CN204457757U - 一种分层压力测试系统 - Google Patents

Abstract

一种分层压力测试系统，包括：能下入到油气井套管中的管柱，所述管柱具有靠近油气井井口的第一端和远离油气井井口的第二端；依次设置在第一端和第二端之间的分隔单元，所述分隔单元包括液压开关阀和能承双向压力的第一封隔器，所述液压开关阀在关闭其下部油气层的同时，能够使该油气层与管柱沟通，第一封隔器设置在液压开关阀与第二端之间；设置在第一端和分隔单元之间的坐落接头，所述坐落接头能坐封可携带压力计的堵塞器；设置在坐落接头与靠近油气井井口的分隔单元之间的压力计托筒。本实用新型通过设置具有液压开关阀的分隔单元，当完成增产改进措施及排液求产后，控制液压开关阀进行相应层段压力恢复测试，可获取各层段地层压力。

Description

一种分层压力测试系统

技术领域

本实用新型属于油气井地层压力测试技术领域，尤其涉及一种增产改造后用于分层压力测试系统。

背景技术

地层压力测试和控制在油田开发的整个过程中占有重要的地位，它是反映油气藏驱动能量大小及分布的重要指标，在实施有效的油藏管理过程中发挥重要作用。

地层压力测试主要包括流压测试和压力恢复测试，目前不动管柱分层改造后的地层压力测试技术只能取得油气井的笼统地层压力，无法取得分层段地层压力。笼统地层压力是各层压力的综合结果，是井下各层之间达到动态平衡的最终表现。但是，随着油田加密调整、各种增油措施的相继开展，以往建立在全井关井、笼统测压基础上的全井笼统压力测试系统已无法反映不同油气层的压力水平及其开采动态变化特点；且随着油田开发程度的不断深入，各层间矛盾日益突出，解决这些问题的关键在于测试各个开发层段的地层压力状况，这是常规笼统压力测试无法做到的。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种分层压力测试系统，其技术方案如下：

一种分层压力测试系统，包括：

能下入到油气井套管中预定位置的管柱，所述管柱与所述套管之间能形成油套环空，所述管柱具有靠近所述油气井井口的第一端，和远离所述油气井井口的第二端；

预定数量的分隔单元，所述预定数量的分隔单元依次设置在所述第一端和所述第二端之间，其中每个分隔单元包括液压开关阀和能承双向压力的第一封隔器，所述液压开关阀在关闭其下部油气层的同时，能够使该油气层与所述管柱沟通，所述第一封隔器设置在所述液压开关阀与所述第二端之间；

设置在所述第一端和所述分隔单元之间的坐落接头，通过所述管柱能向所述坐落接头坐封堵塞器，所述堵塞器能携带压力计；

压力计托筒，所述压力计托筒设置在所述坐落接头与靠近所述油气井井口的分隔单元之间。

如上所述的分层压力测试系统，所述管柱通过所述第二端固接有打压塞，所述打压塞包括外筒，所述外筒内设置一通过剪钉固定于其上的滑座心轴，所述滑座心轴上能坐封投球，所述外筒对应于所述滑座心轴的侧壁上贯穿开设有通孔。

如上所述的分层压力测试系统，所述打压塞下端连接有监测压力计。

如上所述的分层压力测试系统，靠近所述油气井井口的分隔单元与所述压力计托筒之间设置有第二封隔器，所述第二封隔器能承双向压力。

如上所述的分层压力测试系统，所述分隔单元还包括解脱装置，所述解脱设置在所述液压开关阀和所述第一封隔器之间。

如上所述的分层压力测试系统，所述解脱装置包括外管和内管，所述内管通过剪钉固定嵌套在所述外管中。

如上所述的分层压力测试系统，位于上层解脱装置的剪钉的抗剪力大于其下的解脱装置的剪钉的抗剪力。

如上所述的分层压力测试系统，包括滑套开关，所述滑套开关设置在所述第一端与坐落接头之间的管柱上。

借由以上技术方案，本实用新型的有益效果在于：本实用新型的一种分层压力测试系统通过在油气井套管的预定位置下入具有液压开关阀的分隔单元，当对某一油气层完成增产改进措施、排液求产后，通过液压开关阀对相应层段进行控制，再通过管柱下入能携带压力计的堵塞器对坐落接头进行坐封关井，即可利用压力计托筒中的压力计或堵塞器携带的压力计的对相应层段进行压力恢复测试，从而获取各层段地层压力；

此外，通过液压开关阀对相应层段进行控制，利用压力计托筒中的压力计还可以测试关井前，即进行增产改造措施及排液求产期间，对相应油气层的流压进行测试，进而根据获取的流压对油井的生产能力进行评估。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施方式的一种分层压力测试系统的结构示意图；

图2为图1中液压开关阀的结构示意图；

图3为图2中液压开关阀的球座套体部分的结构示意图；

图4为图2中液压开关阀的球阀总成部分的结构示意图；

图5为图1中打压塞的结构示意图；

图6为图1中解脱装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参见图1。一种分层压力测试系统，包括：能下入到油气井套管32中预定位置的管柱31，所述管柱31与所述套管32之间能形成油套环空33，所述管柱31具有靠近所述油气井井口的第一端，和远离所述油气井井口的第二端；预定数量的分隔单元10，所述预定数量的分隔单元10依次设置在所述第一端和所述第二端之间，其中每个分隔单元10包括液压开关阀11和能承双向压力的第一封隔器13，所述液压开关阀11在关闭其下部油气层的同时，能够使该油气层与所述管柱31沟通，所述第一封隔器13设置在所述液压开关阀11与所述第二端之间；设置在所述第一端和所述分隔单元10之间的坐落接头21，通过所述管柱31能向所述坐落接头31坐封堵塞器，所述堵塞器能携带压力计；压力计托筒23，所述压力计托筒23设置在所述坐落接头21与靠近所述油气井井口的分隔单元10之间。

本实施方式的一种分层压力测试系统通过在油气井套管32的预定位置下入具有液压开关阀11的分隔单元10，当对某一油气层完成增产改进措施、排液求产后，通过液压开关阀11对相应层段进行控制，再通过管柱31下入能携带压力计的堵塞器对坐落接头31进行坐封关井，即可利用压力计托筒23中的压力计或堵塞器携带的压力计的对相应层段进行压力恢复测试，从而获取各层段地层压力。

本实施方式中，关井后进行压力恢复测试有两种方式，一是直接通过压力计托筒23中的压力计对关井后的地层压力恢复进行测试，二是堵塞器可携带压力计，堵塞器坐封坐落接头31关井后，携带的压力计即可对关井后的地层压力恢复进行测试。

压力计托筒23中的压力计不仅可以对关井后的地层压力恢复进行测试，还可以在关井前，即进行增产改造措施及排液求产期间，对相应油气层的流压进行测试，进而根据获取的流压对油井的生产能力进行评估。因此，压力计托筒23可以测试关井前和关井后相应层段的压力，而通过堵塞器携带压力计的方式能对关井后相应层段的压力恢复进行测试。由于在分层测试地层压力时需要起出和下入堵塞器，因此通过堵塞器携带压力计的方式可实时得到关井后的各层压力。

本实施方式中，利用堵塞器坐封坐落接头实现关井是现有技术，可根据实际需求对两者的规格进行调整，并不构成对本实施方式的一种分层压力测试系统的限制。

本实施方式中，实现分层获取地层压力的关键是将各油气层分隔开来，在关闭某油气层下部通道的同时，能够使该油气层与管柱31沟通。本实施方式实现上述功能的是液压开关阀11，其结构示意图请参见图2。液压开关阀11为总体纵长延伸的多层中空管状体，其沿径向具有外层、中间层和内层，其中外层沿轴向自上而下连接有上接头34、中间接头33、球阀外筒35和下接头37；中间层具有可滑动地设置于外层内侧的中空心轴39，心轴39通过心轴剪钉41固定于中间接头33上。请参见图3，上接头34设有外循环孔63，心轴39在外循环孔63的上侧依次设置有泄压孔61和内循环孔59，内层在心轴39内腔上部设有顶端能被投球53坐封的球座套体55，所述球座套体55通过球座套体剪钉57固定于心轴39上，且所述球座套体剪钉57的抗剪力大于所述心轴剪钉41的抗剪力，借此实现加压后先剪断心轴剪钉41，后剪断球座套体剪钉57。

请参见图2和图4，中间层在心轴39下端依序顶接有连接爪43、连接短节45、操作臂47，连接短节45下端开设有凹槽46，操作臂47的上端设置能与所述凹槽46相扣合的凸起48，借由嵌卡设计能使心轴39的轴向下沉运动的传递更为稳定可靠；内层在操作臂47对应处设置有球阀总成，球阀总成包括上球座50、下球座51及嵌合于两球座中的球阀44，球阀44与操作臂47的凸起操作端52相卡合，当心轴39通过顶抵连接爪43、连接短节45下行时，凹槽46卡扣住凸起48带动操作臂47下行，凸起操作端52通过卡擎球阀44转动，实现心轴39轴向移动向球阀44转动的运动转换。

此外，外循环孔63和内循环孔59之间的轴向距离大于球阀44的轴向行程，而外循环孔63和泄压孔61的轴向距离小于或等于所述球阀44的轴向行程。当投球53坐封住球座套体55，通过管柱内加压剪断心轴剪钉41使心轴39下行时，会首先沟通泄压孔61和外循环孔63进行泄压，继续加压，心轴39继续下行关闭球阀44，心轴39再继续下行，使内循环孔59和外循环孔63沟通，从而打开上部通道。

将上述液压开关阀11应用于本实施方式中的工作原理如下：液压开关阀11与管柱31连接后下入井内，当完成某一层增产改造、排液求产及流压测试作业后，需要对其上层进行同样作业时，从地面投入相应尺寸的球，投球53落入球座套体55并密封其下段管柱，通过管柱加压，推动心轴39下行并剪断心轴剪钉41，沟通泄压孔61与外循环孔63，打开排空通道；心轴39继续下行，推动连接爪43、连接短节45，带动操作臂47，通过凸起操作端52卡擎球阀44旋转，关闭球阀，心轴39继续下行至下死点时，内循环孔59与外循环孔63则刚好处于对正位置，继续加压至超过球座套体剪钉57的抗剪力，球座套体剪钉57被剪断，球座套体55连同投球53一起下行至心轴39的内台阶处，注入通道全部打开，在关闭下部油气层的同时，沟通该油气层与管柱31，便可进行增产改造、排液求产及流压测试作业。排液求产及流压测试结束后，通过管柱31下入能携带压力计的堵塞器至坐落接头21关井，利用压力计托筒23中的压力计或堵塞器携带的压力计对该层段进行压力恢复测试。

其中每个分隔单元10中的封隔器均能承受双向压力，可采用现有技术中靠液压坐封的封隔器，或靠钻柱重力坐封的双向卡瓦封隔器。

请参见图1和图5。所述管柱31通过所述第二端固接有打压塞17，所述打压塞17包括外筒81，所述外筒81内设置一通过剪钉83固定于其上的滑座心轴84，所述滑座心轴84上能坐封投球87，所述外筒81对应于所述滑座心轴84的侧壁上贯穿开设有通孔85，为防止漏失，在外管81与滑座心轴84之间设置有密封装置82。当投球87坐封在滑座心轴84上后，通过加压至所述剪钉83剪断，可以使所述通孔85与外管81的中心流道沟通，从而沟通最下部油气层。打压塞17下端连接有监测压力计19，所述监测压力计19能测试起下钻及坐封过程中的压力变化。

为了实现自下而上逐层测试，在本实施方式中，自下而上的投球直径逐级增大，即打压塞17的投球直径至最上部油气层所对应的液压开关阀11的投球直径是逐级增大的。

在本实施方式中，由于设置的打压塞17可以对最下部油气层的流通通道进行控制，而无需由分隔单元10中的液压开关阀11控制，因此整个系统中包含的分隔单元10的数量恰好比实际油气层的数量少一个，分隔单元10的预定数量是根据实际油气层数量而定的，在此对其不做限定。

本实施方式中，靠近所述油气井井口的分隔单元10与所述压力计托筒23之间设置有第二封隔器15，所述第二封隔器15能承双向压力。设置能承双向压力的第二封隔器15是为了对最上层油气层进行压力测试时，第二封隔器15与该油气层对应的分隔单元10中的第一封隔器13对油套环空33进行分隔。

在进行作业过程中，封隔器上方的油套环空33中可能会积累砂子，积累量超过一定程度可能会将封隔器埋死，导致完成分层压力测试后进行解封并上提管柱31的过程中，封隔器被卡死无法提出，需要有相应的解卡措施。本实施方式采用解脱设置，具体请参见图1和图6。所述分隔单元10包括解脱装置12，所述解脱设置12在所述液压开关阀11和所述第一封隔器13之间，所述解脱装置12包括外管25和内管27，所述内管27通过剪钉29固定嵌套在所述外管25中，上层解脱装置12的剪钉29的抗剪力大于下层解脱装置12的剪钉29的抗剪力。以分层测试3层油气层为例，请参见图1，位于第三层油气层73处的解脱设置的的剪钉的抗剪力大于位于第二层油气层72处的解脱设置的的剪钉的抗剪力，一旦第二层油气层72处的封隔器发生砂卡，上提管柱首先剪断第二层油气层72处的解脱设置的的剪钉，在砂卡处解脱管柱并将砂卡处上方的管柱以及其他设备提出后，对该砂卡处进行冲砂处理，再下入打捞工具进行打捞作业。

本实施方式还包括滑套开关20，所述滑套开关20设置在所述第一端与坐落接头21之间的管柱31上。

请参见图1。下面以分层测试3层油气层压力为例，对本实施方式的一种分层压力测试系统的工作流程进行说明：

1)、将本实施方式的分层压力测试系统下入至油气井设计位置，调整管柱31，装好井口，坐封封隔器，封隔各层。

本实施方式中，第一封隔器13和第二封隔器15若采用的是现有技术中靠液压坐封的封隔器，则经管柱31投球坐封打压塞17，通过管柱31加液压坐封各封隔器；若采用的是靠钻管重力坐封的双向卡瓦封隔器，则通过旋转管柱31并加钻压坐封；若两者混合使用，则先通过旋转管柱31并加钻压坐封双向卡瓦封隔器，再经管柱31投球坐封打压塞17，通过管柱31加液压坐封液压封隔器；

2)、继续升压至剪断打压塞17的剪钉83，沟通最下部的第一层油气层71，进行该层增产改造、排液求产及流压测试，完成排液求产及流压测试后，下入堵塞器至坐落接头21关井，进行第一层油气层71压力恢复测试；

3)、第二层油气层72是邻接于所述第一层油气层71上部的油气层。第一层油气层71测试结束后，打开滑套开关20，洗井、替前置液，起出堵塞器，投球至第二层油气层72对应处的液压开关阀11，管柱31加压开启该液压开关阀11，关闭第一层油气层71生产通道的同时，沟通第二层油气层72与管柱31，进行第二层油气层72的增产改造、排液求产及流压测试，完成排液求产及流压测试后，再下入堵塞器至坐落接头21关井，进行第二层油气层72压力恢复测试；

4)、同理，完成第二层油气层72的压力恢复测试后，即可进行第三层油气层73的压力恢复测试；

5)、完成所有目的层的压力恢复测试后，起出油管堵塞器、压井，上提解封、起出管柱31；若上提过程中发生砂卡，则通过不同分隔单元10中的解脱装置12进行砂卡处的解脱，完成逐级起出管柱31。

本实施方式的一种分层压力测试系统通过在油气井套管32的预定位置下入具有液压开关阀11的分隔单元10，当对某一油气层完成增产改进措施、排液求产后，通过液压开关阀11对相应层段进行控制，再通过管柱31下入能携带压力计的堵塞器对坐落接头31进行坐封关井，即可利用压力计托筒23中的压力计或堵塞器携带的压力计的对相应层段进行压力恢复测试，从而获取各层段地层压力；

此外，通过液压开关阀11对相应层段进行控制，利用压力计托筒23中的压力计还可以测试关井前，即进行增产改造措施及排液求产期间，对相应油气层的流压进行测试，进而根据获取的流压对油井的生产能力进行评估。

以上所述仅为本实用新型的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本实用新型实施例进行各种改动或变型而不脱离本实用新型的精神和范围。

Claims (8)

1.一种分层压力测试系统，其特征在于，包括：

能下入到油气井套管中预定位置的管柱，所述管柱与所述套管之间能形成油套环空，所述管柱具有靠近所述油气井井口的第一端，和远离所述油气井井口的第二端；

预定数量的分隔单元，所述预定数量的分隔单元依次设置在所述第一端和所述第二端之间，其中每个分隔单元包括液压开关阀和能承双向压力的第一封隔器，所述液压开关阀在关闭其下部油气层的同时，能够使该油气层与所述管柱沟通，所述第一封隔器设置在所述液压开关阀与所述第二端之间；

设置在所述第一端和所述分隔单元之间的坐落接头，通过所述管柱能向所述坐落接头坐封堵塞器，所述堵塞器能携带压力计；

压力计托筒，所述压力计托筒设置在所述坐落接头与靠近所述油气井井口的分隔单元之间。

2.如权利要求1所述的分层压力测试系统，其特征在于：所述管柱通过所述第二端固接有打压塞，所述打压塞包括外筒，所述外筒内设置一通过剪钉固定于其上的滑座心轴，所述滑座心轴上能坐封投球，所述外筒对应于所述滑座心轴的侧壁上贯穿开设有通孔。

3.如权利要求2所述的分层压力测试系统，其特征在于：所述打压塞下端连接有监测压力计。

4.如权利要求1所述的分层压力测试系统，其特征在于：靠近所述油气井井口的分隔单元与所述压力计托筒之间设置有第二封隔器，所述第二封隔器能承双向压力。

5.如权利要求1所述的分层压力测试系统，其特征在于：所述分隔单元还包括解脱装置，所述解脱设置在所述液压开关阀和所述第一封隔器之间。

6.如权利要求5所述的分层压力测试系统，其特征在于：所述解脱装置包括外管和内管，所述内管通过剪钉固定嵌套在所述外管中。

7.如权利要求6所述的分层压力测试系统，其特征在于：位于上层解脱装置的剪钉的抗剪力大于其下的解脱装置的剪钉的抗剪力。

8.如权利要求1所述的分层压力测试系统，其特征在于：包括滑套开关，所述滑套开关设置在所述第一端与坐落接头之间的管柱上。