阅读说明：本技术 验封测试方法 (Seal testing method ) 是由 张智峰 马明 黎明 谢飞 郑利江 孟庆伟 李得胜 于 2019-03-11 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种验封测试方法。该方法包括将验封测试仪下放至位于套管内的配水器工作筒中；以恒定的压力向油管内持续注水,持续注水的时长不小于24小时；在注水期间持续检测第一压力和第二压力。如果待检测封隔器密封失效,注入的水会直接通过待检测封隔器进入到上环形空间内,使得在注水期间第二压力会与第一压力基本相同,第一压力与第二压力的差值始终不会超过预设阈值,如果待检测封隔器密封严密,注入的水无法通过待检测封隔器进入到上环形空间内,在刚开始注水时,地层中的压力会较大,第一压力与第二压力的差值较小,随着注水的进行,地层持续吸水,地层压力逐渐降低,第二压力会逐渐下降,第一压力与第二压力的差值逐渐超过预设阈值。(The invention discloses a seal testing method. The method comprises the steps of lowering a seal testing tester into a water distributor working barrel positioned in a sleeve; continuously injecting water into the oil pipe at a constant pressure, wherein the duration of the continuous water injection is not less than 24 hours; the first pressure and the second pressure are continuously detected during the water injection. If it is sealed to be examined packer inefficacy, injected water can directly enter into the annular space on the upper ring through examining the packer to be examined, make during the water injection second pressure can be the same with first pressure basically, the difference of first pressure and second pressure can not exceed and predetermine the threshold value all the time, if it is sealed tight to examine the packer, injected water can't enter into the annular space on the upper ring through examining the packer, when just beginning water injection, pressure in the stratum can be great, the difference of first pressure and second pressure is less, along with the going on of water injection, the stratum lasts to absorb water, stratum pressure reduces gradually, second pressure can descend gradually, the difference of first pressure and second pressure exceeds and predetermines the threshold value gradually.)

验封测试方法

技术领域

本发明涉及石油天然气开采领域，特别涉及一种验封测试方法。

背景技术

在采油工程中，封隔器可以用来对地层进行分层。水井中的套管和油管之间形成有环形空间，封隔器设置在套管和油管之间，密封严密的封隔器可以将环形空间隔断。

为了确保正常的生产，通常需要进行验封测试，即检测封隔器的密封性。目前在进行验封测试时，会将验封测试仪下放至位于套管内的配水器工作筒中，验封测试仪具有两个压力传感器，其中一个压力传感器可以检测套管保护封隔器(指最靠近井口的封隔器)和待检测封隔器之间的环形空间的压力，另一个压力传感器可以检测待检测封隔器下方的环形空间的压力。检测过程中会对油管歇性地注水，待检测封隔器下方的环形空间的压力会随着间歇性注水的过程而间歇性地增大。如果待检测封隔器密封严密，则检测到的套管保护封隔器和待检测封隔器之间的环形空间的压力会基本维持恒定，如果待检测封隔器密封不严，则检测到的该压力会随着待检测封隔器下方的环形空间的压力变化而变化。

对于部分水井，在生产过程中长时间的注水，导致地层压力越来越高，地层吸水效果越来越差，这使得在进行验封测试过程中，检测到的待检测封隔器下方的环形空间的压力基本维持恒定，从而难以对待检测封隔器的密封性做出判断。

发明内容

本发明实施例提供了一种验封测试方法，能够便于对待检测封隔器的密封性做出判断。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种验封测试方法，包括：

将验封测试仪下放至位于套管内的配水器工作筒中，所述套管内具有油管，所述油管与所述套管之间设有套管保护封隔器和待检测封隔器，所述套管保护封隔器位于所述待检测封隔器上方，所述套管保护封隔器和所述待检测封隔器将所述套管和所述油管之间的环形空间分隔为下环形空间和上环形空间，所述下环形空间为位于所述待检测封隔器下方的环形空间，所述上环形空间为位于所述套管保护封隔器和所述待检测封隔器之间的环形空间；

以恒定的压力向所述油管内持续注水，所述持续注水的时长不小于24小时；

在注水期间检测第一压力和第二压力，所述第一压力为所述下环形空间内的压力，所述第二压力为所述上环形空间内的压力；

当在所述注水期间，所述第一压力与所述第二压力的差值始终不超过预设阈值时，判断所述待检测封隔器密封失效；

当在所述注水期间，所述第二压力存在随时间降低的变化，且所述第二压力降低后，所述第一压力与所述第二压力的差值超过预设阈值时，判断所述待检测封隔器密封严密。

可选地，所述持续注水的时长为24～36小时。

可选地，所述预设阈值不超过1MPa。

可选地，所述预设阈值为0.5MPa。

可选地，所述在注水期间检测第一压力和第二压力，包括：

以固定的检测间隔检测所述第一压力和所述第二压力，所述检测间隔为5～10秒。

可选地，所述方法还包括：

在所述注水期间检测所述第一压力和所述第二压力之后，获取所述第一压力和所述第二压力随时间变化的压力曲线。

可选地，注水压力为10～35MPa。

可选地，所述方法还包括：

在所述注水期间，通过所述验封测试仪上的温度传感器检测地层温度。

可选地，所述第一压力和所述第二压力均通过所述验封测试仪的压力传感器检测，所述验封测试仪的压力传感器的量程不小于注水压力的120％。

可选地，所述验封测试仪的压力传感器的压力精度为0.05％～0.1％。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：通过将验封测试仪下放至配水器工作筒中，然后以恒定的压力向油管中持续注水，在注水期间检测第一压力和第二压力，第一压力为下环形空间内的压力，第二压力为上环形空间内的压力，第一压力保持恒定，如果待检测封隔器密封失效，注入的水会直接通过待检测封隔器进入到上环形空间内，使得在注水期间第二压力会与第一压力基本相同，第一压力与第二压力的差值始终不会超过预设阈值，如果待检测封隔器密封严密，注入的水无法通过待检测封隔器进入到上环形空间内，在刚开始注水时，地层中的压力会较大，第一压力与第二压力的差值较小，但随着注水的进行，地层持续吸水，地层压力逐渐降低，第二压力会逐渐下降，虽然地层压力下降缓慢，但经过长达至少24小时的持续注水，地层压力有足够长的时间降低，使得经过至少24小时后，第二压力会产生较明显的降低，导致第一压力与第二压力的差值逐渐超过预设阈值。从而可以根据第一压力与第二压力准确判断待检测封隔器的密封性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是一种验封测试的过程示意图；

图2是理想化的压力曲线图；

图3是一种实测的压力曲线图；

图4是本发明实施例提供的一种验封测试方法的流程图；

图5是本发明实施例提供的一种压力曲线图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1是一种验封测试的过程示意图。如图1所示，井中设有套管11和油管12。油管12和套管11之间设有套管保护封隔器13和待检测封隔器14，套管保护封隔器13位于待检测封隔器14的上方。套管保护封隔器13和待检测封隔器14将套管11和油管12之间的环形空间分隔为下环形空间A和上环形空间B，下环形空间A为位于待检测封隔器14下方的环形空间，上环形空间B为位于套管保护封隔器13和待检测封隔器14之间的环形空间。相邻的两节油管12可以通过配水器工作筒15连接。配水器工作筒15的筒壁上具有上层注水通道15a和下层注水通道15b，上层注水通道15a连通配水器工作筒15的内壁和外周壁，下层注水通道15b连通配水器工作筒15的上端面和配水器工作筒15的内壁。在进行验封测试时，验封测试仪16插装在配水器工作筒15中。验封测试仪16上具有两个压力传感器(如图1中的第一压力传感器161和第二压力传感器162)。在进行测试时，向油管中注水，注入的水会通过下层注水通道15b、验封测试仪16进入到下环形空间A中(路径如图1中的虚线箭头所示)。由于油管12与下环形空间A连通，验封测试仪16上的第一压力传感器161可以检测出下环形空间A的压力。上环形空间B通过上层注水通道15a与配水器工作筒15的内壁连通，验封测试仪16上的第二压力传感器162则可以检测出上环形空间B的压力。向油管12中注水时采用间歇性的方式，即注水一段时间后，停止注水一段时间，然后再恢复注水一段时间，通常是每注水15分钟，暂停15分钟，然后继续注水15分钟。在整个间歇性注水的过程中，两个压力传感器检测压力。

图2是理想化的压力曲线图。t₁～t₂为间歇性注水期间。如图2所示，图2中曲线P₁为下环形空间A的压力，曲线P₂为上环形空间B的压力。下环形空间A的压力在间歇性注水的过程中也间歇性地变化，在注水时升高，在暂停注水时降低。上环形空间B的压力则在间歇性注水的过程中基本保持恒定，这表明待检测封隔器14密封严密。如果上环形空间A的压力曲线呈现图2中的曲线P₁所示的形态，上环形空间B的压力随下环形空间A的压力而变化，则表明下环形空间A中的流体可以直接通过待检测封隔器14进入到上环形空间B中，影响上环形空间B的压力，说明待检测封隔器14密封不严。

在这种验封测试过程中，通过间歇性注水使下环形空间A的压力发生明显的升降，从而根据上环形空间B的压力和下环形空间A的压力判断待检测封隔器14的密封性。但对于在生产过程中由于长时间注水，导致地层压力很大，地层吸水效果越来越差的井，在间歇性注水的过程中，下环形空间A的压力波动很小，基本维持恒定。图3是一种实测的压力曲线图。如图3所示，从图3中的曲线P₁已经无法看出下环形空间A的压力变化。曲线P₂与曲线P₁完全重合，难以对待检测封隔器的密封性做出判断。

图4是本发明实施例提供的一种验封测试方法的流程图。如图4所示，该方法包括：

S11：将验封测试仪下放至位于套管内的配水器工作筒中。

参照图1，套管11内具有油管12，油管12与套管11之间设有套管保护封隔器13和待检测封隔器14，套管保护封隔器13位于待检测封隔器14上方。套管保护封隔器13和待检测封隔器14将套管11和油管12之间的环形空间分隔为下环形空间A和上环形空间B，下环形空间A为位于待检测封隔器14下方的环形空间，上环形空间B为位于套管保护封隔器13和待检测封隔器14之间的环形空间。

S12：以恒定的压力向油管内持续注水，持续注水的时长不小于24小时。

采用恒定的压力进行注水可以减小下层环形空间A的压力波动，使检测到的第一压力更平稳。

可选地，注水压力可以为10～35MPa。对于在生产过程中长时间注水的井，地层压力较大，地层吸水效果较差，注水压力如果过低，会导致水难以注入，而且还可能出现反涌，因此通常都会采用较大的注水压力注水。如果注水压力太大，可能会导致井中的结构受到过大压力而损坏效。

S13：在注水期间检测第一压力和第二压力。

其中，第一压力为下环形空间内的压力，第二压力为上环形空间内的压力。

第一压力和第二压力均通过验封测试仪16的压力传感器检测，验封测试仪的压力传感器的量程不小于注水压力的120％。以确保压力传感器可以准确检测到第一压力和第二压力。

可选地，验封测试仪的压力传感器的压力精度可以为0.05％～0.1％，以避免压力传感器的测量精度过低，导致对待检测封隔器的密封性做出错误的判断。

如图1所示，验封测试仪16上具有第一压力传感器161和第二压力传感器612。下环形空间A通过油管12、验封测试仪16的下端、配水器工作筒15的下层注水通道15b、验封测试仪16上容纳第一压力传感器161的空腔连通，使得第一压力传感器161可以检测到第一压力。上环形空间B、上层注水通道15a、验封测试仪16上容纳第二压力传感器162的空腔连通，使得第二压力传感器162可以检测到第二压力。

可选地，可以以固定的检测间隔检测第一压力和第二压力，检测间隔可以为5～10秒。以固定的检测间隔进行第一压力和第二压力的检测，在注水期间结束后可以得到多个第一压力，根据多个第一压力可以得到下环形空间A内的压力的变化趋势，根据多个第二压力可以得到上环形空间B内的压力的变化趋势。检测间隔设置的过短会增加检测的次数，增加测试的成本，检测间隔设置的过长则数据不够精确，不能够正确反映第一压力和第二压力的变化趋势。

图5是本发明实施例提供的一种压力曲线图。在注水期间持续检测第一压力和第二压力之后，可以获取第一压力和第二压力随时间变化的压力曲线。图5中所示的曲线P₁即为第一压力随时间变化的压力曲线，也就是下环形空间A的压力曲线。曲线P₂即为第二压力随时间变化的压力曲线，也就是上环形空间B的压力曲线。示例性地，可以以时间和压力建立平面坐标系，在检测到多个第一压力后，根据多个第一压力在平面坐标系内的分布绘制出第一压力随时间变化的压力曲线。在检测到多个第二压力后，根据多个第二压力在平面坐标系内的分布绘制出第二压力随时间变化的压力曲线。通过获取第一压力和第二压力随时间变化的压力曲线，可以更加直观的看出第一压力和第二压力的变化，从而准确对待检测封隔器14的密封性做出判断。

持续注水的时长可以不小于24小时即T₂-T₁≥24h。如图5所示，在持续注水到T₃时刻，第二压力才开始明显下降，第一压力与第二压力的明显增大。对于地层吸水性较差的井，如果注水时间过短，地层压力变化不明显。即使待检测封隔器14密封严密，检测到的第二压力变化也不明显，难以准确判断出待检测封隔器14的密封性。

示例性地，持续注水的时长可以为24～36小时。对于不同的井，由于地层吸水能力不同，后续检测到的压力的变化速度也不同，地层吸水能力越差，检测到的第二压力的变化越缓慢。如果待检测封隔器14密封严密，通常持续注水24～36小时，第二压力就会有较明显的变化。

可选地，在注水期间，还可以通过验封测试仪16上的温度传感器持续检测地层温度。由于地层温度对于石油的开采也具有重大的意义，例如地层温度对地层的渗透率有一定影响，而石油开采过程中需要获取较多的地质参数，其中就包括有地层温度，因此在通过验封测试仪16检测压力的同时，通过验封测试仪16上的温度传感器持续检测地层温度，可以提供一些地质参数给工作人员。

S14：根据第一压力和第二压力判断待检测封隔器的密封性。

当在注水期间，第一压力与第二压力的差值始终不超过预设阈值时，判断待检测封隔器密封失效。

当在注水期间，第二压力存在随时间降低的变化，且第二压力降低后，第一压力与第二压力的差值超过预设阈值时，判断待检测封隔器密封严密。

由于下环形空间A与油管12是连通的，第一压力也是油管12内的压力，在注水期间采用的是恒定的压力注水，因此第一压力在注水期间是恒定的。如果待检测封隔器14密封失效，则上环形空间B与下环形空间A直接连通，理论上第二压力与第一压力相等，此时第二压力的压力曲线与第一压力的压力曲线完全重合。在实际施工过程中，由于环境因素的影响，比如地面震动等，第一压力与第二压力可能都会有一定的波动，因此第二压力的压力曲线与第一压力的压力曲线可能不会完全重合(此时第二压力的压力曲线如图5中的曲线P₂’)，当两者之间的差值不超过预设阈值时，可以认为第二压力与第一压力相等。

可选地，预设阈值可以不超过1MPa。预设阈值设置的过大可能会造成对待检测封隔器14密封性的误判。将预设阈值设置为不超过1MPa，可以消除环境因素的影响，利于准确判断待检测封隔器14的密封性。示例性地，预设阈值可以为0.5MPa、0MPa。当预设阈值设置为0MPa时，则只有在第二压力的压力曲线与第一压力的压力曲线完全重合时，才认为待检测封隔器14密封失效。

通过将验封测试仪下放至配水器工作筒中，然后以恒定的压力向油管中持续注水，在注水期间持续检测第一压力和第二压力，第一压力为下环形空间内的压力，第二压力为上环形空间内的压力，第一压力保持恒定，如果待检测封隔器密封失效，注入的水会直接通过待检测封隔器进入到上环形空间内，使得在注水期间第二压力会与第一压力基本相同，第一压力与第二压力的差值始终不会超过预设阈值，如果待检测封隔器密封严密，注入的水无法通过待检测封隔器进入到上环形空间内，在刚开始注水时，地层中的压力会较大，第一压力与第二压力的差值较小，但随着注水的进行，地层持续吸水，地层压力逐渐降低，第二压力会逐渐下降，虽然地层压力下降缓慢，但经过长达至少24小时的持续注水，地层压力有足够长的时间降低，使得经过至少24小时后，第二压力会产生较明显的降低，导致第一压力与第二压力的差值逐渐超过预设阈值。从而可以根据第一压力与第二压力准确判断待检测封隔器的密封性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。