淺談APR工具取樣技術(shù)

摘要：油田井下取樣是測試施工一個很重要的步驟，本文詳細介紹了APR工具在地層取樣強大的功能性、取樣方式多樣性、取樣數(shù)量可選擇性，主要由RD取樣器、泄壓閥、LPR-N測試閥、RD安全循環(huán)閥配合使用，具有取樣準確、施工工期短、取樣過程簡單、安全性高等特點。

關(guān)鍵詞：RD取樣器；取樣工藝管柱；LPR-N閥；RD安全循環(huán)閥；樣腔

1前言

APR工具使用于地層鉆桿測試工藝，是一種全開型、全通徑的井筒測試設(shè)備。地層取樣作為APR測試技術(shù)的一種功能，是在APR工具基礎(chǔ)上發(fā)展起來的專用不同要求不同井況的取樣方式。主要由專門用于取樣的RD取樣器和有取樣功能的工藝管柱組成，從而實現(xiàn)了錄取樣品的多樣性、取樣數(shù)量的可選擇性、取樣操作的安全性等功能。具有操作簡單、取樣成功率高、錄取樣品真實等優(yōu)點，并且該工具結(jié)構(gòu)簡單，易于保養(yǎng)維護。

2 RD取樣器取樣系統(tǒng)

取樣器由取樣心軸、取樣外筒、破裂盤、樣品腔組成。

2.1工作原理

這種全流動型取樣器是由環(huán)空打壓操作的破裂盤控制，取樣器的取樣心軸上有一個內(nèi)裝式的差動面積，當環(huán)空壓力增加到一個預(yù)定值，取樣器的破裂盤受擠壓破裂，環(huán)空壓力作用在取樣心軸的差動面積上，心軸的一端是沒有壓力的空氣腔，另一端是附加了壓力的環(huán)空靜液柱壓力。在這種情況下，取樣心軸就朝著壓力低的空氣腔向上運動，并圈閉樣品。當取樣器心軸到達行程的頂部時，它就被鎖定在一組鎖定擋塊中而不能上下運動。取樣器樣品腔圈閉的樣品為1200ml，足夠作兩個500ml的PVI分析，多余的體積用于轉(zhuǎn)樣時的管線、閥等。

2.2技術(shù)特性

2.2.1時間延遲特性允許RD取樣器在預(yù)定時間之后圈閉樣品，不同的取樣器計量筒可以用于各種不同的圈閉時間，即可以由現(xiàn)場工程師根據(jù)流體流動情況決定取樣時間，使樣品更為合理。

2.2.2當樣品已經(jīng)圈閉后，取樣器仍然保持全開，因此可以繼續(xù)進行下一步的各種測試，如開關(guān)井操作、繩索作業(yè)、酸化壓裂等措施。這樣既保證了樣品的真實性，又不耽誤施工作業(yè)進程。

2.2.3幾支RD取樣器可在同一測試過程中不同時間取到不同樣品，使得樣品更為真實有效。

2.2.4打開RD取樣器破裂盤的操作是環(huán)空打壓，屬于低壓力操作。因此取樣過程簡單、安全。

2.3工具特點

在實際生產(chǎn)應(yīng)用中，由于RD取樣器具有卓越性能，尤其是在開井過程中隨時取樣，這是其它測試工具的取樣器所不能比擬的如APR-M2取樣器、MFE取樣器均只能在流體終流動時一次性取樣，而且取樣后作業(yè)管柱即刻關(guān)閉，不能再進行開關(guān)井等測試工藝。而RD取樣器解決了這一難題，可在整個測試過程中根據(jù)需要取到不同的流動樣品和不同的壓力梯度的樣品（根據(jù)不同施工要求把取樣器設(shè)置在需要的位置），絲毫不影響測試的進程。取樣后可以再進行酸化壓裂等措施，這樣既保證了樣品的真實性，又縮短了井隊的施工工期，至少少下一趟管柱，節(jié)約大量成本。

3 測試取樣工藝管柱

APR取樣技術(shù)的工藝管柱結(jié)構(gòu)組成：由LPR-N測試閥、泄壓閥、RD安全循環(huán)閥組成取樣小組，其他工具配合測試施工。（見圖1）

3.1測試取樣工作原理

RD安全循環(huán)閥內(nèi)部有安全球閥，當環(huán)空壓力增加到一個預(yù)定值，RD安全循環(huán)閥破裂盤受到擠壓破裂，環(huán)空壓力作用在剪切心軸上剪切銷釘，剪切心軸下行帶動安全閥關(guān)閉。同時環(huán)空壓力瞬間下降LPR-N測試閥關(guān)閉，圈閉由RD安全球閥、泄壓閥、LPR-N測試球閥組成的樣品空間，其流體的量取決于兩個球閥之間的容積，可以根據(jù)取樣的要求增加樣品腔。

3.2主要工具技術(shù)性能

3.2.1RD安全循環(huán)閥在工具串中起到的作用是關(guān)閉安全球閥封閉樣品腔，錄取關(guān)井恢復(fù)后的地層流體，所以使得樣品更為真實有效。打開RD安全循環(huán)閥的操作是環(huán)空打壓，屬于低壓力操作。

3.2.2LPR-N測試閥在取樣階段起到導(dǎo)入底層流體和取樣結(jié)束后封閉樣品腔的作用。

3.2.3滑套式泄壓閥是在工具串中起到樣品的轉(zhuǎn)出工作。當泄壓閥到達地面后：將泄壓箍安裝在泄壓滑套外，泄壓接頭連接泄壓滑套本體，連接泄壓接頭到取樣瓶。

3.3 APR測試取樣工藝管柱應(yīng)用優(yōu)勢

在實際生產(chǎn)應(yīng)用中，這個工具組合具有以上卓越性能，尤其是在取同樣數(shù)量的樣品是其他取樣器不可比擬的，MFE取樣器雖然和這種取樣方式原理相同但是在取樣數(shù)量上相差甚多，而且樣品的取出安全性不好易傷人，無法保證樣品不受到外界的污染。APR測試管柱解決了這一難題，在整個測試的結(jié)束階段取得的關(guān)井后壓力恢復(fù)最好的地層流體樣品，這樣保證了樣品的真實性。

4結(jié)論

2007年-2017年在印度尼西亞試油測試施工中APR工具取樣技術(shù)共使用18井次，累積完成地質(zhì)層40層，取樣成功率90.5%，成功率遠高于其他取樣方式。APR工具多種取樣方法使得APR測試技術(shù)更加完善，可以適應(yīng)不同復(fù)雜井況完成取樣試油測試工作。在實際的檢驗中也證實了它的可靠性、它的低成本、高效益，APR測試工藝具有很高的推廣價值.

參考文獻：

[1]葉榮，《地層測試技術(shù)》，石油工業(yè)出版社，1991年7月北京，15-28頁.

[2]陳中一、杜克智，APR測試工具在含硫氣并完井試油中的應(yīng)用，油氣井測試.1997.

作者簡介：張鵬，男，1980年4月21日出生，大慶油田有限責(zé)任公司試油試采分公司技術(shù)開發(fā)大隊.