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一种全通径跨隔射孔－测试联作管柱及其操作方法

阅读：924发布：2021-07-09

专利汇可以提供一种全通径跨隔射孔－测试联作管柱及其操作方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明针对待试油层下方存在已射开井段的情况，提供一种高效、可靠、多功能的全通径跨隔射孔-测试联作管柱及其操作方法，管柱设有全通径跨隔射孔部件、JJ-1载体、RD取样器等多种工具系统，可进行跨隔射孔、测试、储层改造、改造后测试等工艺联作及改造前、后分别测试、JJ-1试井、求产、取样，有利于取全取准地层参数；此外，在保留泄压腔的前提下，该管柱在射孔枪上方同时设置了投棒点火、并行传爆式压力延时点火的两种点火方式，既能减缓射孔瞬间的高压对井下仪器仪表破坏，又可避免投棒点火失败后的打捞投棒等复杂作业。该技术可简化工艺过程、降低劳动强度、节省施工周期、提高施工效率及成功率。，下面是一种全通径跨隔射孔－测试联作管柱及其操作方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种全通径跨隔射孔-测试联作管柱，其特征在于，所述的管柱包括自上向下依次相连接的钻杆(1)、伸缩接头(2)、钻铤(3)、校深短节(4)、OMNI 阀(5)、RDS阀(6)、放样阀(7)、JJ-1载体(8)、LPR-N阀(9)、外挂式压力计托筒(10)、液压旁通阀(11)、RD取样器(12)、RD取样器(13)、震击器(14)、安全接头(15)、水力锚(16)、全通径跨隔封隔器(17)、减振器(18)、减振器(19)、玻璃盘流通阀(20)、厚壁油管(21)、投棒点火头(22)、并行传爆式压力延时点火头(23)、射孔枪总成(24)、释放装置(25)、泄压腔(26)、盲接头(27)、安全接头(28)、卡瓦封隔器(29)、筛管接头(30)、监测压力计(31)；所述的投棒点火头以上的工具为全通径，且通径大于φ28mm；所述的全通径跨隔封隔器(17)和卡瓦封隔器(29)之间设有射孔枪总成(24)，所述的全通径跨隔封隔器(17)和射孔枪总成(24)之间设有依次连接的投棒点火头(22)和并行传爆式压力延时点火头(23)；所述的全通径跨隔封隔器(17)上方设有LPR-N阀(9)，所述的LPR-N阀(9)上方设有JJ-1载体(8)，所述的LPR-N阀(9)下方设有两组RD取样器(12)和RD取样器(13)；所述的射孔枪总成(24)下方设有依次连接的释放装置(25)、泄压腔(26)。
2.根据权利要求1所述的全通径跨隔射孔-测试联作管柱，其特征在于：所述的并行传爆式压力延时点火头(23)连接于井下测试管柱上，且为一多层的管状体，该并行传爆式压力延时点火头(23)沿径向具有外层、中间层和内层，所述外层沿轴向自上而下设有上接头(52)、外套接头(66)，所述中间层具有设置于所述外层内侧的导爆索架(51)、丝堵(60)、剪切总成(62)、滑套(54)和花键接头(58)，所述的内层为在滑套(54)和花键接头(58)内侧设置的锁块套(55)、锁块(56)及撞针总成(57)、延时雷管总成(59)；所述的上接头(52)外壁径向设有传压孔一(631)，轴向设有导爆索孔(531)，所述的导爆索孔(531)装有导爆索(53)，所述的导爆索(53)穿过上接头(52)、花键接头(58)并延伸到花键接头(58)的下端面；所述的滑套(54)外壁径向设有传压孔二(632)，所述的丝堵(60)为下部设有中空腔(601)的盲堵头，所述的丝堵(60)外设有密封圈(61)；所述的滑套(54)和上接头(52)之间设有空气腔(64)；
所述的上接头(52)与花键接头(58)通过花键(65)进行套接，所述的外套接头(66)从花键接头(58)的下端套入，再通过螺纹与上接头(52)的下端连接，所述的上接头(52)通过螺纹连接在投棒点火头(22)的下端。
3.根据权利要求1所述的全通径跨隔射孔-测试联作管柱，其特征在于：所述的并行传爆式压力延时点火头(23)内设有用于将投棒点火头产生的爆轰传递到射孔枪总成(24)的导爆索(53)，还设有与所述的导爆索(53)并行传爆的延时雷管总成(59)。
4.根据权利要求1所述的全通径跨隔射孔-测试联作管柱，其特征在于：所述的并行传爆式压力延时点火头(23)内，所述的延时雷管总成(59)位于所述的撞针总成(57)的下方，所述的延时雷管总成(59)采用火药延时，延时时间为1-30分钟。
5.根据权利要求1所述的全通径跨隔射孔-测试联作管柱，其特征在于：所述的JJ-1载体(8)内设置有包括井下直读压力计及发射器在内的交互传输式试井仪器。
6.根据权利要求1所述的全通径跨隔射孔-测试联作管柱，其特征在于：所述的RD取样器(12)、RD取样器(13)设置不同的操作压力，用于录取不同时期的样品。
7.一种基于权利要求1所述的全通径跨隔射孔-测试联作管柱的操作方法，其特征在于：
第一步下管柱、校深、坐封、投棒点火：将所述的全通径跨隔射孔——测试联作管柱连接、下入井内设计深度，校深、调整管柱、坐封全部封隔器后，开井、投棒；通过感受管柱震动或仪器判别是否枪响，若确认枪响，则跳过第二步，直接进行第三步，否则进行第二步；
第二步管柱内加压、延时点火：如投棒点火失败(或不能确认枪响)，则管柱内加满低密度液垫，管柱内加压至并行传爆式压力延时点火头(23)的设计点火压力、稳压10-30S后泄压，延时一定时间后点火，引爆射孔枪；通过感受管柱震动或仪器判别是否枪响，若确认枪仍未响，则启动捞投棒工序，捞出投棒，进行二次投棒或起出管柱；
第三步测试、JJ-1试井、取样：确认射孔成功后，根据施工设计书要求，按照LPR-N阀(9)的操作要领进行多次开关井，实施改造前测试；当需JJ-1试井时，则采用电缆下入接收器总成，与JJ-1载体(8)内井下仪器进行对接，实时录取井下压力、温度数据；终流动后期，环空加压至RD取样器(12)的操作压力，圈闭样品，完成储层改造前的井下取样；
第四步JJ-1试井解释、制定下步措施：通过对JJ-1载体(8)内仪器录取的井下实时数据进行现场实时试井解释、分析，制定下步措施方案；如需储层改造，则进行第五步、第六步，否则，直接进行第七步；
第五步：储层改造、排液：根据现场实时试井解释结果及制定的下步措施方案，如需改造，则根据制定的储层改造方案、进行储层改造准备，对测试层进行酸化(或压裂)，按照施工设计书的要求进行替液、注入、排液；
第六步改造后测试、JJ-1试井、求产；排液后期，根据施工设计书要求，按照LPR-N阀(9)的操作要领进行多次开关井，实施改造后测试；当需JJ-1试井时，采用电缆下入接收器总成，与JJ-1载体(8)内井下仪器进行对接，实时录取井下压力、温度数据；求产后期，环空加压至RD取样器(13)的操作压力，圈闭样品，完成储层改造后的井下取样；
第七步循环压井、解封、起管柱：完成全部试油工序后，打开RDS阀(7)，进行循环压井作业；压井结束后，拆井口，直接上提管柱，依次解封全部封隔器，将所述的全通径跨隔射孔——测试联作管柱全部起出。

说明书全文

一种全通径跨隔射孔-测试联作管柱及其操作方法

技术领域

[0001] 本发明涉及油气井试油技术领域，特别是一种全通径跨隔射孔-测试联作管柱及其操作方法。

背景技术

[0002] 目前，在油气井试油技术领域，与本发明最接近的试油技术“环空加压点火式跨隔射孔-测试联作”以及“跨隔测试投棒射孔联作”技术。

[0003] “环空加压点火式跨隔射孔-测试联作”技术是采用两极封隔器，射孔枪处于两极封隔器之间，为实现环空液压驱动点火引爆射孔枪，该管柱采用了旁通式跨隔封隔器，旁通式跨隔封隔器的典型特征是跨隔封隔器内部设有传压管，传压管将环空压力传到点火头上，传压管与心轴之间的环形空间作为测试通道。该技术的不足在于管柱未能实现全通径，不利于酸化、压裂、排液等后续作业，如果起出射孔——测试管柱再下酸化、压裂、排液管柱进行后续作业的话，无疑将会大大地增加施工周期和成本。

[0004] “跨隔测试投棒射孔联作管柱(ZL201220322882.X)”提供了一种跨隔测试投棒射孔联作管柱，在井下形成全通径管柱，实现一趟管柱进行射孔、地层测试、压裂、绳索等多种作业，消除安全隐患。其不足在于：该管柱射孔枪上方仅设置了投棒引爆器一种点火工具，如果射孔枪未被引爆，只能采用电缆或抽汲绳带打捞器捞出投棒，查明原因，处理问题，再次投棒。由于深井或大斜度井打捞投棒成功率不高，加之海上打捞施工及钻机工时成本高昂，费时费力，如果最终射孔不成功、投棒未捞出，只能起出井下管柱返工，耽误工期。

发明内容

[0005] 针对待试层下方存在已射开井段的情况，现有技术存在管柱功能少、投棒点火失败后捞棒困难、效率低、非自喷井跨隔射孔——测试时难以实时录取测试阀下方的关井数据等问题，本发明的目的在于提供一种高效、方便、多功能的全通径跨隔射孔-测试联作管柱及操作方法。

[0006] 本发明是这样实现的：

[0007] 一种全通径跨隔射孔——测试联作管柱，其特征在于，所述的挂管柱包括自上向下依次相连接的钻杆、伸缩接头、钻铤、校深短节、OMNI阀、RDS阀、放样阀、JJ-1载体、LPR-N阀、外挂式压力计托筒、液压旁通阀、RD取样器、RD取样器、震击器、安全接头、水力锚、全通径跨隔封隔器、减振器、减振器、玻璃盘流通阀、厚壁油管、投棒点火头、并行传爆式压力延时点火头、射孔枪总成、释放装置、泄压腔、盲接头、安全接头、卡瓦封隔器、筛管接头、监测压力计；所述的投棒点火头以上的工具为全通径，且通径大于φ28mm；所述的全通径跨隔封隔器和卡瓦封隔器之间设有射孔枪总成，所述的全通径跨隔封隔器和射孔枪总成之间设有依次连接的投棒点火头和并行传爆式压力延时点火头；所述的全通径跨隔封隔器上方设有LPR-N阀，所述的LPR-N阀上方设有JJ-1载体，所述的LPR-N阀下方设有两组RD取样器和RD取样器；所述的射孔枪总成下方设有依次连接的释放装置、泄压腔。

[0008] 较佳地，所述的并行传爆式压力延时点火头连接于井下测试管柱上，且为一多层的管状体，该并行传爆式压力延时点火头沿径向具有外层、中间层和内层，所述外层沿轴向自上而下设有上接头、外套接头，所述中间层具有设置于所述外层内侧的导爆索架、丝堵、剪切总成、滑套和花键接头，所述的内层为在滑套和花键接头内侧设置的锁块套、锁块及撞针总成、延时雷管总成；所述的上接头外壁径向设有传压孔一，轴向设有导爆索孔，所述的导爆索孔装有导爆索，所述的导爆索穿过上接头、花键接头并延伸到花键接头的下端面；所述的滑套外壁径向设有传压孔二，所述的丝堵为下部设有中空腔的盲堵头，所述的丝堵外设有密封圈；所述的滑套和上接头之间设有空气腔。

[0009] 较佳地，所述的上接头与花键接头通过花键进行套接，所述的外套接头从花键接头的下端套入，再通过螺纹与上接头的下端连接，所述的上接头通过螺纹连接在投棒点火头的下端。

[0010] 较佳地，所述的并行传爆式压力延时点火头内设有用于将投棒点火头产生的爆轰传递到射孔枪总成的导爆索，还设有与所述的导爆索并行传爆的延时雷管总成。

[0011] 所述的并行传爆式压力延时点火头内，所述的延时雷管总成位于所述的撞针总成的下方，所述的延时雷管总成采用火药延时，延时时间为1-30分钟。

[0012] 较佳地，所述的并行传爆式压力延时点火头内，所述的延时雷管总成位于所述的撞针总成的下方，所述的延时雷管总成采用火药延时，所述的火药延时时间为1-30分钟，以便投棒点火不响、切换成管柱加压点火方式时形成测试压差、利于诱喷。

[0013] 较佳地，所述的JJ-1载体内设置有包括井下直读压力计及发射器在内的交互传输式试井仪器。

[0014] 较佳地，所述的RD取样器、RD取样器设置不同的操作压力，以便录取不同时期的样品。

[0015] 本发明还提供了基于上述全通径跨隔射孔——测试联作管柱的操作方法，其特征在于：

[0016] 第一步下管柱、校深、坐封、投棒点火：将所述的全通径跨隔射孔——测试联作管柱连接、下入井内设计深度，校深、调整管柱、坐封全部封隔器后，开井、投棒；通过感受管柱震动或仪器判别是否枪响，若确认枪响，则跳过第二步，直接进行第三步，否则进行第二步；

[0017] 第二步管柱内加压、延时点火：如投棒点火失败(或不能确认枪响)，则管柱内加满低密度液垫，管柱内加压至并行传爆式压力延时点火头的设计点火压力、稳压10-30S后泄压，延时一定时间后点火，引爆射孔枪；通过感受管柱震动或仪器判别是否枪响，若确认枪仍未响，则启动捞投棒工序，捞出投棒，进行二次投棒或起出管柱；

[0018] 第三步测试、JJ-1试井、取样：确认射孔成功后，根据施工设计书要求，按照LPR-N阀的操作要领进行多次开关井，实施改造前测试；当需JJ-1试井时，则采用电缆下入接收器总成，与JJ-1载体内井下仪器进行对接，实时录取井下压力、温度数据；终流动后期，环空加压至RD取样器的操作压力，圈闭样品，完成储层改造前的井下取样；

[0019] 第四步JJ-1试井解释、制定下步措施：通过对JJ-1载体内仪器录取的井下实时数据进行现场实时试井解释、分析，制定下步措施方案；如需储层改造，则进行第五步、第六步，否则，直接进行第七步；

[0020] 第五步：储层改造、排液：根据现场实时试井解释结果及制定的下步措施方案，如需改造，则根据制定的储层改造方案、进行储层改造准备，对测试层进行酸化或压裂，按照施工设计书的要求进行替液、注入、排液；

[0021] 第六步改造后测试、JJ-1试井、求产；排液后期，根据施工设计书要求，按照LPR-N阀的操作要领进行多次开关井，实施改造后测试；当需JJ-1试井时，采用电缆下入接收器总成，与JJ-1载体内井下仪器进行对接，实时录取井下压力、温度数据；求产后期，环空加压至RD取样器的操作压力，圈闭样品，完成储层改造后的井下取样；

[0022] 第七步循环压井、解封、起管柱：完成全部试油工序后，打开RDS阀，进行循环压井作业；压井结束后，拆井口，直接上提管柱，依次解封全部封隔器，将所述的全通径跨隔射孔——测试联作管柱全部起出。

[0023] 本发明产生的效果是：

[0024] (1)采用所述的全通径跨隔射孔-测试联作管柱，一趟管柱完成跨隔射孔、测试、JJ-1试井、酸化或压裂、排液等多工序联作，改造前后分别测试、求产、取样，既有利于取全取准地层参数，又省去下桥塞或注水泥塞封堵、钻塞作业等工序，同时减少了洗压井作业次数以及储层污染几率。

[0025] (2)在保留压力释放装置及泄压腔的前提下，管柱在射孔枪上方同时设置了投棒点火、并行传爆式压力延时点火的两种点火方式，当投棒点火不成功时，可直接采用管柱内加压点火，既避免了首次投棒点火失败后的打捞投棒等复杂作业，又能避免井下仪器仪表损坏，大大地提高了射孔及测试成功率；

[0026] (3)并行传爆式压力延时点火头内设置有延时火药，火药延时时间为1-30分钟，以便投棒点火不响、切换成管柱加压点火方式时形成测试压差、利于测试诱喷；

[0027] (4)将JJ-1载体及交互传输式试井仪器引入该全通径跨隔射孔-测试联作管柱，解决了非自喷井地面直读难以及自喷井的井筒储集效应问题，通过电缆下入接收器总成进行井下对接，录取测试阀下方的实时开关井数据，以便进行现场实时试井解释、评价和分析，当出现径向流后及时结束关井，避免无效关井时间，节省宝贵的工时，也使得制定下步措施方案更加高效、快捷，制定改造措施方案的依据更充分；

[0028] (5)采用本发明的多功能试油管柱及操作方法，简化了工艺过程、降低了劳动强度，大大地节省了试油施工周期，提高了施工效率及成功率，对于陆地和海上油田的勘探开发，尤其是海上、沙漠等施工成本高、返工风险大的地区具有重大的意义。附图说明

[0029] 在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。

[0030] 图1所示为全通径跨隔射孔-测试联作管柱。

[0031] 图2所示为并行传爆式压力延时点火头。

具体实施方式

[0032] 以下结合附图对本发明进行详细描述：

[0033] 如图2所示，并行传爆式压力延时点火头23包括：导爆索架51、上接头52、导爆索53、导爆索孔531、滑套54、锁块套55、锁块56、撞针总成57、花键接头58、延时雷管总成59、丝堵60、中空腔601、密封圈61、剪切总成62、剪切销621、传压孔一631、传压孔二632、空气腔
64、花键65、外套接头66。

[0034] 所述的上接头52内侧依次设有导爆索架51、丝堵60、剪切总成62、滑套54、锁块套55及锁块56，所述的上接头52外壁径向设有传压孔一631，轴向设有导爆索孔531，所述的导爆索孔531装有导爆索53；所述的花键接头58内侧依次设有撞针总成57、延时雷管总成59，所述的延时雷管总成59内含延时火药，延时时间为1-30分钟。

[0035] 所述的上接头52与花键接头58通过花键65进行套接，所述的外套接头66从花键接头58的下端套入，再通过螺纹与上接头52的下端连接，所述的上接头52通过螺纹连接在投棒点火头22的下端。

[0036] 并行传爆式压力延时点火头23的工作原理是：若上方的投棒点火头22点火成功时，则来自投棒点火头22的爆轰通过导爆索53传递到传爆式压力延时点火头23下方的传爆管，进而引爆射孔枪总成24；若上方的投棒点火头22点火失败时，通过管柱内加压，当管柱内的压力从传压孔一631传入，分别传递到滑套54的上、下端，在滑套54上、下两端面积差的作用下，达到剪切销62的剪断压力时，剪切销62被剪断；滑套54向上运动，锁块56被释放，同时撞针总成57被释放开，在压力作用下撞针总成57撞击延时雷管总成59，此时卸掉管柱内压力，火药延时时间为1-30分钟后，引爆射孔枪总成24。由于此时管柱内压力已经泄掉，通过低密度液垫的作用，使得管柱内压力低于地层压力，造成测试负压，完成测试。

[0037] 如图1所示，全通径跨隔射孔-测试联作管柱结构由上至下依次是：钻杆1、伸缩接头2、钻铤3、校深短节4、OMNI阀5、RDS阀6、放样阀7、JJ-1载体8、LPR-N阀9、外挂式压力计托筒10、液压旁通阀11、RD取样器12、RD取样器13、震击器14、安全接头15、水力锚16、全通径跨隔封隔器17、减振器18、减振器19、玻璃盘流通阀20、厚壁油管21、投棒点火头22、并行传爆式压力延时点火头23、射孔枪总成24、释放装置25、泄压腔26、盲接头27、安全接头28、卡瓦封隔器29、筛管接头30、监测压力计31。

[0038] 上述全通径跨隔射孔-测试联作管柱的操作方法是：

[0039] 第一步下管柱、校深、坐封、投棒点火：将所述的全通径跨隔射孔——测试联作管柱连接、下入井内设计深度，校深、调整管柱、坐封全部封隔器后，开井、投棒，下落的投棒先砸开玻璃盘流通阀20、打开管柱内生产通道，继续下落，砸到投棒点火头22，完成点火；通过感受管柱震动或仪器判别是否枪响，若确认枪响，则跳过第二步，直接进行第三步，否则进行第二步；

[0040] 第二步管柱内加压、延时点火：如投棒点火失败或不能确认枪响，则管柱内加满低密度液垫，管柱内加压至并行传爆式压力延时点火头23的设计点火压力、稳压10-30秒后泄压，延时一定时间后点火，引爆射孔枪；通过感受管柱震动或仪器判别是否枪响，若确认枪仍未响，则启动捞投棒工序，捞出投棒，进行二次投棒或起出管柱；

[0041] 第三步测试、JJ-1试井、取样：确认射孔成功后，根据施工设计要求，按照LPR-N阀9的操作要领进行多次开关井，完成进行测试；当需JJ-1试井时，则采用电缆下入接收器总成，与JJ-1载体8内的发射器进行对接，实时录取自喷井及非自喷井井下压力、温度数据，通过JJ-1系统录取测试阀下方的关井数据可有效克服井筒储集效应；终流动后期，环空加压至RD取样器12的操作压力，圈闭样品，完成储层改造前的井下取样；

[0042] 第四步JJ-1试井解释、制定下步措施：通过对JJ-1载体8内仪器录取的井下实时数据进行现场实时试井解释、分析，当出现径向流后及时结束关井，根据解释结果制定下步措施方案；如需储层改造，则进行第五步、第六步，否则，直接进行第七步；

[0043] 第五步：储层改造、排液：根据现场实时试井解释结果及制定的下步措施方案，如需改造，则根据制定的储层改造方案、进行储层改造准备，对测试层进行酸化或压裂，按照施工设计书的要求进行替液、注入、排液；

[0044] 第六步改造后测试、JJ-1试井、求产；排液后期，根据施工设计要求，按照LPR-N阀9的操作要领进行多次开关井，实施改造后测试；当需JJ-1试井时，采用电缆下入接收器总成，与JJ-1载体8内井下仪器进行对接，实时录取井下压力、温度数据；求产后期，环空加压至RD取样器13的操作压力，圈闭样品，完成储层改造后的井下取样；

[0045] 第七步循环压井、解封、起管柱：完成全部试油工序后，打开RDS阀7，进行循环压井作业；压井结束后，拆井口，直接上提管柱，依次解封全部封隔器，将所述的全通径跨隔射孔——测试联作管柱全部起出，结束本次施工。

[0046] 以上所举仅为本发明示意性的部分实施例，并非用以限制本发明的范围，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应包括在本专利保护范围之内。

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