專利名稱：全儲層取樣測試器的制作方法
全儲層取樣測試器是一種大型石油測井儀器，是電纜地層測試器中具有大批次獲取各儲集層原始流體樣品功能的新品種儀器。
電纜地層測試器是唯一能進行油氣儲集層地層動態(tài)特性測試的測井儀器。第一套儀器由斯侖貝謝公司于1955年研制成功，60-70年代大量使用，一次下井只能測一次地層壓力，取一個地層流體樣品，使用電點火閥；1974年斯侖貝謝公司推出了重復式地層測試器RFT，1980年阿特拉斯公司推出了多次地層測試器FMT，后來吉哈特公司推出了選擇性地層測試器SFT，直到現(xiàn)在，這些儀器都是勘探井必用的測井儀器，也是電纜地層測試器測井的主要產品，它們一次下井，可以測定任意個地層點的地層壓力及地層有效滲透率，可以最多測取兩個地層流體樣品，儀器動作全部是自動液壓控制；1989、1990年斯侖貝謝公司獲得了“用于測定地層性質的井下儀”(即“組裝式地層動態(tài)測試器”—MDT)的專利(專利號U.S.P4860581；U.S.P4936139，中國專利89107138.5)，1990年推出產品，從此電纜地層測試器有了將進入儀器的地層流體中的泥漿濾液抽排到井筒中去的功能，使得儀器能夠測取到地層原始流體樣品。該儀器的主要特點有采用了泥漿濾液與地層原始流體間的光學頻率識別及電阻率識別相結合的技術(U,S,P4994671)，多探測器測定地層水平與垂直滲透率技術，多級取樣組合技術，為完成多種功能可以實現(xiàn)不同儀器組件自由組合的技術等。1994、1995年西方阿特拉斯公司獲得了‘獲得和處理地下原生樣品的儀器和方法’(即“儲層特性測試儀”—RCI)的專利(專利號U.S.P5303775；U.S.P5377755)，發(fā)明了雙作用不等直徑的泵抽活塞，連續(xù)地向取樣筒直接泵送高于飽和壓力的地層流體技術，它一次下井可取6個地層原始流體樣品，還設置有備用探測器。1999年哈里伯頓公司獲得了‘提高了樣品采集系統(tǒng)功能的地層測試器’(即“儲層描述儀”—RDT)的專利(專利號U.S.P5934374)，該專利特點有抽排泵排量大增，可達到3.6l/min(1gpm)，而一般僅為2.2l/min(0.6gpm)；使用相距184.15mm的雙探測器，以增大泥漿濾液抽排量并可測量各向異性地層滲透率；設置電阻/電容計室以監(jiān)控流體特性；無沖擊采樣是取樣的標準形式；雙探測器及泵出預測試過程中均實行數(shù)字反饋控制系統(tǒng)，以優(yōu)選流速。
為使電纜地層測試器更加實用并擴大其用途，這里提出一種新的裝備，叫做全儲層取樣測試器。全儲層取樣測試器可以測量裸眼井中任一深度的泥漿柱壓力和地層壓力，一次下井作業(yè)，可測量和記錄泥漿柱壓力和地層壓力梯度剖面。根據各點壓力測試曲線，可直接測定該點原始的地層靜止壓力、地層滲透率、地層污染系數(shù)、地層采液指數(shù)等動態(tài)參數(shù)。全儲層取樣測試器發(fā)明的更重要的目的是大批次地獲取高質量的地層原始流體樣品，在井下測試點，可以用泵將地層流體中的泥漿濾液抽排到井筒中，并及時進行樣品識別，當確認流體樣品已經是原始的地層流體樣品后，進行泵抽取樣，即得到高壓物性(PVT)樣品，這樣的樣品一次下井可以采集十多次。
全儲層取樣測試器由地面測試與控制儀、電纜和井下儀器組成。
全儲層取樣測試器井下儀器由以下各部分組成電纜馬籠頭、轉換接頭AH64、自然伽瑪短節(jié)、電子單元、單探測器單元、泵抽單元、雙封隔器單元、多取樣單元。其中自然伽瑪短節(jié)、轉換接頭AH64、單探測器單元等均系配套設備。
地面測試與控制儀包括電源控制器、計算機系統(tǒng)和相關控制、分析解釋軟件；電子單元由井下電源和各單元控制、監(jiān)測、通訊接口組成；它們又共同構成了數(shù)傳電系統(tǒng)。全儲層取樣測試器的數(shù)傳電系統(tǒng)及資料解釋系統(tǒng)將另行申請專利，這里不做敘述。
泵抽單元是一個復雜的液壓系統(tǒng)，它上接單探測器單元，下接多取樣單元。該單元的功能是泵抽排，將地層泥漿濾液抽排入井筒高背壓泥漿中；泵抽預測試，可以進行不同體積預測試；泵抽取樣，抽排中當樣品識別為地層原始流體樣品時，程控關閉泥漿濾液排出通道，將地層流體接通到1個取樣筒中。
泵抽單元液壓系統(tǒng)的油箱中充滿耐高溫液壓油，油箱中設置一個平衡活塞和彈簧，活塞將油箱和井筒泥漿隔開，當儀器放入井中，隨深度的增加，泥漿壓力加大使平衡活塞移動，始終保持油箱壓力等于環(huán)境泥漿壓力。當油箱壓力大于一定壓力時能自動泄壓。
泵抽單元的動力系統(tǒng)可以使用直流無刷電機和變流量泵，也可以使用數(shù)個交流電機和數(shù)個定量泵構成多動力系統(tǒng)。電機啟動后，帶動定量泵運轉，將液壓油泵入高壓管線。泵壓傳感器記錄高壓管線中相對于測試點泥漿靜液柱的相對壓力，當壓力超過高壓管線最大工作壓力時，定值泄壓閥泄壓入油箱。
泵抽液缸活塞將液缸分成四個區(qū)，高壓管線的高壓液壓油分別交替進入泵抽液缸外側腔，泵抽液缸的低壓液壓油分別交替泄入油箱。由電磁閥和四個二位二通液動換向閥控制泵抽液缸活塞的往復運動。泵抽液缸的往復運動并通過四個單向閥換向，將雙封隔器單元中的地層流體樣品連續(xù)不斷吸入，而且在加壓后泵入井筒或取樣筒。
樣品管線中設置壓力傳感器記錄入口管線內流體相對于地面大氣壓力的壓力值的變化。
雙封隔器單元上端和泵抽單元相連，下端和多取樣單元相連。它的功能是將待測地層上下封隔，使待測地層只和全儲層取樣測試器的進樣管連通，進行測試或抽取被封隔地層的樣品。它有兩個封隔膠囊，來自泵抽單元的井液通過高壓總管可輸入到封隔膠囊內，使囊體膨脹，貼緊井壁，形成地層的封隔段。在兩封隔膠囊之間封隔器的殼體上，有連通井液的開孔，它是井液和地層流體輸入的進樣管的起點，為了避免井液中大顆粒的雜質進入進樣管，在入口處設置有過濾器。
雙封隔器控制段是控制雙封隔器的膠囊“座封”和“解封”的控制組件。雙封隔器液控段上設有一個液壓油箱，內置一個平衡活塞，平衡活塞將液壓油箱分隔為兩部分，活塞的外側和井液泥漿連通?；钊膬葌瘸渥⒁簤河?，平衡活塞可以在液壓油箱內移動，使油箱內的油壓和井液的壓力始終相等。雙封隔器控制段還設有隔絕閥、密封閥、單向閥、電磁閥、泵壓傳感器、泄壓閥等器件以完成雙封隔器的座封和解封。在雙封隔器控制段的樣品管路上還串聯(lián)了一個樣品識別傳感器，用以識別流過管路的流體樣品的物性。
多取樣單元包括十多個取樣筒、1個自流取樣筒及一系列的控制閥和轉樣閥。每個取樣筒容量為450ml，均可自由拆卸。取樣筒內有一個活塞，將取樣筒分隔成上腔和下腔。上腔是采集樣品的腔室，下腔有開口和井液泥漿連通，能夠保證泵抽取樣時和取樣后取樣筒內的壓力大大高于地層靜止壓力。在由封隔器控制段進入多取樣單元的樣品管路中，每個取樣筒串接兩個點火器開關閥，一個常關，第二個常通。第一個閥通電即使樣品管路與設定的取樣筒連通，高壓流體樣品即可泵入取樣筒。泵滿取樣筒后，第二個閥通電可使開關滑閥一次性關鎖，即可以高于地層壓力的狀態(tài)保存好取樣筒內的流體樣品。每次取樣都可以任意選定要充注樣品的取樣筒。自流取樣筒可以容納10—20L的樣品，其前方管路上聯(lián)有密封閥，功能之一是在取樣初期可不啟動泵抽而自流地將地層樣品流入筒內，這些樣品主要是不能代表地層原生樣品的泥漿濾液，用這一方法可加速排除泥漿濾液；功能之二是當?shù)貙訚B透能力很低時，也可將該地層點的樣品采集到。
全儲層取樣測試器一次下井可以任意次地將單探測器貼靠所有感興趣的地層點，以直接測取它們原始的地層壓力、地層滲透率等動態(tài)參數(shù)，憑借十多個取樣筒，可直接獲取大批次的地層原始流體樣品，基本滿足全儲層取樣的需求，也可提升取樣測試資料在油氣勘探與開發(fā)中的價值，及時對這些地層原始流體樣品進行常壓和高溫高壓物性分析，就可以創(chuàng)建類似巖心庫的一口井的全儲層原始流體全參數(shù)數(shù)據庫，一口井的全儲層原始地層動態(tài)全參數(shù)數(shù)據庫，以指導油氣田勘探和開發(fā)工作，大大提高它們的工作質量。
全儲層取樣測試器優(yōu)化了液壓回路設計，實現(xiàn)了推靠與預測試分別控制；有多次預測試功能，提高了預測試精度；將抽排泵的吸入腔室另外也用作預測試室，并設定了全體積、一系列的選體積，這有利于因地層而異優(yōu)選預測試體積；選用多動力系統(tǒng)，可以擴大程控調節(jié)泵抽排量的選擇范圍，充分發(fā)揮低功能電機的潛力；地層流體飽和壓力的簡易測定技術，使優(yōu)選泵抽排量變得簡單；設置雙封隔器可以保證疏松砂巖和特低滲油層的成功測試；取樣筒下腔和井液泥漿連通，使樣品壓力大大高于地層靜止壓力，保證各種條件下都不會低于飽和壓力；十多個原始流體樣品取樣筒的設置，可極大滿足一般探井取樣次數(shù)的需求；用點火開關閥控制取樣筒的啟閉，簡單可靠成本低。


圖1是全儲層取樣測試器總體結構圖，圖2是全儲層取樣測試器井下儀器結構3是泵抽單元的液壓系統(tǒng)原理圖，圖4是井下雙封隔器單元的液壓系統(tǒng)原理圖，圖5是多取樣單元的液壓系統(tǒng)原理圖，
為實現(xiàn)全儲層取樣測試器發(fā)明的功能和目標，下面描述一種比較理想的結構系列。
如圖1所示，全儲層取樣測試器(1)，由地面測井儀器車(36)上的電纜(32)繞過滑輪(33)，放入井中，單探測器或雙封隔器處于被測井段地層(31)，然后在地面控制系統(tǒng)(35)的操作下，推靠或座封于地層(31)，便可實施測井作業(yè)。
圖2是全儲層取樣測試器井下儀器結構圖。如圖2所示，全儲層取樣測試器井下儀器最多組合儀器串由以下各部分組成電子單元(4)＋單探測器單元(5)＋泵抽單元(6)＋雙封隔器單元(7)＋多取樣單元(8)＋底錐(9)組成。
另外還可以組合成以下3種儀器串①電子單元(4)＋單探測器單元(5)＋自流取樣筒(25)＋底錐(9)組成；②電子單元(4)＋單探測器單元(5)＋泵抽單元(6)＋多取樣單元(8)＋底錐(9)組成；③電子單元(4)＋泵抽單元(6)＋雙封隔器單元(7)＋多取樣單元(8)＋底錐(9)組成。
以上四種組合儀器串，均需要和自然伽瑪短節(jié)(3)，轉換接頭AH64(2)和電纜馬籠頭相聯(lián)接。
電子單元(4)由井下電源和各單元控制電路元器件構成。
單探測器單元(5)由液壓油箱(10)、動力段(11)、上液控段(12)、支撐活塞(13)、單探測器(14)和下液控段(15)組成。
泵抽單元(6)由液壓油箱(16)、多級動力段(17)、泵抽上液控段(18)、泵抽液缸(19)和泵抽下液控段(20)組成。
雙封隔器單元(7)由橡膠制成的雙封隔器(21)和雙封隔器控制段(22)組成。
多取樣單元(8)由點火器開關閥(23)、取樣筒(24)和自流取樣筒(25)組成。
自然伽瑪短節(jié)(3)、單探測器單元(5)、轉換接頭AH64(2)、測井車(5)均系配套設備。
泵抽單元(6)是一個復雜的液壓系統(tǒng)，它上接單探測器單元(5)，下接雙封隔器單元(7)。該單元的功能是①泵抽排濾液，將地層泥漿濾液抽排入井筒高背壓泥漿中；②泵抽預測試，可以進行選體積預測試、全體積預測試、選流量預測試、限壓預測試；③泵抽取樣，當樣品識別為地層原始流體樣品時，程控關閉泥漿濾液排出通道，將地層流體接通到多取樣單元，以高于泥漿靜液柱壓力保存地層原始流體到1個取樣筒中。
泵抽單元(6)的液壓系統(tǒng)原理圖，見圖3。泵抽單元液壓系統(tǒng)的油箱(42)是一個變體積的封閉油箱，油箱中充滿耐高溫液壓油，油箱中設置一個平衡活塞(40)和彈簧(41)，該活塞將油箱(42)和泥漿隔開，當儀器放入井中，隨深度的增加，泥漿壓力加大使平衡活塞移動，始終保持油箱(42)壓力等于環(huán)境泥漿壓力。油箱充油閥(45)用于向油箱充油。當油箱壓力大于0.69MPa時定值泄壓閥(48)泄壓。
泵抽單元的動力系統(tǒng)有兩種方案①直流無刷電機＋變流量泵；②數(shù)個交、直流電機(43)＋數(shù)個定量泵(44)(多動力系統(tǒng))。
電機(43)啟動后，帶動定量泵(44)運轉，將液壓油泵入高壓管線。泵壓傳感器(46)記錄高壓管線中相對于測試點泥漿靜液柱的相對壓力，高壓管線最大工作壓力為24.1MPa，當壓力超過24.1MPa時，定值泄壓閥(47)，泄壓入油箱。
泵抽液缸(54)是泵抽單元的主要組件，液缸活塞將液缸分成四個區(qū)(55、56、57、58)，高壓管線的高壓液壓油分別交替進入泵抽液缸(54)的(55)和(58)腔，泵抽液缸(54)的低壓液壓油分別交替由腔室(58)和腔室(55)泄入油箱。由電磁閥(49)和四個二位二通液動換向閥(50、51、52、53)控制泵抽液缸(54)活塞的往復運動。
當電磁閥(49)斷電時，高壓液壓油通過液壓閥(50)進入泵抽液缸(54)的左腔(55)；泵抽液缸(54)的右腔(58)的液壓油通過液壓閥(53)和油箱相通，泵抽活塞向右移動，運動到位后，位置傳感器接通，電磁閥(49)相應通電，高壓液壓油通過電磁閥(49)注入四個換向閥(50、51、52、53)，液壓控制各閥換向。相應高壓液壓油注入泵抽液缸右腔(58)，左腔(55)和油箱相通，泵油活塞向左移動。同理，泵抽活塞可以連續(xù)往復運動。泵抽液缸(54)的往復運動將雙封隔器單元中的地層流體樣品吸入和泵入井筒或取樣筒中。當泵抽活塞向右移動時，雙封隔器地層流體樣品從(66)吸入，經單向閥(62)進入(57)腔，與此同時(56)腔中的地層流體樣品被加壓經單向閥(59)注入樣品高壓管線(65)，進而泵入井筒或取樣筒；當泵抽活塞向左運動時，泵抽活塞(56)腔為吸入腔，地層流體樣品徑(66)管線通過單向閥(60)進入(56)腔；泵抽活塞(57)腔為加壓腔，地層流體樣品加壓后，經單向閥(61)進入樣品高壓腔管線(65)。同理，泵抽活塞往復運動，通過四個單向閥(59、60、61、62)換向，連續(xù)不斷將地層流體樣品加壓后泵入井筒或取樣筒。
樣品管線中設置應變壓力計(64)記錄入口管線內流體相對于地面大氣壓力的壓力值。為了完成泵抽預測試，在樣品管線中設置電機控制的密封閥(63)，當泵抽預測試時，密封閥(63)通電斷開，泵抽排停止。
井下雙封隔器單元(7)的液壓系統(tǒng)原理圖，見圖4。雙封隔器單元(7)上端和泵抽單元(6)相連，下端和多取樣單元(8)相連。它的功能是封隔膠囊將待測地層上下封隔，使待測地層只和全儲層取樣測試器的進樣管(66)連通，進行測試或抽取被封隔地層的樣品。
雙封隔器(21)上有兩個封隔膠囊(73)，當來自泵抽單元(6)的井液通過高壓總管(65)可輸入到封隔膠囊(73)內，使囊體膨脹，貼緊井壁，形成地層的封隔段。在兩封隔膠囊(73)之間封隔器(21)的殼體上，有連通井液的開孔，它是井液和地層流體輸入的進樣管(66)的起點，為了避免井液中大顆粒的雜質進入進樣管，在入口處設置有過濾器(74)。
雙封隔器控制段(22)是控制雙封隔器(21)的膠囊(73)“座封”和“解封”的控制組件。雙封隔器液控段(22)上設有一個液壓油箱(75)，內置一個平衡活塞(76)，平衡活塞將液壓油箱分隔為兩部分，活塞的外測和井液泥漿連通。活塞的內側充注液壓油、平衡活塞可以在液壓油箱(75)內移動，使油箱內的油壓和井液的壓力始終相等。液壓油箱(75)和注油閥(77)，泄壓閥(78)，隔絕閥(79)及單向閥(80)連通。通過注油閥(77)，可以向儀器內部加注液壓油。當儀器內部油壓超過6.9MPa時可通過泄壓閥(78)將液壓油泄出。
隔絕閥(79)由活塞(81)和活塞桿(82)組成，活塞(81)把隔絕閥的油缸分成兩個油腔室(83)和(84)，油腔(83)和單向閥(85)、電磁閥(86)及泄壓閥(87)相連通。當液壓油通過單向閥(85)流入腔室(83)時，推動活塞(81)移動，油腔(84)的回油流入油箱(75)。由于活塞(81)帶動活塞桿(82)的移動，切斷了樣品管路(88)和井液的連通，為封隔器“座封”做好了準備，反之，如果油腔(84)的壓力高于油腔(83)的壓力，則推動活塞(81)和活塞桿(82)回縮，使樣品管路(88)和井液連通，封隔器活塞腔因卸壓，使封隔膠囊“解封”。
泄壓閥(87)用于當隔絕閥(79)的油腔(83)內油壓超過11.7MPa時向油箱泄壓。電磁閥(86)是一個兩位兩通常通電磁閥，當未向電磁閥(86)供電時，油壓管路和油箱連通，以保持封隔器處于“解封”狀態(tài)，當向電磁閥(86)供電后，使油壓管路和油箱隔絕，使隔絕閥油腔(83)可以保持一定的高油壓，使封隔器處于“座封”狀態(tài)。
平衡活塞(89)的活塞(90)將閥腔分隔為(91)和(92)兩個腔室，腔室(91)和樣品管路(93)相連，腔室(92)和液壓管路連通?；钊?90)分隔了液壓介質，但可傳遞液壓壓力。
雙封隔器控制段(22)內的樣品管路上還串聯(lián)了兩個密封閥(94)和(95)，它們都是由直流電機(96)和驅動滑閥(97)構成。密封閥的進液口和來自泵抽單元的樣品高壓管路(65)連通，但閥(94)的出口和管路(98)連通。而閥(95)的出口和定值泄壓閥(106)連通，當向閥(94)和(95)的電機(96)供電時，可以將泵抽液流輸入管路(98)。在管路(98)上串聯(lián)了一個定值泄壓閥(99)，它的功能是只有當液壓超過規(guī)定值時，才能流過。在管路(93)上串聯(lián)了一個樣品識別傳感器(100)，用以識別流過管路(93)的流體樣品的物性。設置單向閥(101)是為了防止取樣筒內的樣品的返流，設置定值泄壓閥(102)是為了保證泵抽液壓管路內壓力超過28～32MPa時泄壓。
在流向雙封隔器的封隔膠囊(73)的管路(103)上，連接了一個泵壓傳感器(104)和泄液閥(105)。設置泵壓傳感器(104)用以監(jiān)視封隔膠囊是否得到正常的擠壓以達到正常的封隔，設置泄流閥(105)是為了防止封隔膠囊被過分膨脹而破損。
雙封隔器的工作過程如下當雙封隔器的封隔膠囊間距中心到達設定的待測地層位置時，電磁閥(86)通電，隔絕連通油箱的通路，關斷密封閥(94)，開通密封閥(95)。啟動泵抽單元，從封隔環(huán)空中抽取流體樣品，由于管路(93)上單向閥(101)后面取樣電點火閥處于關閉狀態(tài)，液流流向平衡活塞(89)，推動活塞(90)移動，把腔室(92)中的液壓油擠入隔絕閥(79)的下腔室(83)，推動隔絕閥活塞(81)向前，帶動活塞桿(82)隔絕管路(88)和井液的連通，如果繼續(xù)加壓，超過定值泄流閥(102)的設計值，則樣品排出。
關斷密封閥(95)，開通密封閥(94)，繼續(xù)泵抽，若壓力超過泄流閥(99)的設計值，液流就流向雙封隔器的封隔膠囊(73)，實現(xiàn)“座封”。泵壓傳感器(104)向地面不斷顯示封隔地層的壓力值，若壓力超過封隔器最高規(guī)定值，則由泄壓閥(105)泄壓；若壓力低于封隔要求的最低壓力值，則自動啟動泵抽系統(tǒng)，向封隔膠囊(73)補壓。完成“座封”后，關斷密封閥(94)，就可進行泵抽預測試和取樣。
完成各項測試任務后，停止泵抽工作，停止向電磁閥(86)通電，隔絕閥(79)的下腔(83)中的壓力通過電磁閥(86)泄入油箱，在井液的推動下，隔絕閥活塞(81)和平衡活塞(90)恢復初始狀態(tài)，隔絕閥活塞使管路(88)和井液泥漿連通，雙封隔器的封隔膠囊(73)在井液泥漿壓迫下卸壓，封隔器“解封”，儀器可以轉移到另一個測試位置重復上面的工作。
多取樣單元(8)的液壓系統(tǒng)原理圖，見圖5。在由封隔器控制段(22)進入多取樣單元(8)的樣品管路(93)中，每個取樣筒串接兩個點火器開關閥(23-1和23-2)，第一個(23-1)常斷，第二個(23-2)常通。以第一個取樣筒(24-1)為例，第一個閥(23-1)通電即點燃點火器(26)的火藥，產生的高壓氣體使開關滑閥(27)一次性解鎖，然后利用泵抽壓力推動滑閥，使樣品管路(93)與選定的取樣筒(24-1)連通，高壓流體樣品即可泵入取樣筒(24-1)。泵滿取樣筒后，第二個閥(23-2)通電即點燃點火器(28)的火藥，產生的高壓氣體使開關滑閥(29)一次性關鎖，即可以高于地層壓力的狀態(tài)保存好取樣筒內的流體樣品。每次取樣都可以任意選定要充注樣品的取樣筒。
這樣的取樣筒有11個(24-1～24-11)，每個容量為450ml，自流取樣筒(25)僅1個，容量為10L或20L，它們都是高壓容器。取樣筒(24)內有一個活塞(110)，將取樣筒(24)分隔成上腔(111)和下腔(112)。上腔(111)是采集樣品的腔室，下腔(112)有開口和井液泥漿連通，取樣筒的上端還設置有手動轉樣閥(113)和手動兩位三通閥(114)，下井前置于如圖位置。在把取樣筒組成從全儲層取樣測試器上取下來之前要擰動兩位三通閥(114)換位，把樣品密封在取樣腔(111)內，并把管路上的壓力排除。轉樣閥(113)用于從取樣腔(111)內轉出樣品，此時取樣筒下腔(112)上可外接管路，利用泵壓推動活塞(110)，從轉樣閥(113)轉出樣品，也可以利用外部泵壓將活塞(110)推到取樣筒(24)的最上端，做好下次取樣前的準備工作。
自流取樣筒(25)之前在管路上聯(lián)有密封閥(116)。自流取樣筒可以容納10—20L的樣品。其功能之一是在取樣初期可不啟動泵抽而自流地將地層樣品流入筒內，這些樣品主要是不能代表地層原始樣品的泥漿濾液，用這一方法可加速排除泥漿濾液。其功能之二是當?shù)貙訚B透能力很低時，也可將該地層點的樣品采集到。節(jié)流閥(115)可以在地面根據以往測井資料判斷選定不同效果的節(jié)流塞組合，以控制流入自流取樣筒(25)的樣品的流速，防止單探測器單元(5)的封隔墊因壓降過大，造成密封失效而取樣失敗。
多取樣單元的工作過程如下當全儲層取樣測試器到達預定井位，成功封隔并完成各項測試后，如果要實施取樣，可以先使泵抽單元(6)的電機斷電，開通自流取樣筒(25)前的密封閥(116)，來自單探測器單元或雙封隔器單元的樣品自流排入自流取樣筒(25)。啟動泵抽系統(tǒng)后，泥漿濾液可通過雙封隔器單元中的閥(106)排出。通過設置在雙封隔器控制段(22)中的樣品識別傳感器(100)的判定，樣品管路中的樣品為合格樣液時，首先使密封閥(95)通電關斷，然后開通選定的一個取樣筒前的點火開關閥(23)，用泵壓推動取樣筒中的活塞(110)，并在取樣筒上腔室泵注樣品，泵注滿后關斷另一個點火器開關閥的通路。
權利要求
1.一種用于油氣裸眼井的全儲層取樣測試器主要由地面測試與控制儀、電子單元、單探測器單元、泵抽單元、雙封隔器單元、多取樣單元組成，它用來測取各儲集層地層原始動態(tài)參數(shù)，其特征在于任意次使用的多流量地層動態(tài)壓力曲線預測試裝置，一個重復使用的抽排地層流體中泥漿濾液的裝置，十多個下方與井液相通的耐高溫高壓的取樣筒，一套用來控制每個取樣筒各個工序的裝置。
2.根據權利要求1，抽排泵活塞的一個吸入腔室兼有預測試功能，它在液壓作用下容積可以反復由零變?yōu)槟扯ㄖ?如最大為500ml)，可以多次進行預測試。
3.根據權利要求2，抽排泵應能提供變化范圍較大的不同的預測試流量。
4.根據權利要求1，用來抽排泥漿濾液的裝置，可以使用選定的高于地層流體飽和壓力下的最大排量進行抽排。
5.根據權利要求4，用來抽排泥漿濾液的裝置應有較大范圍的不同排量。
6.根據權利要求3和5，設置多級動力系統(tǒng)以滿足抽排泵的需求，多級動力系統(tǒng)采用多個電機帶動多個柱塞泵。
7.根據權利要求1，用來抽取地層流體樣品的裝置，須使用選定的高于地層流體飽和壓力下的最大排量進行抽取。
8.根據權利要求1，取樣筒的啟閉用點火開關閥控制，點火開關閥由電點火器及滑閥開關組成。
9.根據權利要求1，設置雙封隔器以保證疏松砂巖和特低滲油層的成功測試。
10.根據權利要求9，抽排泵利用井筒泥漿使雙封隔器膠囊膨脹和收縮，以完成雙封隔器的座封和解封。
全文摘要
一種用于油氣裸眼井的大型測井儀器,它一次下井可以任意次地將探測器或雙封隔器貼靠到感興趣的地層點,直接測取它們原始的地層壓力、地層滲透率等動態(tài)參數(shù),憑借抽排泥漿濾液的能力和十多個取樣筒,可直接獲取大批次的地層原始流體樣品,滿足全儲層取樣的需求,及時對這些地層原始流體樣品進行常壓和高溫高壓物性分析,以創(chuàng)立一口井全儲層原始的流體及地層動態(tài)全參數(shù)數(shù)據庫。
文檔編號E21B49/00GK1333459SQ0111528
公開日2002年1月30日 申請日期2001年6月7日 優(yōu)先權日2001年6月7日
發(fā)明者馬建國, 喬汝椿, 胡賢江, 馬泳, 韓樹桓, 周三平, 秦彥斌 申請人:西安石油學院, 西安精實信石油科技開發(fā)有限責任公司