[發明專利]井下漏層位置測試裝置

有效

• 申請號: 200710049779.6
• 申請日: 2007-08-17
• 公開（公告）號: CN101109280A
• 公開（公告）日: 2008-01-23
• 發明（設計）人: 馬光長;周開吉;王忠生;高強;吉永忠
• 申請（專利權）人: 四川石油管理局鉆采工藝技術研究院
• 主分類號: E21B47/10
• 分類號: E21B47/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：一種井下漏層位置測試裝置，適用于石油天然氣鉆井過程中發生井漏后漏層位置的測試，屬于測試漏層位置的電子設備制造技術領域。

背景技術：在實施石油天然氣鉆井的過程中，由于地層的原始狀態不同，地層的壓力系數也不相同，當遇到裂縫，或者其他縫隙較大的地層時，由于鉆井液是在有壓力的狀態下注入井筒的，所以鉆井液就會從井筒的環空漏向地層內部，嚴重的時候，注入地層的鉆井液會全部漏入地層，導致地面鉆井液的失返；井漏發生后，為了實施堵漏作業，首先要確定漏層的位置，才能分析漏層性質，制定合理有效的井漏處理方案，目前，確定漏層位置的方法主要有綜合分析法、測井法、井漏前后泵壓變化法、正反循環法、循環時間法、找漏法等，國內現有技術的缺點是：這些方法都是借用其他施工設備，或者依靠人工觀察得出數據，然后根據這些數據進行水力學計算和測井數據的人為主觀判斷，因此測試的結果誤差較大；國外為了解決漏層深度的問題，主要使用了專用的漏層位置檢測儀器和方法，將測試儀器用專門的設備下入井內，這些儀器的基本工作原理是將流速壓頭轉換為電信號，通過與儀器相連接的電纜將電信號傳輸到地面的接受裝置，根據電信號變化規律的異常判斷漏層深度，國外的測漏設備和方法的缺點是：采用的是電纜與測試儀器連接下入井內，所以實施測試需要電纜絞車等成套設備和專門的技術隊伍才能進行，在測試過程中，還要向井筒連續灌注液體，因此存在測量時間長、成本高、位置準確性差的問題。

發明內容：本發明的目的是針對現有技術的問題，采用井下電磁流量測試記錄，地面下載自動分析判斷的方法，設計一種可以利用鉆具下入井內實施漏層測試的井下漏層位置測試系統。

本發明是這樣實現的：本發明由硬件和軟件兩部分組成，硬件部分包括承載短接和流量測試器，承載短接的直徑大于鉆柱小于井眼，在承載短接本體上設置有一個承載平臺，流量測試器設置在承載短接的承載平臺上；流量測試器包括測試艙和電路艙，測試艙的任務是在井下對鉆井液的流量、壓力和溫度數據實施采集，電路艙的任務是為測試艙提供電源、記錄并存儲井下鉆井液流速的數據；在實施漏層測試時，根據不同的井眼尺寸選用不同直徑的承載短接，然后將流量測試器安裝在承載短接上，將連接好流量測試器的承載短接連接在鉆桿的下端，隨著鉆具下入井內，直徑大于鉆柱的承載短接會與留在井筒中的鉆井液進行空間置換，當帶有流量測試器的承載短接在漏層底界以上向下運動時，被承載短接置換的鉆井液一部分沿承載短接環空上行流出井筒，另一部分會被推入漏層，因此液體流過流量測試器時，其流速也較慢，流動速度會被流量測試器記錄下來，當設置有流量測試器的承載短接到達漏層底界以下時，由于下面沒有漏層，置換鉆井液的壓力會變大，因此，鉆井液的流速就會較快，這個流速也被流量測試器記錄下來，根據兩種流速的變化，就可以確定漏層底界的井深；在起鉆過程中，通過恒流量向環空灌注鉆井液，當承載短接在漏層底界向上運動時，進入井筒的鉆井液有一部分被推入了漏層，所以鉆井液向下的流動也會較慢，當承載短接到達漏層上界以后，由于進入井筒環空的鉆井液不再漏失，所以壓力變大，鉆井液向下的流速也會加快，這些流動數據被流量測試器記錄并存儲下來；起鉆完畢后，通過設置的數據下載接口將記錄的原始數據下載到計算機中，通過分析軟件并進行資料解釋，確定漏層頂界的井深位置。

本發明的有益效果是：將流量測試器與鉆具連接送入井下，通過起下鉆或起下鉆過程中井口灌注鉆井液的方式，采集流速、時間等原始數據并存儲，可以大量減少專用設備的使用，減少測試的成本；采用先數據采集，后在地面進行計算分析的方法，可以利用軟件對采集的原始數據進行分析、處理，繪制流速-深度曲線圖來確定漏層位置井深，具有方便快速地測量出漏層位置的特點，尤其是長裸眼段井漏發生后，可以提高處理井漏的效率和縮短處理井漏的周期，減少井漏損失。

附圖說明：

圖1為本發明承載短接與流量測試器的組裝俯視示意圖。

圖2為本發明承載短接與流量測試器的組裝側視示意圖??

圖3為本發明流量測試器的放大局部剖視示意圖。

具體實施方式：下面結合附圖給出本發明的實施例，本發明由硬件和軟件兩部分組成，硬件部分包括承載短接3和流量測試器，承載短接3的直徑大于鉆柱1，在承載短接3本體上設置有一個承載平臺6，在承載平臺6的兩端連接有上穩流短接2和下穩流短接7，流量測試器由固定卡11和固定螺栓孔8固定在承載短接3的承載平臺6上；流量測試器包括測試艙9和電路艙5，測試艙9中設置有電極段4和探測段10，在電極段4中設置有探測電極14，在探測段10中設置有壓力和溫度傳感器15，主要的任務是在井下對鉆井液的流量、壓力和溫度數據實施采集，在測試艙的前端設置有繩帽13；電路艙5中設置有電源和存儲器，測試艙9中的探測電極14、壓力和溫度傳感器15由設置在流量測試器內部的線纜與電路艙5的電源和存儲器連接；為了下載存儲在存儲器中的井下鉆井液的流速原始數據，在電路艙5中的存儲器上還設置有下載接口，電路艙的任務是為測試艙提供電源、記錄并存儲井下測試鉆井液流速的數據；在實施漏層測試時，根據不同的井身結構和鉆柱尺寸選用不同直徑的承載短接3，承載短接3的直徑大于鉆桿1的直徑，承載短接3的直徑小于井筒的直徑，然后將流量測試器安裝在承載短接3上，將連接好流量測試器的承載短接3連接在鉆桿1的下端，為了下鉆的順利，在承載短接3的最前端設置有引鞋12，在下鉆過程中，隨著鉆具的下入，由于承載短接3的直徑大于鉆桿1，因此會對井下的鉆井液形成擠壓和空間的置換，井內的鉆井液在承載短接3的推動下就會受到向下的擠壓，當帶有流量測試器的承載短接3在漏層底界以上運動時，被承載短接3推動置換的鉆井液一部份沿著承載短接3的環空向上行流出井筒，另一部份會被推動進入漏層，因此推動的壓力較小，在這樣的情況下，液體向上流過設置在承載短接3上的流量測試器時，其流速也較慢，這個較慢的流動速度和壓力數據會被設置在承載短接3上的流量測試器的探測電極14、壓力和溫度傳感器15記錄下來，當設置有流量測試器的承載短接3到達漏層底界以下時，由于這里沒有漏層，推動和置換鉆井液的壓力會變大，因此，液體流過設置在承載短接3上的流量測試器時，鉆井液的流速就會較快，這個流速也會被設置在承載短接3上的流量測試器的探測電極14、壓力和溫度傳感器15記錄下來，根據兩種流速的變化，就可以確定漏層底界的井深；同樣，在起鉆過程中，通過以恒流小排量向環空灌注鉆井液，當承載短接3在漏層底界向上運動時，進入井筒的鉆井液有一部分被推入了漏層，所以向上的壓力較小，鉆井液向下的流動也會較慢，當承載短接3到達漏層上界以后，由于進入井筒環空的鉆井液不再漏失，所以向上的壓力會變大，鉆井液向下的流速也會加快，這些有漏層井段的流速和沒有漏層井段的流速在通過設置在承載短接3上的流量測試器的探測電極14和壓力和溫度傳感器15時被記錄并存儲下來；當起鉆完畢以后，將流量測試器從承載短接上取下，通過設置的數據下載接口將記錄的原始數據下載到計算機中，通過分析軟件進行數據回放，并進行資料解釋，由于沒有漏層井段的流速和有漏層井段的流速完全不相同，因此可以通過繪制流速-深度曲線圖來確定漏層位置的井深，并將解釋后的數據形成數據文件，供打印輸出及資料保存。