APR測試工具在勝利油田的應用

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品，是當今石油行業(yè)中最先進的地層測試工具之一，可在不動管柱的情況下通過環(huán)空加壓泄壓實現井下測試閥的多次開關井操作，以獲取測試層產量、壓力、液性、表皮系數、滲透率、油水邊界等地層特性參數。與常規(guī)測試工具相比具有全通徑，操作簡單等特點，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用。

關鍵詞：APR測試工具，全通徑，勝利油田，應用

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閥。

在測試前，根據地面溫度、井底溫度及靜液柱壓力，在地面對氮氣室充氮到預定壓力，并安裝剪切銷釘，它能夠保證球閥在下井時處于關閉狀態(tài)，因為由于計量套的作用，工具到達預定測試深度時，氮氣室中的壓力稍低于環(huán)空壓力，這就在活塞上、下方產生了一個可導致球閥打開的壓差，所以使用剪切銷釘是必要的。封隔器坐封后，開井時，環(huán)空快速加壓，由于計量套的延時導通作用，動力芯軸下行，壓縮氮氣，并帶動操作臂使球閥打開。開井后由于壓差的存在，下硅油腔的硅油經計量套流入上硅油腔，上硅油腔硅油推動浮動活塞上行進一步壓縮氮氣，直到氮氣室壓力低于環(huán)空壓力400psi（因壓差小于400psi計量套不導通），此過程需要至少10分鐘，可理解為“關井儲集壓力”過程。關井時，環(huán)空快速放壓，因上硅油腔的硅油不能“立刻”經計量套流入下硅油腔，而上傳壓孔傳入的套管壓力已經迅速降低，在壓差作用下，氮氣膨脹推動動力芯軸上行，并帶動操作臂使球閥關閉。關井后由于壓差的存在，上硅油腔硅油經計量套流入下硅油腔，氮氣進一步膨脹釋放壓力，直至氮氣室壓力高于環(huán)空400psi，以保持球閥關閉。

3 APR測試工藝設計

本文針對勝利油田廣泛應用的APR射孔-測試聯作工藝做一探討。

3.1測試原理

管柱經校深定位后，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入測試管柱，經過設計流動時間后，井口迅速釋放環(huán)空壓力至0，井下測試閥關閉。如此反復操作，可實現多次開關井。

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+機械壓力計托筒+LPR-N閥+電子壓力計托筒+機械壓力計托筒+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+延時起爆器+炮頭+安全槍+槍身。從管串結構可以看出，APR工具靠環(huán)空壓力操作實現開關井，不需要活動管柱，操作簡單。

3.3操作壓力設計

測試管串中除需要計算LPR-N閥的充氮壓力和操作壓力，還要根據A閥的操作壓力計算銷釘個數。

LPR-N閥充氮壓力和操作壓力的計算

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

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的壓力，psi

PL—表中較低靜液柱壓力對應的壓力，psi

HA—實際靜液柱壓力，psi

HL—表中較低靜液柱壓力，psi

（1）A閥銷釘數的計算

A閥是一個反循環(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將A閥打開。打開A閥的操作壓力計算公式如下：

N=（PA+PC）/PP， PC =N×PP

式中：

N—銷釘個數

PA—靜液柱壓力，MPa

PC—操作壓力，MPa

PP—每個銷釘的剪切力，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行性能檢驗和水壓密封實驗，達到規(guī)定要求。

2、掌握施工井的套管結構、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資料。

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

4、將工具下至預定位置，校深后調整好管柱，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、按設計工作制度開關井。環(huán)空快速打壓打開N閥，射孔槍引爆，進入初流動期。將環(huán)空壓力放至0，測試閥關閉進行壓力恢復。

7、必要時打開反循環(huán)閥，收集地層流體樣品或壓井。

8、解封、起鉆。

5現場應用情況

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層進行APR射孔-測試聯作施工。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。

墾XXX與高XXX為稠油井，流動性差，且埋藏淺，地層膠結較疏松，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，壓力系數約1.9，MFE工具易造成開關井失敗和工具刺漏；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。

6 結論和建議

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

（2）APR測試工具通徑大，不易產生砂堵且無節(jié)流作用。

（3）對于LPR—N閥的計量套延時時間進行試驗，確保在開井時間短的情況下卸壓后能安全徹底的關井。

（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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