專利名稱：一種利用同層垂向干擾試井獲取厚油層垂向滲透率的方法及測(cè)試管柱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油田進(jìn)行試井作業(yè)時(shí)所使用的一種方法以及為實(shí)施這一方法而專門設(shè)計(jì)的測(cè)試管柱，具體的說是涉及一種利用同層垂向干擾試井獲取厚油層滲透率的方法以及為實(shí)施該方法而專門設(shè)計(jì)的測(cè)試管柱。
背景技術(shù)：
通過同層垂向干擾試井確定油層滲透率技術(shù)雖然在國(guó)外很早就被學(xué)者們提出來，但未見應(yīng)用報(bào)道，在國(guó)內(nèi)油田試井領(lǐng)域中則是一項(xiàng)剛剛開始的技術(shù)，大慶石油學(xué)院的翟云芳老師、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)的王曉東老師進(jìn)行過單層垂向脈沖試井的試井理論及解釋方法研究。概括的說工程技術(shù)人員可以通過建立下部激動(dòng)垂向測(cè)試井不定常滲流物理模型、先量綱控制方程組，利用線源Laplace空間域井壁壓力公式等，獲得油層頂部或底部激動(dòng)時(shí)油層其它部分接收壓力反應(yīng)時(shí)的干擾試井理論曲線，然后將這些理論曲線和實(shí)測(cè)資料相擬合就可得到垂向滲透率等參數(shù)。目前這種技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用于薄油層的垂向滲透率測(cè)定作業(yè)中，但是，對(duì)于厚油層垂向滲透率的確定，由于現(xiàn)有井下管柱工藝難以滿足厚油層滲流的特殊性要求，則一直沒有可行的技術(shù)方案來實(shí)施。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中一直沒有可行的技術(shù)方案來解決利用同層垂向干擾試井獲取厚油層垂向滲透率的問題，本發(fā)明提供一種利用同層垂向干擾試井獲取厚油層垂向滲透率的方法以及為實(shí)施該方法而專門設(shè)計(jì)的一種測(cè)試管柱，該方法實(shí)施后，可以實(shí)現(xiàn)厚油層層內(nèi)垂向多點(diǎn)脈沖干擾試井，并可以同時(shí)對(duì)油層內(nèi)部隔夾層的滲流遮擋作用及井間的展布范圍進(jìn)行研究，填補(bǔ)油田垂向滲透率及隔夾層分布狀況研究的空白，為準(zhǔn)確判斷并挖潛剩余油提供依據(jù)。
本發(fā)明的技術(shù)方案是該種用于測(cè)定厚油層垂向滲透率的測(cè)試管柱，包括測(cè)試油管、K344封隔器、絲堵，以及節(jié)流控制器、橋式測(cè)壓器、擴(kuò)張式長(zhǎng)膠筒封隔器，聯(lián)結(jié)關(guān)系為K344封隔器下聯(lián)結(jié)節(jié)流控制器、橋式測(cè)壓器，之后循環(huán)聯(lián)結(jié)擴(kuò)張式長(zhǎng)膠筒封隔器、橋式測(cè)壓器……擴(kuò)張式長(zhǎng)膠筒封隔器、橋式測(cè)壓器，最后聯(lián)結(jié)K344封隔器、絲堵，其中每?jī)蓚€(gè)單獨(dú)組件之間通過分段的測(cè)試油管聯(lián)結(jié)。
具體的說所述節(jié)流控制器由中心管、調(diào)節(jié)環(huán)、彈簧以及錐閥等構(gòu)成，其中在中心管的中心通道上注水孔的上、下兩側(cè)有2個(gè)密封臺(tái)階，其中上密封臺(tái)階的直徑大于下密封臺(tái)階的直徑；所述橋式測(cè)壓器包括油管上接頭、油管下接頭以及上下接頭之間的主體，其中油管上接頭為母扣，油管下接頭為公扣，在油管下接頭的中心處開有一個(gè)采用母扣和密封直口結(jié)構(gòu)的安裝孔，在主體側(cè)壁上開有一個(gè)導(dǎo)壓孔，導(dǎo)壓孔與安裝孔相連通，安裝孔上固定有高精度電子壓力計(jì)，其上的壓力傳感器與導(dǎo)壓孔連通，此外，沿油管上接頭的內(nèi)側(cè)底端開有若干貫通主體的過流孔，所述過流孔與導(dǎo)壓孔、安裝孔不連通；所述擴(kuò)張式長(zhǎng)膠筒封隔器由兩大部分構(gòu)成，一部分為中心鋼管，一部分為外膠筒，其中在中心鋼管的兩端分別開有上、下接頭，在上、下接頭之間順序開有上端馬牙槽、出液孔、下端馬牙槽，外膠筒的兩端內(nèi)側(cè)橡膠開有與中心鋼管上馬牙槽相匹配的凸槽，外膠筒的兩端分別嵌入中心鋼管上的馬牙槽后經(jīng)硫化固定在一起，由此在中心鋼管的內(nèi)部形成一個(gè)密封的腔體，此外中心鋼管上在上、下接頭與馬牙槽之間開有外螺紋，上端保護(hù)套與下端保護(hù)套與中心鋼管之間構(gòu)成螺紋聯(lián)接，咬合后的外膠筒的兩端位于上端保護(hù)套與下端保護(hù)套的空腔內(nèi)。
在井筒內(nèi)使用上面所述測(cè)試管柱，概括的說是將被測(cè)試目的層上下部位用普通K344封隔器單卡，以隔開上、下射孔油層，用所述測(cè)試管柱中的擴(kuò)張式長(zhǎng)膠筒封隔器封閉被測(cè)目的層中部套管射孔液流通道，從所述測(cè)試管柱中節(jié)流控制器上的注水孔向油層上部注水進(jìn)行脈沖激動(dòng)，在被測(cè)目的層下部，即在未被擴(kuò)張式長(zhǎng)膠筒封隔器封閉的套管射孔液流通道處利用所述測(cè)試管柱中橋式測(cè)壓器內(nèi)高精度電子壓力計(jì)測(cè)量由于油層頂部激動(dòng)而產(chǎn)生的脈沖壓力，根據(jù)接收到的壓力反應(yīng)時(shí)間快慢及壓力響應(yīng)幅度的大小確定油層向下滲流時(shí)垂向滲透率的大小。具體的說，該方法由如下步驟組成
(1)作業(yè)前24小時(shí)通知關(guān)井降壓，至壓力穩(wěn)定后控制泄壓，起出原井管柱；(2)工程測(cè)井檢驗(yàn)井管的固井質(zhì)量，確定固井質(zhì)量良好后開始試驗(yàn)；(3)下刮削、通井、沖沙管柱，用刮削器反復(fù)刮削套管壁；(4)下入驗(yàn)串管柱，觀察套壓變化情況，然后上提管柱至射孔井段以上，驗(yàn)證驗(yàn)串封隔器密封情況；(5)下入權(quán)利要求1中所述測(cè)試管柱，用磁性定位校深后，坐井口開始進(jìn)行垂向干擾試井測(cè)試；(6)完井恢復(fù)注水，觀察套壓變化，記錄好套壓、注入壓力及注入水量；(7)根據(jù)干擾試井設(shè)計(jì)的激動(dòng)時(shí)間，將堵塞器投入所述測(cè)試管柱內(nèi)節(jié)流控制器中，即停止向地層注水而管柱內(nèi)維持正常注水，觀察記錄注入壓力及注入量，整個(gè)過程都需保持注水，防止測(cè)試管柱內(nèi)的所有封隔器解封；(8)按照試井設(shè)計(jì)在需要向地層注水時(shí)，將堵塞器從所述測(cè)試管柱內(nèi)節(jié)流控制器中取出；(9)按照脈沖干擾試井設(shè)計(jì)的激動(dòng)時(shí)間周期重復(fù)步驟(7)到步驟(8)；(10)整個(gè)測(cè)試周期結(jié)束后，地面停止注水，并把測(cè)試油管壓力全部泄掉，保證所述測(cè)試管柱內(nèi)的所有擴(kuò)張式長(zhǎng)膠筒封隔器全部解封后，起出測(cè)試管柱，下入完井管柱；(11)回放測(cè)試管柱內(nèi)橋式測(cè)壓器中電子壓力計(jì)的壓力數(shù)據(jù)，利用試井資料解釋方法得到垂向滲透率的分布數(shù)據(jù)。
本發(fā)明具有如下有益效果由于本發(fā)明成功應(yīng)用了多級(jí)擴(kuò)張式長(zhǎng)膠筒封隔器來密封射孔層段，在激動(dòng)過程中為了保證擴(kuò)張式長(zhǎng)膠筒封隔器一直有效密封，在測(cè)試管柱上安裝了節(jié)流控制器，在激動(dòng)注水時(shí)，通過節(jié)流控制器向地層注水，同時(shí)節(jié)流控制器可以提供1.5MPa以上的內(nèi)外壓差，在激動(dòng)停止給地層注水時(shí)，投入相應(yīng)的堵塞器后，節(jié)流控制器可以實(shí)現(xiàn)井下關(guān)井，而測(cè)試管柱內(nèi)依然按照原注入壓力注水，從而確保整個(gè)測(cè)試過程中擴(kuò)張式長(zhǎng)膠筒封隔器始終處于密封狀態(tài)，每?jī)杉?jí)擴(kuò)張式長(zhǎng)膠筒封隔器之間的橋式測(cè)壓器上的高精度電子壓力計(jì)都可以準(zhǔn)確記錄厚油層內(nèi)部不同位置反應(yīng)壓力的變化情況，因此為實(shí)現(xiàn)同層垂向干擾試井測(cè)定厚油層垂向滲透率提供了壓力反應(yīng)干擾試井?dāng)?shù)據(jù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了利用同層垂向干擾試井測(cè)定厚油層垂向滲透率的目的。


圖1是本發(fā)明中所涉及的節(jié)流控制器的結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖2是本發(fā)明中所涉及的橋式測(cè)壓器的結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖3是本發(fā)明中所涉及的橋式測(cè)壓器中過流孔的剖面圖。
圖4是本發(fā)明中所涉及的擴(kuò)張式長(zhǎng)膠筒封隔器處于坐封狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖5是本發(fā)明中所涉及的擴(kuò)張式長(zhǎng)膠筒封隔器處于解封狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖6是本發(fā)明中所涉及的堵塞器的結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖7是本發(fā)明中所涉及的測(cè)試管柱的組成示意圖。
圖8是本發(fā)明中所涉及的厚油層垂向干擾試井管柱工藝圖。
圖9是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中喇8-P1935井壓力曲線圖。
圖10是1017.5米處橋式測(cè)壓器中電子壓力計(jì)的壓力及導(dǎo)數(shù)擬合圖。
圖11是1019.5米處橋式測(cè)壓器中電子壓力計(jì)的壓力及導(dǎo)數(shù)擬合圖。
圖12是1019.5米處橋式測(cè)壓器中電子壓力計(jì)的壓力歷史擬合圖。
圖13是1021米處橋式測(cè)壓器中電子壓力計(jì)的壓力及導(dǎo)數(shù)擬合圖。
圖14是1021米處橋式測(cè)壓器中電子壓力計(jì)的壓力歷史擬合圖。
圖15是1023米處橋式測(cè)壓器中電子壓力計(jì)的壓力及導(dǎo)數(shù)擬合圖。
圖16是1023米處橋式測(cè)壓器中電子壓力計(jì)的壓力歷史擬合圖。
圖中1-中心管，2-調(diào)節(jié)環(huán)，3-彈簧，4-注水孔，5-錐閥，6-上密封臺(tái)階，7-下密封臺(tái)階，8-打撈頭，9-“T”型膠圈，10-密封段，11-調(diào)節(jié)環(huán)，12-出水孔，13-導(dǎo)錐，14-進(jìn)水孔，15-油管上接頭，16-導(dǎo)壓孔，17-高精度電子壓力計(jì)，18-油管下接頭，19-安裝孔，20-過流孔21-上接頭，22-上端保護(hù)套，23-上端馬牙槽，24-外膠筒，25-液流通道，26-出液孔，27-中心鋼管，28-下端保護(hù)套，29-下接頭，30-下端馬牙槽，31-測(cè)試油管，32-K344封隔器，33-絲堵，34-節(jié)流控制器，35-橋式測(cè)壓器，36-擴(kuò)張式長(zhǎng)膠筒封隔器。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明首先對(duì)本發(fā)明中所使用的專用測(cè)試管柱作詳細(xì)說明。如圖7所示，這種測(cè)試管柱，包括測(cè)試油管31、K344封隔器32、絲堵33以及節(jié)流控制器34、橋式測(cè)壓器35、擴(kuò)張式長(zhǎng)膠筒封隔器36。聯(lián)結(jié)關(guān)系為K344封隔器下聯(lián)結(jié)節(jié)流控制器、橋式測(cè)壓器，之后循環(huán)聯(lián)結(jié)擴(kuò)張式長(zhǎng)膠筒封隔器、橋式測(cè)壓器……擴(kuò)張式長(zhǎng)膠筒封隔器、橋式測(cè)壓器，最后聯(lián)結(jié)K344封隔器、絲堵，其中每?jī)蓚€(gè)單獨(dú)組件之間通過分段的測(cè)試油管絲扣聯(lián)結(jié)。其中測(cè)試油管31、K344封隔器32、絲堵33是常規(guī)結(jié)構(gòu)的組件，而節(jié)流控制器、橋式測(cè)壓器、擴(kuò)張式長(zhǎng)膠筒封隔器則是具有特殊結(jié)構(gòu)的組件。
如圖1所示，所述節(jié)流控制器由中心管1、調(diào)節(jié)環(huán)2、彈簧3、以及錐閥5等構(gòu)成，其中在中心管1的中心通道上注水孔4的上、 下兩側(cè)有2個(gè)密封臺(tái)階，其中上密封臺(tái)階6的直徑大于下密封臺(tái)階7的直徑。由此可知，這種節(jié)流控制器主要是對(duì)原中心管的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改善，即在中心管1的中心通道上注水孔4的上、下兩側(cè)設(shè)有2個(gè)密封臺(tái)階6、7，考慮到實(shí)際中原有節(jié)流器的中心管中心是個(gè)Φ60mm的過流通道，因此可以將新改進(jìn)的2個(gè)密封臺(tái)階6、7分別設(shè)定為Φ55mm和Φ52mm，當(dāng)然上密封臺(tái)階6的直徑要略大于下密封臺(tái)階7的直徑。本種可控節(jié)流控制器是和一個(gè)輔助工具堵塞器配合使用的，其結(jié)構(gòu)如圖6所示，它由打撈頭8、密封段10、T型膠圈9、導(dǎo)錐13等組成。在堵塞器主體上有一過流通道和進(jìn)水孔14和出水孔12，當(dāng)堵塞器坐入本種可控節(jié)流控制器中心管1內(nèi)時(shí)，在可控節(jié)流控制器中兩個(gè)密封臺(tái)階6、7的限位作用下恰好可以將可控節(jié)流控制器中心管上的注水孔4封住，由于堵塞器主體上有過流通道，注水壓力可以通過進(jìn)水孔14和出水孔12傳到可控節(jié)流控制器的中心管中，這樣就實(shí)現(xiàn)了在保證油管內(nèi)繼續(xù)正常注入液體從而確保整個(gè)測(cè)試管柱內(nèi)有正常壓力的情況下停止向地層注水。當(dāng)需要向地層恢復(fù)注水時(shí)，只要通過鋼絲攜帶打撈工具，將堵塞器從節(jié)流控制器中心管內(nèi)撈出，節(jié)流控制器恢復(fù)注水。根據(jù)實(shí)際需要，節(jié)流控制器的技術(shù)指標(biāo)應(yīng)滿足啟動(dòng)壓力大于1.5MPa。
所述橋式測(cè)壓器的結(jié)構(gòu)剖視圖如圖2所示，圖3是橋式測(cè)壓器中過流孔20的剖面圖，其主要包括油管上接頭15、油管下接頭18以及這兩個(gè)上下接頭之間的主體部分，從外型上看，橋式測(cè)壓器有點(diǎn)像一個(gè)兩寸半的油管接箍。其中油管上接頭15為母扣，油管下接頭18為公扣，在油管下接頭18的中心處開有一個(gè)采用母扣和密封直口結(jié)構(gòu)的安裝孔19，在主體側(cè)壁上開有一個(gè)導(dǎo)壓孔16，導(dǎo)壓孔16與安裝孔19相連通，安裝孔19上固定有高精度電子壓力計(jì)17，其上的壓力傳感器與導(dǎo)壓孔16連通，此外，沿油管上接頭15的內(nèi)側(cè)底端開有若干貫通主體的過流孔20，所述過流孔20與導(dǎo)壓孔16、安裝孔19不連通。高精度電子壓力計(jì)17可以采用精度0.05％F.S、量程30MPa。可以設(shè)計(jì)4個(gè)貫通主體的過流孔20，但是這不是必須的，實(shí)際中可以在保證橋式測(cè)壓器主體抗拉強(qiáng)度的情況下，任意確定過流孔的數(shù)量、直徑。這種橋式測(cè)壓器一般安裝在兩級(jí)擴(kuò)張式長(zhǎng)膠筒封隔器之間，采用油管絲扣連接方式，當(dāng)上下2級(jí)封隔器坐封后，測(cè)壓器的導(dǎo)壓孔將兩級(jí)封隔器之間的地層壓力傳導(dǎo)到電子壓力計(jì)的壓力傳感器上，這樣固定在橋式測(cè)壓器上的電子壓力計(jì)，雖然處于油管內(nèi)部但是檢測(cè)的卻是油管外由套管射孔眼導(dǎo)入的地層的壓力。由于橋式測(cè)壓器主體上有4個(gè)或者更多的過流孔，因此橋式測(cè)壓器上部油管內(nèi)的壓力和流體可以通過過流孔傳導(dǎo)到測(cè)壓器以下的油管上連接的各個(gè)工具上，提供了良好的過流和泄壓通道。
如圖4結(jié)合圖5所示，所述擴(kuò)張式長(zhǎng)膠筒封隔器由兩大部分構(gòu)成，一部分為中心鋼管27，一部分為外膠筒24，其中在中心鋼管27的兩端分別開有上、下接頭，在上接頭21、下接頭29之間順序開有上端馬牙槽23、出液孔26、下端馬牙槽30，外膠筒24的兩端內(nèi)側(cè)橡膠開有與中心鋼管27上馬牙槽相匹配的凸槽，外膠筒24的兩端分別嵌入中心管27上的馬牙槽后經(jīng)硫化固定在一起，由此在中心鋼管27的內(nèi)部形成一個(gè)密封的腔體，此外中心鋼管27上在上、下接頭與馬牙槽之間開有外螺紋，上端保護(hù)套22與下端保護(hù)套28與中心鋼管27之間構(gòu)成螺紋聯(lián)接，咬合后的外膠筒24的兩端位于上端保護(hù)套22與下端保護(hù)套28的空腔內(nèi)。利用這種擴(kuò)張式長(zhǎng)膠筒封隔器進(jìn)行工作時(shí)，一旦液體被注入中心鋼管27內(nèi)的液流通道25，當(dāng)管內(nèi)壓力大于地層壓力之后，液體就會(huì)沿中心鋼管壁上的出液孔26流入外膠筒24內(nèi)壁與中心鋼管27外壁之間的空隙內(nèi)，逐漸將外膠筒漲開，直至將目的層套管的射孔眼封住。常規(guī)的擴(kuò)張式封隔器一般用于隔層驗(yàn)串，密封面只有25cm，一些改進(jìn)的擴(kuò)張式封隔器，密封面最長(zhǎng)可達(dá)到1.5米，但是主要用于堵水措施，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。此外，由于這些常規(guī)封隔器的剛體內(nèi)都有單流閥，當(dāng)其坐封后，即使卸掉油管內(nèi)的壓力，封隔器始終處于坐封狀態(tài)，解封的時(shí)候需要上提管柱，解封力一般在3噸左右。如果解封機(jī)構(gòu)失效，由于密封面較長(zhǎng)，上提負(fù)荷會(huì)非常大，甚至超過作業(yè)架子的承載能力而出現(xiàn)工程事故，所以這種擴(kuò)張式長(zhǎng)膠筒封隔器的使用極限為最多同時(shí)使用3級(jí)擴(kuò)張式長(zhǎng)膠筒封隔器。但是按照本發(fā)明中所述方法的要求，則需要同時(shí)下入6級(jí)甚至更多級(jí)數(shù)的擴(kuò)張式長(zhǎng)膠筒封隔器，因此原有的擴(kuò)張式長(zhǎng)膠筒封隔器已經(jīng)無法滿足厚油層層內(nèi)垂向滲透率分布的測(cè)定工藝的需要。這種改進(jìn)后的擴(kuò)張式長(zhǎng)膠筒封隔器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，密封效果好，并且可以根據(jù)需要制作不同密封長(zhǎng)度的擴(kuò)張式長(zhǎng)膠筒封隔器，可以同時(shí)下入6級(jí)以上，并且坐封壓差不大于1.0MPa，解封方式采用卸壓解封即可。它將現(xiàn)有技術(shù)中擴(kuò)張式封隔器所采用的機(jī)械式坐封、解封結(jié)構(gòu)完全去除掉，通過一個(gè)密封膠筒僅僅依靠控制內(nèi)外壓差就可以自動(dòng)完成坐封、解封的工作。根據(jù)實(shí)際需要，擴(kuò)張式長(zhǎng)膠筒封隔器的技術(shù)指標(biāo)應(yīng)滿足坐封壓差小于1.0MPa，承壓能力不小于10MPa，泄壓解封。
本發(fā)明中提及的利用同層垂向干擾試井獲取厚油層垂向滲透率的方法，其實(shí)質(zhì)就是在于通過特定的測(cè)試管柱將作為脈沖激動(dòng)的水注入待測(cè)厚油層的上部，然后采集該油層內(nèi)不同層位及深度下的由該激動(dòng)產(chǎn)生的壓力反應(yīng)，從而根據(jù)這些壓力反應(yīng)的數(shù)值在現(xiàn)有試井解釋理論的基礎(chǔ)上獲取該油層的垂向滲透率。
具體的說就是利用測(cè)試管柱將被測(cè)試目的層上下部位用K344封隔器單卡，以隔開上、下射孔油層，用所述測(cè)試管柱中的擴(kuò)張式長(zhǎng)膠筒封隔器封閉被測(cè)目的層中部套管射孔液流通道，從所述測(cè)試管柱中節(jié)流控制器上的注水孔向油層上部注水進(jìn)行脈沖激動(dòng)，在被測(cè)目的層下部，即在未被擴(kuò)張式長(zhǎng)膠筒封隔器封閉的套管射孔液流通道處利用所述測(cè)試管柱中橋式測(cè)壓器上的高精度電子壓力計(jì)測(cè)量由于油層頂部激動(dòng)而產(chǎn)生的脈沖壓力，根據(jù)接收到的壓力反應(yīng)時(shí)間快慢及壓力響應(yīng)幅度的大小確定油層向下滲流時(shí)垂向滲透率的大小。在實(shí)際操作中，未被擴(kuò)張式長(zhǎng)膠筒封隔器封閉的套管射孔液流通道越少，測(cè)得的數(shù)值越精確。
測(cè)試管柱可以由2寸半油管輸送到預(yù)定深度，完井恢復(fù)注水，恢復(fù)注水后，由于有橋式測(cè)壓器的存在可以將油管內(nèi)的注水壓力傳導(dǎo)到整個(gè)測(cè)試管柱內(nèi)的不同位置，當(dāng)測(cè)試油管內(nèi)壓力高于地層壓力0.8MPa時(shí)，井下所有的擴(kuò)張式封隔器和擴(kuò)張式長(zhǎng)膠筒封隔器全部處于坐封狀態(tài)，擴(kuò)張式長(zhǎng)膠筒封隔器的外膠筒將對(duì)應(yīng)深度的套管射孔炮眼全部封住，當(dāng)油管內(nèi)壓力高于地層壓力1.5MPa時(shí)，油套壓差超過節(jié)流控制器的啟動(dòng)壓差后，注入水通過節(jié)流控制器開始向頂部油層注水，由于套管外水泥環(huán)和擴(kuò)張式長(zhǎng)膠筒封隔器的長(zhǎng)膠筒對(duì)射孔炮眼的封隔作用，注入水以及壓力只能通過地層傳導(dǎo)，安裝在不同位置的橋式測(cè)壓器上高精度電子壓力計(jì)就可以通過未被擴(kuò)張式長(zhǎng)膠筒封隔器封閉的套管射孔液流通道檢測(cè)并錄取到不同位置油層的壓力反應(yīng)。由于需要改變激動(dòng)壓力，為了保證測(cè)試過程中特別是在對(duì)地層停止注水時(shí)，擴(kuò)張式長(zhǎng)膠筒封隔器始終處于坐封狀態(tài)，當(dāng)需要按照試井設(shè)計(jì)改變激動(dòng)壓力實(shí)現(xiàn)激動(dòng)時(shí)，只需要由地面投入堵塞器，控制堵塞器坐入節(jié)流控制器的中心管內(nèi)，將注水孔密封，這樣就可以保證測(cè)試油管內(nèi)有正常的注入壓力而實(shí)現(xiàn)井下停止向地層注水，實(shí)現(xiàn)壓力激動(dòng)。根據(jù)試井設(shè)計(jì)的工作制度進(jìn)行油層頂部壓力激動(dòng)，橋式測(cè)壓器上的高精度電子壓力計(jì)測(cè)量不同油層位置的干擾壓力，根據(jù)接收到的壓力反應(yīng)時(shí)間快慢及壓力響相應(yīng)幅度的大小，就可以確定油層向下滲流時(shí)的垂向滲透率的大小。如果要測(cè)定油層向上滲流時(shí)的垂向滲透率的大小，只需將油層底部作為激動(dòng)部位，油層上部作為觀察層位。整個(gè)測(cè)試周期結(jié)束后，地面停止注水，通過地面放溢流把油管內(nèi)壓力完全卸掉，此時(shí)油管內(nèi)的壓力低于地層壓力，實(shí)現(xiàn)擴(kuò)張式長(zhǎng)膠筒封隔器自然解封，通過作業(yè)將測(cè)試管柱、井下工具及高精度電子壓力計(jì)起出地面，回放所有壓力計(jì)的壓力、溫度數(shù)據(jù)，利用相關(guān)解釋方法和軟件得到垂向滲透率的分布數(shù)據(jù)。
下面是一個(gè)具體實(shí)施本發(fā)明的例子。
實(shí)施本發(fā)明中所述方法需要按照如下原則選取試驗(yàn)井首先，試驗(yàn)井目的層段應(yīng)發(fā)育連續(xù)，有效厚度≥10m，并且在頂部0-3m內(nèi)不能發(fā)育薄夾層，在中、下部應(yīng)有個(gè)別夾層發(fā)育，以滿足干擾試井的工藝需要和試驗(yàn)?zāi)康摹Ｆ浯?，試?yàn)井目的層段上、下要具有良好的隔層，隔層厚度2m以上。此外，試驗(yàn)井目的層段封固質(zhì)量良好，避免發(fā)生層間串流。試驗(yàn)井目的層段吸水狀況良好，近井地層應(yīng)具有一定的連通性。試驗(yàn)井目的層段內(nèi)不能有封堵及其它措施管柱。
圖8是2005年底對(duì)大慶油田喇8-P1935井進(jìn)行的一口厚油層層內(nèi)垂向滲透率干擾試井的測(cè)試工藝管柱圖。以喇8-P1935井為中心，縱向上大體可分為4個(gè)沉積單元，該次測(cè)試主要目的是了解厚油層內(nèi)四個(gè)夾層的垂向滲透率及夾層滲流遮擋作用。
首先確定試井工作制度試驗(yàn)管柱下入完畢后，坐井口開始垂向干擾試井測(cè)試。首先開井30min，然后關(guān)井30min，再開井30min，關(guān)井30min，連續(xù)測(cè)兩個(gè)“開-關(guān)-開”周期后，關(guān)井6h，接著開井6h，12h為一個(gè)脈沖周期，連續(xù)監(jiān)測(cè)2個(gè)半“開-關(guān)-開”周期，最后關(guān)井4天測(cè)壓力降落，開井和關(guān)井是指向地層注水和停止注水。整個(gè)測(cè)試過程中，開井注水時(shí)井口注入壓力保持在13.0MPa～14.0MPa之間，同時(shí)記錄好井口注入壓力及注入量。
現(xiàn)場(chǎng)施工步驟為(1)作業(yè)前24小時(shí)通知關(guān)井降壓，至壓力穩(wěn)定后控制泄壓，起出原井管柱。
(2)工程測(cè)井檢驗(yàn)井管的固井質(zhì)量，確定固井質(zhì)量良好后開始試驗(yàn)。
(3)下刮削、通井、沖沙管柱，用Φ114刮削器刮削套管壁1000m-1040m反復(fù)刮削三次。
(4)下入驗(yàn)竄管柱，驗(yàn)竄壓力為7-9-7MPa，各穩(wěn)壓10min，觀察套壓變化情況，然后上提管柱至射孔井段以上，驗(yàn)證驗(yàn)竄封隔器密封情況。
(5)下入權(quán)利要求1中所述測(cè)試管柱，用磁性定位校深后，坐井口開始進(jìn)行垂向干擾試井測(cè)試。
(6)完井恢復(fù)注水，觀察套壓變化，記錄好套壓、注入壓力及注入水量。
(7)根據(jù)干擾試井設(shè)計(jì)的激動(dòng)時(shí)間，將堵塞器投入所述測(cè)試管柱內(nèi)節(jié)流控制器中，即停止向地層注水面管柱內(nèi)維持正常注水，觀察記錄注入壓力及注入量，整個(gè)過程都需保持注水，防止測(cè)試管柱內(nèi)的所有封隔器解封。
(8)按照試井設(shè)計(jì)在需要向地層注水時(shí)，將堵塞器從所述測(cè)試管柱內(nèi)節(jié)流控制器中取出。
(9)按照脈沖干擾試井設(shè)計(jì)的激動(dòng)時(shí)間周期重復(fù)步驟(7)到步驟(8)。
(10)整個(gè)測(cè)試周期結(jié)束后，地面停止注水，并把測(cè)試油管壓力全部泄掉，保證所述測(cè)試管柱內(nèi)的所有擴(kuò)張式長(zhǎng)膠筒封隔器全部解封后，起出測(cè)試管柱，下入完井管柱。
(11)回放測(cè)試管柱內(nèi)橋式測(cè)壓器中電子壓力計(jì)的壓力數(shù)據(jù)，利用試井資料解釋方法得到垂向滲透率的分布數(shù)據(jù)。
在實(shí)施過程中確定擴(kuò)張式長(zhǎng)膠筒封隔器根據(jù)需要有3種尺寸，差異在于其有效密封長(zhǎng)度不同，具有很長(zhǎng)的密封面，可以對(duì)射孔炮眼實(shí)施有效的密封，確保油層頂部激動(dòng)的注水和壓力只能通過地層傳導(dǎo)到油層下部的不同位置，這樣安裝在每?jī)杉?jí)擴(kuò)張式長(zhǎng)膠筒封隔器之間的橋式測(cè)壓器上的壓力計(jì)就可以真實(shí)準(zhǔn)確的記錄油層不同位置的反應(yīng)壓力。結(jié)合地質(zhì)資料，該油層在1019.2m、1020.2m、1021.8處有三個(gè)很小的夾層，有效厚度小于0.2米，因此在設(shè)計(jì)管柱深度時(shí)，把擴(kuò)張式長(zhǎng)膠筒封隔器的有效密封面的位置與1020.2m、1021.8處的兩個(gè)很小的夾層位置對(duì)應(yīng)，這樣對(duì)應(yīng)的2支橋式測(cè)壓器上的電子壓力計(jì)記錄的壓力數(shù)據(jù)就可以反應(yīng)2個(gè)小夾層的穩(wěn)定性等信息。
根據(jù)喇8-P1935井被測(cè)厚層部位的夾層發(fā)育狀況，在不同部位下入橋式測(cè)壓器，其作用見下表1。

表1喇8-P1935井垂向脈沖試井橋式測(cè)壓器下入深度及功用所測(cè)得的壓力反應(yīng)曲線如圖9所示。從圖中可以看出第一只和第二只壓力計(jì)壓力幾乎重合，說明這兩只壓力計(jì)位置處不存在隔層。圖10是第一個(gè)橋式測(cè)壓器中電子壓力計(jì)的壓力及導(dǎo)數(shù)擬合圖，圖11是第二個(gè)橋式測(cè)壓器中電子壓力計(jì)的壓力及導(dǎo)數(shù)擬合圖，從它們的典型曲線擬合圖也可以得出同樣的結(jié)論。第二個(gè)橋式測(cè)壓器中電子壓力計(jì)的解釋結(jié)果見圖11與圖12所示，第三個(gè)橋式測(cè)壓器中電子壓力計(jì)的解釋結(jié)果見圖13與圖14所示，第四只壓力計(jì)的解釋結(jié)果見圖15與圖16所示，第五只壓力計(jì)由于長(zhǎng)膠筒封隔器刺漏，所測(cè)曲線出現(xiàn)抖動(dòng)現(xiàn)象。
總體解釋結(jié)果如下表2所示。得到的解釋結(jié)果與該井動(dòng)態(tài)資料相符，并得到了現(xiàn)場(chǎng)專家的認(rèn)可。

表2喇8-P1935井垂向脈沖試井解釋結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種用于獲取厚油層垂向滲透率的測(cè)試管柱，包括測(cè)試油管、K344封隔器、絲堵，其特征在于所述測(cè)試管柱還包括節(jié)流控制器、橋式測(cè)壓器、擴(kuò)張式長(zhǎng)膠筒封隔器，聯(lián)結(jié)關(guān)系為K344封隔器下聯(lián)結(jié)節(jié)流控制器、橋式測(cè)壓器，之后循環(huán)聯(lián)結(jié)擴(kuò)張式長(zhǎng)膠筒封隔器、橋式測(cè)壓器……擴(kuò)張式長(zhǎng)膠筒封隔器、橋式測(cè)壓器，最后聯(lián)結(jié)K344封隔器、絲堵，其中每?jī)蓚€(gè)單獨(dú)組件之間通過分段的測(cè)試油管聯(lián)結(jié)；所述節(jié)流控制器由中心管(1)、調(diào)節(jié)環(huán)(2)、彈簧(3)、以及錐閥(5)等構(gòu)成，其中在中心管(1)的中心通道上注水孔(4)的上、下兩側(cè)有2個(gè)密封臺(tái)階(6，7)，其中上密封臺(tái)階(6)的直徑大于下密封臺(tái)階(7)的直徑；所述橋式測(cè)壓器包括油管上接頭(15)、油管下接頭(18)以及上下接頭之間的主體，其中油管上接頭(15)為母扣，油管下接頭(18)為公扣，在油管下接頭(18)的中心處開有一個(gè)采用母扣和密封直口結(jié)構(gòu)的安裝孔(19)，在主體側(cè)壁上開有一個(gè)導(dǎo)壓孔(16)，導(dǎo)壓孔(16)與安裝孔(19)相連通，安裝孔(19)內(nèi)固定有高精度電子壓力計(jì)(17)，其上的壓力傳感器與導(dǎo)壓孔(16)連通，此外，沿油管上接頭(15)的內(nèi)側(cè)底端開有若干貫通主體的過流孔(20)，所述過流孔(20)與導(dǎo)壓孔(16)、安裝孔(19)不連通；所述擴(kuò)張式長(zhǎng)膠筒封隔器由兩大部分構(gòu)成，一部分為中心鋼管(27)，一部分為外膠筒(24)，其中在中心鋼管(27)的兩端分別開有上、下接頭(21，29)，在上、下接頭(21，29)之間順序開有上端馬牙槽(23)、出液孔(26)、下端馬牙槽(30)，外膠筒(24)的兩端內(nèi)側(cè)橡膠開有與中心鋼管(27)上馬牙槽相匹配的凸槽，外膠筒(24)的兩端分別嵌入中心鋼管(27)上的馬牙槽后經(jīng)硫化固定，在中心鋼管(27)的內(nèi)部形成一個(gè)密封的腔體，此外中心鋼管(27)上在上、下接頭(21，29)與馬牙槽之間開有外螺紋，上端保護(hù)套(22)與下端保護(hù)套(28)與中心鋼管(27)之間構(gòu)成螺紋聯(lián)接，咬合后的外膠筒(24)的兩端位于上端保護(hù)套(22)與下端保護(hù)套(28)的空腔內(nèi)。
2.一種利用同層垂向干擾試井獲取厚油層垂向滲透率的方法，其特征在于在井筒內(nèi)使用權(quán)利要求1中所述測(cè)試管柱將被測(cè)試目的層上下部位用封隔器單卡，以隔開上、下射孔油層，用所述測(cè)試管柱中的擴(kuò)張式長(zhǎng)膠筒封隔器封閉被測(cè)目的層中部套管射孔液流通道，從所述測(cè)試管柱中節(jié)流控制器上的注水孔向油層上部注水進(jìn)行脈沖激動(dòng)，在被測(cè)目的層下部，即在未被擴(kuò)張式長(zhǎng)膠筒封隔器封閉的套管射孔液流通道處利用所述測(cè)試管柱中橋式測(cè)壓器內(nèi)高精度電子壓力計(jì)測(cè)量由于油層頂部激動(dòng)而產(chǎn)生的脈沖壓力，根據(jù)接收到的壓力反應(yīng)時(shí)間快慢及壓力響應(yīng)幅度的大小確定油層向下滲流時(shí)垂向滲透率的大小。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種利用同層垂向干擾試井測(cè)定厚油層垂向滲透率的方法，其特征在于該方法由如下步驟組成(1)作業(yè)前24小時(shí)通知關(guān)井降壓，至壓力穩(wěn)定后控制泄壓，起出原井管柱；(2)工程測(cè)井檢驗(yàn)井管的固井質(zhì)量，確定固井質(zhì)量良好后開始試驗(yàn)；(3)下刮削、通井、沖沙管柱，用刮削器反復(fù)刮削套管壁；(4)下入驗(yàn)串管柱，觀察套壓變化情況，然后上提管柱至射孔井段以上，驗(yàn)證驗(yàn)串封隔器密封情況；(5)下入權(quán)利要求1中所述測(cè)試管柱，用磁性定位校深后，坐井口開始進(jìn)行垂向干擾試井測(cè)試；(6)完井恢復(fù)注水，觀察套壓變化，記錄好套壓、注入壓力及注入水量；(7)根據(jù)干擾試井設(shè)計(jì)的激動(dòng)時(shí)間，將堵塞器投入權(quán)利要求1所述測(cè)試管柱內(nèi)節(jié)流控制器中，即停止向地層注水而管柱內(nèi)維持正常注水，觀察記錄注入壓力及注入量，整個(gè)過程都需保持注水，防止測(cè)試管柱內(nèi)的所有封隔器解封；(8)按照試井設(shè)計(jì)在需要向地層注水時(shí)，將堵塞器從所述測(cè)試管柱內(nèi)節(jié)流控制器中取出；(9)按照脈沖干擾試井設(shè)計(jì)的激動(dòng)時(shí)間周期重復(fù)步驟(7)到步驟(8)；(10)整個(gè)測(cè)試周期結(jié)束后，地面停止注水，并把測(cè)試油管壓力全部泄掉，保證所述測(cè)試管柱內(nèi)的所有擴(kuò)張式長(zhǎng)膠筒封隔器全部解封后，起出測(cè)試管柱，下入完井管柱；(11)回放測(cè)試管柱內(nèi)橋式測(cè)壓器中電子壓力計(jì)的壓力數(shù)據(jù)，利用試井資料解釋方法得到垂向滲透率的分布數(shù)據(jù)。
全文摘要
一種利用同層垂向干擾試井獲取厚油層滲透率的方法以及為實(shí)施該方法而專門設(shè)計(jì)的測(cè)試管柱。主要解決現(xiàn)有技術(shù)中一直沒有可行的技術(shù)方案來解決利用同層垂向干擾試井獲取厚油層垂向滲透率的問題。其特征在于測(cè)試管柱將被測(cè)試目的層上下部位用封隔器單卡，隔開上、下射孔油層，用所述測(cè)試管柱中的擴(kuò)張式長(zhǎng)膠筒封隔器封閉被測(cè)目的層中部套管射孔液流通道，從所述測(cè)試管柱中節(jié)流控制器上的注水孔向油層上部注水進(jìn)行脈沖激動(dòng)，在被測(cè)目的層下部，利用測(cè)試管柱中橋式測(cè)壓器內(nèi)高精度電子壓力計(jì)測(cè)量由于油層頂部激動(dòng)而產(chǎn)生的脈沖壓力，根據(jù)接收到的壓力參數(shù)確定油層滲流時(shí)垂向滲透率的大小。實(shí)現(xiàn)了利用同層垂向干擾試井獲取垂向滲透率的目的。
文檔編號(hào)E21B47/10GK101050699SQ20061016204
公開日2007年10月10日 申請(qǐng)日期2006年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月11日
發(fā)明者鄧廣宇, 計(jì)秉玉, 劉興斌, 張奇斌, 張淑珍, 呂鵬舉, 張同義 申請(qǐng)人:大慶油田有限責(zé)任公司