同心管跨隔下返射孔、測試、排液、改造系統(tǒng)及操作方法
【專利說明】
一、技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及石油勘探開發(fā)試油技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種同心管跨隔下返射孔、測試、排液、改造系統(tǒng)及操作方法。
二、【背景技術(shù)】
[0002]目前在雙封隔器跨隔射孔、測試聯(lián)作方面，與本發(fā)明較接近的試油技術(shù)有“跨隔下返射孔、測試和排液一體化試油管柱”、“油氣井跨隔射孔-測試聯(lián)作施工管柱裝置”技術(shù)。
[0003]“跨隔下返射孔、測試和排液一體化試油管柱”(專利申請?zhí)朲L 200520106208.8)是將定位短節(jié)、滑套水力泵、托砂皮碗、球座、監(jiān)測壓力計托筒、井下測試閥、液壓鎖緊、支撐式封隔器、測試壓力計托筒、管外監(jiān)測壓力計托筒、傳壓工具、卡瓦式封隔器、篩管接頭、減震器、液壓延時點火器、點火頭、槍身、泄壓器依次連接組成試油管柱。其中關(guān)鍵技術(shù)包括:一是傳壓工具處在兩級封隔器之間，且位于卡瓦式封隔器的上方，其內(nèi)傳壓管穿越卡瓦式封隔器與篩管接頭密閉配合，目的是使兩封隔器之間的液體與液壓延時點火器連通，將已射開層A的壓力傳遞到點火頭上；二是利用已射開層A的壓力與測試管柱內(nèi)液墊壓力之差作為動力，撞擊點火頭引爆射孔槍身。
[0004]其不足在于:
[0005](I)完全依靠已射開層A的壓力與測試管柱內(nèi)液墊壓力之差作為射孔的動力，發(fā)生誤射孔等嚴重事故的風險太大。眾所周知，下鉆過程中，發(fā)生中途坐封、誤開井的事件時有發(fā)生。一旦發(fā)生誤開井，同時測試壓差又達到點火頭的激發(fā)壓差，該管柱很容易導(dǎo)致誤射孔的惡性后果。
[0006](2)由于無法通過從地面向環(huán)空施加安全操作壓力，如果下鉆時測試管柱發(fā)生漏失，則測試管柱內(nèi)液墊壓力必然高于預(yù)期，很容易導(dǎo)致已射開層A的壓力與測試管柱內(nèi)液墊壓力之差低于預(yù)期，達不到預(yù)先設(shè)置的點火頭的激發(fā)壓差，且無法補救，將造成該趟管柱永遠不會射孔，加之地面對井下射孔成功與否難以判斷，若后續(xù)的工序再繼續(xù)實施，將導(dǎo)致大量無效工時，浪費大量的設(shè)備、材料、人員和金錢。
[0007](3)該管柱包含了液壓鎖緊和球座，一是液壓鎖緊內(nèi)通徑小，二是在水力泵排液時需投球、打開滑套，球座上有球后只允許單向流動。上述因素導(dǎo)致管柱不具備大型酸化、水力加砂壓裂等儲層改造功能。此外，該管柱排液方式僅限于水力泵排液，而水力泵排液只能適應(yīng)部分井況和條件，排液選擇存在一定的局限性。
[0008]“油氣井跨隔射孔-測試聯(lián)作施工管柱裝置”(專利申請?zhí)朲L 97229886.X)管柱，是采用了兩級封隔器、將射孔槍夾在兩級封隔器之間的管柱結(jié)構(gòu)，利用一趟管柱，先封隔目的層下方的已射開層，然后再對目的層進行射孔和測試聯(lián)作，主要用于上返試油。
[0009]其不足在于:
[0010](I)針對兩級封隔器之間的井段進行射孔、測試，一旦地層出砂，管柱容易發(fā)生埋卡，也難以實現(xiàn)大型酸化或水力加砂壓裂等儲層改造一體化作業(yè)。
[0011](2)射孔槍位于兩級封隔器之間，由于射孔瞬間壓力沖擊波及震顫容易造成管柱及測試儀器儀表失效，尤其是在高溫高壓深井作業(yè)時風險較大。
[0012](3)只能從下往上進行上返試油，不能實現(xiàn)下返試油。
三、
【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明的目的在于提供一種同心管跨隔下返射孔、測試、排液、改造系統(tǒng)及操作方法，克服了上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，采用一趟管柱，先封隔已射開層，再對已射開層下方的待試層進行射孔、測試、排液、改造作業(yè)，施工安全可靠，實現(xiàn)了試油提速提效，節(jié)約了試油成本。
[0014]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的:
[0015]一種同心管跨隔下返射孔、測試、排液、改造系統(tǒng)，包括自上而下串接的排液測試子系統(tǒng)、同心管跨隔子系統(tǒng)和射孔子系統(tǒng)，與油井管一起組成井下試油管柱，其中:
[0016]所述的排液測試子系統(tǒng)，包括排液裝置、校深短節(jié)、循環(huán)閥、測試組合工具，所述的排液裝置位于測試組合工具的上方；
[0017]所述的同心管跨隔子系統(tǒng)，包括傳壓接頭、支撐式封隔器、壓力計托筒、間隔管、安全接頭、過渡接頭、卡瓦封隔器、篩管接頭及同心管組件；所述的傳壓接頭位于支撐式封隔器的上方；所述的壓力計托筒、間隔管、安全接頭、過渡接頭位于支撐式封隔器和卡瓦封隔器之間；所述的卡瓦封隔器位于支撐式封隔器的下方，篩管接頭位于卡瓦封隔器的下方；所述的傳壓接頭、支撐式封隔器、壓力計托筒、間隔管、安全接頭、過渡接頭、卡瓦封隔器及篩管接頭的軸向中心都設(shè)置有同心管組件；
[0018]所述的射孔子系統(tǒng)，包括調(diào)節(jié)管、減震器、點火頭、射孔槍、泄壓器。所述的射孔子系統(tǒng)位于卡瓦封隔器及篩管接頭的下方；所述的點火頭可以是現(xiàn)有公知的靜液柱壓力式點火頭，也可以是現(xiàn)有公知的測試壓差式點火頭；所述的調(diào)節(jié)管是帶內(nèi)孔的油井管。
[0019]進一步地，排液裝置可以采用抽吸、水力泵、螺桿泵、氣舉、抽油泵等排液方式中的一種或多種組合裝置，以便提高排液效率及成功率。根據(jù)排液裝置類型的不同，其與校深短節(jié)在管柱的位置關(guān)系可能有所不同。例如:螺桿泵、氣舉、抽油泵等類型的排液裝置最好位于校深短節(jié)的上方，而采用水力泵等類型的排液裝置最好位于校深短節(jié)的下方，抽吸則不需要設(shè)置單獨的排液裝置；循環(huán)閥用于測試結(jié)束后壓井時提供循環(huán)通道，它也可以與排液裝置合為一體(如水力射流泵)。
[0020]進一步地，測試組合工具可以是以壓控式測試閥為主體的全通徑工具組合，以便發(fā)揮管柱能實現(xiàn)儲層改造等多功能的優(yōu)勢以及提高井控的安全性，也可以選擇多流測試閥等類型為主體的廉價型工具組合，主要用于不打算實施儲層改造、又不具有高壓高產(chǎn)特點的油氣井；測試組合工具還可以包括其它的測試壓力計載體或水力錨等配套工具，使管柱實現(xiàn)更多的功能。
[0021]進一步地，同心管跨隔子系統(tǒng)的壓力計托筒最好位于在間隔管的上方，壓力計托筒所懸掛的壓力計至少包含一只外傳壓的壓力計，用于監(jiān)測兩級封隔器之間的壓力及溫度變化，也可以再懸掛一只或多只內(nèi)傳壓式的壓力計(用于錄取待試層的壓力及溫度變化)。
[0022]進一步地，所述的同心管組件包括一組或多組同心管，每組同心管可以是一個同心管單根，也可以是由多個同心管單根通過同心管接箍及密封圈連接而成；每組同心管至少有一端通過螺紋或焊接等方式固定到同心管跨隔子系統(tǒng)的某個部件上，每個同心管單根為一根中空管狀體。
[0023]進一步地，所述傳壓接頭的徑向傳壓孔與各同心管組件、調(diào)節(jié)管、減震器的軸向內(nèi)孔連通，形成環(huán)空加壓通道。來自支撐式封隔器上方環(huán)空的壓力，從傳壓接頭的傳壓孔進入，再通過上述的環(huán)空加壓通道，最終傳遞到點火頭上，進而引爆射孔槍。
[0024]進一步地，所述的同心管組件與篩管接頭、卡瓦封隔器、過渡接頭、安全接頭、間隔管、壓力計托筒、支撐式封隔器、傳壓接頭的內(nèi)孔之間的環(huán)形空間連通，上述環(huán)形空間與篩管接頭的徑向流道、部分部件的孔型生產(chǎn)通道一起，形成測試組合工具下方的生產(chǎn)通道，該生產(chǎn)通道與上述的環(huán)空加壓通道隔離。篩管接頭外部的流體，流經(jīng)測試組合工具下方的生產(chǎn)通道，進入測試組合工具及其上方管柱，到達地面。
[0025]同心管跨隔子系統(tǒng)的作用包括:
[0026]一是封閉巳射開層。其包含的支撐式封隔器、壓力計托筒、間隔管、安全接頭、過渡接頭、卡瓦封隔器組成跨隔模塊，使已射開層與待試層隔離，也使已射開層的流體通道與測試組合工具下方的生產(chǎn)通道、環(huán)空加壓通道形成隔離，已射開層的流體及壓力完全隔離在試油管柱外面。
[0027]二是形成了環(huán)空加壓通道，