槽、两端部加工有连接螺纹、中间部位加工有液压油注入孔的圆管型部件。
前端固定套a2的一端采用硫化压胶工艺和胶套a3连接,胶套a3 的另一端同样采用流花压胶工艺连接后端固定套a4的一端;由前端固定套a2、胶套a3、后端固定套a4组成的封隔器隔离体安装在两端各装有两道O型密封圈A8的内管a1的外壁上,封隔器液压管线a7与内管a1中间部位开设的液压油注入孔连通并由内管a1内引出,胶套a3内壁和内管a1外壁形成一个耐压密封空间,为液压油提供工作环境,封隔器液压管线a7通过内管a1上开设的液压油注入孔与密封空间连通。
前端接头a5一端加工有和内管a1连接的螺纹,另一端加工有和管柱连接的螺纹;后端接头a6一端加工有和内管a1连接的螺纹,另一端加工有和管柱或连接其它测试工具配合连接的螺纹。内管a1两端分别螺纹连接的前端接头a5和后端接头a6将封隔器隔离体固定在内管a1上,前端接头a5和后端接头a6作用下与封隔器隔离体一起形成液压封隔器整体。
如图9所示,与图8中封隔器结构不同在于,前端固定套a2上按封隔器液压管线a7的尺寸开设有液压油注入孔,封隔器液压管线 a7用激光焊固定在前端固定套a2上通过液压油注入孔与胶套a3内壁和内管a1外壁之间的密封空间连通,封隔器液压管线a7位于内管a1 外部。
如图10所示,所述地面控制监测系统18由地面控制系统控制监测单元52、和地面控制系统纪录单元53、场地供电引入电源线、地面控制监测系统总线19、井下供电分线、液压站控制监测系统分线 20、液压站控制监测系统分线21组成。地面控制监测系统同时控制井下潜油电动柱塞泵、井下温压传感器地面液压站,同时监测采出液管线流量和液压站控制的液压封隔器压力变化。
如图11和图12所示,所述地面控制系统控制监测单元52由第一控制器40、第二控制器41、第三控制器42、第四控制器43、第五控制器44、第六控制器45组成;所述第一控制器40通过第一输出端子46连接地面控制监测系统总线19中的液压站控制监测系统分线 20控制液压站6启动及频率调整;
所述第二控制器41通过第二输出端子47连接地面控制监测系统总线19中的注水系统控制监测分线控制液压站压力传感器15;
所述第二控制器41通过输出端子连接地面控制监测系统总线19 中的井下供电分线12控制井下上部封隔器32压力测试;
所述第三控制器42通过第三输出端子连接地面控制监测系统总线19中的液压站控制监测系统分线20实现地面液压管线的液压站压力传感器15的信号传输;
所述第四控制器43通过第四输出端子连接地面控制监测系统总线19中的井下供电分线12控制井下潜油电动柱塞泵35;所述第五控制器44通过第五输出端子连接地面控制监测系统总线20中的井下供电分线12实现井下温压传感器总成28的控制及信号返回传输;
所述第六控制器45通过第六输出端子连接地面控制监测系统总线19中的采出地面管线流量传感器分线21控制出水管线上的采出液管线流量传感器4控制及信号传输;
所述地面控制系统纪录单元由第一记录端口记录采出液管线流量传感器4输出的瞬时流量和累计产液量数据;
第二记录端口记录井井下潜油电动柱塞泵35运行参数输出的电流、电压、冲刺、冲程数据;第三记录端口记录液压站压力传感器 15输出的液压站输出压力及井下封隔器保压数据;第四记录端口记录井下温压传感器总成28输出的井筒中温度压力数据。
如图13所示,本发明的复合连续管缆水平井出水段测试方法,包括下列措施步骤:
(1)分析套漏井的所处区块的地质资料和井史资料,判断出水原因,设计水平井出水段测试实施方案。
(2)起出井内原有生产管柱,进行洗井并校深水平井井底深度。
(3)复合连续管缆水平井出水段测试设备到施工现场,按设计方案摆放并连接地面管线及动力系统。
(4)复合连续管缆水平井出水段测试井下工具连接,地面检查工具串运行正常。工具串下入井中,用临时悬挂放置井口。
(5)启动连续油管作业车,用注入头井复合管缆头输送至井下工具位置,连接复合管缆和井下工具的所有连接点。
(6)开启井下压力、温度传感器测控装置,连续测试井筒中的压力和温度,并与复合连续管缆下井深度对应;整个作业规程中井下温度、压力测试持续进行。
(7)用连续油管作业车将井下工具通过作业井口防喷器下至设计施工第一位置,停止下放作业。
(8)启动地面液压站,开启下部液压封隔器供压阀门,加压使下部液压封隔器座封,保持压力。
(9)开启上部液压封隔器阀门,加压使上部液压封隔器座封,保持压力。使上、下两个封隔器处于座封状态。
(10)启动井下潜油电动柱塞泵开始进行液体泵出作业,记录泵出时间,监测泵出液类型,地面连续取样分析油水比例;达到设计泵出量后停泵。
(11)启动地面液压站,开启上、下两个液压封隔器阀门,封隔器泄压解封
(12)启动连续油管作业设备,按设计将井下工具下方或提升至第二个水平段测试位置。
(13)重复(8)(9)(10)(11)步骤进行第二个设计水平段的测试作业。
(14)重复(8)(9)(10)(11)(12)步骤进行下一个设计水平段的测试作业。
(15)重复(8)(9)(10)(11)(12)(13)步骤依次测试其它剩余水平测试设计段的测试作业,直至完成所有设计水平段的测试。
根据测试结果分析封隔器座封后井下潜油电动柱塞泵输送至地面的液体可以直观的观察到是纯水、含油水、含水油、以及产液量和各段的出液情况。根据测试结果分析地面液体储存罐进行连续取样分析产出液的油水比例。测试过程中压力、温度连续测量,分析出水象时可以从采出液在管柱中压力和井筒温度变化进一步说明是否是出水层段。
该方法适应不同深度,不同水平井水平方向长度、不同数量水平段、不同套管尺寸、不同压力温度的水平井出水段测试。
所有操作均为地面操作,井下工具由连续油管作业设备输送至测试点;井下封隔器由地面液压站控制;分段进行产液测试,每段产出液在地面进行计量和含水分析。
测试结果分析每段在封隔器座封后液体单独由井下潜油电动柱塞泵输送至地面进行计量和含水分析,每段采出量不少于连续复合管缆内部容积的2倍,主要观察分析采出量在连续复合管缆容积1倍以后的液体。如果采出液是纯水,现场直接观察就可确定是出水层,通了流量传感器可以确定瞬时产液流量和累计产液量,液体储存计量罐可储存采出液体;如果某一段长时间不出液可判断为低产或无液段;
参照上述实施例对本发明进行了详细说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,其均应涵盖在本权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种复合连续管缆水平井出水段测试系统,其特征在于:由地面设备(1)和井下工具(2)两部分组成;
所述地面设备(1)包括连续油管作业车(3)、采出液储存测试罐(11)、地面液压站(6)、复合管缆地面分离器(7)和地面控制监测系统(18);连续油管作业车(3)用于将复合连续管缆(17)和井下工具(2)投放到井中,连续油管车输出复合管缆(13)与复合管缆地面分离器(7)连接;连续油管车输出复合管缆(13)内部的管缆在复合管缆地面分离器(7)进行分离,复合管缆地面分离器(7)通过地面注水管线(8)与采出液储存测试罐(11)连接,复合管缆地面分离器(7)通过地面液压管线与地面液压站(6)连接,复合管缆地面分离器(7)通过地面控制监测系统总线(19)与地面控制监测系统(18)连接;
所述井下工具(2)包括井下温压传感器总成(28)、上部液压封隔器总成(32)、潜油电动柱塞泵(34)、下部液压封隔器总成(37)、油井套管(22)和尾部堵头(39);连续油管作业车(3)投放的复合连续管缆(17)置于油井套管(22)中并依次连接位于油井套管(22)中井下温压传感器总成(28)、上部液压封隔器总成(32)、潜油电动柱塞泵(34)、下部液压封隔器总成(37)和尾部堵头(39);
通过连续油管作业车(3)将复合连续管缆(17)和井下工具(2)输送至油井套管(22)中,通过井下温压传感器总成(28)连续测试井筒中的压力和温度,井下工具(2)下放到指定位置后通过地面液压站(6)向上部液压封隔器总成(32)和下部液压封隔器总成(37)冲压使两个封隔器处于座封状态,启动潜油电动柱塞泵(34)进行液体泵出作业,记录泵出时间,监测泵出液类型,地面连续取样分析油水比例,完成水平段测试。
2.根据权利要求1所述的复合连续管缆水平井出水段测试系统,其特征在于:所述复合连续管缆(17)包括外部连续管(17-1)、井下复合管缆内液压管线(23)、井下复合管内测控缆线(24)和固定架;
多根井下复合管缆内液压管线(23)、井下复合管内测控缆线(24)、按外部连续管的内径尺寸复合成型形成小型复合管缆,小型复合管缆通过固定架固定在外部连续管(17-1)中,外部连续管(17-1)中剩余空间作为潜油电动柱塞泵输出液体通道。
3.根据权利要求2所述的复合连续管缆水平井出水段测试系统,其特征在于:多根井下复合管缆内液压管线(23)、井下复合管内测控缆线(24)复合成型形成圆弧状小型复合管缆,圆弧状小型复合管缆采用电缆固定卡(17-4)固定在外部连续管(17-1)的一侧内壁上;
或者多根井下复合管缆内液压管线(23)、井下复合管内测控缆线(24)复合成型形成圆柱状小型复合管缆,圆柱状小型复合管缆通过分段设置的支架(17-2)和套在圆柱状小型复合管缆上的固定环(17-3)固定在外部连续管(17-1)内部中心位置。
4.根据权利要求1所述的复合连续管缆水平井出水段测试系统,其特征在于:所述复合管缆地面分离器(7)包括分离器外壳(7-1)、输入端堵头(7-2)、输入端外压紧帽(7-3)、输入端内压紧帽(7-4)、多功能复合连续管缆固定卡瓦(7-5)、输出端堵头(7-9)、小直径连续管密封柱(7-10)和电缆密封柱;
所述分离器外壳(7-1)为圆筒结构,输入端堵头(7-2)和输出端堵头(7-9)分别通过螺栓固定在分离器外壳(7-1)两端在分离器外壳(7-1)内形成密封腔体,多功能复合连续管缆内部的管缆在密封腔体内进行分离;
所述输入端堵头(7-2)上开设有根据多功能复合连续管缆直径确定的连续管缆输入孔,多功能复合连续管缆接入连续管缆输入孔内,在分离器外壳(7-1)内部的多功能复合连续管缆采用安装的输入端内压紧密封圈(7-8)的输入端内压紧帽(7-4)固定,在分离器外壳(7-1)外部的多功能复合连续管缆上镶入多功能复合连续管缆固定卡瓦(7-5)后通过输入端外压紧帽(7-3)紧固在输入端堵头(7-2)上;
所述输出端堵头(7-9)上根据多功能复合连续管缆复合的小直径连续管数量和电缆数量开设有对应数量的输出孔,多功能复合连续管缆的内部小直径连续管和电缆分别安装小直径连续管密封柱(7-10)和电缆密封柱后用密封柱外压紧帽(7-15)固定在输出端堵头(7-9)上、从输出端堵头(7-9)的对应输出孔引出,所述输出端堵头(7-9)上还开设有作为潜油泵输出液体通道的输出口,该输出口上连接有输出短节。
5.根据权利要求1所述的复合连续管缆水平井出水段测试系统,其特征在于:所述上部液压封隔器总成(32)和下部液压封隔器总成(37)分别由地面液压站(6)提供压力通过各自的液压管线连接,在地面压力的作用下封隔器座封,上部液压封隔器总成(32)和下部液压封隔器总成(37)结构相同,包括内管(a1)、前端固定套(a2)、胶套(a3)、后端固定套(a4)、前端接头(a5)、后端接头(a6)和封隔器液压管线(a7);
所述内管(a1)为圆管型部件,前端固定套(a2)、胶套(a3)、后端固定套(a4)组成的封隔器隔离体安装在内管(a1)的外壁上,前端固定套(a2)和后端固定套(a4)将胶套(a3)两端与内管(a1)外壁密封固定,在胶套(a3)内壁和内管(a1)外壁之间形成密封空间,内管(a1)、前端固定套(a2)或后端固定套(a4)上开设有与该密封空间连通的液压油注入孔,封隔器液压管线(a7)通过液压油注入孔与密封空间连通向密封空间注入或卸出液压油;用于与管柱或测试工具连接的前端接头(a5)和后端接头(a6)分别连接在内管(a1)两端。
6.根据权利要求5所述的复合连续管缆水平井出水段测试系统,其特征在于:所述内管(a1)中间部位开设有液压油注入孔,封隔器液压管线(a7)与液压油注入孔连通并由内管(a1)内引出;
或者所述前端固定套(a2)上开设有液压油注入孔,封隔器液压管线(a7)固定在前端固定套(a2)上与液压油注入孔连通。
7.根据权利要求1-5任一项所述的复合连续管缆水平井出水段测试系统,其特征在于:所述连续油管作业车(3)将复合连续管缆(17)和井下工具输送至油井套管(22)中通过作业井口防喷器(14)固定在油井套管(22)上。
8.根据权利要求1-5任一项所述的复合连续管缆水平井出水段测试系统,其特征在于:所述地面控制监测系统(18)由地面控制系统控制监测单元(52)、地面控制系统纪录单元(53)、场地供电引入电源线、地面控制监测系统总线(19)、井下供电分线、液压站控制监测系统分线(20)、液压站控制监测系统分线(21)组成。
9.根据权利要求1-5任一项所述的复合连续管缆水平井出水段测试系统,其特征在于:所述地面控制系统控制监测单元(52)由第一控制器(40)、第二控制器(41)、第三控制器(42)、第四控制器(43)、第五控制器(44)、第六控制器(45)组成;
所述第一控制器(40)通过第一输出端子(46)连接地面控制监测系统总线(19)中的液压站控制监测系统分线(20)控制液压站(6)启动及频率调整;
所述第二控制器(41)通过第二输出端子(47)连接地面控制监测系统总线(19)中的注水系统控制监测分线控制液压站压力传感器(15);
所述第二控制器(41)通过输出端子连接地面控制监测系统总线(19)中的井下供电分线(12)控制井下上部封隔器(32)压力测试;
所述第三控制器(42)通过第三输出端子连接地面控制监测系统总线(19)中的液压站控制监测系统分线(20)实现地面液压管线的液压站压力传感器(15)的信号传输;
所述第四控制器(43)通过第四输出端子连接地面控制监测系统总线(19)中的井下供电分线(12)控制井下潜油电动柱塞泵(35);
所述第五控制器(44)通过第五输出端子连接地面控制监测系统总线(20)中的井下供电分线(12)实现井下温压传感器总成(28)的控制及信号返回传输;
所述第六控制器(45)通过第六输出端子连接地面控制监测系统总线(19)中的采出地面管线流量传感器分线(21)控制出水管线上的采出液管线流量传感器(4)控制及信号传输;
所述地面控制系统纪录单元由第一记录端口记录采出液管线流量传感器(4)输出的瞬时流量和累计产液量数据;
第二记录端口记录井井下潜油电动柱塞泵(35)运行参数输出的电流、电压、冲刺、冲程数据;
第三记录端口记录液压站压力传感器(15)输出的液压站输出压力及井下封隔器保压数据;
第四记录端口记录井下温压传感器总成(28)输出的井筒中温度压力数据。
10.一种基于权利要求1-9任一项所述系统的复合连续管缆水平井出水段测试方法,其特征在于包括如下步骤:
(1)分析出水井所处区块的地质资料和井史资料,判断出水原因,设计水平井出水段测试实施方案;
(2)起出井内原有生产管柱,进行洗井并校深水平井井底深度;
(3)将复合连续管缆水平井出水段测试设备运输到施工现场,按设计方案摆放并连接地面管线及动力系统;
(4)将复合连续管缆水平井出水段测试井下工具连接好,地面检查井下工具运行正常,将井下工具下入井中,用临时悬挂放置井口;
(5)启动连续油管作业车,用注入头将复合管缆头输送至井下工具位置,连接复合管缆和井下工具的所有连接点;
(6)开启井下温压传感器总成,连续测试井筒中的压力和温度,并与复合连续管缆下井深度对应;整个作业规程中井下温度、压力测试持续进行;
(7)用连续油管作业车将井下工具通过作业井口防喷器下至设计施工第一位置,停止下放作业;
(8)启动地面液压站,开启下部液压封隔器供压阀门,加压使下部液压封隔器座封,保持压力;
(9)开启上部液压封隔器阀门,加压使上部液压封隔器座封,保持压力,使上、下两个封隔器处于座封状态;
(10)启动井下潜油电动柱塞泵开始进行液体泵出作业,记录泵出时间,监测泵出液类型,地面连续取样分析油水比例;达到设计泵出量后停泵;
(11)启动地面液压站,开启上、下两个液压封隔器阀门,封隔器泄压解封;
(12)启动连续油管作业设备,按设计将井下工具下方或提升至第二个水平段测试位置;
(13)重复步骤(8)~步骤(11)进行第二个设计水平段的测试作业;
(14)重复步骤(8)~步骤(12)步骤进行下一个设计水平段的测试作业;
(15)重复步骤(8)~步骤(13)依次测试其它剩余水平测试设计段的测试作业,直至完成所有设计水平段的测试。
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