專利名稱：井下、一次起下作業(yè)、多層測試系統(tǒng)和使用該井下、一次起下作業(yè)、多層測試系統(tǒng)的井下測 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及井下試井，井下試井是一種用于表示對被井貫穿的地下巖層的潛在產(chǎn) 量進行評價以開采烴的方法的廣義術(shù)語。
背景技術(shù)：
井下試井包括將設備或設備的組合下入井內(nèi)，以液壓隔離目的層與井的其余部 分，并且能夠使所述目的層流入到為組合設備的一部分的室內(nèi)，或者通過連接到所述設備 的適當?shù)墓芰飨虻孛妗Ｔ诰垡呀?jīng)鉆通地層之后，使用射孔槍對地層的各種層進行射孔。在射孔之后，執(zhí) 行諸如鉆桿測試的測試。鉆桿測試(DST)是用于確定儲層流體的產(chǎn)能、壓力、磁導系數(shù)、和 特性、或地層的每一層中的油氣層的范圍(這些特征的一些組合)的過程。在油氣井測試領(lǐng)域中，共同的問題是井穿過可能具有類似或不同特征的多于一個 的分離的地下含油氣層。在這種情況下，目前需要執(zhí)行和將要被測試的層一樣多的鉆桿測試(DST)起下 鉆。這對于鉆桿井下測試操作來說是相當大的非生產(chǎn)時間源。目前，當將要對被給定井貫穿的多個層進行測試時，在每一層執(zhí)行單獨的井下測 試，從而使用也被稱作為測試管柱的鉆桿測試儀(DST儀)從井的井底按順序開始。在每一 次測試結(jié)束時，從井移除所述測試管柱以能夠使剛剛被測試的層與井液壓隔離，并且重置 測試儀，用于將管柱下一次下入井內(nèi)。在圖Ia-If中示出了被部署成利用根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的井下測試系統(tǒng)對給定井內(nèi)的 兩個層帶進行測試的典型順序。如圖Ia中所示，測試管柱3包括封隔器7、射孔槍系統(tǒng)9，并且測試器閥13被下入 到井5內(nèi)，以將射孔槍系統(tǒng)9定位成臨近于最低的目的層1。封隔器7被設置成隔離層1與 井眼5。然后如圖Ib所示利用射孔槍9對層1進行射孔。因此，地層物質(zhì)11流入到井眼5 和測試管柱3內(nèi)，并且被測試。例如，通過通常位于測試器閥13下方的取樣器和壓力計執(zhí) 行地層物質(zhì)的取樣和壓力測量。然后，對層1進行壓井，釋放封隔器7，并且從井5拉測試管 柱3。通過穿過層1或在層1上方安置塞子15而使層1與井眼5的上部隔離。重置測試管 柱3，并且準備射孔槍9以便對下一層2進行測試。如圖Id所示，將測試管柱3再次下入到 井5內(nèi)以對層2進行測試。設置封隔器7以隔離層2與井眼5。利用射孔槍9對層2進行 射孔(圖Ie)。地層物質(zhì)17流入井眼5和測試管柱3內(nèi)并被測試。再一次，可以通過位于 測試器閥13下方的取樣器和壓力計執(zhí)行地層物質(zhì)的取樣和壓力測量。然后對層2進行壓 井，釋放封隔器7，并從井5拉測試管柱3。在圖If中，通過穿過層2或在層2上方安置塞 子19而將層2與井眼5的上部隔離。相繼地，可以以同樣的方式對井5所有的另外層進行 測試。在如上所述的系統(tǒng)中，對于將要被測試的每一層、對于將要被重置的測試管柱3和將要安置的塞子來說需要移除測試管柱3。因此，井眼內(nèi)的多層井下測試可能是一個漫長 而且高成本的過程?？赡芤ㄉ蠋滋鞎r間，這在勞動力和設備成本方面成本很高，并且會推 遲井眼的完井。美國專利申請No. 2006/0207764中公開了一種多層測試系統(tǒng)的示例。此申請涉及 一種能夠使多個目的層被連續(xù)測試的組件。所述組件包括多個閥，且每一個閥可通過將閥 致動物體投下到相對應的閥內(nèi)而致動。閥可以以預定順序被相繼致動到打開狀態(tài)，并且在 將相對應的閥致動到打開狀態(tài)之后對不同層進行測試或采取增產(chǎn)措施(stimulate)。上述文獻說明了一種主要與層的增產(chǎn)措施有關(guān)的井下測試系統(tǒng)。一旦被致動，閥 不能關(guān)閉。因此，所述井下測試系統(tǒng)不能提供對層進行測試時的靈活性。本發(fā)明的系統(tǒng)通過提供一種測試系統(tǒng)來解決上述問題，所述測試系統(tǒng)可以用于在 井內(nèi)的井下測試管柱的單個起下鉆中測試多個層，并提供對層進行測試時的靈活性。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明涉及一種用于對井內(nèi)的地下層進行測試的多層測 試系統(tǒng)，所述多層測試系統(tǒng)包括上子系統(tǒng)和下子系統(tǒng)，所述上子系統(tǒng)包括控制站；和主隔 離封隔器，所述主隔離封隔器用于將上子系統(tǒng)與下子系統(tǒng)隔離，所述下子系統(tǒng)包括一組串 聯(lián)連接的單獨設備，且每一個設備適于對一個層進行測試；和一系列遠距離啟動工具，所述 遠距離啟動工具用于液壓隔離相應層并對相應層進行測試。所述多層測試系統(tǒng)還包括通信 系統(tǒng)，所述通信系統(tǒng)包括控制站與地面之間的通信裝置；和控制站與每一個單獨設備之間 的通信裝置，所述通信裝置控制單獨設備的遠距離啟動工具，用于按順序?qū)舆M行測試。通 信系統(tǒng)還將由各種工具采集的數(shù)據(jù)取回到地面。根據(jù)第二方面，本發(fā)明涉及一種用于使用根據(jù)本發(fā)明的第一方面的多層測試系統(tǒng) 對被井貫穿的多個地下層進行測試的多層測試方法，所述方法包括以下步驟將系統(tǒng)下入 并定位到井內(nèi)，使得每一個單獨設備臨近于將被測試的層；以及控制單獨設備的遠距離啟 動工具，用于按順序?qū)舆M行測試。本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點將從以下詳細說明和所附權(quán)利要求清楚呈現(xiàn)。


圖Ia-I際出了來自現(xiàn)有技術(shù)(已經(jīng)說明)的傳統(tǒng)的測試順序；圖2顯示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的位于井眼內(nèi)的系統(tǒng)；圖3顯示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的系統(tǒng)；圖4a_4c示出了使用根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的系統(tǒng)的連續(xù)多層測試；圖5a和圖5b示出了使用根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的連續(xù)多層測試；圖6a_6c示出了使用根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的系統(tǒng)的連續(xù)多層測試；以及圖7a_7d示出了匯總了使用根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的系統(tǒng)在連續(xù)多層測試期 間得到的不同閥的狀態(tài)(打開狀態(tài)或關(guān)閉狀態(tài))和不同壓力測量值的表格。
具體實施例方式以下參照附圖詳細說明本發(fā)明的示例性實施例，其中相同的元件可以由相同的附圖標記表示以便一致性。在以下說明中，表示在給定點或元件的上方或下方的相對位置的術(shù)語“向上”和 “向下”、“上”和“下”、“在……上方”和“在……下方”及其它類似術(shù)語用于更清楚地說明本 發(fā)明的一些實施例。然而，當應用到用于在斜井或水平井中使用的設備和方法時，這種術(shù)語 可以表示左到右、右到左、或其它適當?shù)年P(guān)系。
以下參照附圖并且更具體地參照圖2-6，示出了并通常由附圖標記100表示的本 發(fā)明的井下、一次起下作業(yè)、多層測試系統(tǒng)。系統(tǒng)100被設計成在井107內(nèi)使用，并且安裝有內(nèi)管道104，地層物質(zhì)可以在所述 內(nèi)管道中流動。通常，井107將具有諸如由附圖標記101、102和103表示的多個井地層或 多個目的層(圖4和圖6)。然而，井的具體結(jié)構(gòu)可以改變，并且可以存在另外的地層或?qū)印?為了說明，只顯示了三個目的層101-103，但是要理解的是本發(fā)明具有用于隔離并測試井中 的任意數(shù)量層的應用。如圖2所示，井下多層測試系統(tǒng)100包括兩個子系統(tǒng)上子系統(tǒng)109和下子系統(tǒng) 111。在圖2的示例性實施例中，上子系統(tǒng)109包括控制站151和用于隔離上子系統(tǒng)109 與下子系統(tǒng)111的主隔離封隔器113。所述上子系統(tǒng)還包括主閥115，所述主閥用于允許或 防止來自下子系統(tǒng)111的地層物質(zhì)流動到上子系統(tǒng)109。這種主閥可以例如是由諸如斯倫 貝謝的IRIS閥的球閥和套筒閥組成的復式閥，轉(zhuǎn)讓給斯倫貝謝并通過引用在此并入的美 國專利 4，971，160,5, 050，675,5, 691，712,4, 796，669,4, 856，595,4, 915，168 和 4，896，722 中說明和要求保護所述IRIS閥。所述系統(tǒng)還包括用于分析每一個單層101-103的組分的可 遠距離控制的流體分析器143、用于測量層101-103的流動的可遠距離控制的流量計145， 所述可遠距離控制的流體分析器和所述可遠距離控制的流量計可以是單獨的或組合的。根 據(jù)此示例，上子系統(tǒng)109還包括可遠距離控制的備用壓力計和可遠距離控制的取樣容器 (在圖中未示出)。位于主封隔器113下方的下子系統(tǒng)111包括一組串聯(lián)連接的單個設備116，且每一 個設備適于對一層進行測試，并且包括用于液壓隔離和測試相對應層的一系列遠距離啟動 工具。在操作中，將井下多層測試系統(tǒng)100下入并定位到井內(nèi)，使得每一個單個設備臨 近于將要被測試的層。在圖2和圖4a_4c中所示的示例性實施例中，每一個單獨設備116的遠距離啟動 工具包括用于在臨近于層101-103的層帶內(nèi)對井107進行射孔的射孔槍系統(tǒng)129、131、133、 能夠使地層物質(zhì)從系統(tǒng)100的內(nèi)管道104流入到井筒107內(nèi)的流動端口 135、137。遠距離 啟動工具還包括用于液壓隔離相應層101-103的測試器閥117、119、121、用于隔離一層與 另一相鄰層的隔離封隔器139、141和測試裝置。測試裝置有利地包括壓力計123、125、127、和用于允許對被測試的地層物質(zhì)進行 取樣的取樣裝置(圖中未示出)?？梢詫y試器閥117、119、121遠距離控制到打開或閉合狀態(tài)，并且所述測試器閥 可以用于液壓隔離相應層101-103。閥117、119、121允許層101-103通過系統(tǒng)100的內(nèi)管 道104從井107流動到測試系統(tǒng)100的上部。在圖2、圖4a-4c、和圖5a和圖5b中所示的實施例中，測試器閥117、119、121是套筒閥。封隔器139、141當被設置時用于隔離井107的不同層101-103。所述封隔器能夠 使得使用射孔槍系統(tǒng)129、131、133對每一個目的層101-103獨立單獨射孔，并且例如通過 對地層物質(zhì)進行壓力測量和取樣而對所述每一個目的層進行測試。圖3更詳細地說明了根據(jù)優(yōu)選實施例的多層測試系統(tǒng)的通信系統(tǒng)。所述通信系統(tǒng) 包括控制站151與地面105之間的通信裝置、和在控制站151與每一個單獨設備116之間 以控制單獨設備116的遠距離啟動工具用于按順序?qū)?03進行測試的通信裝置。所述通 信系統(tǒng)還可以包括單獨設備116之間的通信裝置。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，控制站151是無線控制站，并且安裝有能夠捕獲和發(fā)射 無線電信號的控制站天線157(圖2)。在另一個優(yōu)選的實施例中，控制站151與地面105之間的通信裝置包括一個或多 個轉(zhuǎn)發(fā)器，所述一個或多個轉(zhuǎn)發(fā)器用于轉(zhuǎn)繼控制站151與地面105之間的無線通信。在優(yōu)選的實施例中，通信裝置包長跳鏈路(long hop link) 147，所述長跳鏈路負 責地面105與控制站151之間的整體通信?；诰卣鳎L跳鏈路147還可以包括用于轉(zhuǎn) 繼通信的一個或多個轉(zhuǎn)發(fā)器155。長跳鏈路147例如可以是電磁鏈路。單獨設備116與控制站151之間、和單獨設備116之間的通信裝置包括有利地為 聲鏈路的短跳鏈路(short hop link) 149。一般而言，通信系統(tǒng)能夠使工具狀態(tài)和在井下獲得的數(shù)據(jù)實時或近似實時輸送到 地面105以及從地面105將啟動指令發(fā)送到工具，并且接收已經(jīng)正確執(zhí)行了所述指令的確 認。在圖2中，從例如單獨工具116、流量計145、流體分析器143到控制站151和從控 制站151通過轉(zhuǎn)發(fā)器155到地面105的不同通信信號由不連續(xù)雙箭頭表示。圖5a和圖5b說明了基本上類似于參照圖2和圖4a_4c說明的系統(tǒng)的系統(tǒng)100， 但是在系統(tǒng)100中，與內(nèi)管道104成一體相反，射孔槍123、131、133位于內(nèi)管道104的旁 邊。在此實施例中，每一個單獨設備116還包括“Y-塊(block)”504，所述“Y-塊”將內(nèi)管 道104分成兩個通路主通路和衍生通路505，地層物質(zhì)在所述主通路中流動，射孔槍129、 131、133位于所述衍生通路內(nèi)。射孔槍129、131、133因此位于從系統(tǒng)100的內(nèi)管道104分 支出來的衍生通路505內(nèi)，地層物質(zhì)可以在所述系統(tǒng)的內(nèi)管道中流動。在側(cè)向安裝射孔槍 129、131、133上方放置在衍生通路內(nèi)的盲接頭506保持內(nèi)管道104的密封整體性。圖6a_6c說明了基本上類似于參照圖2和圖4a_4c所述的系統(tǒng)的系統(tǒng)100，但是在 系統(tǒng)100中，測試套筒閥117、119、121被測試器球閥517、519替代。在本發(fā)明的此實施例 中，每一個單獨設備116包括第一流動端口 135、137和第二流動端口 134、136、138，所述第 一流動端口能夠使地層物質(zhì)從系統(tǒng)100的內(nèi)管道104流入到井筒107內(nèi)，所述第二流動端 口能夠使地層物質(zhì)從井筒107流入到系統(tǒng)100的內(nèi)管道104內(nèi)。此外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員 將認識到圖5a和圖5b中所示的系統(tǒng)的套筒閥117、119、121還可以被測試器球閥替代。如以下所述，多層測試系統(tǒng)能夠使各個層從井底開始單獨并且按順序以及混合被 測試。根據(jù)第二方面，本發(fā)明涉及一種用于使用如上所述的多層測試系統(tǒng)100對被井 107貫穿的多個地下層101-103進行測試的多層測試方法。所述方法包括以下步驟
(a)將所述系統(tǒng)100下入并定位在井107內(nèi)，使得每一個單獨設備116臨近于與要 被測試的層101-103 ；(b)控制單獨設備116的遠距離啟動工具，用于按順序?qū)?01-103進行測試。在優(yōu)選的實施例中，并且參照如圖2-6所示的上述測試系統(tǒng)100，步驟(b)包括以 下步驟(bl)安置封隔器 113、139、141 ；(b2)保持所有閥 115、117、119、121 打開；(b3)使用臨近于第一層101的第一單獨工具116的射孔槍系統(tǒng)129對第一目的層 101進行射孔；(b4)對第一層101的流動159進行測試；(b5)關(guān)閉第一單獨工具116的測試器閥117 ；(b6)除了已經(jīng)被測試的層的閥117之外，保持所有閥115、119、121打開，并且重復 步驟(b3)-(b6)，以便對每一層102-103進行測試。在優(yōu)選的實施例中，步驟(b)可以包括所有以下步驟中的一個-使用壓力計123、125、127測量流動159的壓力；-使用取樣容器收集相應的已測試地層物質(zhì)的樣品；-利用上子系統(tǒng)109的流體分析器143分析相應的已測試地層物質(zhì)157；-利用上子系統(tǒng)109的流量計145測量相對應的測試地層物質(zhì)的流動159。根據(jù)所述方法，還可以對層101-013中的每一個進行壓力恢復測試。例如，在關(guān)閉 第一個單獨工具116的測試器閥117之后，使用第一單獨工具116的壓力計123實現(xiàn)所述 測試(步驟b4’)。在又一個優(yōu)選的實施例中，所述方法還包括對混合流和混合壓力恢復進行測試。 混合流的測試可以例如由以下步驟來實現(xiàn)(b8)重新打開所有測試器閥117、119、121 ；(b9)使用流量計145測量混合流和/或使用備用壓力計和/或單獨設備116的壓 力計123、125、127測量所述混合流的壓力。混合壓力恢復的測試可以例如通過以下方式實現(xiàn)(blO)關(guān)閉上子系統(tǒng)109的主復式閥；(bll)使用備用壓力計和/或單獨設備116的壓力計123、125、127測量混合壓力恢復。可以應用使用其中每一個單獨設備116又一包括“Y塊”504的系統(tǒng)100的相同的 方法，所述“Y塊”將內(nèi)管道104分成兩個通路地層物質(zhì)將在其內(nèi)流動的主通路和射孔槍 129、131、133位于其內(nèi)的衍生通路505。還可以應用使用其中測試套筒閥117、119、121被測試器球閥517、519替代的系統(tǒng) 100的相同的方法。以下根據(jù)示例性實施例并參考圖4、圖5、圖6和圖7更詳細地說明所述方法。如圖4a和圖7a所示，首先通過第一層射孔槍系統(tǒng)129對最下面的目的層101進 行射孔。地層物質(zhì)157通過打開的第一層測試器閥117流動(流動由箭頭159示意性地表 示)到測試系統(tǒng)100的內(nèi)管道104內(nèi)。所述地層物質(zhì)在通過第二層流動端口 135離開進入井眼107的鄰接于第二層102的層帶內(nèi)之前向上通過第一層隔離封隔器139。然后，流動 159通過打開的第二層測試器閥119回到測試系統(tǒng)100的內(nèi)管道104內(nèi)。然后，所述流動通 過第二層隔離封隔器141，并且通過第三層流動端口 137回到井眼107的鄰接于第三層103 的層帶內(nèi)。所述流動最后通過打開的第三層測試器閥121再次返回到測試系統(tǒng)100的內(nèi)管 道104內(nèi)，并向上達到測試系統(tǒng)100的在主封隔器113上方的上部109。在流動周期(159)期間，第一層101被測試。例如，通過第一層壓力計123測量壓 力LlFI，并且通過取樣容器對地層物質(zhì)157進行取樣和/或通過流體分析器143分析所述 地層物質(zhì)。在流動周期(159)結(jié)束時，通過無線通信系統(tǒng)致動第一層測試器閥117以閉合，以 使用第一層壓力計123記錄井底壓力恢復LIBup?！┩瓿纱?，并且同時保持第一層測試器閥117關(guān)閉，利用第二層射孔槍系統(tǒng)131 對沿井107的下一個目的層102進行射孔，并且地層物質(zhì)161通過打開的第二層測試器閥 119流動(163)到測試系統(tǒng)100的內(nèi)管道104內(nèi)，如圖4b和圖7b所示。然后，所述地層物 質(zhì)在通過第三層流動端口 137離開進入井眼107內(nèi)之前通過第二層隔離封隔器141。最后 所述地層物質(zhì)通過打開的第三層測試器閥121返回到測試系統(tǒng)100的內(nèi)管道104內(nèi)，并向 上到達管柱105的在主封隔器113上方的上部109。 在流動周期(163)期間，對層102進行測試。例如，通過第二層壓力計127測量壓 力L2FI，并通過取樣容器對地層物質(zhì)161進行取樣和/或通過流體分析器143分析所述地 層物質(zhì)。此外，當?shù)谝粚訙y試器閥117保持關(guān)閉時，可以使用第一層壓力計123測量第一層 101的壓力恢復，這能夠測試第二層102的流動163對第一層的壓力恢復的影響以檢測兩個 層101與102之間是否連通或滲漏(干擾測試)。在流動周期(163)結(jié)束時，通過無線通信系統(tǒng)致動第二層測試器閥119閉合以使 用第二層壓力計127記錄井底壓力恢復L2Bup。最后，如圖4c和圖7c所示，在保持第一層測試器閥117和第二層測試器閥119關(guān) 閉的同時，利用第三層射孔槍系統(tǒng)133對第三目的層103進行射孔，并且地層物質(zhì)165通過 打開第三層測試器閥121流動(167)到測試系統(tǒng)100的內(nèi)管道104內(nèi)。然后所述地層物質(zhì) 向上到達測試系統(tǒng)100的在主封隔器113上方的上部109。在流動周期(167)期間，以與先前層相同的方式對層103進行測試。例如，通過第 三層壓力計127測量壓力L3FI，并且通過取樣容器對地層物質(zhì)進行取樣和/或通過流體分 析器143分析所述地層物質(zhì)。再次，可以執(zhí)行干擾測試以使用壓力計123、125測量第三層的流動對第一層和第 二層的壓力恢復的影響，并且同時保持第一層測試器閥117和第二層測試器閥119關(guān)閉，以 檢測層101-103之間是否連通或滲漏。在第三流動周期167結(jié)束時，通過無線通信系統(tǒng)致動第三層測試器閥121閉合，以 使用第三層壓力計127記錄井底壓力恢復L3Bup。相對井107中需要測試的另外的層重復相同的方法。一旦已經(jīng)單獨對所述層進行了測試(流動和壓力恢復)，所有下測試器閥117、121、 123可以重新打開以允許所有層流動混合。如圖7d所示可通過關(guān)閉主復式閥115記錄最終的整體壓力恢復。例如，通過壓力計123、125、127中的任一個和/或通過備用壓力計測量混 合流壓力CF1?？梢酝ㄟ^壓力計123、125、127中的任一個記錄最終的整體壓力恢復CBup。
以下參照圖5a和圖5b說明根據(jù)本發(fā)明的方法的示例。所述方法適于如先前所述 的系統(tǒng)100，但是還包括“Y塊”504，所述“Y塊”將內(nèi)管道104分成兩個通路地層物質(zhì)將在 其內(nèi)流動的主通路和射孔槍129、131、133位于其內(nèi)的衍生通路505。圖5a和圖5b表示僅 應用于一個目的層102的方法。相同的說明可以應用于任何其它目的層。如圖5a所示，對目的層102下方的一層已經(jīng)進行了射孔，并且地層物質(zhì)157正在 內(nèi)管道104內(nèi)流動(159)。通過層射孔槍系統(tǒng)131對層102進行射孔。然后，地層物質(zhì)161 繞射孔槍131在井筒107內(nèi)流動(163)，并且通過打開套筒閥119向上進入到內(nèi)管道104 內(nèi)，然后到達下一個單獨設備116或到達地面，如圖5b所示。以下參照圖6a_6c說明根據(jù)本發(fā)明的方法的示例。所述方法適于使用測試器球閥 517、519。以與先前所述的同樣的方式對第一層101進行射孔。然后，地層物質(zhì)157通過第 一層流動端口 134流動(159)到測試系統(tǒng)100的內(nèi)管道104內(nèi)。地層物質(zhì)157向上移動通 過第一層隔離封隔器139并通過打開的第一層測試器閥117。然后，地層物質(zhì)157通過下 第二層流動端口 135離開進入井眼107的鄰接于第二層102的層帶內(nèi)。流動159然后通過 上第二層流動端口 136返回到測試系統(tǒng)100的內(nèi)管道104內(nèi)，通過第二層隔離封隔器141 并通過打開的第二層測試器閥119。流動159然后通過下第三層流動端口 137返回到井眼 107的鄰接于第三層103的層帶內(nèi)。流動159最后通過上第三層流動端口 138再次返回到 測試系統(tǒng)100的內(nèi)管道104，并到達測試系統(tǒng)100的在主封隔器113上方的上部109。將被測試的所有其它層102、103的地層物質(zhì)161、165的流動163、167從井眼107 的鄰接于已測試層開始遵循與第一層101的流動159相同的通路。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)還能夠使用無線通信裝置將來自單獨設備的測試裝置的數(shù)據(jù) 實時傳輸?shù)娇刂普?。雖然相對于優(yōu)選的實施例和示例說明了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離 本發(fā)明的保護范圍的情況下可以對井下多層測試系統(tǒng)的相關(guān)部件和測試方法的步驟做多 種改變和修改。如上所述的井下多層測試系統(tǒng)和方法的優(yōu)點尤其包括由于可以單獨并且一起在測試系統(tǒng)的井中的單個起下鉆內(nèi)對多個層帶進行測試 時，因此節(jié)省了時間。可以通過無線通信系統(tǒng)從地面實時訪問數(shù)據(jù)?？赏ㄟ^無線通信系統(tǒng)從地面實時訪問任意給定設備的狀態(tài)?？梢酝ㄟ^無線通信系統(tǒng)從地面任意啟動各種設備。雖然對位于下方的層進行測試，但是可以提供下層帶的壓力恢復。可以在啟動(流動)層與位于下方的任意關(guān)閉層之間執(zhí)行連續(xù)干擾測試。在層間封隔的理想條件下，可以通過在前一個層已經(jīng)關(guān)閉時就使一個層開始流動 來獲得進一步的時間增益。在可選的實施例中，控制站與地面之間的通信還可以利用電纜實施。在不背離如 所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的保護范圍的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以容易地設想本發(fā) 明的許多變化。
權(quán)利要求
一種用于對井(107)內(nèi)的地下層進行測試的多層測試系統(tǒng)(100)，包括上子系統(tǒng)(109)、下子系統(tǒng)(111)和通信系統(tǒng)，其中所述上子系統(tǒng)(109)包括控制站(151)；和主隔離封隔器(113)，所述主隔離封隔器用于將所述上子系統(tǒng)與所述下子系統(tǒng)隔離，所述下子系統(tǒng)(111)包括一組串聯(lián)連接的單獨設備(116)，且每一個設備(116)適于對一個層(101-103)進行測試；和一系列遠距離啟動工具，所述遠距離啟動工具用于液壓隔離相應的所述層并對相應的所述層進行測試；以及所述通信系統(tǒng)包括所述控制站(151)與地面之間的通信裝置；和所述控制站(151)與每一個單獨設備(116)之間的通信裝置，所述通信裝置用于控制所述單獨設備的所述遠距離啟動工具，用于按順序?qū)λ鰧舆M行測試。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述遠距離啟動工具包括測試器閥，所述測試器 閥能夠被遠距離控制到打開狀態(tài)或關(guān)閉狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述測試器閥是套筒閥(117、121、123)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述測試器閥是球閥(517，521)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的系統(tǒng)，其中，所述遠距離啟動工具包括能夠遠距 離控制的測試裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中，所述能夠遠距離控制的測試裝置包括可遠距離 控制的壓力計(123、125、127)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的系統(tǒng)，其中，所述能夠遠距離控制的測試裝置包括能夠遠 距離控制的取樣裝置。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的系統(tǒng)，其中，所述遠距離啟動工具包括用于隔離 一個層與另一個相鄰層的遠距離啟動封隔器(139，141)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的系統(tǒng)，其中，所述遠距離啟動工具包括遠距 離啟動射孔槍系統(tǒng)(129，131，133)，所述遠距離啟動射孔槍系統(tǒng)用于對與所述相應層 (101-103)鄰接的層帶內(nèi)的井(107)進行射孔。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述遠距離啟動射孔槍系統(tǒng)(129，131，133)位 于衍生通路(505)內(nèi)，所述衍生通路從所述系統(tǒng)(100)的內(nèi)管道(104)分支出來，地層物質(zhì) 能夠在所述內(nèi)管道內(nèi)流動。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的系統(tǒng)，其中，每一個單獨設備(116)包括流動端 口(135，137)，所述流動端口能夠使地層物質(zhì)從井筒(107)流入到所述系統(tǒng)(100)的內(nèi)管道 (104)內(nèi)。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的系統(tǒng)，其中，每一個單獨設備(116)包括流動端 口(134，136，138)，所述流動端口能夠使地層物質(zhì)從所述系統(tǒng)(100)的內(nèi)管道(104)流入到 所述井筒(107)內(nèi)。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的系統(tǒng)，其中，所述上子系統(tǒng)(109)包括主閥(115)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，所述主閥(115)是復式閥。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的系統(tǒng)，其中，所述上子系統(tǒng)(109)包括用于分析 每一個單獨層的組分的能夠遠距離控制的流體分析器(143)。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的系統(tǒng)，其中，所述上子系統(tǒng)(109)包括用于測量 所述層的流動的能夠遠距離控制的流量計(145)。
17.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的系統(tǒng)，其中，所述上子系統(tǒng)(109)包括能夠遠距 離控制的備用壓力計。
18.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的系統(tǒng)，其中，所述上子系統(tǒng)(109)包括能夠遠距 離控制的取樣容器。
19.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的系統(tǒng)，其中，所述控制站(151)是無線控制站。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中，所述控制站(151)與地面之間的通信裝置包括 用于轉(zhuǎn)繼通信的一個或多個轉(zhuǎn)發(fā)器(155)。
21.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的系統(tǒng)，其中，所述通信系統(tǒng)能夠?qū)⒂伤鰡为氃O 備的測試裝置收集的測試數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛妗?br> 22.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的系統(tǒng)，其中，所述通信系統(tǒng)包括所述單獨設備(116)之間的通信裝置。
23.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的系統(tǒng)，其中，所述控制站(151)與所述單獨設備 (116)之間的通信裝置包括短跳鏈路(149)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中，所述短跳鏈路(149)是聲鏈路。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中，所述短跳鏈路(149)是電磁鏈路。
26.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的系統(tǒng)，其中，所述控制站(151)與地面之間的通 信裝置包括長跳鏈路(147)。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，其中，所述長跳鏈路(147)是聲鏈路。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，其中，所述長跳鏈路(147)是電磁鏈路。
29.一種用于使用根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層測試系統(tǒng)對被井貫穿的多個地下層進行 測試的多層測試方法，包括以下步驟(a)將所述多層測試系統(tǒng)下入并定位到所述井內(nèi)，使得每一個單獨設備臨近于將被測 試的層；以及(b)控制所述單獨設備的遠距離啟動工具，用于按順序?qū)λ鰧舆M行測試。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中，每一個單獨設備的所述遠距離啟動工具包括 封隔器、測試器閥、射孔槍系統(tǒng)和測試裝置，所述步驟(b)包括以下步驟(bl)安置所述封隔器；(b2)保持所有閥打開；(b3)使用臨近于所關(guān)心的第一層的第一單獨工具的所述射孔槍系統(tǒng)對所述第一層進 行射孔；(b4)對所述第一層的流動進行測試；(b5)關(guān)閉所述第一單獨工具的測試器閥；(b6)除了已經(jīng)測試過的層的閥之外，保持所有測試器閥打開，并且重復步驟(b3)-(b6)，以便對每一層進行測試。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中，所述測試裝置包括壓力計，在關(guān)閉所述第一單 獨工具的測試器閥之后，所述步驟(b)還包括以下步驟(b4’ )使用所述壓力計對第一層的壓力恢復進行測試。
32.根據(jù)權(quán)利要求30或31所述的方法，其中，所述測試裝置包括壓力計，所述步驟 (b4)包括以下步驟使用所述壓力計測量流動的壓力。
33.權(quán)利要求30-32中任一項所述的方法，其中，所述測試裝置包括取樣容器，步驟 (b4)包括使用所述取樣容器收集相應的被測試地層物質(zhì)的樣品。
34.根據(jù)權(quán)利要求30-33中任一項所述的方法，其中，所述上子系統(tǒng)包括流體分析器， 所述步驟(b4)包括以下步驟利用所述流體分析器分析相應的被測試地層物質(zhì)。
35.根據(jù)權(quán)利要求30-34中任一項所述的方法，其中，所述上子系統(tǒng)包括流量計，所述 步驟(b4)包括以下步驟利用所述流量計測量相應的被測試地層物質(zhì)的流動。
36.根據(jù)權(quán)利要求29-35中任一項所述的方法，還包括以下步驟(c)控制所述單獨設備的遠距離啟動工具，用于在當前被測試層與一個或多個已經(jīng)測試層 之間進行干擾測試。
37.根據(jù)權(quán)利要求29-36所述的方法，還包括步驟(d)控制所述單獨設備的遠距離啟動工具，用于至少兩個相鄰被測試層的混合測試。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中，所述步驟(d)包括以下步驟 (dl)重新打開至少兩個已經(jīng)測試的相鄰層的測試器閥；(d2)對混合流進行測試。
39.根據(jù)權(quán)利要求29-38所述的方法，還包括步驟(d’)控制所述單獨設備的遠距離啟動工具，用于對所有被測試層進行混合測試。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其中，所述步驟(d’)包括以下步驟 (d’ 1)重新打開所有測試器閥；(d’ 2)對混合流進行測試。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中，所述上子系統(tǒng)包括主復式閥，所述步驟(d’) 還包括以下步驟(d’ 3)關(guān)閉所述主復式閥； (d’ 4)對混合壓力恢復進行測試。
42.根據(jù)權(quán)利要求29-41中任一項所述的方法，還包括以下步驟(e) 將由所述單獨設備的每一個測試裝置收集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛妗?br> 43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法，其中，實時傳輸所述數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于對地下層進行測試的多層測試系統(tǒng)(100)，包括上子系統(tǒng)(109)、下子系統(tǒng)(111)和通信系統(tǒng)，所述上子系統(tǒng)包括控制站(151)和主隔離封隔器(113)，所述主隔離封隔器用于將上子系統(tǒng)與下子系統(tǒng)隔離，所述下子系統(tǒng)包括一組串聯(lián)連接的單獨設備(116)，且每一個設備(116)適于對一層進行測試；和一系列遠距離啟動工具，所述遠距離啟動工具用于液壓隔離相應層并對相應層進行測試，所述通信系統(tǒng)包括控制站(151)與地面之間的通信裝置；和控制站(151)與每一個單獨設備(116)之間的通信裝置，所述通信裝置控制單獨設備的遠距離啟動工具，用于按順序?qū)舆M行測試。本發(fā)明還公開了一種用于使用多層測試系統(tǒng)(100)對被井貫穿的多個地下層進行測試的多層測試方法，包括以下步驟將多層測試系統(tǒng)下入并定位到井內(nèi)，使得每一個單獨設備臨近于將被測試的層；以及控制單獨設備的遠距離啟動工具，用于按順序?qū)舆M行測試。
文檔編號E21B43/14GK101878350SQ200880118348
公開日2010年11月3日 申請日期2008年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月30日
發(fā)明者克里斯托弗·撒瓦里, 吉姆·菲拉斯, 皮埃爾·雷弗爾 申請人:普拉德研究及開發(fā)股份有限公司