專利名稱：已射孔單層地層測試的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于石油開發(fā)測試技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
測試分為生產(chǎn)測井和試井。試井中，測量一口井的靜壓、流壓是重要的內(nèi)容。近幾年有了偏心注產(chǎn)管柱和同心測調(diào)集成管柱后實現(xiàn)了油水井和常關(guān)資料井的分層測試，分層測試成了試井的更重要的內(nèi)容。實質(zhì)上，這種分層測試是測試若干個地層的分段壓力或分組壓力，根本不能滿足地質(zhì)家對單層地層參數(shù)的要求，至于通過分層測試取得的生產(chǎn)狀態(tài)下的動態(tài)單層地層參數(shù)就更少了。大慶大量使用的籠統(tǒng)抽油機井的分層測試受多種因素影響，成本高，成功率低，全面鋪開大量測試也較難。
最近，有多種和管柱工具相關(guān)的可用于分層測試的技術(shù)出現(xiàn)和使用。但是，利用電纜測試，實現(xiàn)一口井全部已射孔單層快速、低成本的普遍大量測試國內(nèi)外還未見報道。
利用電纜地層測試器的方式方法實現(xiàn)已射孔井單層地層測試就是本發(fā)明。
現(xiàn)在各個國外廠家的地層測試器像斯侖貝謝公司的重復(fù)式電纜地層測試器RFT、阿特拉斯公司的地層多層測試器FMT、哈里伯頓公司的選擇式地層測試器SFT都不能解決抽油機井已射孔單層地層測試問題，而且這些公司的最新地層測試器產(chǎn)品像哈里伯頓公司的油藏描述儀RDT、阿特拉斯公司的油藏特性描述儀RCI同樣不能對已射孔層進行測試，只是斯侖貝謝公司的最新的地層測試器——模塊式地層動態(tài)測試器MDT、套管井地層動態(tài)測試器CHDT有雙封隔器，能對已射孔層進行測試，但它的雙封隔器只能在1米間距范圍內(nèi)調(diào)整，仍然不能測試各種厚度已射孔單層。
九十年代中原油田研制了我國自己的地層測試器，同樣也不能實現(xiàn)對已射孔層的地層測試，也未見大量投入使用。
本發(fā)明使用了封隔器概念，在采油作業(yè)油管、套管中也使用封隔器，但兩者作用相同、原理不同，這里的封隔器是電纜地面控制的封隔器。
地層壓力是油田科學(xué)決策和預(yù)防套損的重要條件，是油田開發(fā)的靈魂，解決已射孔單層地層測試問題是油田測試部門最迫切需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明給出了測試已射孔各種厚度單層地層的地層測試方法，可以求得單層地層的流壓、靜壓資料。發(fā)明設(shè)計了支撐這種已射孔單層地層測試的液壓驅(qū)動封隔器的密封動做關(guān)鍵部件及密封動作的方式方法。
本發(fā)明的已射孔單層測試在套管井段內(nèi)進行測試，實現(xiàn)了已射孔單層的地層測試。這種可以測試已射孔單層的地層測試器我叫單層地層測試器。
單層地層測試器由電子線路(3)、上液壓驅(qū)動封隔器(9)、擴容驗壓部分(5)，系列化過流流體通道管(7)、系列化信號線軟管(6)和下液壓驅(qū)動封隔器(10)六部分構(gòu)成。
測試已射孔各種厚度單層地層的地層測試方法就是連結(jié)CCL(2)儀器后使用電纜(1)下入井中。過流流體通道管(7)、信號線軟管(6)把上液壓驅(qū)動封隔器(9)、擴容驗壓部分(5)及下液壓驅(qū)動封隔器(10)兩個液壓驅(qū)動封隔器連接起來，由上液壓驅(qū)動封隔器(9)的液壓驅(qū)動封隔器部件(8)、擴容驗壓部分(5)、過流流體通道管(7)及下液壓驅(qū)動封隔器(10)的液壓驅(qū)動封隔器部件(8)構(gòu)成密封系統(tǒng)卡住單層，地面分別控制兩個電機運轉(zhuǎn)實現(xiàn)兩個封隔器動作，完全密封后對已射孔單層進行地層測試。是否完全密封，通過上液壓驅(qū)動封隔器(9)的液壓驅(qū)動封隔器部件(8)上安裝的兩個壓力探頭(21)(22)的壓力數(shù)據(jù)地面比較知道，(22)是過流流體壓力探頭，(21)是單層地層壓力探頭。單層地層壓力探頭(21)的數(shù)據(jù)有單層流壓和靜壓信息。一般情況下，根據(jù)射孔數(shù)據(jù)，選用系列化的兩種恰當(dāng)長度的過流流體通道管，兩次下井即可完成全井全部單層的測試，見附圖1到附圖7。
附圖1是測試示意圖，附圖2、附圖3、附圖4、附圖5、附圖6一起是單層地層測試器剖面圖。地層剖面是由已射孔層(11)和隔層(12)組成，(1)是電纜，(2)是用于確定深度的輔助CCL儀器，(3)是擴容驗壓部分(5)、上(9)、下(10)液壓驅(qū)動封隔器共用的電子線路，上液壓驅(qū)動封隔器(9)由液壓系統(tǒng)單元(4)和液壓驅(qū)動封隔器部件(8)組成，同樣，下液壓驅(qū)動封隔器(10)也由液壓系統(tǒng)單元(4)和液壓驅(qū)動封隔器部件(8)組成，上下液壓驅(qū)動封隔器完全相同，只是反向安裝。
液壓驅(qū)動封隔器內(nèi)液壓系統(tǒng)單元(4)是電機驅(qū)動、可以地面控制的液壓系統(tǒng)，這種技術(shù)是一種成熟的被很多廠家廣泛采用的技術(shù)。電子線路(3)是控制電路部分。附圖7是液壓驅(qū)動封隔器部件剖面圖，液壓壓力靠液壓探頭(20)測量地面儀器記錄。液壓驅(qū)動封隔器部件(8)由母體(13)、限制器(14)、支撐桿(15)、支撐圈(16)、線芯通道(17)、喇叭形橡膠(18)和固定器(19)，液壓探頭(20)，單層地層壓力探頭(21)，過流流體壓力探頭(22)組成。
液壓系統(tǒng)單元(4)是這樣運作的，電纜第5芯供電接通，馬達B1(35)運轉(zhuǎn)，(37)是減速箱，緩沖連接(41)，(46)是離合器，離合器的作用是油室(64)體積變小，液壓油壓力加大時，馬達B1不會回轉(zhuǎn)，既使是在馬達供電電路斷開時也同樣?；钊?67)壓縮，使支撐桿(15)向外撐。進而推動支撐圈(16)運作，喇叭形橡膠(18)密封已射孔層。
擴容驗壓部分(5)安裝在上液壓驅(qū)動封隔器(9)的下面，是馬達驅(qū)動的活塞作為壓力測量時的驗證手段。可以安裝擴容驗壓部分(5)進行測試也可以不安裝進行測試，安裝測試時可以使用也可以不使用。安裝測試時儀器密封后儀器中不能過流。
單層地層測試器大多是在已射孔的套管井中進行，從產(chǎn)液角度把單層分為產(chǎn)液較大的層和產(chǎn)液較少的層兩種，擴容驗壓部分(5)是對產(chǎn)液較少的層設(shè)計的。產(chǎn)液較多的層測試時不要安裝擴容驗壓部分(5)下井測試。擴容驗壓部分(5)是這樣運作的，馬達B3(72)電路接通，馬達運轉(zhuǎn)，(73)減速箱總承運作，(88)絲桿運作，活塞(95)運作，實現(xiàn)擴容。實現(xiàn)驗證壓力測量的準(zhǔn)確性。(92)是過線接頭，(96)是過線通道。
單層地層測試器要實現(xiàn)生產(chǎn)狀態(tài)下的已射孔單層地層測試，必須先作業(yè)，把儀器下入井中，正常生產(chǎn)后再測試。這樣測試的數(shù)據(jù)是正常生產(chǎn)狀態(tài)下的數(shù)據(jù)。正常生產(chǎn)狀態(tài)下單層流壓、靜壓對油田開發(fā)決策更具有意義。
附圖8是局部放大圖I，(23)是液壓油通道。附圖9是橫切剖面圖A-A。
附圖10是橫切剖面圖B-B。(24)是過流流體通道，上下液壓驅(qū)動封隔器完成密封后，井內(nèi)流體從此5個孔通過。
附圖11是過流流體通道管剖面圖。單層地層測試器兩個喇叭形橡膠接觸密封點的長度叫卡點長度。系列化過流流體通道管(7)長度為0.1米，0.2米，0.3米，0.4米，0.5米，0.6米，0.7米，0.8米，0.9米，1米，2米，3米，4米，5米，6米，7米，8米，9米，10米，20米等等，任意一個卡點長度可以由兩個過流流體通道管連結(jié)后構(gòu)成。信號線軟管(6)是把上下液壓驅(qū)動封隔器連結(jié)起來的信號通道，長度為1米，5米，10米，20米等同樣也是系列化的，但是數(shù)量上少些。附圖12是橫切剖面C-C。(17)是線芯通道，(23)是液壓油通道。
附圖13是橫切剖面D-D。(25)單層地層壓力探頭連通孔。
附圖14是橫切剖面圖E-E。
附圖15是橫切剖面圖F-F，(17)線芯通道，(22)過流流體壓力探頭，(26)單層地層壓力探頭線芯孔。
液壓驅(qū)動封隔器部件(8)中的支撐圈(16)實質(zhì)上是一種板式彈簧。支撐圈(16)是支撐這種已射孔單層地層測試的液壓驅(qū)動封隔器密封動做關(guān)鍵部件。實現(xiàn)密封動做的方式方法是3個支撐圈(16)120度相互疊合，3個支撐桿(15)同樣圓周內(nèi)成120度排列，每一個支撐桿支撐著一個支撐圈的一端，3個支撐圈互相支撐將喇叭形橡膠(18)支撐開，并和套管內(nèi)壁接觸密封。附圖16是支撐圈零件圖。

支撐圈只能在140mm和168mm兩種套管內(nèi)運行，單層地層測試器在140mm和168mm套管內(nèi)進行測試。對于140mm套管，內(nèi)徑從117.7mm到125.7mm變化，套管直徑變化8mm。對于168mm套管，內(nèi)徑從146.3mm到152.3mm變化，套管直徑變化6mm。對應(yīng)這兩種套管有兩套支撐圈，支撐桿只有一套。
附圖17是喇叭形橡膠制作。(29)喇叭形橡膠密封接觸墊(30)喇叭形橡膠筋網(wǎng)。
附圖18信號線軟管接頭。這個接頭是為ф12.7mm七芯鎧裝電纜設(shè)計的。
附圖19-22電子線路原理圖。
單層地層測試器使用7芯電纜，7芯供電50V/50mA，6芯是地；5芯為馬達B1供電，4芯是地；3芯為馬達B2供電，2芯是地；1芯為馬達B3供電，2芯是地。7芯也是信號線。L1、L2是離合器線圈。W1是5V電源。
U3是單片機AT89C52P1，它和地面微機構(gòu)成串行通信。CCL電路在U3的15腳輸入。PS PIN6是壓力計座，壓力信號從U3的14芯輸入。U3單片機是主單片機，其程序決定著M2、M3處理電路和M4處理電路，而M2、M3處理電路和M4處理電路都是由單片機AT89C52P1控制并和U3單片機一起構(gòu)成一個完整的串行通信信號。這里M2、M3處理電路和M4處理電路沒有畫出。其電路和U3單片機電路相同。


1.附圖19到附圖22電子線路符號說明

2.附圖19到附圖22電子線路符號說明

3.附圖1、附圖7到附圖18說明

4.附圖2到附圖6說明

權(quán)利要求
1.支撐圈及運做方式方法，支撐圈實質(zhì)上是一種板式彈簧。其特征是3個支撐圈依次相互疊合，3個支撐桿圓周內(nèi)成120度排列，每一個支撐桿支撐著一個支撐圈的一端，3個支撐圈互相支撐將喇叭形橡膠支撐開，最終使喇叭形橡膠和套管內(nèi)壁接觸并密封。
2.根據(jù)權(quán)利要求1，其技術(shù)特征是每一種板式彈簧和喇叭形橡膠的接觸面上有兩條凸棱，使喇叭形橡膠密封更可靠。
3.根據(jù)權(quán)利要求1，構(gòu)成已射孔單層地層測試器，單層地層測試器卡點長度可以依據(jù)射孔數(shù)據(jù)確定的測試層厚度，以減少儀器下井次數(shù)為原則，對全井各個待測試層統(tǒng)一優(yōu)化，確定一種或兩種或三種卡點長度。大慶地區(qū)一般情況下，只要選用兩種卡點長度，可以測試各種厚度的已射孔單層地層。其技術(shù)特征是系列化各種過流流體通道管兩端的公扣母扣都統(tǒng)一，系列化各種信號線軟管兩端的公扣母都統(tǒng)一，各種卡點長度都可以選用系列化中的兩種適當(dāng)長度的過流流體通道管及信號線軟管進行組合而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1，構(gòu)成已射孔單層地層測試器，單層地層測試器有擴容驗壓部分。其技術(shù)特征是擴容驗壓部分可以使用，也可以不使用。不使用擴容驗壓部分測試時，測試層下面的液流可以從儀器中流過。
5.根據(jù)權(quán)利要求1，構(gòu)成已射孔單層地層測試器，用喇叭形橡膠實現(xiàn)密封。其技術(shù)特征是喇叭形橡膠內(nèi)有筋網(wǎng)，密封接觸面有軟墊。
全文摘要
本發(fā)明給出了測試已射孔的各種厚度單層地層的測試方法，設(shè)計了支撐這種已射孔單層地層測試的液壓驅(qū)動封隔器的關(guān)鍵部件及運作方法。本發(fā)明的單層地層測試器可以測量單層地層壓力，進而求得滲透率。單層地層測試器由電子線路、上液壓驅(qū)動封隔器、擴容驗壓部分、系列化過流流體通道管、系列化信號線軟管和下液壓驅(qū)動封隔器組成。上液壓驅(qū)動封隔器、過流流體通道管及下液壓驅(qū)動封隔器構(gòu)成密封系統(tǒng)卡住單層，地面分別控制兩個封隔器動作，實現(xiàn)單層測試。選用恰當(dāng)長度的流體通道管，兩次下井即可完成全井測試。本發(fā)明在套管井中使用，也可以通過偏心井口事先把儀器下入井中進行生產(chǎn)狀態(tài)下的單層地層測試。
文檔編號E21B49/00GK1558088SQ200410004909
公開日2004年12月29日 申請日期2004年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月9日
發(fā)明者王艷萍 申請人:王艷萍