CN1256578C - 全储层取样测试器 - Google Patents

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CN1256578C CNB011152877A CN01115287A CN1256578C CN 1256578 C CN1256578 C CN 1256578C CN B011152877 A CNB011152877 A CN B011152877A CN 01115287 A CN01115287 A CN 01115287A CN 1256578 C CN1256578 C CN 1256578C
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    • E21B49/00Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells
    • E21B49/08Obtaining fluid samples or testing fluids, in boreholes or wells
    • E21B49/10Obtaining fluid samples or testing fluids, in boreholes or wells using side-wall fluid samplers or testers

Abstract

一种用于油气裸眼井的大型测井仪器,由地面测试与控制仪和井下仪器组成,地面测试与控制仪包括电源控制器、计算机系统和相关控制、分析解释软件:井下仪器包括电缆马笼头、转换接头、自然伽马短节、电子单元、单探测器单元、泵抽单元、双封隔器单元、多取样单元。一次下井,可以任意次地将探测器或双封隔器贴靠到感兴趣的地层点,直接测取它们原始的地层压力、地层渗透率等动态参数,凭借抽排泥浆滤液的能力和十多个取样筒,可直接获取大批次的地层原始流体样品,满足全储层取样的需求,及时对这些地层原始流体样品进行常压和高温高压物性分析,以创立一口井全储层原始的地层动态及流体物理性质全参数数据库。

Description

全储层取样测试器
技术领域
本发明全储层取样测试器是一种大型石油测井仪器,是电缆地层测试器中具有大批次获取各储集层原始流体样品功能的新品种仪器。
背景技术
电缆地层测试器是唯一能进行油气储集层地层动态特性测试的测井仪器。第一套仪器由斯仑贝谢公司于1955年研制成功,60-70年代大量使用,一次下井只能测一次地层压力,取一个地层流体样品,使用电点火阀;1974年斯仑贝谢公司推出了重复式地层测试器RFT,1980年阿特拉斯公司推出了多次地层测试器FMT,后来吉哈特公司推出了选择性地层测试器SFT,直到现在,这些仪器都是勘探井使用的测井仪器,也是电缆地层测试器的保留产品,它们一次下井,可以测定任意个地层点的地层压力及地层有效渗透率,可以最多测取两个地层流体样品,仪器动作全部是自动液压控制;1989、1990年斯仑贝谢公司获得了“用于测定地层性质的井下仪”(即“组装式地层动态测试器”-MDT)的专利(专利号U.S.P4860581;U.S.P4936139;中国专利89107138.5),1990年推出产品,从此电缆地层测试器有了将进入仪器的地层流体中的泥浆滤液抽排到井筒中去的功能,使得仪器能够测取到地层原始流体样品。该仪器的主要特点有:采用了泥浆滤液与地层原始流体间的光学频率识别及电阻率识别相结合的技术(U.S.P4994671),多探测器测定地层水平与垂直渗透率技术,多级取样组合技术,为完成多种功能可以实现不同仪器组件自由组合的技术等。1994、1995年西方阿特拉斯公司获得了‘获得和处理地下原生样品的仪器和方法’(即“储层特性测试仪”-RCI)的专利(专利号U.S.P 5303775;U.S.P 5377755),发明了双作用不等直径的泵抽活塞,连续地向取样筒直接泵送高于饱和压力的地层流体技术,它一次下井可取6个地层原始流体样品,还设置有备用探测器。1999年哈里伯顿公司获得了‘提高了样品采集系统功能的地层测试器’(即“储层描述仪”-RDT)的专利(专利号U.S.P 5934374),该专利特点有:抽排泵排量大增,可达到3.61/min(1gpm),而一般仅为2.21/min(0.6gpm);使用相距184.15mm的双探测器,以增大泥浆滤液抽排量并可测量各向异性地层渗透率;设置电阻/电容计室以监控流体特性;无冲击采样是取样的标准形式;双探测器及泵出预测试过程中均实行数字反馈控制系统,以优选流速。
本发明的内容
为使电缆地层测试器更加实用并扩大其用途,这里提出一种新的装备,叫做全储层取样测试器。全储层取样测试器可以测量裸眼井中任一深度的泥浆柱压力和地层压力,一次下井作业,可测量和记录泥浆柱压力和地层压力梯度剖面。根据各点压力测试曲线,可直接测定该点原始的地层静止压力、地层渗透率、地层污染系数、地层采液指数等动态参数。全储层取样测试器发明的更重要的目的是大批次地获取高质量的地层原始流体样品,在井下测试点,可以用泵将地层流体中的泥浆滤液抽排到井筒中,并及时进行样品识别,当确认流体样品已经是原始的地层流体样品后,进行泵抽取样,即得到高压物性(PVT)样品,这样的样品一次下井可以采集十多次。
全储层取样测试器由地面测试与控制仪、电缆和井下仪器组成。
全储层取样测试器井下仪器由以下各部份组成:电缆马笼头、转换接头AH64、自然伽马短节、电子单元、单探测器单元、泵抽单元、双封隔器单元、多取样单元。其中自然伽马短节、转换接头AH64、单探测器单元均系配套设备。
地面测试与控制仪包括电源控制器、计算机系统和相关控制、分析解释软件;电子单元由井下电源和各单元控制、监测、通讯接口组成;它们又共同构成了数传电系统。全储层取样测试器的数传电系统及资料解释系统将另行申请专利,这里不做叙述。
泵抽单元是一个复杂的液压系统,它上接单探测器单元,下接多取样单元。该单元的功能是:泵抽排,将地层泥浆滤液抽排入井筒高背压泥浆中;泵抽预测试,泵抽单元的抽排泵活塞设有一个吸入腔室兼有预测试功能,在液压作用下容积可以反复由零变为某定值,可以多次进行不同体积的预测试,吸入腔室容积最大为500毫升,是大容积预测试室,可以提供变化范围较大的不同的预测试流量;泵抽取样,抽排中当样品识别为地层原始流体样品时,程控关闭泥浆滤液排出通道,将地层流体接通到1个取样筒中。
泵抽单元液压系统的油箱中充满高温液压油,油箱中设置一个平衡活塞和弹簧,活塞将油箱和井筒泥浆隔开,当仪器放入井中,随深度的增加,泥浆压力加大使平衡活塞移动,始终保持油箱压力等于环境泥浆压力。当油箱压力大于一定压力时能自动泄压。
泵抽单元的动力系统可以使用直流无刷电机和变流量泵,也可以使用数个交流电机和数个定量泵构成多级动力系统,多级动力系统采用多个电机带动多个定量泵。电机启动后,带动定量泵运转,将液压油泵入高压管线。泵压传感器记录高压管线中相对于测试点泥浆静液柱的相对压力,当压力超过高压管线最大工作压力时,定值泄压阀泄压入油箱。
泵抽液缸活塞将液缸分成四个区,高压管线的高压液压油分别交替进入泵抽液缸外侧腔,泵抽液缸的低压液压油分别交替泄入油箱,抽排泵应有较大变化范围的不同排量。由电磁阀和四个二位二通液动换向阀控制泵抽液缸活塞的往复运动。泵抽液缸往复运动并通过四个单向阀换向,将双封隔器单元中的地层流体样品连续不断吸入,而且在加压后泵入井筒或取样筒。
样品管线中设置压力传感器记录入口管线内流体相对于地面大气压力的压力值的变化。
双封隔器单元上端和泵抽单元相连,下端和多取样单元相连。它的功能是将待测地层上下封隔,使待测地层只和全储层取样测试器的进样管连通,进行测试或抽取被封隔地层的样品。它有两个封隔胶囊,来自泵抽单元的井液通过高压总管可输入到封隔胶囊内,使囊体膨胀,贴紧井壁,形成地层的封隔段。在两封隔胶囊之间封隔器的壳体上,有连通井液的开孔,它是井液和地层流体输入的进样管的起点,为了避免井液中大颗粒的杂质进入进样管,在入口处设置有过滤器。
双封隔器控制段是控制双封隔器的胶囊“座封”和“解封”的控制组件。双封隔器液控段上设有一个液压油箱,内置一个平衡活塞,平衡活塞将液压油箱分隔为两部分,活塞的外侧和井液泥浆连通。活塞的内侧充注液压油,平衡活塞可以在液压油箱内移动,使油箱内的油压和井液的压力始终相等。双封隔器控制段还设有隔绝阀、密封阀、单向阀、电磁阀、泵压传感器、泄压阀等器件以完成双封隔器的座封和解封。在双封隔器控制段的样品管路上还串联了一个样品识别传感器,用以识别流过管路的流体样品的物性。
多取样单元包括十多个取样筒、1个自流取样筒及一系列的控制阀和转样阀。每个取样筒容量为450ml,均可自由拆卸。取样筒内有一个活塞,将取样筒分隔成上腔和下腔。上腔是采集样品的腔室,下腔有开口和井液泥浆连通,能够保证泵抽取样时和取样后取样筒内的压力大大高于地层静止压力。在由封隔器控制段进入多取样单元的样品管路中,每个取样筒串接两个点火器开关阀,一个常关,第二个常通,取样筒的启闭用点火器开关阀控制,点火器开关阀由电点火器及滑阀开关组成。第一个阀通电即使样品管路与设定的取样筒连通,高压流体样品即可泵入取样筒。泵满取样筒后,第二个阀通电可使开关滑阀一次性关锁,即可以高于地层压力的状态保存好取样筒内的流体样品,每次取样都可以任意选定要充注样品的取样筒。自流取样筒可以容纳10-20L的样品,其前方管路上联有密封阀,功能之一是在取样初期可不启动泵抽而自流地将地层样品流入筒内,这些样品主要是不能代表地层原生样品的泥浆滤液,用这一方法可加速排除泥浆滤液;功能之二是当地层渗透能力很低时,也可将该地层点的样品采集到。
全储层取样测试器一次下井可以任意次地将单探测器或双封隔器,贴靠到所有感兴趣的地层点,以直接测取它们原始的地层压力,地层渗透率,地层污染系数、地层采液指数等动态参数。凭借十多个取样筒,可直接获取大批次的地层原始流体样品,基本满足全储层取样的需求,也可提升取样测试资料在油气勘探与开发中的价值,及时对这些地层原始流体样品进行常压和高温高压物性分析,就可得到地层流体的全部物理性质参数。凭借以上大量资料,就可以创建类似岩心库的一口井的全部储层原始地层动态全参数数据库,一口井的全部储层原始流体物理性质全参数数据库,以指导油气田勘探和开发工作,大大提高它们的工作质量。
全储层取样测试器优化了液压回路设计,实现了推靠与预测试分别控制;有多流量预测试功能,提高了预测试精度;将抽排泵的吸入腔室另外也用作预测试室,并设定了全体积、一系列的选体积,这有利于因地层而异优选预测试体积;选用多级动力系统,可以扩大程控调节泵抽排量的选择范围,充分发挥低功能电机的潜力;地层流体饱和压力的简易测定技术,使优选泵抽排量变得简单;设置双封隔器可以保证疏松砂岩和特低渗油层的成功测试;取样筒下腔和井液泥浆连通,使样品压力大大高于地层静止压力,保证各种条件下都不会低于饱和压力;十多个原始流体样品取样筒的设置,可极大满足一般探井取样次数的需求;用点火开关阀控制取样筒的启闭,工艺简单可靠成本较低。
附图说明
图1是本发明全储层取样测试器总体结构图;
图2是本发明全储层取样测试器井下仪器结构图;
图3是本发明泵抽单元的液压系统原理图;
图4是本发明井下双封隔器单元的液压系统原理图;
图5是本发明多取样单元的液压系统原理图。
本发明的具体实现方式
为实现全储层取样测试器发明的功能和目标,下面描述一种比较理想的结构系列。
如图1所示,全储层取样测试器井下仪器1,由地面测井仪器车36上的电缆32绕过滑轮33放入井中,而电缆32由滚筒34上提或下放,使单探测器或双封隔器处于被测井段预定地层31位置,然后在地面控制系统35的操作下,推靠或座封子地层31,便可实施测井作业。
图2是全储层取样测试器井下仪器结构图。如图2所示,全储层取样测试器井下仪器最多组合仪器串由以下各部分组成:电子单元4+单探测器单元5+泵抽单元6+双封隔器单元7+多取样单元8+底锥9组成。
另外还可以组合成以下3种仪器串:①电子单元4+单探测单元5+自流取样筒25+底锥9组成;②电子单元4+单探测器单元5+泵抽单元6+多取样单元8+底锥9组成;③电子单元4+泵抽单元6+双封隔器单元7+多取样单元8+底锥9组成。
以上四种组合仪器串,均需要和自然伽马短节3,转换接头AH642和电缆马笼头相联接。
电子单元4由井下电源和各单元控制电路元器件构成。
单探测器单元5由液压油箱10、动力段11、上液控段12、支撑活塞13、单探测器14和下液控段15组成。
泵抽单元6由液压油箱16、多级动力段17、泵抽上液控段18、泵抽液缸19和泵抽下液控段20组成,可以使用选定的高于地层流体饱和压力下的最大排量进行抽排。
双封隔器单元7由橡胶制成的双封隔器21和双封隔器控制段22组成。
多取样单元8由点火器开关阀23、取样筒24和自流取样筒25组成。
自然伽马短节3、单探测器单元5、转换接头AH642、测井车36均系配套设备。
泵抽单元6是一个复杂的液压系统,它上接单探测器单元5,下接双封隔器单元7。该单元的功能是①泵抽排滤液,将地层泥浆滤液抽排入井筒高背压泥浆中;②泵抽预测试,可以进行选体积预测试、全体积预测试、选流量预测试、限压预测试;③泵抽取样,当样品识别为地层原始流体样品时,程控关闭泥浆滤液排出通道,将地层流体接通到多取样单元,以高于泥浆静液柱压力保存地层原始流体到1个取样筒中。
泵抽单元6的液压系统原理图,见图3。泵抽单元液压系统的油箱42是一个变体积的封闭油箱,油箱中充满耐高温液压油,油箱中设置一个平衡活塞40和弹簧41,该活塞将油箱42和泥浆隔开,当仪器放入井中,随深度的增加,泥浆压力加大使平衡活塞移动,始终保持油箱42压力等于环境泥浆压力。油箱充油阀45用于向油箱充油。当油箱压力大于0.69Mpa时定值泄压阀48泄压。
泵抽单元的动力系统有两种方案:①直流无刷电机+变流量泵;②数个交、直流电机43+数个定量泵44(多级动力系统)。
电机43启动后,带动定量泵44运转,将液压油泵入高压管线。泵压传感器46记录高压管线中相对于测试点泥浆静液柱的相对压力,高压管线最大工作压力为24.1Mpa,当压力超过24.1Mpa时,定值泄压阀47,泄压入油箱。
泵抽液缸54是泵抽单元的主要组件,液缸活塞将液缸分成四个区55、56、57、58,高压管线的高压液压油分别交替进入泵抽液缸54的55和58腔,泵抽液缸54的低压液压油分别交替由腔室58和腔室55泄入油箱。由电磁阀49和四个二位二通液动换向阀50、51、52、53控制泵抽液缸54活塞的往复运动。
当电磁阀49断电时,高压液压油通过液压阀50进入泵抽液缸54的左腔55;泵抽液缸54的右腔58的液压油通过液压阀53和油箱相通,泵抽活塞向右移动,运动到位后,位置传感器接通,电磁阀49相应通电,高压液压油通过电磁阀49注入四个换向阀50、51、52、53,液压控制各阀换向。相应高压液压油注入泵抽液缸右腔58,左腔55和油箱相通,泵油活塞向左移动。同理,泵抽活塞可以连续往复运动。泵抽液缸54的往复运动将双封隔器单元中的地层流体样品吸入和泵入井筒取样筒中。当泵抽活塞向右移动时,双封隔器地层流体样品从66吸入,经单向阀62进入57腔,与此同时56腔中的地层流体样品被加压经单向阀59注入样品高压管线65,进而泵入井筒或取样筒;当泵抽活塞向左运动时,泵抽活塞56腔为吸入腔,地层流体样品经管线66通过单向阀60进入56腔;泵抽活塞57腔为加压腔,地层流体样品加压后,经单向阀61进入样品高压腔管线65。同理,泵抽活塞往复运动,通过四个单向阀59、60、61、62换向,连续不断将地层流体样品加压后泵入井筒或取样筒。
样品管线中设置应变压力计64记录入口管线内流体相对于地面大气压力的压力值。为了完成泵抽预测试,在样品管线中设置电机控制的密封阀63,当泵抽预测试时,密封阀63通电断开,泵抽排停止。
井下双封隔器单元7的液压系统原理图,见图4。双封隔器单元7上端和泵抽单元6相连,下端和多取样单元8相连。它的功能是封隔胶囊将待测地层上下封隔,使待测地层只和全储层取样测试器的进样管66连通,进行测试或抽取被封隔地层的样品。
双封隔器21上有两个封隔胶囊73,当来自泵抽单元6的井液通过样品高压管线65可输入到封隔胶囊73内,使囊体膨胀,贴紧井壁,形成地层的封隔段。在两封隔胶囊73之间封隔器21的壳体上,有连通井液的开孔,它是井液和地层流体输入的进样管66的起点,为了避免井液中大颗粒的杂质进入进样管,在入口处设置有过滤器74。
双封隔器控制段22是控制双封隔器21的胶囊73“座封”和“解封”的控制组件。双封隔器液控段22上设有一个液压油箱75,内置一个平衡活塞76,平衡活塞76将液压油箱75分隔为两部分,活塞的外侧和井液泥浆连通。活塞的内侧充注液压油、平衡活塞76可以在液压油箱75内移动,使油箱内的油压和井液的压力始终相等。液压油箱75和注油阀77,泄压阀78,隔绝阀79及单向阀80连通。通过注油阀77,可以向仪器内部加注液压抽。当仪器内部油压超过6.9Mpa时可通过泄压阀78将液压油泄出。
隔绝阀79由活塞81和活塞杆82组成,活塞81把隔绝阀的油缸分成两个油腔室83和84,油腔83和单向阀85、电磁阀86及泄压阀87相连通。当液压油通过单向阀85流入腔室83时,推动活塞81移动,油腔84的回油流入油箱75。由于活塞81带动活塞杆82的移动,切断了样品管路88和井液的连通。为封隔器“座封”做好了准备,反之,如果油腔84的压力高于油腔83的压力,则推动活塞81和活塞杆82回缩,使样品管路88和井液连通,封隔器活塞腔因卸压,使封隔胶囊“解封”。
泄压阀87用于当隔绝阀79的油腔83内油压超过11.7Mpa时向油箱泄压。电磁阀86是一个两位两通电磁阀,当未向电磁阀86供电时,油压管路和油箱连通,以保持封隔器处于“解封”状态,当向电磁阀86供电后,使油压管路和油箱隔绝,使隔绝阀油腔83可以保持一定的高油压,使封隔器处于“座封”状态。
平衡活塞89的活塞90将阀腔分隔为91和92两个腔室,腔室91和样品管路93相连,腔室92和液压管路连通。活塞90分隔了液压介质,但可传递液压压力。
双封隔器控制段22内的样品管路上还串联了两个密封阀94和95,它们都是由直流电机96和驱动滑阀97构成。密封阀的进液口和来自泵抽单元的样品高压管路65连通,但阀94的出口和管路98连通。而密封阀95的出口和定值泄压阀106连通,当向密封阀94和95的直流电机96供电时,可以将泵抽液输入管路98。在管路98上串联了一个定值泄压阀99,它的功能是只有当液压超过规定值时,才能流过。在样品管路93上串联了一个样品识别传感器100,用以识别流过样品管路93的流体样品的物性。设置单向阀101是为了防止取样筒内的样品的返流,设置定值泄压阀102是为了保证泵抽液压管路内压力超过28~32Mpa时泄压。
在流向双封隔器的封隔胶囊73的管路103上,连接了一个泵压传感器104和泄压阀105,设置泵压传感器104用以监视封隔胶囊是否得到正常的挤压以达到正常的封隔,设置泄流阀105是为了防止封隔胶囊被过分膨胀而破损。
双封隔器的工作过程如下:当双封隔器的封隔胶囊间距中心到达设定的待测地层位置时,电磁阀86通电,隔绝连通油箱的通路,关断密封阀94,开通密封阀95。启动泵抽单元,从封隔环空中抽取流体样品,由于样品管路93上单向阀101后面取样电点火阀处于关闭状态,液流流向平衡活塞89,推动活塞90移动,把腔室92中的液压油挤入隔绝阀79的下腔室83,推动隔绝阀活塞81向前,带动活塞杆82隔绝管路88井液的连通,如果继续加压,超过定值泄流阀102的设计值,则样品排出。
关断密封阀95,开通密封阀94,继续泵抽,若压力超过泄流阀99的设计值,液流就流向双封隔器的封隔胶囊73,实现“座封”。泵压传感器104向地面不断显示封隔地层的压力值,若压力超过封隔器最高规定值,则由泄压阀105泄压;若压力低于封隔要求的最低压力值,则自动启动泵抽系统,向封隔胶囊73补压。完成“座封”后,关断密封阀94,就可进行泵抽预测试和取样。
完成各项测试任务后,停止泵抽工作,停止向电磁阀86通电,隔绝阀79的下腔83中的压力通过电磁阀86泄入油箱,在井液的推动下,隔绝阀活塞81和平衡活塞90恢复初始状态,隔绝阀活塞使管路88和井液泥浆连通,双封隔器的封隔胶囊73在井液泥浆压迫下卸压,封隔器“解封”,仪器可以转移到另一个测试位置重复上面的工作。
多取样单元8的液压系统原理图,见图5。在由封隔器控制段22进入多取样单元8的样品管路93中,每个取样筒串接两个点火器开关阀23-1和23-2,第一个23-1常断,第二个23-2常通。以第一个取样筒24-1为例,第一个阀23-1通电即点燃点火器26的火药,产生的高压气体使开关滑阀27一次性解锁,然后利用泵抽压力推动滑阀,使样品管路93与选定的取样筒24-1连通,高压流体样品即可泵入取样筒24-1。泵满取样筒后,第二个阀23-2通电即点燃点火器28的火药,产生的高压气体使开关滑阀29一次性关锁,即可以高于地层压力的状态保存取样筒内的流体样品,每次取样都可以任意选定要充注样品的取样筒。
这样的取样筒有11个(24-1~24-11),每个容量为450ml。自流取样筒25仅1个,容量为10L或20L,它们都是高压容器。取样筒24内有一个活塞110,将取样筒24分隔成上腔111和下腔112。上腔111是采集样品的腔室,下腔112有开口和井液泥浆连通,取样筒的上端还设置有手动转样阀113和手动两位三通阀114,下井前置于如图位置。在把取样筒组成从全储层取样测试器上取下来之前要拧动两位三通阀114换位,把样品密封在取样筒111内,并把管路上的压力排除。转样阀113用于从取样腔111内转出样品,此时取样筒下腔112上可外接管路,利用泵压推动活塞110,从转样阀113转出样品,也可以利用外部泵压将活塞110推到取样筒24的最上端,做好下次取样前的准备工作。
自流取样筒25之前在管路上联有密封阀116。自流取样筒可以容纳10-20L的样品。其功能之一是在取样初期可不启动泵抽而自流地将地层样品流入筒内,这些样品主要是不能代表地层原始样品的泥浆滤液,用这一方法可加速排除泥浆滤液。其功能之二是当地层渗透能力很低时,也可将该地层点的样品采集到。节流阀115可以在地面根据以往测井资料判断选定不同效果的节流塞组合,以控制流入自流取样筒25的样品的流速,防止单探测单元5的封隔垫因压降过大,地层出砂严重,造成密封失效而取样失败。
多取样单元的工作过程如下:
当全储层取样测试器到达预定井深,成功封隔并完成各项测试后,如果要实施取样,可以先使泵抽单元6的电机断电,开通自流取样筒25前的密封阀116,来自单探测器单元或双封隔器单元的样品自流排入自流取样筒25。启动泵抽系统后,泥浆滤液可通过双封隔器单元中的阀106排出。通过设置在双封隔器控制段22中的样品识别传感器100的判定,样品管路中的样品为合格样液时,首先使密封阀95通电关断,然后开通选定的一个取样筒前的点火开关阀23-1,用泵压推动取样筒中的活塞110,并在取样筒上腔室泵注样品,泵注满后关断另一个点火器开关阀23-2的通路。

Claims (9)

1、一种电缆式全储层取样测试器,由地面测试与控制仪和井下仪器组成,井下仪器包括电子单元,下接单探测器单元,下接泵抽单元,下接双封隔器单元,下接多取样单元,其特征在于全储层取样测试器井下仪器包括大容积的预测试室,可提供多种预测试流量的多级动力系统,预测试室由样品管线通到连通井液的开孔,样品管线内部压力由压力传感器监测,下井测试时,将单探测器或双封隔器分别贴靠到所有感兴趣的地层点,根据所测压力测试曲线,就可以直接测定它们原始的地层静止压力、地层渗透率、地层污染系数、地层采液指数,以创建一口油气勘探井或开发井全部感兴趣地层的原始动态全参数数据库,多取样单元包括直接获取地层原始流体样品的十多个取样筒,经全储层取样测试器对该井的测试,可以创建该井的全部感兴趣地层原始流体物理性质全参数数据库。
2、根据权利要求1所述的全储层取样测试器,其特征在于泵抽单元的抽排泵活塞设有一个吸入腔室兼有预测试功能,在液压作用下容积可以反复由零变为某定值,可以多次进行预测试。
3、根据权利要求2所述的全储层取样测试器,其特征在于吸入腔室容积最大为500毫升,可以提供变化范围较大的不同的预测试流量,以适应不同地层的需要。
4、根据权利要求3所述的全储层取样测试器,其特征在于泵抽单元的动力系统可以使用直流无刷电机和变流量泵,也可以使用数个交流电机和数个定量泵构成多级动力系统,多级动力系统采用多个电机带动多个定量泵,提供多种预测试流量,通过一次下井测试,可以测定一口井不同特点储层的动态参数。
5、根据权利要求1所述的全储层取样测试器,其特征在于其泵抽单元设有预测试室,预测试室体积可选择,预测试流量也可在较大范围内选择,预测试室由样品管线通到连通井液的开孔,样品管线内部压力由压力传感器监测,下井测试时,将单探测器或双封隔器分别贴靠到所有感兴趣的地层点,根据各点的压力测试曲线,就可以直接测定它们原始的地层静止压力、地层渗透率、地层污染系数、地层采液指数。
6、根据权利要求4所述的全储层取样测试器,其特征在于泵抽单元的动力系统可以使用直流无刷电机和变流量泵,也可以使用数个交流电机和数个定量泵构成多级动力系统,多级动力系统采用多个电机带动多个定量泵,在抽排时泵能提供较大变化范围的不同泵抽排排量,以尽可能大的排量排除地层中的泥浆滤液,满足地层的需要。
7、根据权利要求1所述的全储层取样测试器,其特征在于多取样单元包括十多个取样筒、1个自流取样筒及一系列的控制阀和转样阀,取样筒内有一个活塞,将取样筒分隔成上腔和下腔,上腔是采集样品的腔室,下腔有开口和井液泥浆连通,能够保证泵抽取样时和取样后取样筒内的压力大大高于地层静止压力。
8、根据权利要求7所述的全储层取样测试器,其特征在于每个取样筒串接两个点火器开关阀,一个常关,第二个常通,取样筒的启闭用点火器开关阀控制,点火器开关阀由电点火器及滑阀开关组成,能够保证完好地保存地层流体样品。
9、根据权利要求1所述的全储层取样测试器,其特征在于,在下井测试时,将单探测器或双封隔器分别贴靠到所有感兴趣的地层点,可十多次地分别直接测取和保存各测试地层点地层原始流体样品,原始流体样品经实验室高温高压和常压分析,可以得到它们的全部物理性质参数。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102713143A (zh) * 2009-10-01 2012-10-03 长年Tm公司 泵入式密封件

Families Citing this family (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6832515B2 (en) * 2002-09-09 2004-12-21 Schlumberger Technology Corporation Method for measuring formation properties with a time-limited formation test
US6956204B2 (en) * 2003-03-27 2005-10-18 Schlumberger Technology Corporation Determining fluid properties from fluid analyzer
US7258167B2 (en) * 2004-10-13 2007-08-21 Baker Hughes Incorporated Method and apparatus for storing energy and multiplying force to pressurize a downhole fluid sample
US7392851B2 (en) * 2004-11-04 2008-07-01 Schlumberger Technology Corporation Inflatable packer assembly
US20100170682A1 (en) * 2009-01-02 2010-07-08 Brennan Iii William E Inflatable packer assembly
GB2431673B (en) * 2005-10-26 2008-03-12 Schlumberger Holdings Downhole sampling apparatus and method for using same
US7445043B2 (en) * 2006-02-16 2008-11-04 Schlumberger Technology Corporation System and method for detecting pressure disturbances in a formation while performing an operation
US7594541B2 (en) * 2006-12-27 2009-09-29 Schlumberger Technology Corporation Pump control for formation testing
US9759087B2 (en) 2007-08-08 2017-09-12 Rohr, Inc. Translating variable area fan nozzle providing an upstream bypass flow exit
US8348642B2 (en) 2007-10-31 2013-01-08 Schlumberger Technology Corporation Active mud valve system
US8136395B2 (en) 2007-12-31 2012-03-20 Schlumberger Technology Corporation Systems and methods for well data analysis
US8490694B2 (en) 2008-09-19 2013-07-23 Schlumberger Technology Corporation Single packer system for fluid management in a wellbore
AU2009354176B2 (en) * 2009-10-22 2012-09-06 Halliburton Energy Services, Inc. Formation fluid sampling control
FR2968348B1 (fr) * 2010-12-03 2015-01-16 Total Sa Procede de mesure de pression dans une formation souterraine
CN102505939B (zh) * 2011-10-21 2015-04-22 中国科学院武汉岩土力学研究所 基于压力脉冲的分层流体监测及取样装置
US9752431B2 (en) * 2013-01-11 2017-09-05 Baker Hughes Incorporated Apparatus and method for obtaining formation fluid samples utilizing a sample clean-up device
US9399913B2 (en) * 2013-07-09 2016-07-26 Schlumberger Technology Corporation Pump control for auxiliary fluid movement
FR3011029B1 (fr) * 2013-09-24 2015-10-02 IFP Energies Nouvelles Preleveur de fluide sous pression pour la surveillance de l'exploitation d'un site geologique
CN103806910A (zh) * 2014-03-04 2014-05-21 中国海洋石油总公司 一种随钻地层取样系统
CN104234709A (zh) * 2014-08-30 2014-12-24 西安精实信石油科技开发有限责任公司 一种套管井获取地层真实流体样品的装置
CN104594889B (zh) * 2014-11-13 2019-09-24 西安精实信石油科技开发有限责任公司 一种准确测定油井剩余油储集位置的装置及其方法
CN105223227B (zh) * 2015-11-05 2017-11-24 中国石油大学(北京) 一种高压蜡沉积模拟装置和方法
CN105863551A (zh) * 2016-05-16 2016-08-17 西安精实信石油科技开发有限责任公司 一种可封隔整个分层井段的测井双封隔器
CN106371134B (zh) * 2016-10-28 2023-04-07 湖北方圆环保科技有限公司 一种伽马能谱仪自动进样取样装置
CN106707360A (zh) * 2016-12-30 2017-05-24 中国石油天然气股份有限公司 一种油层参数测试方法及装置
CN107503996B (zh) 2017-09-08 2019-04-09 王少斌 一种电动机精确同步控制液压油与流体排量的集成装置
CN107806342A (zh) * 2017-11-18 2018-03-16 武汉三江航天远方科技有限公司 油田井下地层流体智能存取方法及其装置
CN108693085B (zh) * 2018-03-29 2020-07-28 重庆山楂树科技有限公司 粉尘检测用气体储存装置
CN108387404B (zh) * 2018-04-02 2020-06-12 龙口检验认证有限公司 一种石油检测取样器
CN108756874B (zh) * 2018-06-11 2021-09-10 中国海洋石油集团有限公司 一种测井仪器及取心取样方法
CN109502267B (zh) * 2018-12-11 2024-01-26 埃华路(芜湖)机器人工程有限公司 一种多工序抽检输送系统
CN110107291A (zh) * 2019-05-09 2019-08-09 广州海洋地质调查局 一种井下流体原位拉曼探测系统
CN110470814A (zh) * 2019-08-08 2019-11-19 张忠青 用于释放高压地层样品的装置
CN110617063B (zh) * 2019-11-10 2024-01-05 宝鸡市凯顺海陆装备科技有限公司 深井套外环空双级监测采样器及其监测方法
CN111157701B (zh) 2020-01-03 2021-12-10 中国海洋石油集团有限公司 一种取心取样一体化测井仪器
CN111624043B (zh) * 2020-06-17 2024-02-06 中国海洋石油集团有限公司 一种流体取样仪器出口控制模块
CN113532938B (zh) * 2020-09-24 2022-12-02 中国地质科学院岩溶地质研究所 一种深孔原位取样设备
CN112879362B (zh) * 2021-02-19 2023-08-01 西安石竹能源科技有限公司 一种井下仪器的液压驱动系统
CN113250678B (zh) * 2021-05-07 2023-03-14 中海油田服务股份有限公司 一种马笼头控制系统及其地面系统和控制方法
CN113685175B (zh) * 2021-08-18 2023-09-15 中国科学院武汉岩土力学研究所 一种地下定深原位综合实验的方法及装置
CN113738354A (zh) * 2021-10-07 2021-12-03 哈尔滨工业大学重庆研究院 一种电控锚定坐封式高效取样系统
CN114234051A (zh) * 2022-01-10 2022-03-25 西安振宇电子工程有限公司 一种多泵集成混合流体输送装置

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4224988A (en) 1978-07-03 1980-09-30 A. C. Co. Device for and method of sensing conditions in a well bore
CA1153288A (en) * 1980-08-27 1983-09-06 Alfred H. Jageler Method and apparatus for obtaining selected samples of formation fluids
US4573532A (en) * 1984-09-14 1986-03-04 Amoco Corporation Jacquard fluid controller for a fluid sampler and tester
US4690216A (en) 1986-07-29 1987-09-01 Shell Offshore Inc. Formation fluid sampler
US4994671A (en) 1987-12-23 1991-02-19 Schlumberger Technology Corporation Apparatus and method for analyzing the composition of formation fluids
US4893505A (en) 1988-03-30 1990-01-16 Western Atlas International, Inc. Subsurface formation testing apparatus
US4879900A (en) 1988-07-05 1989-11-14 Halliburton Logging Services, Inc. Hydraulic system in formation test tools having a hydraulic pad pressure priority system and high speed extension of the setting pistons
US4860581A (en) 1988-09-23 1989-08-29 Schlumberger Technology Corporation Down hole tool for determination of formation properties
US4936139A (en) 1988-09-23 1990-06-26 Schlumberger Technology Corporation Down hole method for determination of formation properties
US5377755A (en) 1992-11-16 1995-01-03 Western Atlas International, Inc. Method and apparatus for acquiring and processing subsurface samples of connate fluid
US5303775A (en) 1992-11-16 1994-04-19 Western Atlas International, Inc. Method and apparatus for acquiring and processing subsurface samples of connate fluid
US5934374A (en) 1996-08-01 1999-08-10 Halliburton Energy Services, Inc. Formation tester with improved sample collection system
CN2382028Y (zh) * 1998-11-16 2000-06-07 马建国 套管井地层动态测试器
GB2355033B (en) 1999-10-09 2003-11-19 Schlumberger Ltd Methods and apparatus for making measurements on fluids produced from underground formations
US6761062B2 (en) * 2000-12-06 2004-07-13 Allen M. Shapiro Borehole testing system
US6557632B2 (en) * 2001-03-15 2003-05-06 Baker Hughes Incorporated Method and apparatus to provide miniature formation fluid sample
US6964301B2 (en) * 2002-06-28 2005-11-15 Schlumberger Technology Corporation Method and apparatus for subsurface fluid sampling
CA2476532A1 (en) * 2003-08-04 2005-02-04 Pathfinder Energy Services, Inc. Apparatus for obtaining high quality formation fluid samples

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102713143A (zh) * 2009-10-01 2012-10-03 长年Tm公司 泵入式密封件
CN102713143B (zh) * 2009-10-01 2015-07-22 长年Tm公司 泵入式密封件

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US20040221983A1 (en) 2004-11-11
CN1333459A (zh) 2002-01-30
WO2002103159A1 (fr) 2002-12-27
US7373812B2 (en) 2008-05-20

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