王宇

（中石化勝利石油工程有限公司井下作業(yè)公司 山東東營 257000）

摘 要：APR測試工具是哈里伯頓公司的產(chǎn)品，是當(dāng)今石油行業(yè)中最先進(jìn)的地層測試工具之一，可在不動(dòng)管柱的情況下通過環(huán)空加壓泄壓實(shí)現(xiàn)井下測試閥的多次開關(guān)井操作，以獲取測試層產(chǎn)量、壓力、液性、表皮系數(shù)、滲透率、油水邊界等地層特性參數(shù)。與常規(guī)測試工具相比具有全通徑，操作簡單等特點(diǎn)，且對于高壓油氣井、斜井、水平井、稠油井等具有顯著的優(yōu)勢。在對四川外部市場的測試施工井中已全部使用APR測試工具。目前，APR測試工具已在勝利油田得到廣泛的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：APR測試工具，全通徑，勝利油田，應(yīng)用

1 前言

近年來隨著勘探開發(fā)工作的逐步深入，深井、斜井、高溫高壓井、稠油井逐漸增多，其測試難度變得越來越大。常規(guī)的MFE測試工具因其自身性能的不足和局限性在使用中存在一些問題.為了降低勘探開發(fā)成本，縮短試油周期，勘探過程中對測試工具性能要求也越來越高，這是油田發(fā)展的必然趨勢。我們在四川外部市場的高壓氣井測試已摒棄了常規(guī)MFE測試工具，而全部使用了耐高溫、高壓、防H2S，在地面操作簡便、安全可靠的APR工具。目前，APR測試工具在勝利油田已廣泛應(yīng)用，高溫高壓井、斜井、稠油井的地層測試基本全部采用APR工具。

2 APR測試工具工作原理

勝利油田目前應(yīng)用最廣泛的APR測試工具是LPR-N閥，它是APR地層測試器的核心部件，是一種大通徑、環(huán)空壓力操作的井下測試開關(guān)閥。

在測試前，根據(jù)地面溫度、井底溫度及靜液柱壓力，在地面對氮?dú)馐页涞筋A(yù)定壓力，并安裝剪切銷釘，它能夠保證球閥在下井時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)，因?yàn)橛捎谟?jì)量套的作用，工具到達(dá)預(yù)定測試深度時(shí)，氮?dú)馐抑械膲毫ι缘陀诃h(huán)空壓力，這就在活塞上、下方產(chǎn)生了一個(gè)可導(dǎo)致球閥打開的壓差，所以使用剪切銷釘是必要的。封隔器坐封后，開井時(shí)，環(huán)空快速加壓，由于計(jì)量套的延時(shí)導(dǎo)通作用，動(dòng)力芯軸下行，壓縮氮?dú)?，并帶?dòng)操作臂使球閥打開。開井后由于壓差的存在，下硅油腔的硅油經(jīng)計(jì)量套流入上硅油腔，上硅油腔硅油推動(dòng)浮動(dòng)活塞上行進(jìn)一步壓縮氮?dú)?，直到氮?dú)馐覊毫Φ陀诃h(huán)空壓力400psi（因壓差小于400psi計(jì)量套不導(dǎo)通），此過程需要至少10分鐘，可理解為“關(guān)井儲集壓力”過程。關(guān)井時(shí)，環(huán)空快速放壓，因上硅油腔的硅油不能“立刻”經(jīng)計(jì)量套流入下硅油腔，而上傳壓孔傳入的套管壓力已經(jīng)迅速降低，在壓差作用下，氮?dú)馀蛎浲苿?dòng)動(dòng)力芯軸上行，并帶動(dòng)操作臂使球閥關(guān)閉。關(guān)井后由于壓差的存在，上硅油腔硅油經(jīng)計(jì)量套流入下硅油腔，氮?dú)膺M(jìn)一步膨脹釋放壓力，直至氮?dú)馐覊毫Ω哂诃h(huán)空400psi，以保持球閥關(guān)閉。

3 APR測試工藝設(shè)計(jì)

本文針對勝利油田廣泛應(yīng)用的APR射孔-測試聯(lián)作工藝做一探討。

3.1測試原理

管柱經(jīng)校深定位后，下放測試管柱加壓坐封，坐封后的封隔器將壓井液與測試層隔開。環(huán)空打壓，LPR—N閥打開。射孔后地層液體在測試壓差作用下進(jìn)入測試管柱，經(jīng)過設(shè)計(jì)流動(dòng)時(shí)間后，井口迅速釋放環(huán)空壓力至0，井下測試閥關(guān)閉。如此反復(fù)操作，可實(shí)現(xiàn)多次開關(guān)井。

3.2典型測試管串

勝利油田目前普遍采用的APR射孔-測試聯(lián)作工藝井下管串為（由上至下）：油管+校深短節(jié)+油管+斷銷式反循環(huán)閥+ A閥+油管+機(jī)械壓力計(jì)托筒+LPR-N閥+電子壓力計(jì)托筒+機(jī)械壓力計(jì)托筒+安全接頭+旁通接頭+封隔器+射孔篩管+減震器+油管+沉砂筒+緩沖器+延時(shí)起爆器+炮頭+安全槍+槍身。從管串結(jié)構(gòu)可以看出，APR工具靠環(huán)空壓力操作實(shí)現(xiàn)開關(guān)井，不需要活動(dòng)管柱，操作簡單。

3.3操作壓力設(shè)計(jì)

測試管串中除需要計(jì)算LPR-N閥的充氮壓力和操作壓力，還要根據(jù)A閥的操作壓力計(jì)算銷釘個(gè)數(shù)。

LPR-N閥充氮壓力和操作壓力的計(jì)算

LPR-N閥的充氮壓力和操作壓力需要根據(jù)地面溫度、井底壓井液溫度和靜液柱壓力來計(jì)算，均采用內(nèi)差法計(jì)算壓力，其計(jì)算公式如下：

PN=（PH-PL）×（HA-HL）/1000+PL

式中：

PN—充氮/操作壓力，psi

PH—表中較高靜液柱壓力對應(yīng)的壓力，psi

PL—表中較低靜液柱壓力對應(yīng)的壓力，psi

HA—實(shí)際靜液柱壓力，psi

HL—表中較低靜液柱壓力，psi

（1）A閥銷釘數(shù)的計(jì)算

A閥是一個(gè)反循環(huán)閥，在斷銷式反循環(huán)閥無法打開的情況下，通過環(huán)空加壓到預(yù)定壓力打開A閥。因此，A閥的操作壓力要比其它工具的操作壓力高，防止操作其它工具時(shí)將A閥打開。打開A閥的操作壓力計(jì)算公式如下：

N=（PA+PC）/PP， PC =N×PP

式中：

N—銷釘個(gè)數(shù)

PA—靜液柱壓力，MPa

PC—操作壓力，MPa

PP—每個(gè)銷釘?shù)募羟辛?，MPa

4 施工步驟

1、對所有的下井工具、地面工具在工房按要求進(jìn)行性能檢驗(yàn)和水壓密封實(shí)驗(yàn)，達(dá)到規(guī)定要求。

2、掌握施工井的套管結(jié)構(gòu)、人工井底、井斜、壓井液密度、射孔層段及巖性、地層溫度等所需要的各種詳細(xì)資料。

3、下鉆前用標(biāo)準(zhǔn)通徑規(guī)通井，保證井眼暢通無異物，并用完井液循環(huán)洗井。

4、將工具下至預(yù)定位置，校深后調(diào)整好管柱，坐封封隔器。

5、裝井口采油樹、鉆臺管匯、放噴管線、打壓管線，并試壓。

6、按設(shè)計(jì)工作制度開關(guān)井。環(huán)空快速打壓打開N閥，射孔槍引爆，進(jìn)入初流動(dòng)期。將環(huán)空壓力放至0，測試閥關(guān)閉進(jìn)行壓力恢復(fù)。

7、必要時(shí)打開反循環(huán)閥，收集地層流體樣品或壓井。

8、解封、起鉆。

5現(xiàn)場應(yīng)用情況

分析近期共對墾XXX井、高XXX井（2層）、利XXX井（2層）、萊斜XXX井（2層）及王斜XXX井（2層）5井次9層進(jìn)行APR射孔-測試聯(lián)作施工。測試一次成功率100%，為下一步勘探開發(fā)奠定了良好的基礎(chǔ)。

墾XXX與高XXX為稠油井，流動(dòng)性差，且埋藏淺，地層膠結(jié)較疏松，地層容易出砂，常規(guī)MFE工具流道小，測試成功率低，故兩口井均采用APR工具進(jìn)行測試；利XXX為異常高溫高壓井，井底溫度160℃左右，地層壓力約78.5MPa，壓力系數(shù)約1.9，MFE工具易造成開關(guān)井失敗和工具刺漏；萊斜XXX和王斜XXX是斜井，最大井斜為40.87°，常規(guī)MFE工具不易判斷自由點(diǎn)。

6 結(jié)論和建議

（1）APR測試工具通過環(huán)空壓力控制實(shí)現(xiàn)井下測試閥的開關(guān)，操作簡單，不用上下活動(dòng)管柱，安全、可靠。

（2）APR測試工具通徑大，不易產(chǎn)生砂堵且無節(jié)流作用。

（3）對于LPR—N閥的計(jì)量套延時(shí)時(shí)間進(jìn)行試驗(yàn)，確保在開井時(shí)間短的情況下卸壓后能安全徹底的關(guān)井。

（4）APR測試工具能夠滿足高溫高壓井、稠油井和斜井的測試，比常規(guī)MFE工具更具優(yōu)異性。

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