[发明专利]在油气井测试中用于压力测量的方法和设备无效

专利信息
申请号: 200780037682.1 申请日: 2007-10-09
公开(公告)号: CN101523181A 公开(公告)日: 2009-09-02
发明(设计)人: 克里斯蒂安·贝森 申请(专利权)人: 普拉德研究及开发股份有限公司
主分类号: G01L19/06 分类号: G01L19/06;E21B47/06
代理公司: 中科专利商标代理有限责任公司 代理人: 张成新
地址: 英属维尔京*** 国省代码: 维尔京群岛;VG
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摘要:
搜索关键词: 油气 测试 用于 压力 测量 方法 设备
【说明书】:

技术领域

发明涉及用于在井中进行压力测量的方法和设备。具体地,本发明涉及在油气井测试期间确定压力的变化率和/或绝对压力使用的方法和设备,所述油气井测试例如在评估诸如油井或气井的井时使用。

背景技术

在钻诸如油井或气井的井之后,期望的是特征化包围井的地层,使得可以进行适当的测量以由井获得最佳的产量,而没有损坏地层和防止有用储量的有效恢复。诸如渗透性(水平、球状、垂直等)、表皮系数(对包围井的地层的损坏范围,所述损坏通常由钻井或和完井过程引起)和生产层的范围的特性是通常用于此特征的特性中的一些。用于进行测量以允许确定这些特性的一些工具是Schlumberger的MDT工具。MDT工具包括高精度压力计、CQG,以能够对包围井的地层或井的封隔层段中的流体压力进行测量。可以利用这种工具的一个试井是mini-DST,在所述mini-DST中,从通过一对膨胀式封隔器被隔离的井的层段吸入流体,且当流体从地层流到层段中时监测层段中的压力。随时间测量压差,并确定压力导数和压力随时间的变化率。地层的特性可以由这些测量值确定。mini-DST的示例可以在MDTTool中发现:A WIRELESS TESTING Breakthrough,SchlumbergerOilfield Review,April 1992,58-65;和Characterizing Permeability withFormation Testers,Schlumberger Oilfield Review,Autumn 2001,2-23。

井底压力计设计中的基本难题是提供机械强度非常大从而能够承受高静应力和动应力,但是同时对小压力变化却非常敏感(用于精度和分辨率),而所述小压力变化隐含着在机械方面较弱。在诸如CQG的高端计量器中,在计量器压力等级(例如,137895kPa(20000psi))与计量器分辨率(例如,69Pa(0.01psi))之间可以具有大于106的动态范围。具有这种大动态范围的传感器难以设计和制造。

然而,如果考虑使用数据的方法,在高精度的同时通常不需要高分辨率。例如,分辨率用在油气井测试的压力恢复(build-up)的末尾处,但是不需要将储层压力确定到69Pa(0.01psi)内的精度。高分辨率测量用于计算(并且处理和解释)压力信号的导数。

本发明基于直接测量压力的导数的压力传感器的使用。与传统的高端压力传感器相比,这可以更简单并且以更低的成本实现。

1984年9月Journal of Atmospheric and Oceanic Technology第1卷第237-246页Cox,C.等人的Deep-Sea Differential Pressure Gauge(Deep-Sea Differential Pressure Gauge,Cox,C.et al,Journal ofAtmospheric and Oceanic Technology Vol.1,September 1984,237-246)中公开了一种差压压力计。此文献提出了一种压力传感器,所述压力传感器用于在海底条件下使用,以在海底压力为4×107Pa的情况下在10-2-10-4Hz的频率范围内和在10-5-10-5Pa2/Hz的压力下,测量由长海洋表面重力波、海底的地震扰动、微震、以及海洋声谱生成的压力。

US4507917说明了一种用于测量压力的设备。所述设备包括液压滤波器,所述液压滤波器具有作为电阻以消除缓慢压力波动的毛细管。

发明内容

因此,本发明的第一方面提供了一种用于确定井中压力变化率的传感器,所述传感器包括:第一腔体,所述第一腔体限定封闭体积,腔体的一个壁的至少一部分由压敏膜构造而成,所述压敏膜在使用中被暴露到井压,从而对所述井中的输入压力变化作出响应;和第一毛细管,所述第一毛细管在一端连接到第一腔体,并在另一端开口至井压,从而提供井压与第一腔体的内部之间的压力连通,并衰减膜对输入压力变化的作出的响应;其中第一腔体和第一毛细管具有物理特征,使得传感器具有压力响应和预定时间常数,所述压力响应包括所述输入减去所述输入的经低通滤波的输入形式所得到的结果。

通过将膜的两侧都暴露到井压而将一侧布置成经由毛细管被暴露,在时间常数由毛细管的机械滤波效应施加的情况下,膜的响应对应于井压变化。

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