CN2382028Y - 套管井地层动态测试器 - Google Patents

Abstract

一种用于油气生产井的地层测试器,适用于对射孔段地层进行分层段地层动态特性测量。主要特征是仪器的液压系统可以使上、下封隔器座封和解封。上、下封隔器座封时,可以将测试孔段地层隔离并密封,地层流体和封隔区液体进入仪器测试段中容积可调的测试室,石英压力计测出这个动程中测试段压力的变化,以计算出地层静止压力和地层渗透率等参数。一次下井可以进行多层段地层动态测试,也可多次用于一口生产井的地层动态测试。

Description

套管井地层动态测试器

套管井地层动态测试器是一种用于测量油气生产井射孔井段地层动态特性的地层测试仪器。

美国斯仑贝谢公司在70年代前生产过“套管井地层流体取样器”。美国阿特拉斯公司在70年代也生产过“套管井地层流体取样器”。西安石油仪器二厂也生产过DC-75型电缆地层测试器。美国哈里伯顿公司于80年代末生产过可用于套管井的“选择性地层测试器”。美国天然气研究院于1991年发明了“带喷流射孔器的电缆地层测试工具”(专利号US5056595)。它们都携带聚能射孔弹，先对欲测试层的测点进行射孔，然后利用地层流体进入仪器预测试室的流动过程和恢复过程的压力变化，测定地层静止压力和地层渗透率。此类技术不适用于已射孔的生产井。这是因为此类仪器无法保证仪器的入口与套管已射孔孔眼对准并密封。

1997年12月美国斯仑贝谢公司发明了一种套管井取样测试仪器(专利号US 5692565)，使用井下电动钻头钻穿套管和水泥环，取样测试完毕后，由液压装置将孔用堵塞器填塞，一次下井可填塞10个孔。较好地解决了套管井地层测试难题，但是这种技术的缺点是费用很高，也不能用于生产井。

本实用新型的目的是提供一种适用于已射孔的油气井即正常生产井，进行地层静止压力和地层渗透率测试的仪器。

本实用新型的目的是这样实现的：套管井地层动态测试器主要由上封隔器、下封隔器，上下封隔器与套管间形成的测试段，与测试段相连通且容积可调的测试室，石英压力计，使封隔器座封、解封和使测试室容积变化的液压装置，以及为了封隔器不移位的平衡管组成。当套管井地层动态测试器到达射孔井段的预定深度后，液压装置使上封隔器和下封隔器与套管座封，形成测试段，测试段中的液体不再受测试段以外，即上封隔器上方和下封隔器下方的液体的影响，而仅与欲测试射孔段的地层流体连通，从而克服了现有技术无法使仪器入口与套管上已射孔眼对准并密封的不足。

测试时，液压装置推动测试室中的位置活塞，使测试室的容积由零开始增大，使测试段中的液体和从测试段套管孔眼中流入的地层流体通过进液管线进入测试室，石英压力计测出这个动程中测试段压力的变化，计算出地层静止压力和地层渗透率等地层动态参数。测试完成后，液压装置推动测试室中的位置活塞返回，使测试室中的流体排空，并使上封隔器、下封隔器与套管解封后，即可进行另一地层段的测试。

本实用新型的优点是，它可以完成油气生产井的地层动态测试，这对未进行地层测试而需要进行地层测试以及需要多次进行地层测试的生产井，提供了技术手段。本实用新型一次下井可以完成多油层多测试层段的地层动态测试，测试层段的间隔可以小到0.5m一次，可以任意多次进行。总共费时最多为10多个小时。若无此顶技术，只能采用试井技术来进行，那样，测试一个层段一般需要几天，试井技术也很难实现多分层段的测试。本实用新型测试近井地层的动态特性，可为油层改造、堵水、三次采油提供决策依据。由于本实用新型分层测试可以快速完成，在一个较短期限内，可以完成很多井的同一分层的测试，这就为分层等压力曲线的绘制创造了条件，便于从面积上掌握油藏动态。由一口井厚油层的层内分层段测试，可建立压力梯度曲线，由压力梯度曲线可以确立油气界面和油水界面。总之，使用本实用新型，可以完成以上所述尚无技术手段去完成的技术难题，因此，对油气田勘探和开发的价值是比较高的。

下面是本实用新型的实施例：

图1是本实用新型的结构示意图(座封过程)。

图2是本实用新型的结构示意图(解封过程)。

井下仪器由电缆1、自然伽玛和磁定位器2、电子短节3、液压装置4、上封隔器5、进液段6、下封隔器7、测试短节8、加重短节9组成。仪器座封于射孔套管10上，对测试地层段11进行地层动态测试。

上封隔器5与下封隔器7是成对的，结构是一样的，分别由上卡瓦16，密封胶筒17，下卡瓦16构成。卡瓦16起支撑固定作用，密封胶筒起膨胀密封作用。卡瓦和密封胶筒在一套管线(A)供给的高压膨胀液压的作用下，紧紧地推靠到套管10的内壁上，完成座封功能。座封时一根平衡管22，将上封隔器5上方的井筒液体23，与下封隔器7下方的井筒液体23连通起来，起平衡作用，以防止上、下方液体压力差别过大时改变座封位置。一个测试段的测试完成以后，卡瓦16和密封胶筒17在另一套管线(B)供给的高压收缩液压的作用下迅速解封，离开井壁，收拢到原始状态。膨胀液压与收缩液压都足够强大，都能保证各种深井条件下的多次座封和解封。

使上、下封隔器座封解封以及使测试室容积变大和变小的两种液压均由液压装置4发出，沿两套管线供应高压液压油。液压装置4由井下电源、电动机12、泵13、双作用阀14、液压油箱15和液压控制系统构成。井下电源经由电缆1与地面电源相连通。液压控制系统通过电缆1与地面仪器上的控制信号开关相连。在地面用控制信号开关发指令，驱动控制系统以完成上、下封隔器的座封与解封。座封和解封可以多次进行，以保证一次下井后多次地进行地层测试。

测试进液段6外壁上均匀分布进液孔，保证射孔段地层流体在射孔段高度上，均匀地流入进液孔，从而以圆柱形径向流方式流入仪器。

测试室的容积与测试进液段6的长度相匹配，能使足够的地层流体流入隔离段环形空间，以保证有适当的压力探测半径。

图3为控制测试室容积方法示意图。

测试室18容积的大小由位置活塞19的顶面位置决定，未打开测试室时，顶面位置为0-0位，容积最大时顶面位置为2-2位。可通过位置活塞19顶面位置的不同来改变测试室的容积，以分别适应高、中、低渗透性的地层。对于高渗透性地层，应使用较大容积测试室(如位置活塞顶面到达2-2位)，以使压力曲线可以明显地分辨出测量值来。对于低渗透性地层，应使用较小容积测试室(如位置活塞顶面到达1-1位)，以免地层压力降低到饱和压力，防止地层原油变为油气两相，造成利用压力曲线计算地层渗透率时出现偏差。测试室18是由C管线供应的高压膨胀液压(进入A区)，推动位置活塞19逐渐向下移动来建立的，有了空间也就可以让环空液体和地层流体进入测试室18。测试室18容积的控制在地面进行。位置活塞19的底面固定一根位移指示杆25，位移指示杆25拉动触点26，位置活塞19向下移动时，触点26同步移动，触点26与位置电位器27间的电阻就会改变，此电阻值由位置指示端导线28和固定端导线29输到地面，就可知测试室容积的大小，同样也可以按需要选定容积。测试完毕，在仪器解封收拢的同时，D管线供应的高压的收缩液压(进入B区)，又将位置活塞19逐渐推回，直到测试室18完全消失。也就是说测试时进入测试室18的流体又被全部推回到井筒中了，这也就做好了下一次测试的准备。

图4为针对2m测试层段的实施方案。

图4中进液段6的垂直高度为2m，适用于测试层段为2m或2m以下的分层段测试，当2m左右分层内固井质量不好或者射孔孔眼间有互窜现象时使用，也可以用在油气井厚地层层间不互窜时的较精细的地层测试。装置这种结构的仪器时，每次只能测2m的地层段。特点是将测试室装在进液段6，测试室18空间较大，而石英压力计21仍装在测试短节8中。图中位置活塞19让出空间的大小(即测试室18的大小)，可以用液压系统调节，它的移动也分别由膨胀液压和收缩液压来推动完成。

图5为针对0.5m测试层段的实施方案。图中进液段6的垂直高度为0.5m，适用于测试层段为0.5m的分层测试或层内测试。当油气井固井质量较好，而且射孔质量也较好，层内射孔孔眼间不相互窜通时，就有条件使用这种实施方案，可以0.5m一个测试层段，一次接一次地把全油层精细地测试清楚，得出渗透率和污染系数的垂直分布，得到压力梯度的垂直分布，有利于找到油水界面。这种方案的特点是石英压力计21与测试室18均安置在测试短节8中。

Claims (4)

1.一种用于油气生产井的套管井地层动态测试器，主要由上封隔器、下封隔器，平衡管，测试段，测试室，石英压力计以及液压装置组成，其特征在于：当套管井地层动态测试器到达射孔井段的一个预定深度后，液压装置使上封隔器和下封隔器与套管座封与解封，座封时即形成测试段，测试室中的位置活塞向下移动形成测试室，石英压力计装在仪器进液管线上，对测试段中的井筒液体压力进行测量。

2.根据权利要求1所述的  动态测试器，其特征在于：上封隔器和下封隔器均由卡瓦、密封胶筒、卡瓦构成，卡瓦和密封胶筒与液压装置相通，座封和解封由液压装置驱动，并能多次重复进行。

3.根据权利要求1所述的测试器，其特征是：它穿过仪器中心管跨越上、下封隔器，上端管口在上封隔器上方，下端管口在下封隔器下方，座封时它将封隔区上、下方的井筒液体连通起来。

4.根据权利要求1所述的测试器，其特征在于：液压装置使具有位移指示杆的位置活塞移动，建立起测试室，测试室的容积可以调节，其大小用位移指示杆指示，测试完成后，在液压装置推动下位置活塞复位，测试室即消失，测试室能多次重复建立和消失。

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