常规地层测试技术及测试工具简介

常用地层测试技术及测试工具简介地层测试简介一、地层测试的作用地层测试是试油的一种方式，它是在钻井过程中或在下套管完井之后，用钻杆或油管将测试工具（测试阀、封隔器、压力计）下至井内待测试位置，经地面操作打开或关闭测试阀，对目的层进行测试，获取井下压力随时间变化的关系曲线，并取得测试层的产出样品，通过分析处理曲线和样品得到动态条件下地层和流体的各种参数，对储层作出评价。通过地层测试可以得到的主要参数是：渗透率：在地层流体流动状态下实测的油层平均有效渗透率，是有实用价值的参数。地层污染程度：计算出堵塞比和表皮系数，判别地层是否受到污染及受污染程度，为制定油层改造措施提供依据。原始地层压力：通过实测或用压力恢复曲线外推获得测试半径：又称调查半径，指在测试过程中因流量变化引起压力波前缘传播深入地层的径向距离。边界显示：指在测试半径内压力波及的断层面和地层的非渗透边界，并分析计算出距离。压力衰竭：在正常测试条件下，若发现有压力衰竭现象，可推断油藏的分布范围及分析是否有开采价值。此外，还可获取流体性质、生产能力、地层温度、储集类型等大量资料。通过地层测试，可以达到下列目的：1及时验证地层中是否产油气及产油气的能力。2探明油气藏边界、油水边界、气水边界及油藏类型。3提供计算油气地质储量的所必须的部份参数。4了解固井质量，探测套管损坏及管外窜槽情况。二、地层测试与常规试油相比具有较大的优势主要表现在：1）录取地层资料比常规试油准确而且全面。其中某些地层测试录取的资料是常规试油无法得到的。2）能够很好地保护地层。由于地层测试一般是将常规试油的多道工序合成一道工序来作，大大缩短了空井的时间，减轻了钻井液对地层的浸泡和污染，同时地层测试一般是负压测试，能够避免常规试油所采取的正压试油方式对地层的再污染。3）经济效益明显。如前所述，地层测试一般是将常规试油的多道工序组合成一道工序来做，大大节省了施工的费用，普通地层测试一般可节约常规试油费用的50%，而射孔与测试联作和射孔与测试、排液联作方式可节约常规试油的60%—70%的费用。4）施工安全可靠。由于地层测试的管串可以根据测试要求任意组合，特别是对高压油气井和含硫化氢井的测试，可采取先连好防喷设备再进行射孔与测试的联作方式。安全系数较高，所以在这一类井的试油中地层测试方式被广泛采用。据不完全统计，目前，我国海洋井的试油已全部采用地层测试方式，而陆地井的试油采用地层测试方式也已占到全部试油量的70～80%，而且，随着地层测试技术的不断发展，地层测试必将最终取代传统的常规试油方式。三、地层测试管柱的基本组成基本组成部份包括测试阀、封隔器、筛管和压力计等。封隔器用来隔开井内液柱对被测层段的压力，测试阀用于操作开关井及获取流体样品。压力计用于记录压力和温度的变化过程，当测试管柱内的液柱压力（或气压）小于被测层段的地层压力，被测层段的流体（油、气、水）就可以通过筛管进入测试管柱，直至喷出地面。四、地层测试的分类1、裸眼井测试（1）纯裸眼井测试单封隔器裸眼测试双封隔器跨隔裸眼测试（2）封隔器坐封在套管内对裸眼段的测试2、套管井测试（1）单封隔器常规测试（2）双封隔器跨隔测试（3）射孔与地层测试器联作测试（4）射孔与地层测试器、排液泵联作测试五、地层测试的主要工序（一）施工前的准备1.编制测试方案根据甲方委托书要求，并根据钻井、录井、测井等完井资料编写地质设计和施工设计。2.准备地面施工设备和井下测试工具。3.套管试压4.刮削5.通井（二）测试施工1.下管柱2.坐封3.开关井操作4.压井起管柱5.填写现场报告（三）成果解释1.分析样品2.数据处理3.计算产量4.计算地层主要参数5.编制成果报告地层测试工具简介MFE测试工具简介MFE（MULTI-FLOWEVALUATOR）地层测试器是一种靠上提、下放管柱来实现开关井的常规地层测试工具，主要有95mm（33/4）和127mm（5）两种规格，可用于不同尺寸套管井和裸眼井的地层测试。MFE地层测试器的组成：MFE地层测试器是一套完善的测试工具系统，包括多流测试器、锁紧接头和P-T封隔器等。95mmMFE多流测试器与127mmMFE测试器的结构和原理大致相同，多流测试器是工具的关键部件，由换位机构、延时机构和取样器三部分组成。MFE地层测试器换位机构工作原理：换位机构：由花键芯轴、花键套和J形销组成。花键芯轴上沿180°圆周铣有J形换位槽，如图2-1-1、2-1-2所示。J形销固定在花键套上并通过平头销插入换位槽内。花键芯轴通过上部接头与上部钻具相连。与钻具相连的花键芯轴上、下运动时，J形销沿换位槽的轨道运动，使花键套随之转动，但不能做上、下运动，换位槽和J形销的位置及测试阀的各阶段的关系，见图2-1-2、2-1-3。J形销从一个位置换到另一个位置时，与花键芯轴相连的测试阀也就随之从开到关，从关到开，达到多次开关井的目的。当换位机构失灵时，允许上提管柱一定距离，实现MFE关井。换位槽和J形销的位置及测试阀的各阶段的关系，见图2-1-2、2-1-3。1）下井时，J形销在“A”位置，测试阀处于关闭状态。2）测试管柱下至预定位置，坐封封隔器后，下放管柱加压，多流测试器的花键芯轴下行，即换位槽下行，J形销移至换位槽的上端（“B”的位置），这时管柱自由下落25.4mm，地面得到清晰的显示，表明测试阀已打开。3）慢慢上提管柱，换位槽上行，上行254mm自由行程后，J形销移至换位槽底端“C”位置，测试阀关闭。4）下放测试管柱，换位槽下行，J形销移至“D”位置，无自由下落显示，测试阀关闭。5）慢慢上提管柱，换位槽上行，J形销移至换位槽底部“A”的位置，测试阀关闭。这样反复上提下放管柱，便可以进行多次井下开关井。维护95mmMFE测试器的换位机构1.将换位外筒夹在虎钳上，卸掉上接头。2.松开虎钳，把换位外筒部分往前窜，虎钳夹于延时外筒楞角部分，拧紧，卸掉花键外筒。3.从花键套上卸下换位销。4.清洗上接头，花键外筒，花键芯轴，花键套和止推垫圈。5.检查花键槽有无损伤，换位销有无变形，止推垫圈有无变形，发现问题及时修理或更换零部件。6.取出上接头内的两只13304号“O”型圈和花键外筒上部的13249号“O”型圈。7.将两只13304号“O”型圈装入上接头，将1只13249号“O”型圈装入花键外筒，把换位销装在花键套上。8.沿花键槽滑动花键套，观察花键套滑动是否顺畅，灵活。9.给花键芯轴和花键套涂满黄油，摆正六个止推垫圈。10.把花键外筒套在花键芯轴上，拧紧与延时外筒间的连接螺纹。11.把上接头装在花键芯轴上并拧紧连接螺纹。11.把上接头装在花键芯轴上并拧紧连接螺纹。技术要求:1.上花键外筒前止推垫圈一定要用黄油粘住摆正。2.换位芯轴上涂满黄油，保证换位销在换位槽内，滑行畅通。3.不要在取样器已卸掉的情况下拆卸花键外筒。否则，组装时花键外筒很难与延时外筒连接起来。4.拆卸换位外筒时，管钳应咬在正常拆卸的楞角部分。更换MFE测试器花键芯轴:1.花键外筒夹在虎钳上，卸上接头。2.卸掉扭矩塞，装上扭矩销，整体卸取样器。3.卸两个注油塞，放掉油室的油。4.用专用扳手卸密封挡圈，然后卸掉阀外筒。5.卸延时芯轴阀总成。6.卸连接短节。7.由上向下推出花键芯轴，卸J型销，止推垫圈和花键套。8.清洗各部件，换根新的花键芯轴。9.根据拆卸顺序，依次组装各部件。10组装好后，给油室加油，拧上注油塞，然后进行性能检验。技术要求:1.键套上、下各装三个无任何变形的止推垫圈。2.花键芯轴与延时上芯轴处连接为一道反螺纹，要上紧这道螺纹。3.J型销上紧后如有凸出，应用锉锉平，但不能损伤花键套。4.新花键芯轴的花键槽口均用半圆锉锉一遍，使花键槽光滑。5.花键槽内和止推垫圈，以及各螺纹连接处均涂以黄油。6.组装好后，从沉头螺塞孔处注满黄油。延时机构由阀、阀座和阀外筒组成，延时机构内的液压油为4607号合成液压油（或UCON—LB—1200—X液压油），阀外筒的内径上、下不一致，上部小，下部大。花键芯轴下行时，阀紧贴阀座，阀在阀外筒的小内径处下行，上部配合间隙小，液压油从阀与外筒间的微小缝隙流至上油室，起液压延时作用，当阀行至阀外筒下部较大孔径处，油从阀外围无阻地旁通，流回到上油室，不起延时作用。工具产生25.4mm的“自由下落”开井显示，花键芯轴上行时，阀在弹簧的作用下离开阀座，油从上油室流至下油室，不起延时作用。由于MFE延时机构是受压延时的，因换位槽在花键芯轴上，J形销由“A”点移到“B”点，其实质是芯轴下行，延时阀受压所以有延时过程。图2-2-1是液压延时机构示意图拆卸95mmMFE测试器的延时机构:1.将多流测试器放在虎钳上，虎钳夹在花键外筒上。2.卸掉放样短节上的扭矩塞，换上扭矩销，卸松取样器芯轴，卸掉取样器总成。3.卸掉延时阀外筒上的上、下两个注油塞，放掉油室内的油。4.用专用套筒扳手（53764）卸密封挡圈。5.卸延时阀外筒。6.卸下芯轴，取出弹簧座、弹簧和阀。7.卸上芯轴，拔出补偿活塞。8.卸掉连接短节。9.拆掉所有旧“O”圈。10.清洗各部件。技术要求:1.拆卸上、下延时芯轴时，管钳要打在芯轴上的毛面处，不能碰坏阀和上、下延时芯轴的镀层。2.上延时芯轴与下延时芯轴，上延时芯轴与花键芯轴之间的连接螺纹为反螺纹，拆卸时要施加顺时针方向的扭矩。组装95mmMFE测试器的延时机构:1.按照装配图在芯轴、补偿活塞和阀外筒上装上相应规格和数量的“O”圈。2.连接弹簧座，弹簧和阀。3.连接延时上、下芯轴。4.在延时上芯轴上装上补偿活塞。5.连接延时上芯轴和换位芯轴。6.组装延时阀外筒。7.用专用套筒扳手安装密封挡圈。8.连接取样器总成。9.卸掉扭矩销，装上扭矩塞。技术要求:1.组装上、下延时芯轴时，管钳应打在芯轴的毛面处，不能损坏阀和上、下延时芯轴的镀层，上紧螺纹后要用平口锉将管钳咬口处锉平。2.要按照装配图在相应的部位装上规格和数量与其对应的“O”型圈。对MFE测试器进行加油:1.将MFE测试器放在虎钳或支架上。2.卸下延时外筒上的上、下两个注油塞。3.将MFE测试器放平或使上接头端略低于下接头端。4.将注油接头接在上注油孔内，将回油接头连同回油胶皮软管接在下注油孔内。5.通过快速接头和橡胶软管将注油泵和注油接头连接起来。6.以中到低速向延时机构内泵油，延时机构内的空气和液压油从回油接头经回油胶皮软管排出，进入泵的油桶内，继续慢慢泵油，直到回油管不排出气泡为止。7.从下注油孔卸下回油接头，将一只油塞装入孔内，用手往复按压油泵，直至压不动为止。8.卸掉注油接头，将上注油塞装入上注油孔内，同时用六方扳手把上、下两个注油塞上紧。技术要求:1.加油前应先检查油量是否充足（15～20L内），如果油量不足，工具内的空气还未排净，液压油已循环一周，油中气泡太多，空气不易排净。2.加油时，泵的操作是由快到慢，边泵油边用鎯头轻轻敲打阀外筒，直到工具内的空气排净为止。3.注油塞的“O”型圈应更换新的后，再将注油塞上紧。取样器由取样器外筒、取样芯轴、上、下密封套及两组“O”型圈和“V”型圈构成的双控制阀组成。地层流体在进入钻杆或油管之前都要流经双控制阀。测试结束时，双控制阀关闭，把流动状态下的地层样品收集在取样腔内,取样外筒上配有两个放样阀，便于在地面把样品放出来。如果取样器内的样品需进行高压物性分析，则必须整体卸下取样器送实验室，并应保证运输途中不发生泄漏，如果取样器内的样品不需进行高压物性分析，则可以在工房内放样，并应注意放样操作过程中的安全事项。图2-3-1为取样器和测试阀的结构和示意图。地层测试器的放样装置：取样器中的地层流体样品经采样树到分离器，经分离后，油、水和钻井液留在分离器内，气体经胶管流至气体流量计，进行计量后排入大气，然后,把留在分离器中的油、水和钻井液倒入量杯计量，即可得到取样器中各种液体的量。图2-3-3为取样器与放样装置的组装情况。地层测试器有二个放样阀，用采样树的放样接头与放样阀连接即可放样。放样前，先用N2瓶内的N2气将放样装置中的各种容器冲刷一下，避免地层流体中带有天然气引起爆炸。一般先从上部放