采油井模块化分层流体取样与压力测试技术

为了准确掌握老油田高含水开采后期各油层分层压力及流体参数等开发动态数据,提出并研发了具有模块化、全电控、快捷化等特点的模块化分层取样与测试技术,并进行了室内测试和现场试验。模块化分层取样与测试系统由地面控制系统、井下电源、排液泵、电控锚定器、电控封隔器、电控取样器、磁定位短节、终端短节、适配管缆、快速接头等多个功能模块构成,室内测试证实各模块性能参数均达到了设计要求。系统井下功能模块耐压35 MPa,耐温85℃,电控封隔器胶筒耐压差10 MPa以上,电控锚定器锚定力大于6.9 t,并可在意外情况下强制解卡,排液泵排量0.8 m³/d,扬程500 m,电控取样器能够满足3腔各500 mL取样需求。吉林油田现场试验表明,该系统能够实现井下单个生产层段快速封隔与自验封,完成分层压力恢复测试,利用排液泵可将上下封隔器间以及近井地带的混合液体排出,获取被测层段的地层真实流体样品,提高老油田产层认识水平,为开发方案调整优化、油层改造等提高采收率措施提供重要依据。     

裸眼酸化与测试井下工具优化设计

针对现有钻柱控制的裸眼井多层测试作业中不能进行分层多次取样和裸眼酸化-测试联作作业的问题,对钻柱裸眼测试技术进行研究和技术创新,提出了裸眼分层测试和裸眼酸化-测试联作技术,并对其相应的井下工具进行设计。设计的井下封隔器的锁定、坐封和解封等机构动作协调可靠,分层多次取样器能连续取到3层地层流体样品;分层测试井下多次取样器动作准确可靠,全通径测试阀可以减小流体流过时的摩阻,阀的开关动作平稳可靠,并能实现对多次取样器的控制;裸眼水力锚的伸缩动作自如,并能在必要的时候进行丢手。     

AFT技术及其应用效果

AFT是一种寻找采油井内可动剩余油的新技术。采用测井电缆将分层测压取样仪送至井下,通过一对可调控封隔器实现测试不同厚度的单个目的层或层段,利用自排液泵抽取地层内原状流体样品,录取目的层或层段系列压力资料,得到分层储能参数和可动剩余油信息。油田应用结果表明:在多层合采的高含水油井中,利用该技术可找到数量可观的潜力油层;根据AFT测试结果有针对性地采取堵/隔水措施,增油降水效果显著。AFT技术为高含水油井精准找剩余油、精细挖潜提供了有效手段。     

预置式油井分层流体取样技术研究及应用

研制了一种通过作业施工预置式油井分层流体取样技术。使用井下取样器或井下开关器与封隔器、监测压力计组合的取样管柱，在油井正常生产状态下获取2～6个分层段流体样品，通过化验分析了解分层段产液的油水比例、矿化度、离子浓度、黏度、界面张力等信息。该技术还能提供分层段监测压力资料。现场应用表明，该技术可作为产出剖面测试技术的补充，了解某些高含水、有特殊需求的多层合采油井分层生产状况；对三元复合驱等驱油新技术现场试验进行跟踪评价；了解油井分层段生产状况，对驱油新技术应用效果进行评价和验证。     

基于套管井地层测试器的剩余油评价技术

目前的剩余油测试技术各有特点,但还不能满足生产实际需要。一种新型套管井地层测试器电缆输送自排液式分层测压取样器,为解决老油田寻找剩余油提供了新的有效手段。该地层测试器将八参数测井仪、存储试井仪、微型电泵、双封隔器、双取样器集成,将测井与试井相结合,将抽排液泵与井下测试仪相组合,液压技术与可重复使用的膨胀式封隔器组合,将多参数仪器与井下取样器组合。封隔器卡距可变,以满足不同厚度地层测试的需要。该地层测试器已经在现场多次应用,取得了很好的效果,为老油田调整挖潜、降耗增效发挥了重要作用。     

高压取样器的研究与应用

针对钟控、电控取样器下井前要预设时间，操作繁琐，油水界面难以掌握，取样成功率低，在高凝油、稠油井重量轻无法用钢丝投送取样，研制了不用时间控制，通过上提下放钢丝绳控制，取样器在井下重复开启和关闭的摩擦式取样器和随管柱下入不怕遏阻，在坐封和解封封隔器的操作中控制取样器开启和关闭的滑套式取样器，并设计了相关取样工艺，解决油田高压物性取样难题。     

多分层试井技术的研究

为了解生产井射孔段内各层及厚油层内各小分层的动态特性 ,设计研制了多分层试井仪和多样品取样装置。多分层试井仪通过液压装置控制上下封隔器的坐封、解封和测试室的大小 ,在测试室中形成很小的油层生产环境 ,由石英压力计测出其压力变化 ,测试完一层后 ,液压装置推动活塞排空测试室中流体并解封上下封隔器 ,进行下一层测试。多样品取样装置有多个储样室 ,一次下井可采集多个样品。多分层试井技术可获得油层静压、渗透率、污染系数及地层产物、产能等近井地带动态资料 ,为分采分注、增产、堵水、三次采油提供可靠依据     

水平井井下流体分段取样技术研究与应用

针对水平井机械找水存在测试周期长的问题,设计了水平井井下流体取样测试方法。该方法克服定向井取样器电缆传输无法下入水平段的难点,研制出水平井井下电控取样器,首次实现水平井段井下流体取样测试。该取样器在地面设定井下控制程序,下入水平井段后按照预设程序由井下微电机带动滑阀启闭取样腔,在正常生产状态下取得地层流体样品,通过化验分析可得各射孔段流体含水、矿化度、水型等资料。现场应用表明,该技术可一趟管柱完成多段压裂水平井取样,大幅度缩短找水测试周期,具有样品准确、测试简便、效率高等特点,为水平井控水增油措施提供可靠依据。     

一种新型油井智能分层开采与测试技术

介绍一种油气田开发过程中,油井正常生产状态下,运用井下智能开关器对油井进行分层开采、分层测试、堵水调层及任意层多层合采的工艺技术。该技术主要由智能开关器和智能分层开采及遥控调层工艺两部分组成。分层开采管柱采用丢手方式或整体管柱下入井中,用封隔器将井下各层位封隔,管柱上对应的每一个目的层位安装一套智能开关器,智能开关器能够按照预先设定的时序,或根据地面遥控发送编码指令工作,打开或关闭层位的进液通道,实现油井的分层测试、分层开采、堵水调层及任意层多层合采,同时开关器内置或外挂的压力仪还可获得油层的压力恢复和压力降落曲线。     

海上油田分层测试分层防砂管柱的研制与应用

针对海上油田高速强采情况下,多个油层一次射孔,同时开采所出现的问题,为摸清各个层的地层情况,应实施分层测试分层防砂工艺。研制的分层测试分层防砂管柱上部接有悬挂丢手封隔器,每层之间用层间封隔器分开,中间接有夹壁滤砂管使每一层形成一独立的封闭单元,每一层单元有一微电脑智能开关,用以控制每一层的开启和关闭,由于有些疏松砂岩油层出砂较严重,还须配以防砂工艺来达到其既能测试又能防砂生产的目的。分层测试分层防砂一体化管柱及测试工艺对于油田细分层系的合理开发以及注水工作的开展具有重要的意义。     

自封压缩式封隔器的研制与应用

为了使封隔器既能在大井斜处及井眼轨迹方位角变化较大的地方顺利坐封、保护套管压裂,又能进行水力喷射泵正常排液,基于胶筒接触密封理论,结合刚性部件机械强度校核方法,设计了自封压缩式封隔器。首先对胶筒与套管壁的接触应力进行了理论计算,然后在170 ℃条件下对该封隔器的耐压差性能进行了室内模拟试验,最后在施工现场进行了坐封、压裂、水力喷射泵排液试验。理论计算得出,胶筒的最低坐封压力应大于4.36 MPa;封隔器坐封后,胶筒与套管壁的接触应力随工作压差的增大呈线性增大趋势。室内试验显示,10.00 MPa坐封压力下,胶筒能够承受35.00 MPa反向压差;170 ℃条件下,封隔器能够承受70.00 MPa正向压差和50.00 MPa反向压差。现场试验表明,该封隔器能够在井斜角达72.4°的地方顺利坐封、压裂、排液和解封。研究表明,自封压缩式封隔器可解决常规封隔器难以实现的"既在大井斜处及井眼轨迹方位角变化较大地方顺利坐封、保护套管压裂,又能进行水力喷射泵排液"的问题,且应用效果良好,值得推广应用。      

抽油机井可环空测试井筒防喷技术

为了解决抽油机井检泵作业过程中井液喷出污染环境的问题,满足生产时不动管柱过环空测试的需求,开展了可环空测试井筒防喷技术研究。通过研制Y445封隔器、阀芯式井下开关等核心工具,与抽油泵、捅杆形成防喷工艺管柱。生产时,阀芯式井下开关开启,最小内通径?36 mm,为测试仪器起下提供了中心通道;检泵作业时,下放泵抽管柱时关闭阀芯式井下开关以实现井筒防喷。利用有限元模拟分析了0~25 MPa不同套压下工艺管柱的密封性能和锚定性能,最高防喷压力28.4 MPa,防上顶力不小于422 kN。室内实验结果表明,工艺管柱在25 MPa套压下安全可靠。该技术在大庆油田现场试验了5口井,二次检泵作业2口井,施工全程井口无溢流,过环空产出剖面测试仪器通过顺畅、无卡阻,实现了抽油机井不压井检泵作业和不动管柱过环空测试。     

两层合采井分层测压技术研究

针对两层合采井无法进行分居压力测试这一问题，开展了两层合采井分层到压技术研究。结合两层合采井特殊的举升工艺，对井下仪器与井下工具进行了一体化设计，通过特殊的传压结构，井下仪器可以同时检测葡萄花层和扶余层的压力，通过电缆将整合调制后的数据伶输至地面仪表中，地面仪表具有存储和直读两种工作方式。现场测试结果证明该技术可以满足葡扶合采井分层压力测试。     

400型套管水压试验机的研制与设计

我国各油田以往用于套管检测的的小型、简单的试压设备及相应的检测手段，其准确性和覆盖率均无法满足使用要求。为了避免因套管质量差造成井下事故，辽河油田公司采油工艺研究院研制了４００型套管水压试验机。这种套管水压试验机由主机、液压系统、辅助装置及控制系统四部分组成，集机、电、液为一体，具有手动、半自动和全自动控制方式，以乳化液为试验介质，预密封压力为２５ＭＰａ，主增压试验压力达到４０ＭＰａ。整个系统经过７ｄ无故障运转考核，运行状态良好，单机套管试验时问为１３５ｓ，达到了设计要求和检测能力，经济效益良好。     

存储直读式钻杆地层远程遥测研究

准确获取井下压力、温度是油气井测试的重要组成部分，综合比较目前不同油气井测试方式的特点，提出了一种基于无铁芯电磁耦合原理，可与全通径井下测试工具配合，应用于井下恶劣环境的存储直读式钻杆地层遥测方法。该方法交替控制直读式压力计和存储式压力计，实时准确测量阀上和阀下参数。井下数据调制能量信号，沿电缆远程传输，实现地面读取，并结合传感器特性给出实际压力、温度值求解方法。实验结果表明无铁芯电磁耦合能够在套管屏蔽下正常通讯。该系统可在井下125 ℃、70 MPa的条件下连续工作240 h以上，已在陆地井试井测试中成功应用。     

封隔器卡瓦损伤套管的模拟试验研究

在油田开发中封隔器是实施机械采油、分层注水、分层压裂或酸化、机械卡堵水等注采工艺作业的主要井下工具之一,封隔器上的卡瓦是保证工作可靠性的重要元件,把卡瓦安装在模拟试验装置中,通过在套管壁周围分布位移传感器,测得卡瓦锚定后加入套管壁深度,判断卡瓦对套管的损伤程度,这对封隔器的设计和现场使用具有十分重要的意义。     

分层参数测试技术及应用分析

介绍了生产条件下抽油井分层参数的测试原理,讨论了利用分层流量和流压资料求取分层地层压力、分层采油指数、分层导流系数和分层渗透率等参数的方法.应用实例证明了该技术的可行性及可靠性.     

高性能测试完井液的评价与应用

测试完井液性能稳定是高温超深气井安全测试的关键因素。库1井直井段在完井测试期间, 2次测试井下封隔器均被埋死,造成非常严重的井下事故。根据库1井侧钻完井试油及井身特殊要求,通过室内研究,测试完井液采用无固相甲酸盐完井液+甲酸盐钻井液稠垫液+高密度聚磺钻井液体系的高性能复合型完井测试液,该体系抗温达167℃以上、悬浮能力强、对油层无污染。使用高密度的完井液现场测试25d静止后, RD安全阀开启和解封均很顺利,有效解决了复杂深井高温、高压及长时间测试环境下的井眼稳定性和长时间静止下的测试稳定性,为以后高温高压井的完井安全测试提供了一个范例。