《分层试油工艺》PPT课件.ppt

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1、封隔器试油工艺注水泥塞试油桥塞试油工艺地层测试,分层试油工艺,分层试油工艺,在试油井中，一次射开几个试油层或先后射开各个试油层，然后下入封隔器进行封隔，按照试油的目的和要求取得各项试油资料的方法，称为封隔器卡封试油。封隔器卡封试油主要包括桥塞（或称单级封隔器）试油工艺、两极封隔器分层试油工艺和多级封隔器分层试油工艺。,封隔器分层试油工艺,一、封隔器分层试油工艺的特点：（1）对目的油层是一次射开多层，然后下入多级封隔器将测试层段分成单层、二层、三层，最多达到五个层段，可同时进行多层测试；（2）测试方法除地面计量外，在井下管柱内装置分层压力计、产量计和取样器测取分层的流动压力、分层产液量及分层液体

2、样品；,封隔器分层试油工艺,（3）这一试油工艺可以在求某层产量的同时，测取分层的流动压力，或在测某层压力恢复曲线时，对其它层段调试产量或进行取样；（4）在多层测试中如发现出水层段，可以不起出油管管柱，投入堵塞器堵水后继续测试其它层段。,封隔器分层试油工艺,用于分层试油的井下封隔器主要有：151型支撑式封隔器、254型卡瓦封隔器、水力压缩式封隔器、水力压缩式双卡瓦封隔器，这些封隔器用于下有套管的井中的分层试油。在裸眼井中使用水力密闭式封隔器。用于控制分层段开关的工具为配产器，偏心配产器等。,分层试油用的封隔器,1支撑式分层封隔器 这种封隔器是靠油管柱重量来座封的，通过胶皮筒座剪断销钉，上胶皮筒沿

3、中心管上花键下放，压缩胶皮筒，以密封油套管环形空间。这种封隔器结构简单，密封可靠。缺点是尾管过长，耐高压性能差，多级使用受到限制。,分层试油用的封隔器,2卡瓦轨道式封隔器这种封隔器广泛用于分层试油及卡堵水作业中，江汉、大港、胜利及辽河等油田使用最普遍。各油田所用封隔器结构，仅卡瓦总成与轨道换向有所不同外，其基本尺寸大致近。,分层试油用的封隔器,以胜245型封隔器为例，如图4-1所示。包括上接头，密封元件、锥体、卡瓦总成、中心管及下接头部件。,1-上接头；2-隔环；3-胶皮筒；4-锥体帽；5-防松销钉；6-锥体；7-扶正卡瓦；8-卡瓦箍；9-弹簧；10-卡瓦沟槽；11-轨道销钉；12-摆动环；1

4、3-托环；14-中心管；15-下接头,其工作原理是：当封隔器下井时，卡瓦总成被滑环销钉控制在短轨道上死点，使卡瓦和锥体有一定防座距离，不会在下管柱途中座封；当封隔器下到预定位置后，上提管柱超过防座距离，则使滑环销钉滑至下死点；再下放管柱则销钉沿短轨道换向至长轨道，锥体便将卡瓦座住锚定于套管壁上，在管柱重量作用下压缩胶皮筒，密封油管套管环形空间。起封隔器时上提油管柱，锥体脱开卡瓦，滑环销钉滑至长轨道下死点即可将封隔器顺利地起出。,分层试油用的封隔器,优点：操作工艺简便，便于试油，不需要清理井底。缺点：结构复杂，对套管有一定损伤，不能单独多级使用，但可以与支撑式封隔器组成多级使用。,分层试油用的封

5、隔器,3 水力压缩式封隔器 由于各油田的研究和应用，已有十多种类型，除锁住和解封方式不同外，工作原理基本相同。755-2型封隔器是用于试油及分采中一种常用的封隔器，这种封隔器从中心管憋压（低于120大气压），靠液压推动滑套上移压胶皮筒密封油套环行空间，并由于大卡簧的自锁作用，使胶皮筒处于工作状态。起封隔器时，只需上提油管即可。优点：密封性能好，不需要清理井底，可多级使用。缺点：卸压比较困难。,分层试油用的封隔器,4裸眼井封隔器裸眼井封隔器是一种水力密闭式封隔器，它的结构特点是：借用封隔器胶皮筒膨胀后锚定在裸眼井壁所产生的摩擦阻力来支撑，靠液压胀大胶皮筒实现密封。解封时，直接上提油管即可，它可用

6、于裸眼深井分层试油、找水、堵水及酸化工艺中。,封隔器分层试油工艺,应用封隔器进行分层试油时，根据分层的多少，采用不同的封隔器及不同的工艺。用单封隔器分试两层用双级封隔器分试一层、两层或三层用三级封隔器分试三层、四层裸眼井封隔器分层测试、找水,封隔器分层试油工艺,1用单封隔器分试两层当测试层2产量时，将带有井下压力计的配产器乙的堵塞器投入井内封闭1层油流通道，测1层压力恢复曲线；待测试完毕后，捞起配产器乙的堵塞器，打开上层油流通道，而把带有井下压力计的配产器丙的堵塞器投入配产器丙的工作简筒内，测取下层的压力恢复曲线，同时测上层的产液量。单层生产可直接测定产油量、产水量及含水比等。测试中如果油井不

7、喷，则可进行抽汲求产、或者预先在油管上部装一气举凡尔，从套管求产。,图4-3 单封隔器分试两层1配产器乙；2215-5型封隔器；3配产器丙；4丝堵,1,2,封隔器分层试油工艺,2用双级封隔器分试一层、两层或三层 下双级封隔将射孔层段分隔成三段，如图4-4所示。测试方案：如果需单独测试某层，则可以用双级封隔器卡在该层上、下部位直接求此层的产量、压力、含水量等。如果欲求三层的资料，则分隔为三个层段，先求出三层合试的产液量及产油量，然后对某一层求压力恢复曲线，另两层下入井下取样器进行取样；或者对某两层下入井下压力计求油层压力，另外一层求产量。,图4-4 双封隔器分试层1-配产器甲；2、4-封隔器；3

8、-配产器乙；5-配产器丙；6-丝堵,封隔器分层试油工艺,如果发现某一层是出水层，则可以对该层投入带死嘴子的配产器堵住该层，求其它层的产油情况。如果测试中油井不能自喷，则可采用抽汲法求产，或者预先在管线上部装一气举凡尔从套管气举求产。,封隔器分层试油工艺,3.用三级封隔器分试三层、四层用三个封隔器将射开油层分隔成三个或四个层段。如果分为三个层段则下入三个配产器；如果分为四个层段就需要下入四个配产器即甲（54毫米）、乙（48毫米）、丙（42毫米）、丁（37毫米）。,封隔器分层试油工艺,测试方案：可采取某两个层段求油层压力、另两个层段求产量；也可以一个层段下入压力计求油层压力，另外三个层段都下入流量

9、计求产量。如果发现有出水层位，则对可疑出水层下入带有死咀子的配产器堵住，求其它层产量及产水量的变化；也可将可疑出油层单独求产，其它层位用死咀子堵住。,封隔器分层试油工艺,优点：能同时测试多层位、效率高、变化层位找水的机会多，而且当某个产层的产量较低时，可由其它高产层出油时带动起来，减少单独试油时的液流起动阻力。缺点：封隔器增多，投捞配产器及井下仪表的工序增多，操作十分麻烦。,封隔器分层试油工艺,偏心配产管柱优点：偏心配产器的尺寸都一样，不受级数的限制。在下完管柱座封全部封隔器后，需要打开那一层，就把该层偏心器堵塞器捞起即可，需要关闭某一层，就下入该层段的偏心堵塞器（带死咀子）堵住这一层。在投捞

10、偏心器堵塞器时不需要把其它堵塞器依次投捞，减少了投捞起下的次数。,图4-5 偏心配产器试油管柱1、3、5、7偏心配产器；2、4、6封隔器；8丝堵,封隔器分层试油工艺,偏心配产管柱测试方案：可以只打开单层进行测试；可以将三个层、四个层都打开，井下下入产量计，由下逐次向上，在各级测试密封段座好仪器后，测出该层产量；可以对某个层段下入压力计测出该层的压力恢复曲线，而其它层同时生产；可以下入取样器取出某一层段的液体进行化验分析，求出含水比。如果发现出水，可以进行测试找水，然后堵住水层，再求其它层产油情况。,单级封隔器测试,图4-6 裸眼井试油找水管柱,单级封隔器下井密封后，先打开下层滑套，测试下层的产

11、油量、压力等，随后投入堵塞器封堵下部层段，打开上部层段的常关滑套测试上部层段的产油量、压力等。测定后起出封隔器。有必要时可以重新确定层段再进行分层测试。,4用裸眼封隔器分层测试、找水 井内裸眼油层井段下入单级或双封隔器分为两个层段，或单独卡住一个层段进行测试。,双级封隔器测试,图4-7裸眼井多级封隔器试油关注,下入双级封隔器后，先测试第三层段求得产量、压力资料后，投入堵塞器封掉第三层段，打开54常关滑套，测试第二层段产量、压力、含水等。或者用双封隔器卡住测试目的层上、下部位，单独测试一个目的层，测完后再更换封隔器位置测另外的层段。,裸眼井封隔器的应用情况,任丘油田已经用上述方法测试了10多口3

12、000多米的油井，取得了很好的效果。封隔器耐温150，耐压差250个大气压，说明671型封隔器在3000多米的深井是成功。由于裸眼井段裂缝分布情况复杂，在下封隔器前必须用井下裸眼流量计及微井径仪测出裸眼井段不同层段的井径及产液井段，然后将封隔器下在无裂缝带而且井眼比较规则的井段，才能使封隔器密封而且起到分隔作用。,注水泥塞试油工艺,注水泥塞上返试油就是在很短的时间内，从地面将一定数量的水泥浆顶替到已试油层与待测油层之间的套管中，待水泥浆凝固后形成水泥塞，封住已试油层，然后再射开上面试油层段，进行诱喷、求产等工作。通过这种注水泥塞的方法，自下而上逐层试油可得到分层试油资料，这种分层试油方法速度较

13、慢。,注水泥塞试油工艺,1、注水泥塞的水泥用量计算 现场施工中水泥浆用量计算准确与否往往是水泥塞成败的关键，必须给予充分的重视。（1）水泥浆用量与配制 水泥塞在套管内为圆柱形，其体积等于套管内截面积与高度之乘积，即,水泥塞的预计高度,套管内径,注水泥塞试油工艺,注意为了弥补施工过程中水泥浆的损耗，要有一个附加量，一般为计算注入量的30100%，配合1米3水泥浆需干水泥和清水量，从一般技术手册中可查到。水泥塞的高度一般都在10米以上，最长可达2030米，若夹层较薄（水泥塞高度在5米以下者）成功率都很低。水泥浆的比重一般选在1.82.0，比重过大流动性不好，憋压过高；比重过小，强度小，初凝时间长。

14、,注水泥塞试油工艺,（2）替入量计算 替入量是将水泥浆顶替到井底预计深度，并使油管内外水泥浆成一平面所需的泥浆量。,注水泥塞试油工艺,2、注水泥浆工艺要求（1）作为替置液的泥浆，其密度必须与循环洗井时的水泥浆密度相同，以保证油套管内压力平衡。否则，由于泥浆密度不同，在油管之间形成压差，停泵后产生流动，使水泥塞离开预定位置。（2）在关井加压等待水泥浆凝固时，为防止油气流过水泥塞上溢，需要在井口加一定的压力，井口压力大小应根据油层压力大小而定，若泥浆压力与油层压力相差不多时，可加压2030个大气压；若油层压力较低，渗透率又好，应减小井口压力，防止水泥塞下沉。,注水泥塞试油工艺,（3）为防止水泥塞下

15、沉，在注水泥浆前，往往在预定水泥塞位置以下，替入一段稠泥浆起支撑作用。（4）从混合水泥浆起至反循环洗井止，全部时间不得超过初凝时间（一般为2.5 h）的70%。因此要求在注入水泥塞时，中途不能停泵，以防将油管“焊”在井中。,注水泥塞试油工艺,（5）为了提高试油速度，可以适当缩短水泥的初凝时间，在配制水泥浆时，需加入催凝剂（氢氧化钠或氯化钙）。当井底温度较高或封堵盐水层时为防土速凝，在配制水泥时，需加入缓凝剂。调配时应注意先把催凝剂或缓凝剂倒入清水中，混合均匀后，再倒入干灰。,注水泥塞试油工艺,（6）当油层压力较低，用清水作为洗井液和替置液时，井内液柱压力与油层压力差越大，水泥塞下沉的可能性越大

16、，因此在注水泥浆前，应先在预计水泥浆底部位置以下注泥浆“衬垫”，对水泥浆起支撑作用。（7）对稠油井和高含蜡井，在套管内壁上，粘有较多的胶质和沥青，此时应用性能较好的泥浆反复洗井，将井壁冲洗干净，防止水泥塞与井壁结合不牢，造成漏失。,桥塞试油工艺,一、桥塞试油工艺 随着深部油、气层的勘探和开发，多产层油、气井逐日增多，这些井在试油过程中往往遇到：高压油、气、水涌喷，大漏层及层间距离很小等复杂情况。层间距离小，没有打水泥塞的足够位置；大漏层往往难以打水泥塞；高压油、气、水涌喷，水泥塞质量难以保证；深井油、气、水泥塞难以过关。上述复杂情况，若采用常规的逐层打水泥塞上试的方法难以完成，即使能够完成，也

17、会出现试油周期长、费用高等情况，影响了试油速度。,桥塞试油工艺,桥塞试油的实质是用桥塞代替水泥塞，其工艺和录取资料的方法与水泥塞相似。这种上返工艺与水泥塞相比具有以下优点：方法简单、使用方便、缩短作业周期、减少对油层的污染和井下事故的产生。尤其是随着深部油气层的勘探和开发，多层油气井的增多，在试油过程中，遇到高压油、气、水、大漏层及层间距很小时，桥塞试油更显其优越性。,桥塞试油工艺,按照封层技术的解封方式和用途可分为可钻式（永久式）桥塞封层技术；可回收桥塞封层技术；多功能桥塞封层技术三大类。,（1）机械桥塞 机械桥塞按坐封方式可分为液压坐封、电缆坐封、机械坐封和液压机械坐封，桥塞有些是通用的，

18、其区别主要在于坐封工具不同。（2）电缆倒灰塞 在地面把预先搅拌均匀的水泥浆装入电缆倒灰筒内，用电缆快速送至井下原桥塞顶部，利用冲击力或火药打开倒灰筒，把水泥浆倒在桥塞上，与桥塞凝固在一起形成复合塞。主要用于超高温、高压的薄夹层封层。,1.可钻式（永久式）桥塞封层技术,（3）化学桥塞 国外研制了一种化学桥塞，原理是向井内预定封层位置顶替一种化学材料，这种材料遇水后迅速膨胀至原体积的十几倍并凝固成塞，能承受较高的温度和压力，并且易钻铣。由于其施工工艺较为复杂，至今没有被推广应用。,可钻式（永久式）桥塞封层技术,可钻桥塞的结构可钻桥塞的井下管柱由安全接头、水力锚、伸缩加力器及可钻桥塞组成，如图所示。

19、各部件的作用如下：,可钻桥塞的井下管柱,可钻桥塞的工作原理,将可钻桥塞、伸缩加力器、水力锚和安全接头接好，下到预定井深位置，并将油管（或钻杆）接箍通过吊卡坐入井口上。,可钻桥塞,向油管（或钻杆）内投入刚球，待求入座后，用一台压裂车向管内泵注液体，使封隔器座封。高压液体通过凡尔套上的水眼进入高压室，通过衬套推动上、下卡瓦脱开，并咬住套管内壁。当管内压力继续升高，则上接头上提中心杆，将上锥体上的剪切销钉剪断，锥体下移使封隔器胶筒涨开，封隔环空。当中心杆上提到一定压力时，使下锥体的剪切销钉剪断，锥体下移至下卡瓦中，使其啮合于套管上。,可钻桥塞,可钻桥塞在井下的工作过程,当油管（或钻杆）内压力升高到一

20、定值时，丢手剪切销钉剪断，使丢手凡尔和丢手接头下行，与弹锁管脱开，完成丢手功用。,可钻桥塞,丢手后取出上部管柱，可钻桥塞则起到封堵上、下层作用，可以进行上层试油工作。,可钻桥塞,如果需要回采下层油、气或桥塞下部层位需要进行作业时，可用钻具带一平底磨鞋将桥塞磨掉。,可钻桥塞在试油中的应用（1）可代替一般的水泥塞 桥塞在一般井中试油时可代替水泥塞，只下井一次，一部压裂车，工作几分钟，而打水泥塞则需要花费较长时间和较大费用。（2）作为堵漏措施 有些井段遇到大漏层时，有进无出，建立不起循环，无法打水泥塞，使上层试油无法进行，这种井在漏失层段以上使用桥塞后，可顺利进行上层试油工作。,2可回收桥塞封层技术

21、,可回收封层技术优点：具有可回收性，应用非常普遍，主要用于暂时性封层。缺点：承压能力低，成本高，其应用受到限制。目前国外已研制出耐压性能达到可钻桥塞水平的可回收桥塞。,该桥塞用电缆或管柱输送，由火药或液压坐封。解封时用管柱下入专用打捞工具联接可回收桥塞，上提一定载荷或旋转管柱解封，提出井筒。一般采用双锥体、双向卡瓦卡紧，三胶筒密封，内卡瓦自锁，解封机构各异。主要用于分层试油、分层压裂酸化及分层生产中的短期封堵。需要下返，下入专用 打捞工具起出即可。,（1）压缩式可回收桥塞,用油管输送、液压坐封，主要用于裸眼井、水平井及直井的分层试油、分层压裂酸化及分层生产。根据密封井眼的内径和桥塞外径的不同配

22、合，这种桥塞的密封压差最高可达到37.5MPa。特点：胶筒长并带不锈钢片加强筋，膨胀性能好，承压能力高，坐封可靠。类型有：可回收式和永久式两种。,（2）膨胀式可回收桥塞,原理：利用易熔金属在高温条件下被熔化，充填环空或套管，冷凝后牢牢地与套管焊接在一起，形成密封。解封时，利用电缆把加热器下入井内封隔器或桥塞位置，使易熔金属熔化即可。特点：具有不易腐蚀、不易老化、密封时间不受限制和性能可靠等特点，不受套管变形等其它损伤的影响。如果密封失效，可以重新熔化，恢复密封。无上卡瓦和水力锚，对套管无破坏。不动管柱操作简单，性能优良。,（3）金属桥塞,2023/7/10,49,地层测试,地层测试：在钻井过程

23、中发现油气显示后，立即停止钻进，起出钻头，利用钻杆将地层测验器下到目的层顶部，封隔目的层以上地层，利用钻杆进行试油，求取各项资料 地层测试的目的及时验证地层中是否产油气及产油气的能力探明油气藏边界、油水边界、气水边界及油藏类型提供计算油气地质储量所必须的部分参数了解固井质量，探测套管损坏及管外窜槽情况,2023/7/10,50,地层测试能够取得的主要参数 地层测试除了可以取得地层产能、液性、压力及温度常规资料外，还可以获得地层平均有效渗透率、表皮系数、堵塞比、压力衰竭、调查半径、边界距离等多项动态条件下的特性参数。,2023/7/10,51,地层测试（MFE）工作原理 地层测试是一种临时性完井

24、方法，其工作原理是用钻杆或油管将压力计、筛管、封隔器和测试阀下入测试层段上部，地面旋转管柱将封隔器坐封于测试层段上部，将其它层段、压井液与测试层段隔开，然后地面上提下放管柱，控制井下测试阀的开关（。测试阀打开时，地层处于流动状态，地层流体经筛管的孔道和测试阀流入管柱内，当测试阀关闭时，地层处于压力恢复状态，在整个测试过程中，井底压力随时间的变化都被压力计记录下来，当管柱被起出后，对压力计所采集的数据进行处理，即可获得所需的地层信息。,2023/7/10,52,待试层段,压力计托筒1,筛 管,封 隔 器,锁紧接头,压力计托筒2,MFE,压力计托筒3,反循环阀,常规测试管柱示意图,2023/7/1

25、0,53,测试工作制度及开关井时间分配 测试工作制度就是测试开关井的次数，主要依据测试目的来确定，目前常采用二开一关和三开二关，井底压力随时间变化的曲线特征见下页图 开关井时间分配主要依据被测层段的电性、岩性及录井显示等特征来确定，它不仅关系到测试工期，而且还关系到能否取得合格的地层压力资料。,2023/7/10,54,某井第4层实测压力温度曲线图,2023/7/10,55,某井第1层实测压力历史图,2023/7/10,56,地层测试分类及应用 地层测试按不同类型的井可分为裸眼井测试和套管井测试，裸眼井测试是钻井过程的测试。套管井测试是完井测试。按测试方式又可分为常规测试（单封隔器测试）和跨隔

26、测试（双封隔器测试）。常规测试主要应用于分层上返试油和下返试油，跨隔测试应用于不封下部已射层段直接对上部层段进行试油测试。按工具操作方式分为提放式操作工具测试、压控操作工具测试、电缆式测试,地层测试技术简介,2023/7/10,57,待试层段,下压托筒,筛 管,封 隔 器,锁紧接头,内压托筒,MFE,上压托筒,反循环阀,已试层段,套管井跨隔测试管柱示意图,2023/7/10,58,待试层段,压力计托筒1,筛 管,封 隔 器,锁紧接头,压力计托筒2,MFE,压力计托筒3,反循环阀,已试层段,下返试油套管测试管柱示意图,2023/7/10,59,小结,地层测试不但具有速度快、获得地层信息多的优点，而且具有适用性强的特点。地层测试可以根据资料录取要求，选择开关井时间，能够有目的地控制工期。地层测试在测试过程中，不会造成地层的二次伤害。地层测试更适合控制井或滚动探井试油。,2023/7/10,60,选择试油方法的基本原则,若只了解地层产能、液性，则可选择常规试油；若既要求取地层产能、液性，又要求取地层静压、温度，则必须选择地层测试。对于高凝油、稠油层试油，采用地层测试方法试油为最佳。深井及超深井试油，采用地层测试能够取得理想的效果。对于不封层上返及上下均有射开层段的待试层段试油，应该选择跨隔地层测试方法试油。对于不封层下返试油，采用单封隔器常规地层测试方法试油。,