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MFE地层测试器一、特点MFE地层测试器是一套完整的井下开关工具，整套测试工具借助于钻杆的上、下运动操作和控制井下工具的各种阀，具有操作方便、动作灵活可靠，地面显示清晰的特点。
测试时在地面可以比较容易地观察和判断井下工具所处的位置，并能获得任意次开井流动和关井测压期。
MFE地层测试器是大庆油田最早使用的地层测试工具，有127mm（5″）工具，适应于裸眼井测试和168mm(6 5/8″)以上的套管井测试；有108mm(4 1/4″)工具，适应于140mm(5 1/2″)以上的套管井和裸眼井测试;95mm(3 3/4″)工具，适应于140mm(5 1/2″)以上的套管井测试；79mm(3 1/8″)工具，适应于114mm(4 1/2″)小直径套管井测试。
但在使用中存在换位机构易损、心轴易堵、高产井截流、封隔器易泄压等问题。
二、结构MFE测试器主要由换位机构、延时机构、取样机构三大部分组成。
1、换位机构包括花键心轴、花键套、J型销、止推垫圈。
花键心轴与上部油管相连，受地面控制，只能上、下运动，不能转动。
J型销与花键套钉为一体并插入换位槽内，当花键心轴上、下运动时，拔动花键套转动，但不能上下移动。
J型销从一个位置换到另一个位置，下方测试阀也从一个位置换到另一个位置（上下位置改变），达到开井和关井的目的。
止推垫圈充分保障了花键套的轴向旋转。
如图1-1-1：（1）下井时，J型销通常在A位置，测试处于关闭状态；（2）下置预定位置加压坐封后，换位槽下行，延时几分钟后，管柱自由下落25.4mm，测试处于开井状态，J型销此时处于在B位置；（3）慢慢上提管住，换位槽上行，出现自由行程25.4mm，J型销移置C处，测试处于关闭状态；（4）下放管住，换位槽下行，J型销移置D处，测试处于关闭状态；（5）慢慢上提管住，换位槽上行，出现自由行程25.4mm，J型销移置A处，测试处于关闭状态；图1-1-1 MFE测试器换位机构及开关井过程运行图2、延时机构延时机构由阀、阀座、外筒、液压油等组成。
地层中途测试工艺简介1、MDT（Modular Formation Dynamics Tester）是指模块式地层动态测试器，斯伦贝谢公司第三代电缆地层测试工具通,过压力剖面、光学流体分析、取样技术可以准确识别流体类型，通过测量压力剖面可以确定油水界面、研究油藏类型，利用测压及产量测试取样可以研究油气藏性质。
仪器工作时上下封隔器座封后，泵将中间抽空后让地层流体进入，测得地层实际压力，比较准确，但停留时间较长，易卡。
图1为MDT结构示意图。
其工作原理参考第七部分“重复地层测试—RFT基本原理”。
图1 MDT结构示意图。
2、DST 测试类型（煤层例）2. 1中途裸眼测试这类测试是打开煤层后立即进行测试, 此时地层损害最轻, 并且所有的产层都可进行测试, 便于对地层做出准确的评价。
2. 2套管坐封测裸眼这类测试是套管下到煤层顶部后, 打开煤层, 封隔器坐在套管内测试煤层。
2. 3完井测试这类测试是完井后下套管、射孔、射开煤层, 在套管内测试。
2. 4改造后测试这类测试是在对煤层进行压裂或造洞穴后进行的测试, 与改造前的参数比较, 评价改造的效果和经济效益。
3、多流测试器（MFE）一、产品概述（1）MFE地层测试器是一套完整的井下开关工具，整套测试工具均借助于钻杆的上、下运动来操作和控制井下工具的各种阀，具有操作方便、动作灵活可靠，地面显示清晰的特点。
测试时在地面可以比较容易地观察和判断井下工具所处的位置，并能获得任意次开井流动和关井测压期,为评价地层提供了更多的资料。
MFE系统通常包括多流测试器、封隔器、液压锁紧接头、旁通阀和安全密封等。
（2）MFE中所装的双控制阀通常是借助钻杆的上、下运动来打开或关闭的。
下井时阀处于关闭状态，到达井底后，通过钻柱施加重力，经过一段延时，测试阀打开。
在打开的一瞬间，钻柱突然下坠25.4mm，这种在地面可以直接观察到的显示表明阀已打开。
如果要关闭测试阀时，只需将钻柱上提并略超过自由点，然后再下放钻柱加重力即可关井。
地层测试地层测试测井FMT它的用途主要是：在裸眼井中对目的层位进行压力测试及流体采样。
FMT一次下井可独立采到两个地层流体样品，每个最多可采到约10升样品。
利用所记录的压力曲线可求取地层渗透率，估计产能。
根据同一层系的压力变化情况，可进行油藏动态分析。
根据压力与深度之间关系建立起来的压力剖面，又可定性划分油、气、水三种流体的界面。
根据所采到的地层流体样品，在实验室内可进行直观定量分析解释，为描述油气藏提供最直接而准确的数据。
一、电缆地层测试器测量原理简介：电缆地层测试器由三大部分构成：1、地面控制和记录系统，它们与系列化组合化的测井地面仪器一起配用，使用照相记录和数字磁带记录。
2、井下仪器；3、转样、样品分析和仪器维修等附属设备。
1、重复式地层测试器FMT的取样系统如图所示。
它有两个预测试室（1、2），容量各为10毫升，而流量不同。
当仪器推靠到井壁之后，平衡筏（3）关闭，两个预测试室顺序打开，压力计（4）显示预测试压力，由压力计读数可以判明仪器取样口密封是否成功，也可以判断测试点地层是否有渗透性。
如果有渗透性，则压力逐渐恢复，地层流体将以一定的流量进入预测试室，通过压力变化及充满时间可以定性估计渗透率。
如果操作者认为该测试点的流体有必要选取，则打开一个密封筏（5、6），让流体进入一个取样筒。
如果预测试后认为不必取样，就打开平衡筏，收拢仪器，移至下一个测试点。
收拢仪器的同时，能够自动地抽空预测试室，为测试下一层作好准备。
1、 静液柱压力分析证明测量系统的稳定性仪器推靠前后静压不应超过1~2psi422.13⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛m psi cm g 压力梯度流体密度 2、 利用模拟压力曲线判断地层的渗透率好渗透层：预测试室活塞抽动时引起的压降很小，而关井后很快又恢复到地层压力差渗透层：预测试室活塞抽动时引起的压降很大，而关井后恢复到地层压力所需时间长地层渗透率计算公式：pq K d ∆=μ5660 其中：d K —压力下降渗透率，×310 3m μq —预测试室的流量，S cm3 μ—流体的粘度S mPa ⋅P ∆—下降压力，Pa 88.473、 利用压力梯度线鉴别油藏的流体性质相界面及垂向连通性在中、高渗透层中，预测试记录的地层关井压力基本上就是地层静压；而低渗透层的测试往往未达到稳定，需要用压力恢复曲线图外推求出地层压力地层静压力就是地层孔隙中流体的压力，根据流体压力就可以计算出地层流体密度⎪⎭⎫ ⎝⎛3cm g ρ ()()θρcos 2121d d p p C --= θ—井斜角，°1d 、2d —测井深度，m1p 、2p —对应深度1d 、2d 处的地层压力，psiC —单位换算系数，0.70324、 根据压力剖面变化分析油藏生产动态压力分布平行于原始流体梯度，压力递减是均匀的5、 根据测压结果分析裂缝性储层的生产特征。
中途测试在钻井过程中发现油气显示后，立即停止钻进、起出钻头，利用钻杆将地层测验器下到目的层顶部、封隔目的层以上的地层，利用钻杆进行试油，求取各项资料。
此种试油方法称为中途测试，又叫做钻杆测试、裸眼测试。
它的优点是能及时发现油气层，能获得更真实的地层资料。
测试的原理与试油的原理相同，就是靠降低井内液柱压力，诱导出油气流。
目前，现场已经淘汰了玻璃接头测试，常用MFE地层测试器、全通径APR测试工具、膨胀式测试工具进行中途测试。
1MFE地层测试工具及原理MFE(Multi Flow Evaluator——多流测试器)测试管柱以MFE为主测试阀，按照裸眼井还是套管井，采用单封隔器测试还是双封隔器跨隔测试，配合有各种安全装置、循环装置和测压仪表等，可组成多种测试管柱。
MFE地层测试器是一种常规测试器，它通过上提、下放管柱实现井底开关井，可用于不同尺寸的套管井和裸眼井的地层测试，具有成本低、操作保养方便、环境适应性强等特点，是目前国内普及率最高的一种测试工具，它有95mm 和127mm两种主要规格。
1.1MFE地层测试器的工作原理及施工过程MFE地层测试器工作原理如图1所示，入井管柱从下至上分别由压力记录仪及托筒、筛管、安全密封封隔器、旁通阀、多流测试器和测试钻杆组成，必要时可装一个震击器。
图1MFE地层测试器工作原理(a)下井；(b)流动；(c)关井；(d)起出1—测试钻杆；2—测试阀；3—旁通阀；4—封隔器；5—取样器1.1.1测试分为以下四个步骤：1.1.1.1下井：下井时多流测试器的测试阀关闭，旁通阀打开，安全密封不起作用，封隔器的橡胶筒处于收缩状态。
1.1.1.2流动测试：测试工具下至井底后，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，旁通阀关闭，多流测试器的液压延时机构是受压缩才延时的，因此它延时一段时间之后才打开，并在打开的一瞬间出现管柱自由下坠25.4mm的现象，地层流体经筛管和测试阀流入钻杆内，进入流动期。
![1[1].3_地层测试概论](https://img.taocdn.com/s1/m/fe91bc71a58da0116d17496c.png)
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。
地层测试技术及资料解释评价第一节地层测试原理及发展概况第二节地层测试分类与测试工具第三节地层测试管柱与开关井工作制度第四节地层测试优越性第五节地层测试作业与钻井队（试油队）配合要求第六月节地层测试压力卡片分析第七节地层测试产量、压力和温度的求取第八节地层测试资料解释的有关概念及其参数的含义第九节地层测试资料解释方法第十节主要类型地层的压力曲线特征第十一节地层测试资料应用1地层测试技术及资料解释评价第一节地层测试原理及发展概况一、地层测试原理和录取的参数地层测试也叫钻杆测试，国外叫DST，是英文Drill Stem T esting 的缩写。
地层测试是目前世界上及时准确评价油气层的先进技术，在钻井过程中或完井后通过对油气层进行开关井测试，可以获得在动态条件下地层的各种参数和流体性质，从而对产层作出定性或定量的评价。
地层测试属于不稳定试井方法之一。
其基本原理是，用钻杆或油管将测试工具（测试阀、封隔器、压力计等）送入井下待测位置，然后座封好封隔器，将测试层与其它井段隔开，接着通过地面控制打开测试阀，造成井筒与地层之间有一个较大的压差（下测试工具时管柱内是空的），地层中的流体在压差的作用下流到井筒，经过测试管串流到地面。
通过地面操作可进行多次井下开关井，即可获得产层的产量和压力恢复曲线，最后关井可以采集到地层条件下的流体样品。
利用计算机试井解释软件分析处理井下压力记录仪测得的压力与时间的变化关系曲线，就可以计算出产层的特性参数。
地层测试除了可直接取得产层的液性、产量、温度、静压、高压物性1等数据外，还可经过计算求得产层的有效渗透率(K)、地层系数(Kh)、流动系数(Kh/μ)、井筒储集系数（C）、产层完善程度(表皮系数S、堵塞比DR、污染压降ΔP s)、流动效率(FE)、采液指数(J O)、研究半径（r i）、边界距离（L）及边界类型等于20多项参数，并判别油藏的储集类型和计算各种类型油藏的特征参数。
如双重介质油藏的储容比（ω）、窜流系数（λ）、复合油藏的内区半径（г）、流动系数比（(Kh/μ)1/(Kh/μ)2）、储能系数比（(ФСt h)1/(ФСt h)2）,压裂井的裂缝半长（χf）、裂缝导流能力（K f W）等等。
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，若不到位下放管柱容易出现撞销的问题，损坏换位销钉。
见图1。
图1MFE换位机构图2MFE液压锁紧机构（2）MFE锁紧机构（液压锁紧）工作原理。
液压锁紧机构只在上提管柱过程中起作用，F顶推动心轴上行，F锁防止提松封隔器。
当上提到位后，管柱相当于一个整体，F顶与F锁平衡而抵消，此时再上提测试管柱或底层压力过大推动封隔器，均能导致封隔器失封。
见图2。
（3）存在缺陷。
现场操作人员操作过程易损坏换位销钉，导致不能实现开关井。
上提管柱时，容易提松封隔器，致使封隔器泄压；超压层上提管柱时容易发生管柱上窜，导致开井困难，而且在操作过程中存在发生井喷的危险；芯轴过细，高产井易产生节流，影响产能评价。
（4）适用井况。
最佳施工井况，不超压的直井或斜度较小的斜井，井深1000m—3500m，日产在50m3以内油、水井；施工井段上部有射开井段或套有漏点也可施工。
1.2 自锁式地层测试器MLT（机械锁定式测试器machine-lock tester）测试器是MFE、HST测试工具的改进型，与MFE测试管柱的主要区别在于使用机械锁紧器代替液压锁紧，并设计了不易损坏的星型换位机构。
解决了开关井操作提松封隔器、地层压力推动封隔器上移问题和换位机构易损的问题，确保封隔器密封可靠和开关井操作的成功率。
（1）MLT换位机构工作原理。
换位芯轴上设计了成长短并行的“N”换位槽，凸耳插在换位槽内，换位套不能上下移动，当芯轴上、下运动时，换位凸耳就沿着换位槽轨道作圆周方向的旋转。
当凸耳进入长槽时，处于开井位置；当凸耳进入短槽时，处于关井位置。
如果上提不到位下放管柱，发生换位凸耳与换位槽拐角碰撞，此时，在凸耳斜面的作用下，换位套向左旋转换位，不会发生换位机构损坏的问题。
（2）MLT锁紧机构（机械锁紧器）工作原理。
机械锁紧器连接在封隔器的上部，测试管柱下到预定位置后，通过管柱施加钻压，座封封隔器，机械锁紧器延时作用芯轴缓慢下行，联动产生压力打开卡瓦牙锚定在套管壁上，上提管柱完成开关井操作过程中，由卡瓦牙产生的锚定力起到禁锢封隔器的作用，从而保证封隔器密封可靠；开关井时，不熟练的技术人员也可操作，降低了提松封隔器的风险；避免上提管柱时容易发生管柱上窜，导致开井困难，而且在操作过程中存在发生井喷的危险。
解封时，上提管柱至悬重超过“自由点”悬重8t左右，停止上提，在延时过程中上部液压油室突然放大，芯轴快速上移，产生一定的上击力（管柱抖动一下），此动作可视为机械锁紧解锁器显示，继续上体管柱解封起管。
（3）存在的缺陷。
芯轴过细（19.05mm），高产井易产生节流，影响产能评价；机械锁紧器必须有足够的管柱施加钻压，启动延时机构，联动产生压力打开卡瓦牙锚定在套管壁上；浅井（井段在1200m以内）施工中，由于管柱较少，如用该工具必须实施井口反加压措施，给予机械锁紧器足够的坐封力。
（4）适用井况。
最佳施工井况：直井或斜度较小的斜井，井深1200m-3500m，日产在50m3以内油、气井。
1.3 提放式全通径地层测试器提放式全通径地层测试器结合了MFE、APR测试工具的特点研制的改进型工具，具有了APR测试器大通径的特点，又不需要过多的配合设备，对于施工井段上部有射开层的井同样适用，这是APR测试工具所不具备的优势，并应用了不易损坏的星型换位机构，提高了开关井操作的成功率。
其开关阀属于球阀结构，借助管柱的上、下运动来控制阀的开关。
下井时球阀处于关闭状态，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。
（1）换位机构工作原理。
换位机构与MLT地层测试器类似，只是为了扩大心轴内径，把换位槽加工再外筒上，三个高强度换位销加工在换位套上，避免出现换位销损坏的问题。
（2）锁紧机构（液压锁紧）工作原理。
锁紧机构与MFE测试器液压锁紧机构原理相同，致使扩大了锁紧机构芯轴的内径至45mm。
（3）存在缺陷。
目前工具处于科研试验阶段，进行2500m以内井段施工可保证成功率，2500m以上易出现密封件和球阀漏失的问题；上提管柱时，容易提松封隔器，致使封隔器泄压；超压层上提管柱时容易发生管柱上窜，导致开井困难，而且在操作过程中存在发生井喷的危险。
（4）适用井况。
直井或斜度较小的斜井，井深2500m以内的油、水井。
2 压控式地层测试器（APR测试器：annulus pressure responsive tool）2.1 进口压控地层测试器进口压控地层测试器是从美国哈里伯顿公司引进的，具有45mm通径和不需要动管柱完成多次开关井操作的优势，但由于引进和维护保养成本较高，目前试油大队仅有一套。
（1）结构原理及技术特点。
进口压控地层测试器的开关阀属于球阀结构，下井前根据地面温度、井底温度和压力先对氮气室充氮至预定压力，下井时阀处于关闭状态，动力活塞一段和氮气室连通，另一端和环空液柱连通；封隔器坐封后，环空加压与环空液柱压力共同压缩氮气室，心轴向下运动的同时拉动球阀旋转至开井位置；如果要关闭测试器时，释放环空压力，氮气室压力上顶活塞，使心轴向下运动，拉动球阀至关井位置。
在不动管柱的情况下通过环空压力控制开关井操作，与提放式测试器相比，具有通径大、操作简单、井控安全性好等特点，而且对于定向井、斜井、水平井和复杂井（如超浅井、超深井）的测试更具优势。
（2）存在缺陷。
进口压控地层测试器保养费时费力，在氮气室不漏的情况下简单保养以及室内实验，需要三个熟练人1天的时间；若全面保养的话，需要三个熟练人4天左右的时间；对于施工井段上部有射开层或套管漏的井，不能施工；开井期间需要套管长时间保持较高的压力，对井口的密封要求较为严格，对封隔器来说，长时间在较高的压差下工作，也可能造成封隔器失封；对于产量低的井，地面难以判断测试器是否正常开井，只能按照工作制度执行；引进和维护保养费用较高。
（3）适用井况。
最佳施工井况：施工井段上部套管完好4000m以内的油、气井。
2.2 国产压控地层测试器国产压控地层测试器是2009年开题的油田公司级项目研究内容，具有45mm 通径和不需要动管柱完成多次开关井操作的优势，同时设计了开关井锁定机构，可实现锁定开关井，不需要环空长时间保持较高压力，目前该工具还处于现场试验阶段。
（1）结构原理及技术特点。
国产压控地层测试器的开关阀属于球阀结构，工艺原理与进口工具类似，同样，在下井前根据地面温度、井底温度和压力先对氮气室充氮至预定压力，下井时阀处于关闭状态，动力活塞一段和氮气室连通，另一端和环空液柱连通；开井时，地面泵车向环空泵注预设的操作压力，操作压力和静液柱的压力共同压缩氮气室，通过动力活塞带动芯轴向下运动走一个固定的行程，带动球阀旋转，实现开井；释放掉环空压力，氮气室内的氮气在压力减小的情况下体积膨胀，推动芯轴向上运动，在换位机构的作用下，实现锁定开井；关井时，重复打压泄压的这个过程，使换位机构在换一次位，实现锁定关井。
对于定向井、斜井、水平井和复杂井（如超浅井、超深井）的测试具有明显优势。
（2）存在的缺陷。
所需保养时间较长，需要三个熟练人1-2天的时间；对于施工井段上部有射开层或套管漏的井，不能施工；对于产量低的井，地面难以判断测试器是否正常开井，只能按照工作制度执行；（3）适用井况。
最佳施工井况：施工井段上部套管完好4000m以内的油、气井。
3 结束语提放式地层测试器，开关井需动管柱，适合于相应条件下的油、水井中应用。
而压控式测试工具可在施工期间装好采油树，确保井控安全，更适合于高压、高产的气井以及超浅层气井中。
目前工具保养人员比较短缺，且对压控式测试工具的熟悉程度低，保养难度大，这也是制约该类工具使用的主要原因之一。
地层测试是油气勘探取得成果的重要步骤，是寻找油气田、了解地下情况的最直接手段，验证储层产能和测井解释的可靠性，为开发提供科学的依据。
