第四章APR全通径测试工具及工艺
压控测试工具适用于海上浮船，自升式钻井平台，固定平台或陆地大斜度井的测试。压控测试工具又可分为常规PCT，全通径PCT和全通径APR。这类型的工具只在套管内使用，在测试管柱不动的情况下，由环形空间压力控制测试阀，实现多次开关井。
一、APR测试工具
APR测试工具有如下特点：（1）操作压力低而方便简单。（2）全通径，对高产量井的测试特别有利，有效地利用时间。（3）可以对地层进行酸洗或挤注作业。（4）可以进行各种绳索作业。
（一）APR工具测试管柱
图4一1是APR测试工具的几种管柱配合示意图。中间管柱从上至下是：（1）水下测试树，坐于水下防喷器组内；（2）钻杆；（3）大通径安全阀；（4）伸缩接头；（5）钻杆或钻铤；（6）APR-M2取样器安全阀；（7）RTTS反循环阀；（8）钻杆或钻铤；（9）LPR-N测试阀；（10）震击器；（11）RTTS反循环阀；（12）RTTS安全接头；（13）RTTS封隔器；（14）大通径记录仪托筒。这套管柱主要用于一般的测试。如果要向井内挤酸液，射孔-测试就用左边的管柱；（15）APR-A循环阀；（16）ChampⅢ封隔器，如果要穿过采油树或下EZ-SV 挤塞进行测试，就采用右边的管柱；（17）大通径旁通；（18）采油封隔器或EZ-SV封隔器，要根据具体用途和下步打算来选择和设计管柱，也要根据操作者运用井下工具的熟练程度和经验来拟定。
（二）LPR-N测试阀
1、原理
LPR-N测试阀是整个管柱的主阀。地面预先充好氮气，球阀处在关闭位置。工具下井过程中，在补偿活塞作用下，球阀始终处于关闭位置。封隔器坐封后，向环空加预定压力，压力传到动力芯轴，使其下移，带动动力臂使球阀转动，实现开井。测试完后释放环空压力，在氮气压力作用下，动力芯轴上移带动动力臂，使球阀关闭。如此反复操作，从而实现多次开关井。
2、结构
测试阀主要由球阀、动力和计量三部分组成（图4一2）。
球阀部分主要由上球阀座、偏心球、下球阀座、控制臂、夹板、球阀外筒组成。动力部分由动力短节、动力心轴、动力外筒、氮气腔、充氮阀体、浮动活塞等组成。根据地面温度、井底温度及静液柱压力，在地面对氮气腔充氮到预定压力，此压力作用在动力芯轴上，使球阀在工具下井时处在关闭状态。封隔器座封后，环空加压，压力作用在动力芯轴上，压缩氮气，动力芯轴下移带动动力臂使球阀转动开井。释放环空压力，在氮气作用下，动力芯轴上移带动动力臂使球阀转动关闭实现关井。
计量部分主要由伸缩芯轴，计量短节，计量阀，计量外筒，硅油腔，平衡活塞组成。平衡活塞一端连通硅油腔，另一端与环空相通。下钻时，当液柱压力逐渐增加到大于下硅油腔压力时，平衡活塞上移使下硅油腔压力增高，当下油腔压力增加到比上油腔压力大2.8MPa 时，计量阀开始延时导通，上油腔体积增大，浮动活塞上行，氮气腔体积缩小，使氮气压力增高，通过动力芯轴传递给动力臂使球阀保持关闭，工具下井过程中氮气腔与上硅油腔压力平衡，上硅油腔始终比下硅油腔小2.8MPa压力，处于动平衡状态。封隔器座封后，环空加压，由于计量阀延时导通的作用，在上下硅油腔压力形成压差还未平衡时，动力芯轴下移带
动动力臂，使球阀转动打开。
h
L
a l h CP H H CP CP Pn +--=894.63．技术性能
表4－1 LPR －N 测试阀规范
表4－3密封件包
（1）充氮压力的计算 根据地面温度，静液柱压力和井内泥浆温度查表5确定充氮压力，为了确定精确的充氮正力，需用内插法计算充氮压力值。
1）选定与地面实际温度最接近的地面温度的表格。
2）选定与测试深度的实际泥浆温度最接近的表中泥浆温度。
3）一旦选定了确切表格，且根据表格确定了泥浆温度，即可确定用于实际测试深度液柱压力的确切充氮压力。如果实际静液柱压力与表格中静液柱压力不符，可应用下列公式去确定与此静液柱压力相应的充氮压力：
充氮压力 式中 P n ――充氮压力，MPa ；
CP h ――表中高静液柱压力下的充氮压力， MPa ； CP L ――表中低静液柱压力下的充氮压力， MPa ； H a －一实际静液柱压力，MPa ； H L ――表中低静液柱压力，MPa
h
L
a l h CP H H CP CP Pn +--=894.6)(96
.17894.647.3440)96.1719.21(+--=45
.3894.6)(1++--=L L
a l h P PH PH P P P 45.3894.6)(1++--=L L
a l h P PH PH P P P 45
.328.6894
.647.3440)28.686.6(++--= 例一
静液柱压力Ha ＝40MPa 井温 160℃ 地面温度 15℃ 计算充氮压力P n 查附表2（6）
CP h =21.19 CP L =17.96 H L =34.47
＝20．55MPa （2）充氮步骤
1）充氮前，用氧分析仪检查氮气纯度，氮气纯度必须高于99%。
2）连接好氮气瓶与增压泵，增压泵出口管线与增压泵连接，用氮气吹通管线，清除空气及杂物。
3）增压管线与工具连接。
4）用氮气瓶压力向工具内充氮气2.76MPa ，然后释放掉，以清除工具中的氧。
5）用增压泵，往工具内充氮直到要求的充氮压力，关掉增压泵，拧紧工具上的氮气注入阀。
5．操作压力的计算
各种LPR-N 测试阀，最小操作压力见附表1。由于此表未考虑摩阻，球阀上下压差及其它可能误差，如泥比重偏差，测试深度偏差、低精度压力表的误差等。因此最小操作压力附加3.45MPa 做为实际操作压力。
（1）选择与所使用规格的LPR-N 测试阀相应的表格。 （2）选定实际测试深度的泥浆温度与表中最接近的温度。
（3）如实际静液柱压力介于表中两个静液柱压力之间，则用下列内插法公式计算出操作压力。
操作压力 式中 P 1一一操作压力， MPa ；
P h 一一表中高静液柱压力下的操作压力， MPa ； P L 一一表中高静液柱压力下的操作压力， MPa ； PH a 一一实际静液柱压力，MPa ； PH L 一一表中低静液柱压力，MPa ；
例二：静液柱压力PH a ＝40MPa 井底温度 160℃ 用5 LPR 一N 阀测试，计算操作压力 查附表1（3）
P h =6.86 P L =6.28 PH L =34.47
=10.2MPa
6．功能试验 （1）试压介质为清水
P
j P P P n 3
.101++=或乳化油。
（2）计量部分加满硅油。
（3）球阀以下试压68.94MPa ，稳压5钟。 （4）球阀上部试压34.5MPa ，稳压5分钟。
（5）对工具充氮气27.6MPa ，稳压3小时为合格。 （6）将四只剪销装入动力接头。
（7）对上下外压孔同时加泵压31MPa ，延时5分钟后氮气腔压力应增至28.3MPa 。 （8）泵压继续增加到41.4MPa （127mm 工具球阀打开压力应为35.5±0.7MPa ）稳压10分钟，氮气压力应增至38.6±0.7MPa
（9）将上下传压孔压力释放至31MPa ，保持10分钟，氮气压力应为33.8±0.7MPa ，球阀关闭。
（10）将压力释放至零，保持10至15分种，计量套上下压力完全平衡。
（三）APR-A 反循环阀
1．工作原理
下井时，APR-A 反循环阀的剪切心轴的位置被剪销所限定，处于将反循环孔堵塞的位置。测试结束后，向环空施加泵压，环空压力作用在剪切心轴上，剪断剪销，剪切心轴向下运动，打开反循环孔，实现反循环。 2．结构
API-A 反循环阀由上接头、中心短节、下接头、剪切套、销铂和剪切芯轴等组成见图4—3所示。
615.411
736.6
工具下井前要根据井深、泥浆比重、套管最大破裂压力数据确定APR-A 阀应装的剪销个数。 n －剪销数，个；
P j －实际静液柱压力，MPa ； P 1一LPR-N 阀操作压力，MPa ； P P 一每只剪销剪切强度，MPa ／只； APR-A 阀操作压力 P 2=n · P P －P j （14一16）
式中 P 2－APR-A 阀操作压力，MPa ； n －剪销数。
P P 一剪销强度；MPa ／只； P j 一实际静液柱压力； 例三
5″APR 一A 阀
1
.1834
.33
.102.10403
.101=++=
++=
P j P P P n 已知： P j =40Mpa P 1＝10.2MPa P p =3.34 7″套管N-80抗内压强度出68.67MPa 计算剪销数和A 阀操作压力
取18只 强度校核n · P P =18×3.34=60.12MPa ＜68.67MPa 操作压力
P 2=n · P P －P j
＝18×3.34—40＝20.12MPa 4．性能检验 （1）内压试验
工具整体试压68.9MPa ，稳压5min 为合格，如果稳不住压应拆卸工具，更换有关密封元件后重新试压。
（2）功能试验
如图4一4所示，将下接头上的四个带丝扣的小孔中的三个用塞子堵住，将压力管线接到未堵住的孔上，在中心短节两边丝扣后面的槽内装上O 形圈，检验循环阀是否在预定的压力下打开。
安装20只剪销127.76mm工具打开循环阀的压力应为66.9+7MPa；99.57mm工具打开循环阀的压力应为：
73.8±7MPa
（四）APR-M2反循环阀
APR-M2阀是一种可以作为循环阀、安全阀和取样阀的多功能阀。
1．工作原理
终流动结束后，向环形空间加压，使环空压力大于操作LPR－N阀的压力6.9MPa左右，这个压力作用在动力心轴上，剪断剪销，动力心轴向上运动，使球阀关闭，取到流动时的地层样品，这就是M2取样功能，动力心轴继续向上运动，撞击密封心轴井剪断限定密封心轴的剪销时，回复弹簧就会推动密封心轴向上运动，于是循环孔打开可以进行反循环，这就是M2阀的循环功能。在关闭取样器的同时，弹性卡箍滑入锁定槽内，使取样器在井下一直保持关闭状态，即测试管柱处于关井状态，这就是M2阀的安全功能。
2．结构
APR-M2阀由循环阀、动力部分、取样器三部分组成。
循环阀由上外筒、循环管、压缩心轴、回复弹簧、循环接头等组成。
动力部分由剪切套外筒、剪切套、剪销、剪切套盖、压差外筒、压差心轴等组成。
取样器是由球阀部分和放样部分组成。
APR-M2阀的底部有一银带槽心轴，又称为下锁管，在下锁管糟的上方套着一个弹性卡箍，如果下锁管向上运动，卡箍就会掉入槽内，将下锁管锁往，使其不能上、下运动。APR-M2阀的结构见图（4一5A，B）。
3．技术性能
循环安全阀规范
（1）APR-M2取样循环阀卸掉一个球阀就改装为循环安全阀。
4．计算操作压力0
工具下井前应根据井深、泥浆比重来确定APR-M2阀安装的销子个数。
p
j P P P n 9
.61++=
47
.1569.39
.62.10409
.61≈++=
++=p
j
P P P n
式中 n －剪销数，只；
P j 一实际静液柱压力， MPa ；
P p －每只剪销剪切强度，MPa ／每只销 APR －M 2阀操作压力 P 3=n · P P －P j 式中 P ３一APR 一M 2阀操作压力 例四
5″APR-M 2阀
已知：P j ＝40MPa P 1＝10.2 P p =3.69 计算装剪销数和操作压力
取16只
P 3=n · P P －P j
=16×
3.69－40=19.04MPa （五）BIG JOHN 震击器
BIG JOHN 震击器的作用与TR 震击器完全相同。 1．结构
BIG JOHN 震击器由震击心轴、花键外筒、液压缸、震击锤、计量套、计量锥体、计量调节螺母、压力平衡活塞、下心轴、下接头等组成。详见结构如图4
一6所示。
2．工作原理
B1G JOHN 震击器的工作原理与TR 震击器的工作原理相似。所不同的是，操作震击器时，上油室的液压油可以从两条通道流入下油室，一条是计量套与液压缸之间是很小的间隙，另一条通道是计量锥与计量套下部的内圆锥面之间的间隙（可以调节）。通过计量调节螺母调节计量锥与计量套下部的内圆锥面之间的间隙，可以改变震击器的液压延时时间。 3．技术性能
（1） 37/8″震击器625.244。 1）最小内径31.75mm 。 2）最大外径99.06mm 。
3）压缩状态总长度1524mm 。 4）行程254.0mm 。
5）推荐操作拉力44482－111205.6N 。 6）最大操作拉力311375. 5N 。
7）功能试验拉力177928.9N ，重复拉10次，第10次的计量时间应为1一2分钟。 8）上端连接引扣型31/8″8N 一3母扣。
9）下端连接引扣型31/8″8N一3公扣。
10）选用接头
625.24404上接头27/8″EuE8牙油管母扣。
625.24414下接头27/8″EuE8牙油管公扣。
625.24407上接头27/8″API正规母扣。
625.24413下接头27/8″API正规公扣。
（2）5″震击器件625.243
1）最小内径44.45mm。
2）最大外径127.76mm。
3）压缩状态总长度1524mm。
4）行程254mm。
5）推荐操作拉力44482－111205.6N。
6）最大操作拉力489304.4N。
7）功能试验拉力222411.1N，重复拉10次，第10次的计量时间应为1一2分钟。
8）上端连接引扣型31/2″API贯眼母扣。
9）下端连接引扣型31/2″API贯眼公扣。
10）选用接头
625.24344震击器轴37/8″6牙专用短节齿梯形扣（CAS）公。
625.24345下接头37/8″6牙专用短节齿梯形扣（CAS）母。
625.24351震击心轴31/2″API内平母扣。
625.24352下接头31/2″API内平公扣。
（六）全通径液压循环阀
1．作用原理
全通径液压循环阀可
接于测试阀以上或测试阀
以下。当接于测试阀以下
时，该工具作为封隔器的
上部旁通，在插入生产封
隔器时，帮肋释放测试阀
下面升高的压力。当该工
具按于测试阀以上时，可
在测试后作为循环阀使
用。
操作全通径液压循环
阀不需要旋转，当对工具施加钻压后，液压计量装置要延时2min，以关闭旁通孔，延时机构保证在旁通孔关闭前使RTTS封隔器坐封或插入生产封隔器。上提不延时即可打开旁通。
2．结构
全通径液压循环主要由延时计量系统和旁通部分组成。见图（4－7）。
计量系统由浮动活塞。花键外筒、短节、计量套、计量，及加油外筒、锁定活塞和硅油等组成。
旁通部分由循环套、循环外筒和下接头组成。
3．技术性能
（1）工具外径118.9mm。
（2）工具内径57.15mm。
（3）组装长度、压缩状态2126.5mm；拉伸状态2202.7mm。
（4）上端连接扣31/2API内平母扣。
（5）下端连接扣31/2API内平公扣
（6）关闭旁通操作负荷8964.4－13346.7N。
（7）计量系统最大载荷274900N。
（七）全通径放样阀
1．作用
为了获得比APR一M2取样器取到更多的样品，就必须用全通径放样阀将APR一M2与LPR一N测试阀之间圈闭的样品放出来，全通径放样阀通常松在测试阀顶端，而回收样品的体积由APR一M2与测试阀之间所加钻铤的多少来确定。
2．结构
全通径放样阀由本体、放样塞、阀芯、管塞、限位螺母和O形圈组成详见图（4一8）。
3．全通径放样阀技术规范见表12
表4－10 全通井放样阀技术规范
（八）全通径伸缩接头
1．作用与原理
全通径伸缩接头的作用是在管柱中提供一段伸缩长度以帮助补偿钻井浮船的上、下浮动。这样，在伸缩接头以下的工具上的钻压就可保持恒定。该工具也可与常观测试工具管串组合，接在测试器以下进行常规测试。在测试期间，当操作钻杆使测试阀换位时，提供一段
自由行程，有利于开关井的操作。伸缩接头应用包括：裸眼测试、套管测试和挤水泥、施行增产措施等。
伸缩接头的工作原理是：当浮式钻井船向上运动时，钻杆将伸缩接头拉长，于是管柱的内容积增加，同时，在伸缩接头内的一个压差活塞将同样量的流体排入管柱内，结果是净的
内容积没有变化。相反，浮式钻井船向下运动则排出流体。这是体积平衡型伸缩接头，其压力平衡的特征是最大限度地缩小压力激动。
每个伸缩接头有1.524米的行程。为了获得较大的自由行程我们可以多用几个伸缩接头，但是，它们必须放在一起，一个接在另一个的顶部，因为工具的液压性能要求伸缩接头只能放在管柱的一个位置。如果我们使用的伸缩接头不只一个、且不是一个接在另一个顶部，那么，从理论上说，最上部的一个伸缩接头走完它的1.524米行程，然后接着是接在其下面的一个，如此等等，当每个伸缩接头走完行程后，就会发生轻微的碰撞。见图4一9结构示意图。
如果将伸缩接头和伸缩接头安全阀连接起来使用，万一钻杆折断的话，它们就可以用来帮助控制油井。
2．技术性能
（1）37/8″伸缩接头
1)最大外径99.1mm
2)最小内径45.7mm
3)自由行程1524mm
4)压缩状态组装长度3385.2mm
5)上端连接扣型27/8″EUE8牙油管母扣
6)下端连接扣型27/8″EUE8牙油管公扣
（2）5″伸缩接头
1）最大外径127.00mm
2）最小内径57.2mm
3）自由行程1524mm
4）压缩状态组装长度4016.7mm。
5）最大抗拉强度1754823.6N。
6）爆破压力115.1MPa。
7）挤毁压力90.3MPa。
8）上端连接扣31/2″API内平母。
9）下端连接扣31/2″API内平公。
（九）RTTS反循环阀
RTTS反循环阀是一种同时可做为循环和旁通阀的锁定开、关型工具。此阀与RTTS封隔器和RTTS2型封隔器配套使用。起下钻RTTS循环阀处于打开状态起旁通作用，当封隔器坐封时，RTTS循环阀自动锁于关闭位置。
2．结构见图4一10
RTTS循环阀由上接头、换位机构外筒、凸耳心轴、开孔心轴、本体、O形圈和下接头组成，详见图4一10，RTTS循环结构示意图。
3．技术性能见表4一11
表4－11
下端连接扣4/2″API内平公扣。
下井时将凸耳锁定于打开位置，使泥环阀起旁通作用，坐封封隔器时循环阀的旁通自动锁定于关闭位置，测试结束后右右旋管柱1/4圈上提管柱到坐封前的方余。然后，左旋管柱1/
圈旁通阀锁定于打开位置。
4
（十）RTTS 安全接头
1．作用与原理
RTTS 安全接头是接在封隔器之上，当封隔器被卡时，对管柱施加压力，使张力套断开，然后进行上提下放和旋转运动，使安全接头倒开，起出安全接头以上的管柱。
2．结构
RTTS安全接头由上接头、心轴、反扣螺母、外筒、O形图、短节、张力套和下接头组成（详见11RTTS安全接头结构示意图）。图4一11
3．技术性能见表14
表4—12 RTTS安全接头技术规范
4．操作
RTTS安全接头可接于循环阀以上或循环阀与RTTS封隔器之间。当接于循环阀之上时，可直接与之相连接。当接于循环阀与封隔器之上时，安全接头的下接头应卸掉并接于安全接头顶部。这样，安全接头底部的扣可直接与封隔器相接。然后循环阀可直接接在安全接头顶部接头上。
正常测试安全接头靠张力套不会倒开。一旦发生紧急情况需要倒安全接头时，先对管柱施加压力使张力套断开，保持对管柱的右旋扭矩并上下运动即可完全倒开。除95/8″RTTS 安全接头每右旋一圈需要三行程外，所有其它规格的RTTS安全接头每转一圈需要两个上、下行程。
（十一）RTTS封隔器
1．作用与原理
RTTS封隔器与RTTS循环阀配套使用。由于带有水力锚是用于措施和挤水泥工作的全通径卡瓦型封阁器，卸掉水力锚改为测试接头可进行测试作业。
RTTS封隔器的作业原理是：封隔器下井时，摩擦垫块始终与套管内壁紧贴，凸耳是在换位槽短槽的下端，胶筒处于自由状态。当封隔器下到预定井深时，先上提管柱，使凸耳到短槽的上部位置，右旋管柱1－3圈，在保持扭矩同时，下入管柱加压缩负荷。由于右旋管柱使凸耳从短槽到长糟内，加压时下心轴向下移动，卡瓦锥体下行把卡瓦张开，卡瓦上的合金块的棱角嵌入套管壁，而后胶筒受压而膨胀，直到两个胶筒都紧贴在套管壁上，形成密封。如果进行挤注作业，封隔器胶筒以下压力大于封隔器胶筒以上静液柱压力时，下部压力将通过容积管传到水力锚，使水力锚卡瓦张开，卡瓦上的合金卡瓦牙方向朝上，从而使封隔器牢固地坐封在套管内壁上。如果要起出封隔器，只需施加拉伸负荷，先打开循环阀，使胶筒上、下压力平衡，水力描卡瓦自动收回，再继续上提，胶筒卸掉压力而恢复原来的自由状态，此时凸耳从长槽沿斜面自动回到短槽内，锥体上行，卡瓦随之收回，便可将封隔器起出井筒。
2．结构
RTTS封隔器由J一槽机构、机械卡瓦、胶筒和水力锚组成（图4一12）。
胶筒密封部分由上通径规环、2个胶筒、隔环、下通径规环组成。
机械卡瓦部分由机械卡瓦本体、上心轴、卡瓦上动销、6个机械卡瓦片、带帽螺钉、开口环箍组成。
J一槽换位机构由4个摩擦块、16片摩擦块弹簧、4个固定环、摩擦套筒和下心轴组成。
3．技术规范见表13和表14。
（十二）全通径压力计托筒
1．作用与工作原理
全通径压力计托筒的外壁开有专用的槽，一次下井可同时放置2支压力计和2支温度记录仪。托筒内孔是全通径有利于其它的作业。
工作原理：托筒的外壁开有2个放置温度记录仪槽，两槽相距180℃，2个放置压力计槽，两槽相距180℃，压力计和温度计均相距90℃。放置压力计的槽在下挡套内钻有与内壁相通的孔，管内压力通过该孔传到压力计，从而记录管内压力。放置温度记录仪的孔未钻穿。
2．结构
全通径压力计托筒由上接头、上档套、下档套和下接头组成。（见图4一13）
3．技术性能
（1）外径136.3mm。
（2）内径57.1nim。
（3）组装长度2430.0mm。
（4）抗拉强度（屈服强度）1453228N。
（5）爆破压力112.5MPa。
（6）挤破压力77.3MPa
（7）连接扣形31/2API平扣。
（8）配同压力计RPG3型。
二、APR工具测试工艺
（一）测试前的准备
1．测试工具准备
（1）根据设计要求，列出下井工具、地面设备、专用工具及仪表的规格和数量清单；
（2）对所有测试工具、设备在室内按要求进行性能检验和水压密封试验并达到合格。
2．井眼准备
（1）下测试工具前必须用标准通径规通井，一般通到射孔段以下50m：
（2）用钻井液或完井液充分循环洗井。
3．井场准备
（1）详细丈量钻杆或油管，保证封隔器坐封在规定位置；
（2）仔细检查钻杆或油管的完好程度，以保证在29.4MPa的压差下不刺、不漏；
（3）指重表应灵敏可靠；
（4）防喷器以及压井管线按规定试压合格；
（5）配备足够的压井液；
4．技术交底
测试工程师在施工前应向钻井队参加测试施工的所有人员进行技术交底。将施工设计进行说明，指出施工中应注意的有关事项。
（二）现场施工
1．工具下井
所有测试工具和管柱按设计依次连接，然后必须涂好密封脂并按规定扭距上紧。下井时LPR一N测试阀关闭，RTTS循环阀（或液压循环阀）打开，M2阀的球阀打开循环孔关闭，A循环阀的循环孔关闭，封隔器的椽胶筒处于收缩状态。下钻要求操作平稳不得猛刹、猛放。
2．流动
测试工具下到预定位置后，坐封封隔器。下放管柱加压缩负荷，封隔器胶筒受压膨胀，紧贴井壁起密封作用，RTTS循环阀（或液压循环阀）关闭。连接好地面管线并按要求试压。关闭防喷器向环行空间施加操作LPR一N测试阀的操作压力P1，测试器的球阀打开、地层流体通过测试阀流入钻井内，进入流动期。
进行关井测压力恢复时，将环空压力泄至零LPR一N测试阀关闭。流动和关井的次数可根据测试情况而定，操作方法只是上述开关井两个过程的重复。
4．反循环
终流动结束后向环行空间继续加压至打开APR－Ｍ2反循环阀的操作压力P3循环孔打开后可实现反循环。在循环孔打开的同时Ｍ2阀的球阀和N阀的球阀同时关闭，两球阀间圈闭着终流动结束时收集的地层流体样品。如果Ｍ2阀出现故障循环不能打开，则向环行空间继续增压至P2，打开APR－N反循环阀，实现反循环。反循环孔打开后LPR－N阀关闭，再也不能打开。
5．起出
终关井结束后，上提管柱并施加拉力，将液压循环阀打开，平衡封隔器上下方的压力，封隔器的胶筒收缩。此时，LPR—N阀仍然关闭，APR－M2或APR－N阀的循环孔打开，这就可以把测试管柱全部起出井眼了。
（三）安全注意事项
（1）每次充氮前必须用氧分析仪对氧气进行检查，要求氧气纯度为99%以上。
（2）充氧、放样或放氧时，人不能正对安全孔和释放孔；
（3）整个施工过程严防井口落物；
（4）测试流出的天然气要点火烧掉；
（5）测试期间井场50m以内不得动用明火；
（6）除作业人员外，其他人员一律不得在井场逗留；
（7）准备一定数量的消防和防毒面具
APR 动力部分操作压力MPa 总成号：615.224
续附表1（1）
APR 动力部分操作压力MPa
总成号：615.2087
7
第四章APR全通径测试工具及工艺 压控测试工具适用于海上浮船，自升式钻井平台，固定平台或陆地大斜度井的测试。压控测试工具又可分为常规PCT，全通径PCT和全通径APR。这类型的工具只在套管内使用，在测试管柱不动的情况下，由环形空间压力控制测试阀，实现多次开关井。 一、APR测试工具 APR测试工具有如下特点：（1）操作压力低而方便简单。（2）全通径，对高产量井的测试特别有利，有效地利用时间。（3）可以对地层进行酸洗或挤注作业。（4）可以进行各种绳索作业。 （一）APR工具测试管柱 图4一1是APR测试工具的几种管柱配合示意图。中间管柱从上至下是：（1）水下测试树，坐于水下防喷器组内；（2）钻杆；（3）大通径安全阀；（4）伸缩接头；（5）钻杆或钻铤；（6）APR-M2取样器安全阀；（7）RTTS反循环阀；（8）钻杆或钻铤；（9）LPR-N测试阀；（10）震击器；（11）RTTS反循环阀；（12）RTTS安全接头；（13）RTTS封隔器；（14）大通径记录仪托筒。这套管柱主要用于一般的测试。如果要向井内挤酸液，射孔-测试就用左边的管柱；（15）APR-A循环阀；（16）ChampⅢ封隔器，如果要穿过采油树或下EZ-SV 挤塞进行测试，就采用右边的管柱；（17）大通径旁通；（18）采油封隔器或EZ-SV封隔器，要根据具体用途和下步打算来选择和设计管柱，也要根据操作者运用井下工具的熟练程度和经验来拟定。 （二）LPR-N测试阀 1、原理 LPR-N测试阀是整个管柱的主阀。地面预先充好氮气，球阀处在关闭位置。工具下井过程中，在补偿活塞作用下，球阀始终处于关闭位置。封隔器坐封后，向环空加预定压力，压力传到动力芯轴，使其下移，带动动力臂使球阀转动，实现开井。测试完后释放环空压力，在氮气压力作用下，动力芯轴上移带动动力臂，使球阀关闭。如此反复操作，从而实现多次开关井。 2、结构 测试阀主要由球阀、动力和计量三部分组成（图4一2）。 球阀部分主要由上球阀座、偏心球、下球阀座、控制臂、夹板、球阀外筒组成。动力部分由动力短节、动力心轴、动力外筒、氮气腔、充氮阀体、浮动活塞等组成。根据地面温度、井底温度及静液柱压力，在地面对氮气腔充氮到预定压力，此压力作用在动力芯轴上，使球阀在工具下井时处在关闭状态。封隔器座封后，环空加压，压力作用在动力芯轴上，压缩氮气，动力芯轴下移带动动力臂使球阀转动开井。释放环空压力，在氮气作用下，动力芯轴上移带动动力臂使球阀转动关闭实现关井。 计量部分主要由伸缩芯轴，计量短节，计量阀，计量外筒，硅油腔，平衡活塞组成。平衡活塞一端连通硅油腔，另一端与环空相通。下钻时，当液柱压力逐渐增加到大于下硅油腔压力时，平衡活塞上移使下硅油腔压力增高，当下油腔压力增加到比上油腔压力大2.8MPa 时，计量阀开始延时导通，上油腔体积增大，浮动活塞上行，氮气腔体积缩小，使氮气压力增高，通过动力芯轴传递给动力臂使球阀保持关闭，工具下井过程中氮气腔与上硅油腔压力平衡，上硅油腔始终比下硅油腔小2.8MPa压力，处于动平衡状态。封隔器座封后，环空加压，由于计量阀延时导通的作用，在上下硅油腔压力形成压差还未平衡时，动力芯轴下移带
第一章 1、油气藏的储、渗类型：孔隙型油气藏、裂缝型油气藏、裂缝-孔隙型油气藏、孔隙-裂缝型油气藏、洞隙油气藏。 2、油气藏的分类：常规油藏、稠油油藏、天然气藏、高凝油油藏（4个空填它）。 3、油气藏的岩石类型：碎屑岩、碳酸盐岩、其他岩石类型。 4、油层的物性参数 （1）孔隙度：分为高中低三大类：高孔隙度（F>25%）；中孔隙度（F=10%-25%）；低孔隙度（F<10%）. （2）渗透率：分为高中低三大类：高渗透地层K ≥0.5 μm2；中渗透地层：0.01 μm2 < K< 0.5 μm2； 低渗透地层：K＜0.01 μm2 第二章 1、完井井底结构的类型：封闭式井底结构、敞开式井底结构、混合式井底结构（半封闭式）、防砂完井 (1）射孔完井，是典型的封闭式井底结构。 (2) 管内砾石充填防砂完井。 (3) 先期裸眼完井； (4) 衬管顶部注水泥完井； (5) 悬挂式衬管完井。 (6) 膨胀衬管完井； (7) 半闭式裸眼完井； (8) 半闭式衬管完井法； (9) 裸眼砾石充填完井 (10) 渗透性人工井壁射孔完井法； (11) 渗透性人工井壁衬管完井法； (12) 渗透性人工井壁裸眼完井法。 以射孔完井、衬管完井、砾石充填完井和裸眼完井比较常见。 2、衬管完井： 衬管顶部注水泥完井，特点：油层段采用筛管完井，保持了油层的原始渗透率。 3、衬管的种类及技术参数 种类：割锋衬管、多孔衬管、绕丝衬管 4、水平井管外封隔器完井 优点：相对中等程度的完井成本；储层不受水泥浆的污染和损害；依靠管外封隔器实 施层段隔，在一定程度上避免层段之间的窜通和干扰；可以进行生产控制、生产检测和选 择性的增产增注作业。 5、水平井常规完井方式的不足 1、当水平段长度达到某一临界值之后，增大水平段长度并不能增加油气井产能或产能 增加很小。 2、对含有顶气和面底水的油气藏，水平井生产初期产量较高，但稳产时间短，开采一 段时间后由于气、水脊进使含水量急剧上升或产能急剧下降。 3、采用割缝衬管完井时，由于缝隙被堵塞，水平井无产能或产能非常低。 6、水平段长度对产能的影响及改进措施（详细）
LPR-N测试阀 （APR 全通径工具资料之一） 目录 一.概述 二.操作 三.保养 LPR—N测试阀功能试验 通过LPR—N测试阀进行循环 LPR N 测试阀 一.概述 哈利伯顿LPR-N测试阀是一种套管内使用的全通径、环空加压测试阀。该阀在不允许管柱运动和要求使用全通径管柱的情况下，具有多次关井的能力。 LPR—N测试阀由三个基本部件组成： 1.球阀部分 2.动力部分 3.计量部分 二.操作 工具带有处于关闭位置的球阀下井。球阀靠具有一浮动活塞的动力部分打开。该活塞 一端连通液柱压力，另一端与压缩氮气相通。座封封隔器后，施于环空的泵压使活塞向下运动，将球阀拉至打开位置。释放环空压力，压缩氮气上顶活塞回位，关闭球阀。 根据地面温度，井底温度和井底压力。在地面对氮气腔充氮至预定压力。因为所设计的浮动工资活塞可补偿少量误差，故这些数值（指充氮压力）无需取得精确。 工具下井时，环空压力进入油腔下方，并使计量套上下的液压油受压。剪销用于使球阀保持关闭，直至准备开始测试。由于工具到达预定测试深度时，氮中的压力稍低于环空压力。因而必须使用剪销。这就在活塞上下产生一个导致球阀打开的压差。一旦封隔器座封，对环空加压，作用于活塞上下之压差大到足够剪断剪销并打开球阀，在超过液柱压力400PSI 时，球阀会啪的一声打开，但必须使环空压力增至最终打开压力。并至少稳压五分钟，以便加压氮腔并使球阀到达全开位置。压力通过计量套计量以后，氮腔内压力会略低于环空压力。使球阀保持打开位置。 注意：所施操作压力应取最大安全值。球阀靠尽快释放环空压力来关闭。为了关井，至少
需要五分钟时间释放圈闭在氮腔内的附加压力。 LPR—N测试器的特点： 关闭球阀所需的力随环空压力而变化。在操作压力增加的情况下，释放环空压力时，有更多的压力储存于氮气腔内去关闭球阀。使用最安全的操作压力能获得最大的关闭力为其优点。 由于管柱内压力对球阀之操作没有影响，故测试器以下无需家旁通。但应注意，当下入生产封隔器时，如不带旁通，压力可能传入地层。 如果LPR—N测试器以下配有关闭阀，两关闭阀之间与环空会出现压差。应该对该压差进行计算。计算出的压力不应超过钻杆或工具的承压极限。 氮气腔内的压降靠计量系统补偿。建议继开泵之后，关闭工具约两小时，使温度达到平衡。如果立即回流（flow-back）。工具会有关闭的趋势，这是由于温度升高，引起氮腔内压力增加。显然，在加压重开测试阀前，释放环空压力使工具有足够的时间升温到地层温度。为防止回流时过早关闭测试阀，配备了特殊的计量套。LPR—N测试器计量套可参照列于本节后面的表4。 LPR—N测试器在设计上考虑到超过静液柱压力的酸化、压裂压力不影响球阀操作。 由于应用剪销，使球阀在下井时保持关闭状态，因而初开球阀是瞬时完成的。 在封隔器不解封的情况下，可通过LPR—N测试器去循环或挤酸。 三.保养 对LPR—N测试器的保养很简单，但很重要。除遇到高温或氮气漏失外，每次测试后，只需对球阀进行保养。 测试前的工具准备： 测试前，应对LPR—N测试器的某些部分进行检查。 确信已装入新剪销。 检查氮气压力，确信无漏失，参阅下文的充氮说明。 检查计量部分的油面，需要时，重新加满。 检查球阀是否损伤或刺坏。 充氮说明： 计算LPR—N测试器的充氮压力和操作压力，必须从可靠的出处得到以下数据。 地面温度（°F） 井底温度（°F）
地层测试技术 地层测试(formation testing)是在在钻井或油气井生产过程中，对目的层段层进行的测试求产，地层测试可以测取地层压力数据，采集地层流体样品，从而对地层的压力、有效渗透率、生产率、连通情况、衰竭情况等进行评价，为建立最佳的完井方式、确定下部措施和开发方案提供依据，是进行油田勘探开发的重要技术手段。其方法一般有：①随钻地层测试：通过钻杆末端的钻杆测试器；②电缆地层测试：利用电缆下入绳索式测试器；此外广义的地层测试还包括常规的试油试气、钻杆地层测试、生产测井、试井等。 钻杆地层测试—DST（drill stem test)是使用钻杆或油管把带封隔器的地层测试器下入井中进行试油的一种先进技术。它既可以在已下入套管的井中进行测试，也可在未下入套管的裸眼井中进行测试；既可在钻井完成后进行测试，又可在钻井中途进行测试。它们座封隔离裸眼井底,解脱泥浆柱压力影响，使地层内的流体进入测试器，进行取样、测压等。钻杆(中途)测试减少了储层受污染的时间和多种后续井下工程对储层的影响，可以有效保护储层，是对低压低渗和易污染油气层提高勘探成功率的有效手段之一。中途测试往往也使油气提前发现，争取了时间，易于安排下步工作。 电缆地层测试是使用电缆下入地层测试器，电缆地层测试仪器又称之为储层描述仪，是 目前求取地层有效渗透率和油气生产率最直接有效的测井方法，同一般的钻杆测试相比，它具有简便、快速、经济、可靠的优点，在油田开发中有重要作用。电缆地层测试目前应用的主要是组件式电缆地层测试器，仪器结构包括电气组件、双探头组件、石英压力计组件、流动控制组件和样品筒组件几部分。根据用户的需求，可以单独测量地层压力及压力梯度，或者同时采集多个地层流体样品。 MFE（mulitflow evaluator）被称为多流测试器，是斯伦贝谢公司研制的地层测试器，用 它可实现钻井中途裸眼井段测试和多层段间的跨隔测试。MFE测试技术是通过钻杆或油管 将专用测试仪器及管串组件传输下到欲测试目的层段，利用封隔器座封实现管柱内腔体与环空的阻隔，使地层流体在人为控制压差的条件下顺利流动进入管柱，从而摸清目的层压力、液性和产能等数据资料。压差的人为控制是通过开关操作井下特殊工具实现的，可进行流动生产和关井压恢等条件下测试的多次往复转换。
四川盆地超深高压含硫气井测试管柱设 计方法研究 摘要：四川盆地川东北地区茅口-吴家坪组埋藏深（>6000m）,井底压力高（>140MPa），最大关井压力达到120MPa以上,平均压井泥浆密度在2.3g/cm3左右，硫化氢含量为微含-中含硫化氢，恶劣的工况，极易导致测试管柱断裂、窜漏、阀件无法打开，封隔器失封，造成测试失败，通过梳理国内外管柱安全设计标准，建立适合四川盆地超深高压含硫气井工况环境的安全系数标准，并以此为基础，结合施工酸压限压105MPa,环空操作RD阀、RDS阀环空压力，修正极限条件下的抗内压、抗外挤、空气中抗拉安全系数计算方法，形成适用于超深层海相探井APR测试管柱设计方法，确保了测试井各工况下管柱的安全。 关键词：茅口-吴家坪组；管柱安全；安全系数；测试管柱；超深层；海相探井 1引言 目前我国中浅层、深层大中型低渗致密砂岩气藏、碳酸盐岩气藏已处于生产中后期，产量逐渐递减，新的区块勘探难度加大、开采对象日趋复杂、优质资源减少，面对国民天然气年需求量逐年增加，突破更深储层勘探迫在眉睫；四川盆地作为我国天然气主要战略基地，已提出在2035年建立“西南气大庆”远景目标，四川已实现了陆相蓬莱镇组、沙溪庙、须家河以及海相雷口坡、飞仙关、长兴组的全面勘探开发，下步逐步向超深层茅口组-吴家坪组勘探。 四川盆地川东北地区茅口组-吴家坪埋藏深（>6000m）,井底压力高 （>140MPa），最大关井压力达到120MPa以上,平均压井泥浆密度在2.3g/cm3左右，硫化氢含量为微含-中含硫化氢。我们采用的完井测试管柱需在如此超深、超高压井况下完成座封、酸化、测试以及环空阀件开启等工序，测试管柱安全面临极大的挑战，需进行详细管柱结构力学分析，设计安全可靠的管柱结构。
地层测试器原理及适应性评价 摘要：介绍了常用地层测试器结构原理、技术特点，并结合各测试器性能，对其适用井况进行分析评价，为不同井况测试施工选择工具提供重要的技术手段。 关键词：地层测试器结构原理适用井况 Abstract: the article introduces the common formation testing the structure principle, technical characteristics, and combined with the performance of each test, applicable to the well conditions for analysis and evaluation, in different Wells for test selection tool construction to provide important technical means. Keywords: formation testing the structure principles apply well conditions 地层测试器在陆上石油勘探开发中应用十分广泛，利用管柱将地层测试器送到待测层位，坐封封隔器，使被测地层与环空液体隔离，然后操作管柱或对环空加压，按设计开启和关闭井下测试阀，使地层流体流入管柱内，记录井下压力和温度；按测试要求多次开关测试阀，录取相关数据采集地层流体样品，测试结束后解封起管。 1 提放式地层测试器 1.1 MFE地层测试器 MFE（multi-flow evaluator）地层测试器是80年代初期从美国江斯顿公司引进的，具有便于维护保养，使用成本低的优点。该工具非常适合某油田试油井况（大部分油层较浅，产量较低，地层处于正常压力系统范围），历年的测试一次率均在90%以上，因此至今仍为试油测试的主导工具。其开关阀属于塞阀结构，借助管柱的上、下运动来控制阀的开关。下井时阀处于关闭状态，封隔器坐封后，通过管柱施加钻压，测试阀经过一段时间的延时，管柱突然下坠25.4mm（地面上可以直接观察到的显示），测试器打开；如果要关闭测试器时，只需将管柱上提并略超过自由点，然后再下放管柱即可关井；如此反复上提和下放管柱，可将测试器多次开启或关闭。在最后一次关井时，取样器可收集1200流动末期的的地层流体样品。 （1）MFE换位机构工作原理。换位机构包括花键心轴、花键套、J型销和止推垫圈。花键心轴与上部油管相连，受地面控制，提放管柱过程中，换位销在换位槽内位置变换，带动花键套做圆周方向的旋转，止推垫圈充分保障了花键套的轴向旋转，达到正常开井和关井的目的。上提管柱必须到位，若不到位下放管
试油工艺技术 第一部分概述 20世纪50年代末，已初步形成玉门、新疆、青海、四川4个石油天然气基地，修井队伍不足10个。1960年3月，一场关系石油工业命运的大规模石油会战，在大庆油田展开；同年5月，大庆油田井下作业队伍在石油会战初期宣告成立，主要是从玉门、新疆、青海调来的修井队、试油队、注水队和钻井队转行而组成井下作业施工队伍，都分别隶属采油指挥部的井下技术作业处，称为试注队、试油队、修井队、三选队。继大庆油田发现开发之后，又相继开发了胜利、大港、辽河、华北、中原等油田，井下作业队伍初具规模，到1977年作业队伍已突破200个。1999年集团公司开展重组改制，分开分立5年后，中石油共有井下作业队伍1225个，其中大修队133个，侧钻队48个，小修队842个，压裂队54个，酸化队21个，试油测试队101个，其它队伍26个。 20世纪70年代末期以前，我国试油技术是仿照前苏联的试油工艺方法，没有地层测试和测试资料处理解释的技术内容，缺点是试油周期长、获取的地层参数少、资料可靠性差、资料质量人为因素影响大。目前把这种试油技术，习惯上称为常规试油方法，该试油方法在评价低渗透油气层方面仍然具有一定的优势。 70年代末期以后，我国引进了美国的以地层测试技术和测试资料处理解释软件为主的，包括油管传输负压射孔、地面油气水分离计量、电缆桥塞等一系列技术。 地层测试技术也称钻杆测试，英文名称为DST，是指在钻进中对油气显示层段不进行完井而用钻杆和测试工具，通过地层测试工作检测目的层是否含油气，采集地下油、气、水样，测取压力、温度等特性资料，以便及时准确地对产层进行经济和技术评价。 我国的地层测试技术研究工作是从60年代开始的，首先由四川石油管理局比较系统地翻译了美国关于地层测试理论、工艺等技术资料。1970年，在江汉油田成立了第一个专门从事地层测试研究的机构，自行研制了支柱式裸眼地层测试器。1976年，南海的一个单位从新加坡引进了一艘罗布雷-300自升式钻井平台，随船带有一套MFE地层测试器，同时期川局也从莱因斯（Lynes）公司引进了膨胀式测试器，随后研究人员在四川、南海对引进的液压膨胀式地层测试器、MFE地层测试器等进行了详细的研究和现场试验。石油工业部根据当时各油田试油速度低、积压井越来越多的情况，认识到必须大力引进国外的地层测试技术。从1978年开始，我国陆续引进美国江斯顿、莱因斯和哈里伯顿等公司各种类型的地层测试器，在华北油田建立了第一个从事地层测试技术引进、科研、推广、培训和技术服务的专业性油气井测试公司，形成了发展我国地层测试技术的中心。目前，国内已有各类测试队伍约150支，年工作能力达2600余测试层，装备水平基本包括了多流测试器MFE、HST、压力控制测试器PCT、APR、膨胀式测试器等国内外各大测试设备厂家的产品。井下记录仪器也从机械压力计发展到了电子压力计，国产电子压力计的精度目前可达0.05%FS；国外电子压力计包括GRC、PANEX、MICLLISTER、SPARTEK、PPS、DDI等产品，其精度可达0.02%FS，分辩率0.001%FS，最高耐温178℃。由于井下记录仪器精度的不断提高、井下连续工作时间的延长，油藏评价的准确程度也相应提高。
第二章 DST测试工艺 编写：周根武 审核：郭金明 97.4.8
目录 第1节工艺介绍 第2节作业前的准备 第3节测试管柱设计 第4节资料录取 第5节 APR工具结构及原理第6节 MFE工具结构及原理第7节影响时效因素分析
第1节工艺介绍 1.1 测试前的准备 1.1.1. 测试工具、设备的准备 根据设计要求，列出下井工具、地面设备的规格、数量，并对所有工具、设备进行试压和功能试验。 1.1. 2. 井眼及井场准备 ①下测试工具前，必须用标准的通径规通径，用钻井液循环洗井； ②套管、防喷器试压：套管、防喷器应按要求试压，合格后方可 作业； ③钻具或油管仗量准确，并保证在一定的压差下不刺不漏； ④钻井指重表、扭矩表等仪表应灵敏准确； ⑤准备足够量的压井液。 1.1.3. 技术交底 测试监督在施工前应向井队和测试作业人员进行技术交底，对施工设计进行说明，指出施工中应注意的有关事项。 1.2 现场施工 1.2.1. 测试工具下井 按照管串结构设计要求，将需下井的工具和钻具依次连接，并按规定扭矩上紧扣。(下井时，LPR-N阀关闭，APR－M2循环阀球阀开启，循环孔关闭，APR-A阀循环孔关闭，封隔器胶筒处于紧缩状态)，下钻要求操作平稳，不得猛刹、猛放。 1.2.2. 开井流动 ①测试管串下到预定位置后，座封封隔器。下放管柱加负荷，使 封隔器胶筒受压膨胀，密封钻杆和套管环空。连接好地面管线 并按要求试压。
②环空加压或上提下方打开测试阀，地层流体通过测试阀流入钻 具内，进入流动期。 1.2.3. 关井恢复 ①环空放压或上提下方关闭测试阀，切断地层流体向外流动的通 道，关井测压力恢复。 ②开井流动和关井的次可根据测试情况而定(操作方法只是重复2 和 3步即可) 1.2.4. 循环压井 ①终流动或终关井结束后，打开反循环阀实现反循环压井； ②上提管柱，解封封隔器，正循环压井。 1.2.5. 起出测试管柱 ①循环压井结束后(气全量降到一定值时)，起出测试管柱、解体 工具并保养。 ②起钻时，特别是在起前几柱时，一定不能太快，以免抽吸。 第2节作业前的准备 2.1 作业前车间内准备 2.1.1. 工具试压 下井测试作业的工具需要进行水压试验，通常在车间内按要求试压5000psi ，保持10分钟不漏、不降为合格。试压不合格的工具或未经试压的工具绝不能下井。 2.1.2. 工具的功能试验 APR工具需要功能试验的有：LPR-N测试阀，APR-M2循环阀、 APR-A 循环阀、液压旁通、震击器等。 (1) LPR-N测试阀功能试验：注氮4000psi，注满硅油，装好剪切销钉。上、下加压孔连接试压泵，注氮接口接好氮气表。①用试压泵给测试阀上、下加压孔同时施以泵压4500psi，保持5分钟，氮气压力将增至4100psi。②泵压增至6000psi，在低于该压力值时，4个剪切销就已剪
APR测试工具的推广与应用 作者：刘涛、马学文 单位：试油测试大队 目录 一、概述 (1) 二、测试工艺设计 (2) 三、施工步骤 (4) 四、测试结果 (5) 五、结论与建议 (5) 六、经济效益和社会效益 (6) APR测试工具的推广与应用 一、概述 APR全通径钻柱测试工具是美国哈里波顿公司的的产品，是当今世界石油行业中最先进的测试工具之一。利用APR测试工具可以解决大斜度定向井、海洋油气井测试的难题，可以一趟管柱完成几项井下作业。APR测试工具具有耐高温、高压，防H2S全通径的特点和具有操作简便、可靠，成功率高，适用性强的优点。近年来随着稠油井、高压气井的增多，一般的测试工具在其性能上的不足和局限性，难以完成这些井的测试任务。据不完全统计，2002年到2003年，在胜利油田郑家地区稠油井测试达20口之多。但是遇到出沙严重的稠油层，使用常规MFE测试工具，常常出现沙堵、开井时稠油不流动、自然关井等现象，无法求得准确的地层产能、地层液性。在开拓外部市场的
重要时期，我们在四川外部市场的高压气井的测试屏弃了MFE测试工具，而使用APR工具是因为它具有耐高温、高压，防H2S，在地面操作井下工具简便、可靠的特点。因此本文以普光1井为例对高压气井、稠油井使用APR测试工具的工艺做一探讨。 二、测试工艺设计 （一）测试原理 APR测试工具与射孔联作，采用RTTS封隔器。管柱经校深定位后，下放测试管柱加压坐封，坐封后的封隔器将压井液与测试层隔开。环空打压，LPR—N阀打开。射孔后地层液体在测试压差作用下进入测试管柱，经过设计流动时间后，迅速释放环空压力至0，井下测试阀关闭。如此反复操作，可实现多次开关井。 （二）普光1井概况 四川普光1井是西南管理局一口重点井，完钻垂深5351m，泥浆密度1.25g/cm3，井身质量36°×149.6°×4610，该井预测H2S含量200ppm；本次试气层温度127℃；油层套管的回接筒深3314m，地面试压30MPa密封。 （三）测试管柱结构 根据对普光1井的井况分析，采用了从下至上的如下管柱结构： φ244.5mm×TP110SS管 油管短节5484m A循环阀4843.98m A循环阀4844.9m LPR－N阀4878.95m 电子压力计托筒4879.78m 液压震击器4913.34m
测试及试井 测试及试井是油气藏工程的重要组成部分，它涉及到油层物理、储层物性、流体性质、渗流理论、计算机技术、测试工艺和仪器仪表、设备等多个领域。作为勘探开发油气田的主要技术手段和基础工作之一，该技术是唯一在油气藏处于流动状态下所获得的信息，资料的分析结果最能代表油气藏的动态特征。一、工艺部分 塔河油田在吸取其它油田经验基础上，针对稠油特性，结合本油田实际情况，形成了一整套基本满足现场生产实际需要的试油工艺，主要包括原钻具求产测试工艺、中途试油工艺、试井测试技术以及井筒降粘、油气诱导、产液性质评价等配套工艺。 （一）原钻具求产测试工艺 原钻具放喷求产测试试油工艺是在钻井过程钻遇孔、缝、洞发育的Ⅰ类储层，当发生井漏、井涌，测试工具无法下入井内时，为及时了解地层产液性质和产能，利用原钻井钻具，进行快速短周期的试油施工。目前现场进行的有钻杆放喷求产和环空放喷求产两种方式，分别是在钻杆和环空接地面管汇等控制工具，进行控制求产。 1 工艺测试管柱 采用原钻井钻具进行测试，管柱组合（自上而下）为：5″常规钻杆 + 变丝+31/2″常规钻杆 + 31/2″加重钻杆 + 震击器 + 变丝 + 57/8″钻头。 2 工艺测试流程 ①、首先对活动弯管及钻台方管汇进行试压，在高压30MPa、低压2MPa下不渗不漏并且稳压30min。然后安装、固定地面测试管线，在15MPa下试压不渗不漏并且稳压30min。井口防喷装置必须试压到35MPa，并做到开关灵活好用。 ②、井口若有压力显示则直接开井放喷，否则注入一个钻具容积的清水进行诱喷。若仍无压力显示，再注入一个钻具容积的轻质原油（0.86g/cm3）进行诱喷。 ③、开井先敞喷，待有喷势后选择合适油嘴控制求产，求取稳定压力和油、气、水产量，并取稳定压力及稳定产量下的油气水样。 3 工艺特点 简便、快捷，主要适用于油气显示较好、能够自喷的油井。 4工艺缺点 它只能在产量较高时（地层流体可以流至地面）求取产量及产液性质，无法求取地层参数，不能对储层进行更深入的评价，尤其对低产低渗储层无法做出准
APR测试 -射孔联作工艺在莱斜 *井应 用 摘要 莱斜*井为定向井斜度较大，其钻探主要目的是进一步了解青南洼陷西坡沙 四段的 含油气情况。目的层岩性为灰色荧光砾岩，根据测井解释，决定对目的层进 行射孔测试。钻井取心见到油斑及油迹显示，井壁取心见到油斑显示，测井解释 为油层，预测低产层，油水同出。根据设计讨论意见，决定采取APR地层测试射 孔联作工艺。 关键词：斜井；APR测试；打压 1 、基本情况 莱斜*井为大斜度定向井，目的层岩性为灰色荧光砾岩，钻井取心见到油斑 及油迹显示，井壁取心见到油斑显示，测井解释为油层，预测低产层，油水同出。根据设计要求采取APR地层测试射孔联作工艺。APR工具是一种环空压力操作的 全通径地层测试器，适用于斜度大、高压等油气井测试。由于其现场施工过程中，地面操作方便、全通径、不动管柱等诸多特点, 在胜利油田得到广泛的应用。 2 APR 测试器的特点、结构及工作原理
美国哈里伯顿公司最早研制APR工具，可在不动管柱的情况下通过改变环空压力实现井下测试阀多次开关井从而进行测试施工，求取目的层的产量、液性、压力、渗透率、油水边界等地层参数。 2.1 APR工具有以下特点： （1）开关井不需要动管柱，现场施工容易操作，更加安全。（2）在不活动井内管柱的情况下，可对地层进行洗井或其他作业；（3）全通径有利于高产量井的测试，管内液体流动阻力小。 2.2 APR测试工具结构原理 常规APR测试工具主要包括：全通径放样阀、RD 安全循环阀、LPR-N 测试阀、RD 取样器，如图1标准单封APR套管测试工具结构所示。LPR-N 阀是测试工具核心部件，APR测试工具的主要应用部分。 2.2.1 结构 LPR-N 测试阀是APR 地层测试器核心部件。主要由三部分组成：（1）球阀部分；（2）动力部分；（3）计量部分，如图2 所示： 图1 APR套管测试工具结构 图1 APR套管测试工具结构
APR测试工具在高温及高压差作业条件 下的改进与应用 摘要：高温高压井 APR 测试工具试油作业时井口通常为采油树，安装了采 油树后测试管柱上部被油管悬挂器固定、管柱下部因 RTTS 封隔器坐封锚定在套管，管柱两端轴向位移受约束。在高温高压井 APR 试油测试管柱中有时会设置 伸缩管来补偿管柱的长度变化，伸缩管带有自由行程结构，可同时下入多支伸缩 管以补偿管柱长度。将 APR 测试工具的耐温耐压差性能由70 MPa / 177 ℃提 升至105 MPa / 204 ℃ 。经室内高温高压评价实验,封隔器设计等级、耐温耐 压等关键指标满足设计要求。现场DB×井使用改进型 193. 675 mmCHAMP-Ⅳ封 隔器、MJ×井使用改进型 127 mm RTTS 封隔器,作业期间井下工具工作正常,测 试均取得成功,起出检查测试工具完好，APR 测试工具为超深高温高压井高质量 勘探开发打下了坚实的基础。 关键词：测试工具；APR工具；高温高压 随着现代社会的发展，石油天然气作为重要的战略资源在全世界的需求量十 分大。由于现代社会科学技术的发展，对石油天燃气的勘探变得十分容易，这就 大大地促进了石油天然气在现代社会中的应用。APR测试工具是一种环空压力控 制式地面测试工具 , 主要包括LPR-N 阀、R D 阀、R D 取样器等。具有承压能 力高、抗硫化氢腐蚀、全通径、安全方便等特点。其测试管柱录取的井下流体和 压力参数准确、详细,也将极大地提高试井解释和油气藏评价的准确性、可靠性。同时,该套测试工艺采用环空操作,相对 HST、MFE等地层测试工艺,大大降低了 井口操作带来的一系列安全因素,减少了后期压井风险,操作简单、施工安全系数高。 一、APR 测试工具的组成
第四章APR环空压控测试工具 环空压控测试工具比较典型的是Halliburton公司的APR（Annulus Pressure Responsive）工具和Schlumberger（Johnston）公司的PCT（Pressure Control Tester）工具。其中国内引进较多的是APR工具，其应用也较普遍。本章主要介绍APR测试工具。 Halliburton公司在60年代研制了用于海洋浮船测试的环空加压测试器APR（Annulus Pressure Responsive），初期其测试阀并不是全通径的，到1973年研制成功全通径测试阀，经过多次重大改进，目前APR测试器在海洋石油勘探上已得到普遍应用。为了降低环空操作压力，Halliburton公司在原来的APR-N阀的基础上进行改进，又研制成功了LPR（Low Pressure Responsive）-N阀，但一般仍称这套测试系统为APR测试器。 APR测试器主要有以下优点： 1、测试阀的操作通过环形空间加压进行的，不动管柱，操作简单方便。 2、全通径结构在大产量井的测试中流动迅速，节省测试时间。 3、可用于对地层的酸化压裂作业。 4、可以进行各种绳索作业。 5、在斜度较大的井和定向井的测试中，优于常规测试器。 一套基本的APR测试系统包括以下部件：LPR-N阀、RD循环阀或RD安全循环阀、放样阀、RD取样器、伸缩接头、BJ震击器、RTTS安全接头、液压旁通阀、RTTS封隔器、大通径记录仪托筒等。 下面分别介绍以上各个部件的用途和结构原理。 一、LPR-N测试阀 1、用途 LPR-N测试阀是靠环空压力操作的井下测试阀，用于套管井的DST作业。当管柱操作（提放、旋转等）受到限制或需用全通径测试管柱时，用它来实现井下多次开关井。 2、结构与工作原理 LPR-N阀结构如图21所示。可分为球阀、氮气动力和计量三部分。 （1）球阀部分： 主要包括球阀和转动球阀相关的部件。新改进的结构在此增加了一开启包部件，可以使球阀下井时，既能处于关闭位置，也能处于开启位置，由工具组装时决定。如果下井时，球阀置于开启位置，则第一次环空加压和泄压后将使球阀变回通常的操作状态。在此状态下，环空加压使球阀打开，放压球阀关闭。 （2）氮气动力部分： 主要包括剪销、操作活塞和氮气腔。操作活塞的一端感应环空压力。环空加压时，压力驱动操作活塞下移，压缩氮气，同时带动球阀操作臂，使球阀转动打开。环空泄压时，
快速诊断评价技术在元坝气田中的研究及应用 作者：瞿朝朝郭康良 来源：《中国科技博览》2013年第34期 [摘要]在应用常规试井解释方法对元坝气田气井进行解释时，特征曲线未能达到径向流阶段[4]，解释不出合理的地层参数。针对元坝高含硫气藏工程地质特征复杂、工况环境恶劣、施工工艺过程复杂的特点，建立快速测试评价技术，准确快速同步跟踪评价现场短时测试资料。通过对实际测试资料的解释，结果表明，该技术解释出的储层参数符合生产要求。 [关键词]快速诊断地层压力渗透率气井元坝气田 中图分类号：TE353 文献标识码：TE 文章编号：1009―914X（2013）34―0558―02 元坝气田位于四川省广元市苍溪县、南充市阆中市及巴中市巴州区境内，处于四川盆地川北坳陷与川中低缓构造带结合部，西北与九龙山背斜构造带相接，东北与通南巴构造带相邻，南部与川中低缓构造带相连。气藏含硫高、埋藏深、温度高的特征，给气井完井测试带来了系列难题，前期测试过程中出现多次井下工具失效、封隔器密封失效等问题，导致气井测试周期长，同时超深含硫气井井控风险及测试过程中的安全环保问题等要求测试时间尽可能短。因此，在元坝气田开展快速诊断评价技术[1]的研究是十分有必要的。 1.快速诊断评价技术基本原理 1.1基本假设 由于元坝高含硫气藏的井况复杂，使得获取的短时测试资料容易失真。可以从测试工具和测试制度两方面进行优化。 通过调研国内外类似气藏勘探开发经验，优化形成了全通径APR测试工艺技术体系，全通径APR测试工具是一种压控式套管测试工具，该工具在封隔器坐封后，开井、关井、循环、取样等各项操作，由环形空间压力控制。具有可操作性强及成功率高、对高压油气井和超深井测试特别有利、可对地层进行酸洗或挤注作业、适合于含有害气体层测试、对大斜度井特别有利、综合作业能力强等特点。一套基本的APR测试系统包括以下部件：OMNI阀、LPR-N阀、RD循环阀、RD安全循环阀、BJ震击器、液压旁通阀、RTTS封隔器、压力计托筒等。APR测试工具主要有以下优点： 1）由于整个测试管柱全通径的特点，在测试过程中可同时进行电缆/钢丝作业，进行地面直读和PVT高压物性取样，在测试结束后可以应用原管柱进行酸化、压裂；
油管输送射孔与地层测试器联合作业 一、概述 油管输送射孔（TCP）与地层测试器联合作业工艺术（以下简称联作），是将TCP器材与测试器组合在一根管柱上，一次下井可同时完成油管输送负压射孔和地层测试两项作业。它能提供最真实的地层评价机会，获到动态条件下地层和流体的各种特性参数。我国80年代后期从国外引进了该项技术，进入90年代以来，联作工艺已在我国各大油田普遍推广起来。 测试器的类型较多，因而能组成的联作管柱型式及施工方法也就很多。目前使用最多的是Johnston的MFE地层测试器，以后又引进的常规PCT测试器、全通径PCT测试器和APR全通径测试器等，联作激发起爆方式由最初的压差启动、绳索控制起爆方式增加到旁通传压起爆方式和使用全通径测试工具的投棒起爆方式；地层测试的顺序也由从下到上逐层测试发展到既可从下到上也可从上到下进行测试。目前，联作技术正朝大斜度井、高温高压井等特殊条件井的联作方向发展，今后新型测试器和新的联作方法必将不断出现。 二、联作工艺的优越性 1、地层测试的方法及目的 1）地层测试的方法 地层测试又称DST，它包括钻井过程中进行的测试（又称中途测试）和射孔完井后对油气层进行的测试（又称完井测试）。 完井测试的方法有两种，一种是先进行电缆常规射孔，然后下测管柱进行测试。另一种就是联作工艺地层测试。 2）地层测试的目的 通过对取得的测试资料和回收的地层流体进行数据处理和分析就可以对测试地层进行定定量的评价。可获得地层的温度、原始压力、平均有效渗透率、井壁平均堵塞比、测试半径、井储系数、流动系数、表皮系数、污染压降、压力衰竭和边界异常等30余项地层和流体的特性参数。根据这些参数，我们就可以预测产油量、产气量和产水量，可以判断测试层有无开采价值，如何开采以及有无必要采取增产措施，能帮助我们及时、准确地认识新油藏，加快勘探步伐，扩大勘探成果，科学指导增产措施。
提放式全通径地层测试器 一、概述 提放式全通径地层测试器（简称RBT，英文为Run Ball Tester）是采用APR的球阀结构和MFE的操作方式，并融合HFT、SC-1等测试器的优特点，作为设计理念，通过结构优化创新，设计研发的一种全通径提放式地层测试工具。 该工具室内调试简单，现场操作难度小，简化了工艺施工过程，性能更为全面、优越、可靠，把地层测试技术提升了一个层次，提高了资料录取的精度，降低了应用成本，扩展了市场服务范围。 该型测试器继承了APR工具通径大的优点，改变了开关井的操作方式，由环空压力控制改为提放管柱操作方式，从而降低了产品制造成本和用户使用成本，改变了APR冬季操作难度大的缺欠，使通径测试管柱的技术优势得以充分发挥。 RBT测试器优点突出，技术先进，为发展一趟管柱多种作业、特别是为发展跨隔测试投棒射孔联合作业、压裂挤注作业、过测试器绳索作业、以及高产油气井测试提供了新的技术支持，实现了高产油气井无阻流量测试。 二、工具原理及技术参数 提放式全通径型地层测试器，由五大部分组成。如图1-3-1。 图1-3-1 RBT的结构图 1.换位机构：如图1-3-2，由提升接头、刮环、非挤压环、凸耳环、换位外筒组成。凸耳能承受来自管柱的纵向重压，在换位槽中运动时受力均允对称，不会自损或损伤换位槽，
非挤压环确保凸耳旋转灵活，是控制井下阀门开关的装置。 图1-3-2 RBT的换位机构结构图 2.延时机构：由补偿活塞、注油短节、延时阀心轴、延时阀、弹簧、弹簧座、延时阀下心轴、密封活塞、延时外筒等组成。该机构与MFE测试器换位机构类似，是用缝隙限流原理产生的单向延时效果，提示操作员对井下工具工作状态的正确判断，准确操作开关井。 3.球阀机构：如图1-3-3，由球阀、阀座、法兰、调节环、碟型弹簧、卡板、C型夹、操作臂、心轴、阀外筒等组成。其中球阀和阀座采用进口组件。设计的蝶型弹片起着缓冲和保护球阀的作用，心轴上设有压力平衡孔，在打开球阀时，上下压差是平衡的，所以既保证了球阀的顺利旋转也提高了球阀的使用寿命。 图1-3-3 RBT的球阀机构结构图 4.动力机构：由外筒，平衡心轴，锁紧心轴组成。心轴和外筒上开有不同作用的传压孔，它的主要作用有，在操作开关井时给地面指重表一个“自由点”显示，给封隔器一个稳定座
油气井测试 名词解释：（5*3’） 1.油气井生产测试：凡是通过油气井产生流体产物（油、气、水甚至是钻井液浆滤液）而 进行的油气井动态参数的测试。 2.引用误差：测量仪器的绝对误差与其应用值之比。 3.满量程误差：用测量范围的上限值作为引用误差。 4.分辨力：指仪器能够在输入信号中检测到的最小变化量。 5.分辨率：指测量系统或显示系统对细节的分辨能力。 6.鉴别力：指测量仪器产生未察觉的响应变化的最大激励变化。 7.准确度：指测量仪器给出的示值接近于真值的能力。 8.精度：指量具仪表类仪器的最小分度值。 9.灵敏度：指测量仪器响应的变化除以对应的激励变化。 10.系统误差：在重复条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值与被测量 的真值之差。 11.随机误差：测量值与在重复性条件下对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值 之差。 12.粗大误差：指明显超出统计规律预期值的误差。 13.校验：用相对标准来确定测量仪表或测量系统测值读数与机械输入量之间的关系。 14.流量计：指测量流体流量的仪表，能指示和记录某瞬时流体的流量值。 15.计量表（总量计）：指测量流体总量的仪表，能记录某段时间流体的总量值。 16.转子流量计：以节流原理为基础的一种流量测量仪器。 17.节流现象：流体流经孔板时，孔板前后压力差随流量而变化。 18.光纤：在光学模式下承载信息的点对点传输介质。
19.试油：利用一套专用的设备和方法，对井下油、气、水层进行直接测试，并取得有关地 下油、气、水层产能，压力，温度和油、气、水样物性资料的工艺过程。 20.钻井中途测试：探井钻井过程中，钻遇油气层或发现重要油气显示时，中途停钻对可能 的油气层进行测试。 21.完井测试：指完井之后进行的地层测试，又称为试油气，也就是我们所说的常规试油、 普通试油 22.静止压力：打开油气层后，不排液或排出少量的液体即关井测压，测得油气层中部静止 压力。 23.流动压力：在自喷求产过程中特定的工作制度下所测得的油层中部压力。 24.压力梯度：等深测量井筒内不同深度的压力值一般以每100m 深度的压力差。 25.钻杆地层测试：指在钻井过程中或下套管完井之后，用钻杆或油管将底层测试器送入井 内，操作测试器开井、关井，对目的层进行测试，获得井下压力-时间关系曲线，通过曲线分析可获取动态条件下地层和流体的各种资料，计算地层和流体的各种特性参数，及时对储层做出评价。 26.滞留效应：两相混流时重质相速度往往低于轻质相，谓之重质相相对于轻质相存在“滞留”， 或称轻质相相对于重质相存在“滑脱”。 简答：(40’) 1.油气井生产测试的主要内容？ ①测试油气藏（井）动态参数所使用的仪器、仪表和设备的基本知识； ②测量这些动态参数（压力、流量、温度和液位——测产量）所
地层测试技术 一、地层测试定义 将封隔器、井下开关测试阀、反循环阀、压力计、取样器以及若干辅助工具通过钻杆或油管送入测试层段，实现油套隔离、负压诱喷、井下多次（或一次）开关井、获取PVT样品、方便压井的一套工艺过程。其特点是容易实现非自喷井测恢复。 地层测试从国外引进，最初称DST（Drill Stem Testing），直译钻杆测试，引进后期多使用油管下，改称地层测试，曾名钻柱测试、管柱测试。 DST技术起源于钻井中途测试，后应用于完井测试，最后用于非原钻机测试（使用油管送入）。 二、地层测试原理 地层测试是获得地层流体性质，计算地层特性参数，确定下步工作的技术措施之一。 地层测试的原理是用钻杆或油管将测试工具（包括压力温度记录仪、封隔器、测试阀等）下入测试层段，让封隔器膨胀坐封于测试层段上部，将其他层段和钻井液与测试层隔离开来，然后由地面控制，将井底测试阀打开，测试层的流体经筛管的孔道和测试阀流入管柱内，直至地面；根据录取的流动性质，压力温度等资料，用特殊的理论及方法进行解释评价，达到认识地层的目的。
三、常用地层测试工具 常用的地层测试工具分为以下三类： 常规测试工具（上提下放式测试管柱）：MFE、HST等； 环空压控式测试工具：PCT、APR等； 膨胀式测试工具：莱茵斯、曼德利等。 一次地层测试所需的井下工具至少包括：压力记录仪、筛管、封隔器、测试阀、循环阀等，辅助工具有震击器、安全接头、旁通阀、取样器等，还必须有测试垫。 1.测试垫 测试垫是指加在测试阀上方的钻杆或油管内的流体介质。可以是水、泥浆、氮气或组合使用这些介质。加测试垫的目的有两个： 1.1当打开测试阀时，控制测试层生产压差在合理范围内，既能诱使地层流体流进测试管柱，又不致因压差过大而损害地层和套管； 1.2在深井测试中，防止压井液柱压力挤毁钻杆或油管。 2.封隔器 封隔器起着将被测试层与其它层段和压井液隔离开来的作用。其核心零件是以橡胶为主要材料制成的胶筒，通过施加压缩负荷或向其内腔充注高压液体使其外径胀大，与井壁紧贴，起到密封和隔离的作用――即坐封。 裸眼封隔器一般其外径比要封隔的实际井眼内径小25.4mm