地层测试技术APR工具课件

地层测试技术测试分公司目录第一章地层测试知识介绍第二章地层测试井下工具介绍第三章三联作测试技术简要介绍第四章地层测试井口控制装置第五章地层测试主要工具的维护第六章地层测试标准化操作第七章地层测试资料的处理第一章地层测试知识介绍地层测试简介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。地层测试的优越性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。地层测试的分类地层测试按井况分类按测试工具分类膨胀式工具测试MFE、HST工具测试套管井测试裸眼井测试PCT工具测试APR工具测试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。地层测试的主要工序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。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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APR地层测试工具简介LPR-N阀工作原理LPR-N测试阀是整个管柱的主阀，地面预先充好氮气，球阀处在关闭位置。工具下井过程中，在补偿活塞作用下，球阀始终处于关闭位置。封隔器坐封后，向环空加预定压力，压力传到动力芯轴，使其下移，带动动力臂使球阀转动，实现开井。测试完后释放环空压力，在氮气压力作用下，动力芯轴上移带动动力臂，使球阀关闭。如此反复操作，从而实现多次开关井。LPR-N阀结构组成（1）结构：测试阀主要由球阀、动力、计量三部分组成。球阀部分由球阀、阀座、控制臂、夹板、球阀外筒组成。动力部分由动力短节、动力芯轴、动力外筒、氮气腔、充氮阀体、浮动活塞等组成。根据地面温度、井底温度及静液柱压力，在地面对氮气腔充氮到预定压力，此压力作用在动力芯轴上，使球阀在工具下井时，处于关闭状态。封隔器坐封后，环空加压，压力作用在动力芯轴上，压缩氮气，动力芯轴下移带动动力臂使球阀转动开井，释放环空压力，在氮气作用下，动力芯轴上移带动动力臂使球阀转动关闭实现关井。计量部分主要由伸缩芯轴、计量短节、计量阀、计量外筒、硅油腔、平衡活塞。平衡活塞一端连通硅油腔，另一端与环空相通。下钻时，当液柱压力逐渐增加到大于下硅油腔压力时，平衡活塞上移使下硅油腔压力增高，当下油腔压力增加到比上油腔压力大2.8MPa时，计量阀开始延时导通，上油腔体积增大，浮动活塞上行，氮气腔体积缩小，使氮气压力增高，通过动力芯轴传递给动力臂使球阀保持关闭。工具下井过程中氮气腔与上硅油腔压力平衡，上硅油腔的压力比下硅油腔压力小2.8MPa，处于动平衡状态。封隔器坐封后，环空加压，由于计量阀延时导通的作用，在上下硅油腔压力还未达到平衡时，动力芯轴下移带动动力臂，使球阀转动打开。LPR-N阀工具结构图LPR-N阀的充氮和操作压力计算已知某测试井井深h=2773m，地面温度为25.6℃，泥浆柱下部温度为94℃，采用密度ρ=1.03g/cm3的压井液压井，求采用φ98mmLPR-N阀测时的充N2压力和操作压力。(充N2压力公式P＝[Ph—PL](PHa-PHL)/6.894+PL，表一：部分LPR-N阀充氮压力（地面温度为26.7℃）泥浆温度静液柱压力，MPa℃13.788220.682227.576334.470441.364448.258555.152662.0467──────────────────────────────────────10.013.422820.075526.549132.822738.986044.983850.705956.428023.912.623118.786424.777330.602836.352541.805747.320952.732837.811.906117.641923.233028.693134.063639.213544.459949.609851.711.292516.683721.930127.052432.085036.979841.764346.686765.610.741015.821920.765025.611530.347735.051039.537544.142879.410.258415.077319.751524.336128.817233.222537.538241.764393.39.817214.401718.834623.191727.438431.623135.759639.7719107.29.417313.795018.041222.157626.211329.658334.146437.9864121.19.051913.250417.276621.233825.108228.927532.691736.3869135.08.721012.747116.607820.399624.115527.755531.354334.9047148.98.417712.292115.994319.620523.205526.680130.154733.5673LPR-N阀的充氮和操作压力计算泥浆温度静液柱压力，MPa────────────────────────────────────℃13.78820.68227.57634.47041.36448.25955.15362.047──────────────────────────────────────10.06.5846.9017.3087.7288.2738.8669.45210.15523.96.5846.8807.2667.6738.1358.7359.2049.96937.86.5846.8667.2397.6258.0188.6118.9839.79051.76.5846.8667.2047.5778.0188.5568.8629.67965.66.5846.8607.1707.5358.0188.5078.8549.57679.46.5776.8537.1637.5287.9638.4258.8489.44593.36.5776.8467.1567.5287.9088.3498.8459.314107.26.5776.8397.1497.4877.8738.3218.7839.245121.16.5776.8397.1287.4667.8398.2808.8079.183135.06.5776.8327.1227.4667.8328.2258.6809.121148.96.5776.8327.1157.4257.7978.1838.6049.093━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━操作压力计算公式:P＝[Ph—PL](PHa-PHL)/6.894+PL＋3.45式中：P—操作压力，MPaPh—表中高静液柱压力下的操作压力，MPaPL—表中低静液柱压力下的操作压力，MPaPHa—实际静液柱压力，MPaPHL—表中低静液柱压力6.894–常数RD安全循环阀RD安全循环阀工作原理RD安全循环阀是一种用于套管井内靠环空压力操作的一次性全通径安全循环阀，此工具主要用在地层测试结束时，封隔油气层和进行循环作业，同时在该阀的球阀和测试阀的球阀之间可圈闭一段地层流体样品。在井下作业中，该阀被打开后将不能关闭。作为安全阀，可以在测试期间的任一时刻操作该工具，以封堵测试管柱，循环阀打开后，球阀关闭，可作为一个一次性关井阀使用。用一个专用接头来代替球阀部份，此工具就成了一个单作用的RD循环阀。用一个专用接头来代替球阀部份，此工具就成了一个单作用的RD循环阀。目前RD安全循环阀有常规工具（不防硫）和防硫工具之分。RD安全循环阀结构图1.上接头2.密封芯轴3.破裂盘外筒4.球阀外筒5.连接爪6.连接短节7.操作臂8.上座圈9.下座圈10.下接头11.支撑密封12.支撑密封13.支撑密封14.支撑密封15.支撑密封16.支撑密封17.减震垫18.破裂盘19.矩形密封圈20.剪销21.座弹簧22.球阀总成23～29.“O”型圈30.支撑密封RD安全循环阀各部分作用原理1.循环部份：下井时，循环孔是关闭的，靠上接头上的剪销固定剪切芯轴在上限位置，当环空加压时，破裂盘破裂，剪切芯轴下移，循环孔打开。2.动力部份：动力部份提供操作该工具所需的操作压力，操作压力等于环空压力与大气压力之差乘以差动面积，下井时，破裂盘把空气与环空液柱压力隔开，一旦破裂盘破裂后，作用在差动面积上的环空压力就将球阀关闭，循环孔打开。3.球阀部份：球阀部份由球阀、操作臂、指状弹簧组成，弹簧爪卡在剪切芯轴的槽内，当剪切芯轴向下运动时，弹簧爪推动操作臂而使球阀转动至关闭位置，当剪切芯轴下移到转动球阀使之关闭所需的距离后，弹簧爪就从槽中释放出来，而剪切芯轴则继续向下运动，直至露出循环孔。破裂盘破裂压力曲线每个破裂盘都有1张在不同温度下的破裂压力曲线，这是出厂前在实验室内经标定做出的，误差在±3%以内。此表的横坐标是温度（华氏），从50～500°F，纵坐标是破裂压力（psi）从5000-6000psi。例如，我们在此表中可查出18-0151的破裂盘在350°F（177℃）时，它的破裂压力大约为5250psi（36.4MPa）。我们可以根据需要来选择合适的破裂盘。破裂盘的选择和操作压力的确定RD安全循环阀的操作压力通常设置在高于测试阀操作压力的6.9～10.3MPa之间，破裂盘破裂压力=静液柱压力+N阀的操作压力+高于N阀操作压力的附加量（一般取7MPa）例：已知某井的静液柱压力是30MPa，井底温度为121℃，LPR-N阀的操作压力是10MPa，（用ф99㎜RD安全循环阀）求：（1）选择何种破裂盘（2）确定破裂盘的操作压力。解：破裂盘的破裂压力=静液柱压力+N阀的操作压力+附加量=30+10+7=47（MPa）应选择在121℃温度下破裂压力为47MPa左右的破裂盘，破裂盘操作压力大约为17MPa。全通径放样阀1．作用为了获得更多的样品，可以在LPR-N和RD安全循环阀之间加若干根