[發明專利]用于油田豎井和水平井的井下參數直讀測試一體機

有效

• 申請號: 201210013278.3
• 申請日: 2012-01-16
• 公開（公告）號: CN102536210A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 田政
• 申請（專利權）人: 克拉瑪依新宇宙油氣技術開發有限公司
• 主分類號: E21B47/06
• 分類號: E21B47/06;E21B33/03;E21B23/00;E21B47/12
• 代理公司: 北京市振邦律師事務所 11389
• 代理人: 何自力

技術領域

本發明涉及一種用于油田豎井和水平井的井下參數直讀測試一體機。

背景技術

國內油田試油測試普遍采用井下電子溫度計和電子壓力計，來獲取井底流動壓力、靜止壓力、壓力梯度、壓力恢復曲線、壓力降落曲線以及溫度曲線、干擾和脈沖試井曲線等技術資料。目前完成井下參數直讀測試的技術，都是采用鎧裝電纜連接采集器及配重桿帶壓依靠重力沉入井下實施測試的。鎧裝電纜是在電纜外圍加裝了一圈鋼絲護層，主要作用是為了增強電纜的拉力強度和耐磨性。現在使用的鎧裝電纜的直徑為5.56mm，重量在150kg/1000m左右，忽略井下配重桿長度產生的梯度壓力和配重桿體積產生的浮力不計，因為連接采集器及配重桿的電纜直通到井外，沿電纜軸向的壓力為零，使得電纜與采集器連接處的壓力缺失而產生了壓差，所以采集器及配重桿下沉必須克服壓差造成的上浮力，鎧裝電纜的截面積造成采集器與配重桿的壓差等于電纜截面積×壓強(電纜直徑×3.14×壓強)，按電纜直徑為5.56mm，壓力為10MPa計算，所產生的上浮力為28.26kg。如果井下測點處的壓強為60MPa時，上浮力為169.56kg，因此配重必須大于170kg才能使采集器下沉。而且按要求配重桿的直徑一般不能超過36mm，配重材料的比重一般為11～15，那么配重桿的長度就要在17米～13米左右。油井試油測試帶壓作業的具體實施方法是：先將電纜連接采集器及配重桿裝入到采油樹上方密封的防噴管內，然后再打開采油樹油井閥門通道，讓懸吊的采集器及配重桿墜入井內，通過絞車電纜和密封滑道，依靠重力將采集器放入油井井底。如果配重桿長度為15米，那么帶壓作業的防噴管長度就要大于15米，野外完成將15米長的配重桿從豎立的15米多高的防噴管上帶壓放入井底這樣的作業工程，必需多種大型設備(纜車、發電機、吊車、高壓泵和設備運車)及大量工程人員配合才能保障實施。在地處偏遠的沙漠地帶施工作業，其工程成本很高，現場操作人員危險性和勞動強度大，所以實際中一般很少使用。現實中多數情況下，都是采用直徑為3mm的鋼絲系住采集器先放入井底采集數據后在井下儲存，待壓力計和溫度計提出地面再處理獲取井下數據。此方法獲得的數據滯后，很容易錯過獲取成果的機會，而且需要頻繁的從油井里起下，動用車次多，工作效率很低，不能滿足現代生產上的實際需求。顯然，也不適用于水平井的測試。

由此可見，造成井下參數直讀方式測試作業工程繁重和產生大量費用的主要原因是入井電纜的直徑和重量。在井下參數直讀測試技術中，電纜的作用其一是承重，要能承受幾千米入井電纜的自重和采集器及配重桿的重量。當電纜上提時，電纜還要承受井口密封滑道摩擦阻力和井下油液與電纜及配重桿產生摩擦對電纜造成的阻力；其二是供電，要為井下采集器提供工作電源；其三是通信，要為井下采集器與地面數據處理系統提供信號通道。在電纜承重的因素中電纜的自重是主要因素，因為配重桿的重量可以通過減小線徑而大幅度減小；井口密封摩擦力可以通過加入密封潤滑脂減小；油液對井下電纜和配重桿的摩擦力可以通過控制上提速度減小；所以說如何研制出能夠承受住幾倍于五千米電纜自重的電纜，是首要解決的關鍵技術問題。其一是電纜不能過細，為了給井下采集器提供足夠的電能和保障數據通信能力，通信電纜至少為兩芯而且不能過細，導線過細，線損過大，幾千米遠程輸送電能和數據傳輸在技術上就很難實現。而且電纜過細其承受的拉力就不夠大，就不能承受住幾千米電纜和采集器以及配重桿的重力；其二是電纜不能過粗，電纜粗了在高壓下會發生形變，連接電子采集器的電纜帶壓入井時，采用過孔滑動密封就很難實現高壓密封；其三是配重要適當，電纜粗了截面積就大，在井下高壓下，電纜的截面積會對井下采集器及配重桿造成一個上升浮力，線徑越大在高壓下所產生的浮力越大，線徑一定時，要使采集器下沉就必須加大配重，而加大配重就會增加配重桿的體積和電纜的承重力，這樣就又需要增加電纜拉力，材質確定時就只能增加線徑。由此可見，采用有線直讀測試方式，電纜過粗或者過細都存在問題。目前在油田實際測試應用中，有線直讀測試工程使用的電纜線徑在5mm～6mm左右，外層為多根鋼絲成纜制成的護套，因纖維電纜直徑較大，配重一般都在100公斤以上，這種測試方式因為現場施工作業非常復雜，受井況限制，即井壓越大配重越大，井下采集器很難下沉，工程成本很高，現場操作人員危險性和勞動強度大，工作效率低下，所以實際很少使用，尤其不能適應高壓井和水平井的測試。