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
RTTS安全接头
旁通接头4914.56m
RTTS-146封隔器
筛管+射孔筛管
横向+2个纵向减振器4918.52m 5601.5m 2个液压引爆器5601.5m
T1f1
127枪1m弹5667.5m
尾声弹5667.7m
人工井底5669m
φ177.8mm×12.65mm×TP110SS油层套管5670.37m
从以上的管串设计可以看出，该管串的结构特点是：
1、APR工具靠环空打压、卸压进行开关井；操作压力低。
2、封隔器坐封后，无论其处于在受压、受拉或中和状态，其机械锁定作用都能承受来自封隔器上、下方的大压差。
3、由于射孔和井下测试阀的开启都是靠环空打压来实现的，点火头内剪销的剪切值受温度及各种因素的影响较大，这样在开井操作时很有可能造成先射孔而后开井的情况，为了解决这一问题，施工时采用了液压引爆器。
（四）封隔器的选用
由于预测井底温度127℃，H2S含量200ppm，我们选用了RTTS封隔器，因为RTTS封隔器本身自带有水力锚，可用于可回收式的测试和增产措施，还因为RTTS封隔器可以防H2S，其胶筒在高温、高压井下性能变化不大。
(五) 坐封位置的选择
普光1井井眼轨迹图
根据普光1井的井眼轨迹图可以看出在测试层位封隔器坐封位置正好在井的造斜点处，在封隔器坐封的时候由于封隔器受力贴在井
壁从而使封隔器无法坐封。所以在坐封位置的选择上我们选择了上提封隔器，使封隔器坐封位置在造斜点以上。
（六）LPR—N阀的操作原理
LPR—N阀可以根据地面温度、井底温度及静液柱压力，在地面对氮气腔充氮到预定压力，此压力作用在动力心轴上，使球阀在工具下井时处于关闭状态。封隔器坐封后，环空加压，压力作用在动力心轴上，压缩氮气，动力心轴下移带动动力臂使球阀转动开井。释放压力，在氮气作用下，动力心轴上移带动动力臂使球阀转动关闭实现关井。
（七）环空加压引爆原理
从井口向环空加压，环空压力从传压管直接传递到引爆器活塞面上，传压管穿过筛管，与筛管密封隔离，活塞由剪销支撑，当活塞受到一定的环空压力后剪断剪销，活塞下移，撞针撞击雷管引爆射孔，此时活塞上的密封圈仍然保持密封，使储层流体不能进入传压管，而从筛管进入测试管柱。
三施工步骤
1.对所有的下井工具、地面工具在工房按要求进行性能检验和水压密封实验，达到规定要求。
2.掌握施工井的套管结构、人工井底、井斜、压井液密度、射孔层段及岩性、地层温度等所需要的各种详细资料。
3.根据井深、井温、压井液密度、射孔层段及岩性、地层温度等所需要的各种详细资料，即LPR—N阀的充氮压力、A阀压力、延时
点火头操作压力如下：
P n=（C Ph-C PL）（H a-H L）/1000+C PL
式中：P n——充氮压力，Mpa；
C Ph——表中高静液柱压力的充氮压力，Mpa；
C PL——表中低静液柱压力的充氮压力，Mpa；
H a——实际静液柱压力，Mpa；
H L——表中低静液柱压力，Mpa；
式中的C Ph、C PL、H L应查对应的LPR—N阀充氮压力表，文中略。
A阀的操作压力如下：
根据设计打开A阀的操作压力需30Mpa，则根据下式
n=（P C1+P J）/P P P C=n×P P其中
n——销钉个数；
P J——静液柱压力，46.5Mpa；
P P——每个销钉的剪切力，3.34Mpa；
P C1——预计操作压力，30Mpa；
P C——实际操作压力；
计算结果略
4、下钻前用标准通径规通井，保证井眼畅通无异物，并用完
井液循环洗井。
5、调整好管柱，然后正转管柱下压，坐封封隔器。
6、装井口采油树、钻台管汇、放喷管线、打压管线，并试压
7、环空打压至N阀、液压引爆器操作压力开井，射孔枪引爆，
