CN108071387A - 下返层跨隔测试时能实时检测封隔器密封性的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种下返层跨隔测试时能实时检测封隔器密封性的装置和方法，属于石油开采领域。本发明实施例通过在所述上封隔器和所述下封隔器之间的环形空间内设置无线发送装置，且在所述上封隔器和所述下封隔器之间的所述油管的内侧设置数据接收器，并且设置所述数据接收器与位于地面上的仪表车电连接，将所述环形空间的液柱压力的变化信息实时地传输到位于地面的仪表车中，使地面上的操作人员能够根据所述液柱压力的变化信息对上下封隔器的密封性作出判断，从而及时地对下返层跨隔测试进行整改，避免造成下返层测试失利、拖延工期、损失费用等后果，实现跨隔测试施工的一次性成功，确保新测试层所获取的各项数据的准确性。

Description

下返层跨隔测试时能实时检测封隔器密封性的装置和方法

技术领域

本发明涉及石油开采领域，特别涉及一种下返层跨隔测试时能实时检测封隔器密封性的装置和方法。

背景技术

在油气井测试作业过程中，对于井筒上已有射孔裸露层的油气井，当准备下返新层进行环空压力响应(annulus pressure responsive，简称APR)测试时，需要先对已有的射孔裸露层进行隔离，以避免已有射孔层对新射孔层测试结果造成的影响。

通常地，在现有技术中多采用双封隔器隔离射孔裸露层的跨隔测试方法对下返新层进行APR测试，且在进行测试时，通过在两封隔器之间随管柱下入检测压力计来检测两封隔器的密封性，即待测试完毕起出管柱和压力计后，通过观察压力计知晓封隔器的密封是否完好。

在实现本发明的过程中，本发明人发现现有技术中至少存在以下问题：现有技术不能实时检测封隔器的密封性，只是通过在两封隔器之间随管柱下入检测压力计，待APR测试完毕起出管柱和压力计后才知晓封隔器的密封性，此时封隔器不密封的结果已经形成，由于没有预知性，不能提前采取有效补救措施，造成下返层测试失利、拖延工期、损失费用等后果。

发明内容

为了解决上述的技术问题，确保跨隔测试施工一次成功，本发明提供一种针对下返层跨隔测试能透过油管实时检测封隔器密封性的装置和方法。

具体而言，包括以下的技术方案：

一种针对下返层跨隔测试能实时检测封隔器密封性的装置，包括油层套管和位于所述油层套管的内部、用于跨隔测试下返层的测试管柱；所述测试管柱包括油管；在所述油管上自上而下设置有APR测试阀、上封隔器和下封隔器，所述上封隔器和所述下封隔器位于老射孔层的上、下两侧；

在所述上封隔器和所述下封隔器之间的所述油管和所述油层套管形成的环形空间内设置有无线发送装置，所述无线发送装置用于接收并发送所述环形空间的液柱压力的变化信息；在所述上封隔器和所述下封隔器之间的所述油管的内侧设置有数据接收器，所述数据接收器用于接收所述无线发送装置发送的所述液柱压力的变化信息；且所述数据接收器与位于地面上的仪表车电连接。

优选地，所述数据接收器通过电缆与所述仪表车连接，所述数据接收器与所述仪表车之间设置有定滑轮。

优选地，所述无线发送装置以外挂的方式设置在所述油管的外侧。

优选地，在所述APR测试阀的上方的所述油管上设置有定位短节。

优选地，在所述下封隔器的下方的所述油管上还设置有点火头和与所述点火头连接的射孔枪，所述射孔枪对准所述下返层。

优选地，在所述下封隔器和所述点火头之间的所述油管上还设置有减震器。

优选地，在所述油层套管和所述油管的上方还设置有采油树，在所述采油树的上方进一步设置有防喷管。

进一步地，本发明实施例提供一种使用针对下返层跨隔测试能实时检测封隔器密封性的装置的方法，包括以下步骤：

步骤一：将带有所述无线发送装置的所述测试管柱下放到所述油层套管内，并在所述油管中注入预定深度的液垫；

步骤二：对所述测试管柱进行定位；座封所述上封隔器和所述下封隔器，打开所述APR测试阀；

步骤三：下放所述数据接收器至所述上封隔器和所述下封隔器之间的所述油管内，用所述仪表车控制所述无线发送装置发送所述环形空间的液柱压力的变化信息；

步骤四：根据接收到的所述液柱压力的变化信息得到的验封压力变化检测曲线，判断所述上封隔器和所述下封隔器是否密封；

步骤五：若所述上封隔器和所述下封隔器密封，则对所述下返层进行测试，否则，进行相关整改。

优选地，在将所述测试管柱下放到所述油层套管内之前，对所述油层套管进行压井、通井和刮削操作。

优选地，完成对所述下返层测试后，对所述油层套管进行洗井、压井操作。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果：提供一种针对下返层跨隔测试能透过油管实时检测封隔器密封性的装置和方法，是一项能提前验证封隔器密封性的技术。具体地，通过在两封隔器之间设置无线发送装置和数据接收器，将两封隔器之间的环形空间的液柱压力的变化信息实时地传输到位于地面的仪表车中，使地面操作人员能够根据液柱压力的变化信息对上下封隔器的密封性作出判断，从而及时地对下返层跨隔测试进行整改，避免造成下返层测试失利、拖延工期、损失费用等后果，实现跨隔测试施工的一次性成功，确保新测试层所获取的各项数据的准确性。且该装置和方法操作简单、施工成本低，能大大缩短作业周期。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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为本发明实施例提供的一种下返层跨隔测试时能实时检测封隔器密封性的装置示意图；

图2a为本发明实施例提供的“双封隔器座封状态”时的验封压力变化检测曲线图；

图2b为本发明实施例提供的“上封下漏状态”时的验封压力变化检测曲线图；

图2c为本发明实施例提供的“上漏下封状态”时的验封压力变化检测曲线图；

图3为本发明实施例提供的一种下返层跨隔测试时能实时检测封隔器密封性的方法步骤图。

图中的附图标记分别表示：

1、油层套管；

2、测试管柱；

3、下返层；

4、油管；

5、上封隔器；

6、下封隔器；

7、APR测试阀；

8、无线发送装置；

9、数据接收器；

10、仪表车；

11、老射孔层；

12、反循环阀；

13、筛管；

14、点火头；

15、射孔枪；

16、采油树；

17、防喷管；

18、定滑轮；

19、定位短节；

20、减震器；

21、泄压装置。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。除非另有定义，本发明实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。

本发明提供一种下返层跨隔测试时能实时检测封隔器密封性的装置，如图1所示，该装置油层套管1和位于油层套管1的内部、用于跨隔测试下返层3的测试管柱2；测试管柱2包括油管4，在油管4上自上而下设置有APR测试阀7、上封隔器5和下封隔器6，上封隔器5和下封隔器6位于老射孔层11的上、下两侧；在上封隔器5和下封隔器6之间的油管4和油层套管1形成的环形空间内设置有无线发送装置8，无线发送装置8用于接收并发送该环形空间的液柱压力的变化信息；在上封隔器5和下封隔器6之间的油管4的内侧设置有数据接收器9，数据接收器9用于接收无线发送装置8发送的该液柱压力的变化信息；且数据接收器9与位于地面上的仪表车10电连接。

需要说明的是，本发明实施例中的“上”、“下”是以该装置的工作状态定义的，例如在实际操作中，上封隔器5位于老射孔层11的上方，下封隔器6位于老射孔层11的下方。无线发送装置8可用于接收并发送上封隔器5和下封隔器6之间的环形空间(此后简称无线发送装置8处)的液柱的变化信息，例如液柱压力的变化信息、温度变化信息等，为了便于操作人员对得到的实时信息进行分析和判断，优选地，无线发送装置8用于接收并发送无线发送装置8处的液柱压力的变化信息。并且，本发明实施例选择无线发送装置8为储存式发送器，即可存储一段时间内无线发送装置8处的液柱压力的变化信息。仪表车10能控制无线发送装置8的信息发送，且数据接收器9能将接收到的液柱压力的变化信息实时地传输给仪表车10。且通常地，APR测试阀7可设置为球阀，APR测试阀7可通过在测试管柱2和油层套管1之间的环空加压而打开；在下封隔器6的下方的油管4上还设置有筛管13。

在实际操作中，将带有APR测试阀7、上封隔器5和下封隔器6的测试管柱2下放入油层套管1内，使得上封隔器5和下封隔器6之间的油管4对准老射孔层11，在井口向油管4内注入预定深度的液垫(APR测试阀7处于关闭状态，液垫停留在APR测试阀7以上的油管4中；液垫的深度可根据需要设定，液垫可选用水垫、压井液或柴油垫等)，以保证在油管4内产生负压，并使得测试管柱2不被挤毁。上提下放测试管柱2，使上封隔器5和下封隔器6座封，然后打开APR测试阀7，由于油管4中负压的存在，油层套管1内的井液从油管4的下部的筛管13进入油管4中，并进一步进入APR测试阀7以上的油管4中。然后将数据接收器9下放至上封隔器5和下封隔器6之间的油管4内，以接收无线发送装置8发送的无线发送装置8处的液柱压力的变化信息，并将该液柱压力的变化信息实时地传输给仪表车10，从而使操作人员能够实时地获得无线发送装置8处的液柱压力的变化信息，进一步得到验封压力变化检测曲线图，并根据该曲线图分析判断上封隔器5和下封隔器6的密封情况。

对于上封隔器5和下封隔器6的密封情况的判断，具体地，如图2a-2c所示，在上封隔器5和下封隔器6座封之前，无线发送装置8处的液柱压力为套管环空中静液柱的压力，但当上封隔器5和下封隔器6座封或打开APR测试阀7后，根据上封隔器5和下封隔器6密封情况不同，无线发送装置8处的液柱会发生不同的变化，由此，若验封压力变化检测曲线如图2a所示，即座封后，无线发送装置8处的液柱压力为老射孔层11的地层压力(允许为地层压力的一定误差范围内)，说明无线发送装置8处的液柱与老射孔层11连通，则说明上封隔器5和下封隔器6均为密封状态(即“双封隔器座封状态”)；若验封压力变化检测曲线如图2b所示，即打开APR测试阀7后，无线发送装置8处的液柱压力为液垫压力(允许为液垫压力的一定误差范围内)，说明无线发送装置8处的液柱压力与测试管柱2内的液垫连通，则说明上封隔器5处于密封状态，下封隔器6未处于密封状态(即“上封下漏状态”)；若验封压力变化检测曲线如图2c所示，即打开APR测试阀7后，无线发送装置8处的液柱压力没有变化，说明无线发送装置8处的液柱没有变化，则说明下封隔器6处于密封状态，上封隔器5未处于密封状态(即“上漏下封状态”)。此外，在本发明实施例中利用环空加压的方式能打开APR测试阀7排除了上封隔器5和下封隔器6均未处于密封状态的情况。由此，可判断出上封隔器5和下封隔器6的密封情况。

本发明实施例提供的测封隔器密封性的装置和方法是一项能提前验证封隔器密封性的技术，通过在两封隔器之间设置无线发送装置8和数据接收器9，将上封隔器5和下封隔器6之间的环形空间的液柱压力的变化信息实时地传输到仪表车10，使地面操作人员能够根据接收到的信息对上封隔器5和下封隔器6的密封情况作出准确的判断，且在必要时便于对下返层跨隔测试进行及时地整改，避免造成下返层测试失利、拖延工期、损失费用等后果，实现跨隔测试施工的一次性成功，确保新测试层所获取的各项数据的准确性。

在上述的检测封隔器密封性的装置中，优选地，数据接收器9通过电缆与仪表车10连接，以使得数据接收器9接收到的信息能实时地传输给仪表车10，便于操作人员获得实时信息，作出及时判断；进一步地，为了方便将数据接收器9下放到油层套管1中，还可在数据接收器9与仪表车10之间设置定滑轮18，定滑轮18能将下放数据接收器9的竖直方向的力转化为水平方向上的力，然后借助仪表车10来施加该水平方向上的力，从而方便操作人员操作。

在上述的检测封隔器密封性的装置中，无线发送装置8用于接收并发送上封隔器5和下封隔器6之间的环形空间的液柱压力的变化信息，本发明实施例对无线发送装置8的设置方式没有严格限定，例如，可以为外挂式或嵌入式等，优选地，无线发送装置8以外挂的方式设置在油管4的外侧。

在上述的检测封隔器密封性的装置中，进一步地，本发明实施例对上封隔器5、下封隔器6的类型没有严格限定，只要上提下放测试管柱2能使其座封即可，例如上封隔器5可以为支撑式封隔器，下封隔器6为卡瓦封隔器。

在上述的检测封隔器密封性的装置中，当将测试管柱2下放到油层套管1中时，需要对测试管柱2进行定位，即使得上封隔器5和下封隔器6之间的油管4对准老射孔层11，为了便于测试管柱2在油层套管1中定位，可在APR测试阀7的上方的油管4上设置定位短节19。

在上述的检测封隔器密封性的装置中，通常地，用于跨隔测试的测试管柱2上还设置有点火头14和与点火头14连接的射孔枪15，且点火头14设置在筛管13的下方的油管4上，射孔枪15对准下返层3，通过投棒使点火头14触发射孔枪15，进而使射孔枪15对下返层3射孔，以对下返层3进行APR测试。

在上述的检测封隔器密封性的装置中，为了减小射孔枪15对下返层3射孔时造成的测试管柱2的震动，进一步地，在下封隔器6和筛管13之间的油管4上还设置有减震器20，减震器20可以为一个弹簧装置，通过其缓冲作用，可减小测试管柱2的震动，避免损坏测试管柱2上的井下工具。

在上述的检测封隔器密封性的装置中，在完成下返层跨隔测试后，通常需要进行洗井、压井，以方便后续施工，优选地，在APR测试阀7和定位短节19之间设置反循环阀12，当跨隔测试完成后，打开反循环阀12，将洗井液或压井液加入到测试管柱2和油层套管1之间的环空空间中，洗井液或压井液从反循环阀12进入测试管柱2实现洗井或压井操作。

进一步地，在射孔枪15的下方的油管4上还设置有泄压装置21，便于操作完成后对测试管柱2进行泄压。

在上述的检测封隔器密封性的装置中，通常地，在油层套管1和油管4的上方还设置有采油树16，在采油树16的上方进一步设置有防喷管17，以对井口进行压力控制，防止溢流、井涌，甚至井喷的发生，方便进行检测密封性和APR测试。

进一步地，本发明实施例还提供一种使用针对下返层跨隔测试能实时检测封隔器密封性的装置的方法，如图3所示，该方法包括以下步骤：

步骤一：将带有无线发送装置8的测试管柱2下放到油层套管1内，并在油管4中注入预定深度的液垫；具体操作为：

将带有APR测试阀7、上封隔器5和下封隔器6的测试管柱2下放入油层套管1，无线发送装置8位于上封隔器5和下封隔器6之间的油管4的外侧；在油管4中注入预定深度的液垫，且APR测试阀7处于关闭状态，液垫位于APR测试阀7以上的油管4中。

步骤二：对测试管柱2进行定位；座封上封隔器5和下封隔器6，并打开APR测试阀7；具体操作为：

对测试管柱2进行深度定位，使得上封隔器5和下封隔器6之间的油管4对准老射孔层11，其中无线发送装置8用于接收并发送上封隔器5和下封隔器6之间的油管4的外侧的液柱压力的变化信息；上提下放测试管柱2使座封上封隔器5和下封隔器6；然后打开APR测试阀7。

步骤三：下放数据接收器9；具体操作为：

将数据接收器9下放至上封隔器5和下封隔器6之间的油管4内，仪表车10控制无线发送装置8的信息发送，数据接收器9通过电缆向地面上仪表车10实时传输接收到的无线发送装置8处的液柱压力的变化信息。

步骤四：得到验封压力变化检测曲线图，判断上封隔器5和下封隔器6是否密封；具体操作为：

通过仪表车10接收到的无线发送装置8处的液柱压力的变化信息可得到验封压力变化检测曲线图(如图2a-2c所示)，对上封隔器5和下封隔器6的密封情况的判断。判断方法如上文所述，若得到的验封压力变化检测曲线图如图2a所示时，则说明上封隔器5和下封隔器6均为密封状态；若得到的验封压力变化检测曲线图如图2b所示时，则说明上封隔器5处于密封状态，下封隔器6未处于密封状态；若得到的验封压力变化检测曲线图如图2c所示时，则说明下封隔器6处于密封状态，上封隔器5未处于密封状态。此外，在本发明实施例中利用环空加压的方式能打开APR测试阀7排除了上封隔器5和下封隔器6均未处于密封状态的情况。由此，可判断出上封隔器5和下封隔器6的密封情况。

步骤五：对下返层3进行测试或进行相关整改；具体操作为：

如果上封隔器5和下封隔器6均处于密封状态，则可进行投棒、射孔，对下返层3进行APR测试；否则，起出测试管柱2，对油层套管1和/或测试管柱2等进行整改。

在上述的检测封隔器密封性的方法中，在将测试管柱2下放到油层套管1内之前，对油层套管1进行压井、通井和刮削操作，以便于上封隔器5和下封隔器6座封，以及对下返层3的测试。

在上述的检测封隔器密封性的方法中，在完成对下返层3的测试后，对油层套管1进行洗井、压井操作，以进行下步工序。

本发明实施例通过在两封隔器之间设置无线发送装置和数据接收器，将两封隔器之间的环形空间的液柱压力的变化信息实时地传输到位于地面的仪表车中，使地面操作人员能够根据接收到的信息对下返层跨隔测试进行及时地整改，避免造成下返层测试失利、拖延工期、损失费用等后果，实现跨隔测试施工的一次性成功，确保新测试层所获取的各项数据的准确性。

以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种针对下返层跨隔测试能实时检测封隔器密封性的装置，包括油层套管(1)和位于所述油层套管(1)的内部、用于跨隔测试下返层(3)的测试管柱(2)；所述测试管柱(2)包括油管(4)；在所述油管(4)上自上而下设置有APR测试阀(7)、上封隔器(5)和下封隔器(6)，所述上封隔器(5)和所述下封隔器(6)位于老射孔层(11)的上、下两侧；其特征在于，

在所述上封隔器(5)和所述下封隔器(6)之间的所述油管(4)和所述油层套管(1)形成的环形空间内设置有无线发送装置(8)，所述无线发送装置(8)用于接收并发送所述环形空间的液柱压力的变化信息；在所述上封隔器(5)和所述下封隔器(6)之间的所述油管(4)的内侧设置有数据接收器(9)，所述数据接收器(9)用于接收所述无线发送装置(8)发送的所述液柱压力的变化信息；且所述数据接收器(9)与位于地面上的仪表车(10)电连接。

2.根据权利要求1所述的检测封隔器密封性的装置，其特征在于，所述数据接收器(9)通过电缆与所述仪表车(10)连接，所述数据接收器(9)与所述仪表车(10)之间设置有定滑轮(18)。

3.根据权利要求1所述的检测封隔器密封性的装置，其特征在于，所述无线发送装置(8)以外挂的方式设置在所述油管(4)的外侧。

4.根据权利要求1所述的检测封隔器密封性的装置，其特征在于，在所述APR测试阀(7)的上方的所述油管(4)上设置有定位短节(19)。

5.根据权利要求4所述的检测封隔器密封性的装置，其特征在于，在所述下封隔器(6)的下方的所述油管(4)上还设置有点火头(14)和与所述点火头(14)连接的射孔枪(15)，所述射孔枪(15)对准所述下返层(3)。

6.根据权利要求5所述的检测封隔器密封性的装置，其特征在于，在所述下封隔器(6)和所述点火头(14)之间的所述油管(4)上还设置有减震器(20)。

7.一种使用权利要求1-6任一项所述的针对下返层跨隔测试能实时检测封隔器密封性的装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将带有所述无线发送装置(8)的所述测试管柱(2)下放到所述油层套管(1)内，并在所述油管(4)中注入预定深度的液垫；

步骤二：对所述测试管柱(2)进行定位；座封所述上封隔器(5)和所述下封隔器(6)，并打开所述APR测试阀(7)；

步骤三：下放所述数据接收器(9)至所述上封隔器(5)和所述下封隔器(6)之间的所述油管(4)内，用所述仪表车(10)控制所述无线发送装置(8)发送所述环形空间的液柱压力的变化信息；

步骤四：根据接收到的所述液柱压力的变化信息得到的验封压力变化检测曲线图，判断所述上封隔器(5)和所述下封隔器(6)是否密封；

步骤五：若所述上封隔器(5)和所述下封隔器(6)密封，则对所述下返层(3)进行APR测试；否则，进行整改。

8.根据权利要求7所述的检测封隔器密封性的方法，其特征在于，在将所述测试管柱(2)下放到所述油层套管(1)内之前，对所述油层套管(1)进行压井、通井和刮削操作。

9.根据权利要求7所述的检测封隔器密封性的方法，其特征在于，完成对所述下返层(3)测试后，对所述所述油层套管(1)进行洗井、压井操作。