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【摘要】油田注水离不开封隔器，而封隔器在使用一段时间之后容易失效，造成地层之间水串，影响分层测试资料的真实性。如何判断封隔器是否失效，是各大油田都比较关注的一个难题。本文阐述了一体化水井验封仪涉及的关键技术、工作原理及实施方案。
【关键词】封隔器 一体化验封 双压力通道 可卸压密封段
1 引言
随着石油资源的日益枯竭，油田到开发后期之后，普遍采用注水、注汽和注聚（合物）等手段，恢复地层能量，保证原油的稳定生产。注水离不开封隔器，而封隔器在使用一段时间之后容易失效，造成地层之间水串，影响分层测试资料的真实性。如何检验封隔器是否失效（简称“验封”），是各大油田都比较关注的一个难题。油田急需一种水井验封仪（以下简称“验封仪”），以解决目前验封测试工艺存在的难题。
2 功能規划及工作原理
2.1 功能规划
2.1.1 一体化验封
一体化验封仪主机中自带双压力测试通道、流量测试单元和温度测试单元，可测试双压力、流量和温度等四参数。一体化验封的特点是仪器实现单机验封，长度短，操作方便，可靠性高。避免了因单纯的双压力验封可能引起误判的风险。
一体化验封是解决目前验封测试工艺问题的关键技术。
2.1.2 可卸压密封段
可卸压密封段的作用是在验封结束时，拉动卸压机构使上下层压力连通，减少试井钢丝的负荷，防止钢丝拉断，提高安全性。
可卸压密封段是改善验封测试工艺、提高测试安全性的主要措施。
2.1.3 双压力通道
在外径仅为φ36mm的验封仪上布置了外形紧凑、尺寸小的双压力传感器。双压力传感器分别通过各自的压力通道，感受上、下层压力。
双压力通道的可靠连接，是实现验封功能的必要条件。
2.2 工作原理
2.2.1 产品组成、功能
验封仪主机从上至下依次为绳帽、扶正器、流量测试单元、压力测试短节和密封段
1[1]。
各部分的功能如下：
（1）扶正器的功能是将验封仪定位在油管的中央，保证流量测试的准确性；
（2）流量测试单元上装有两个超声换能器，用于测试油管内的注水流量；
（3）压力测试短节上布置有上、下压力传感器，其中上压力传感器直接与上层压力相通，测试上层压力变化；下压力传感器通过密封段内的压力通道与下层压力相通，测试下层压力变化；
（4）密封段依靠其主体上的主密封圈密封住工作筒的中心通道，实现验封功能，上提时拉开密封段内的卸压机构实现卸压功能。
2.2.2 验封原理
封隔器连接在油管上，靠胶筒的膨胀变形实现密封。封隔器失效，大都是胶筒损坏导致，这样会造成油、套管压力连通。
通过测试工作筒上注水流量的变化判断密封段是否座封良好，通过测试座封后工作筒上下两层之间的压力变化情况判断封隔器的工况[2]。这样可以解决单纯压力验封无法准确判断封隔器失效还是密封段座封不严的问题，从而使验封判断更加准确、更加科学。
2.2.3 验封判断依据
要准确判断封隔器的工况，必须结合水井的实际注水情况、地层吸水率变化等来分析测试曲线，并配合作好地面记录工作。
在仪器测得正常曲线的情况下，判断依据如下：
（1）两条压力曲线重合，流量曲线不为零，密封段未座严，数据无意义（见图1 a），无法判断封隔器工况；
（2）两条压力曲线在座封后不完全重合，有较小的压差，流量不落零，表明封隔器部分失效（见图1 b）；
（3）两条压力曲线在座封后不重合，流量落零，表明封隔器密封良好（见图1 c）；
（4）两条压力曲线完全重合，流量落零，表明封隔器失效（见图1 d）。
图1 a）、c）、d）为典型的验封测试曲线，比较常见。
3 其它关键技术
3.1 双压力通道
上层压力传感器SP上和下层压力传感器SP下直接安装在连接头上。在验封工作状态下，压力传感器SP上直接通过连接头上的小孔感受上层压力，压力传感器SP下通过可卸压密封段上单向阀的中心孔与下层压力相连。
隔绝上下层压力的部位有连接头上的O形密封圈、单向阀上的O形密封圈、单向阀阀口（锥面和球面配合密封方式）和密封段上的主密封皮碗。经试验验证，以上结构耐压指标在30MPa以上，而且能保证上下层压力通道的可靠隔离和密封。
双压力通道密封的可靠性是实现验封测试的前提条件。3.2 可卸压密封段
单向阀既是实现双压力测试的一个通道，又是实现卸压功能的一个重要零件。密封段卸压机构采用锥面和球面配合密封，在仪器上提时首先拉动单向阀，使球面离开锥面阀口，上下层压力连通，实现卸压。
卸压后仪器上提只需克服密封段主密封圈的摩擦力。经计算，拉开单向阀至少比“硬”拔密封段省力80%以上，大大减小了钢丝的负荷，提高了安全性能。
4 实施事例
一体化水井验封仪在胜利油田、大庆油田、河南油田等地已推广应用，一次测试成功率达到90%以上，得到油田的好评。
5 结束语
一体化的水井验封仪自带双压力通道，可同时监测上、下层压力，另带超声波流量测试单元、温度测试单元和可卸压式密封段，可替代以往的“压力计+密封段+压力计”或“流量计+密封段+压力计”的验封组合，独立完成验封功能，测试工艺性好，操作方便，安全性好，是目前国内处于领先水平的验封仪器，市场前景广阔，具有较好的推广价值。
参考文献
[1] Q/SY DQ0746——2001 偏心注水井管柱验封测试及绘解规程，大庆油田有限责任公司，2001
【关键词】封隔器 一体化验封 双压力通道 可卸压密封段
1 引言
随着石油资源的日益枯竭，油田到开发后期之后，普遍采用注水、注汽和注聚（合物）等手段，恢复地层能量，保证原油的稳定生产。注水离不开封隔器，而封隔器在使用一段时间之后容易失效，造成地层之间水串，影响分层测试资料的真实性。如何检验封隔器是否失效（简称“验封”），是各大油田都比较关注的一个难题。油田急需一种水井验封仪（以下简称“验封仪”），以解决目前验封测试工艺存在的难题。
2 功能規划及工作原理
2.1 功能规划
2.1.1 一体化验封
一体化验封仪主机中自带双压力测试通道、流量测试单元和温度测试单元，可测试双压力、流量和温度等四参数。一体化验封的特点是仪器实现单机验封，长度短，操作方便，可靠性高。避免了因单纯的双压力验封可能引起误判的风险。
一体化验封是解决目前验封测试工艺问题的关键技术。
2.1.2 可卸压密封段
可卸压密封段的作用是在验封结束时，拉动卸压机构使上下层压力连通，减少试井钢丝的负荷，防止钢丝拉断，提高安全性。
可卸压密封段是改善验封测试工艺、提高测试安全性的主要措施。
2.1.3 双压力通道
在外径仅为φ36mm的验封仪上布置了外形紧凑、尺寸小的双压力传感器。双压力传感器分别通过各自的压力通道，感受上、下层压力。
双压力通道的可靠连接，是实现验封功能的必要条件。
2.2 工作原理
2.2.1 产品组成、功能
验封仪主机从上至下依次为绳帽、扶正器、流量测试单元、压力测试短节和密封段
1[1]。
各部分的功能如下：
（1）扶正器的功能是将验封仪定位在油管的中央，保证流量测试的准确性；
（2）流量测试单元上装有两个超声换能器，用于测试油管内的注水流量；
（3）压力测试短节上布置有上、下压力传感器，其中上压力传感器直接与上层压力相通，测试上层压力变化；下压力传感器通过密封段内的压力通道与下层压力相通，测试下层压力变化；
（4）密封段依靠其主体上的主密封圈密封住工作筒的中心通道，实现验封功能，上提时拉开密封段内的卸压机构实现卸压功能。
2.2.2 验封原理
封隔器连接在油管上，靠胶筒的膨胀变形实现密封。封隔器失效，大都是胶筒损坏导致，这样会造成油、套管压力连通。
通过测试工作筒上注水流量的变化判断密封段是否座封良好，通过测试座封后工作筒上下两层之间的压力变化情况判断封隔器的工况[2]。这样可以解决单纯压力验封无法准确判断封隔器失效还是密封段座封不严的问题，从而使验封判断更加准确、更加科学。
2.2.3 验封判断依据
要准确判断封隔器的工况，必须结合水井的实际注水情况、地层吸水率变化等来分析测试曲线，并配合作好地面记录工作。
在仪器测得正常曲线的情况下，判断依据如下：
（1）两条压力曲线重合，流量曲线不为零，密封段未座严，数据无意义（见图1 a），无法判断封隔器工况；
（2）两条压力曲线在座封后不完全重合，有较小的压差，流量不落零，表明封隔器部分失效（见图1 b）；
（3）两条压力曲线在座封后不重合，流量落零，表明封隔器密封良好（见图1 c）；
（4）两条压力曲线完全重合，流量落零，表明封隔器失效（见图1 d）。
图1 a）、c）、d）为典型的验封测试曲线，比较常见。
3 其它关键技术
3.1 双压力通道
上层压力传感器SP上和下层压力传感器SP下直接安装在连接头上。在验封工作状态下，压力传感器SP上直接通过连接头上的小孔感受上层压力，压力传感器SP下通过可卸压密封段上单向阀的中心孔与下层压力相连。
隔绝上下层压力的部位有连接头上的O形密封圈、单向阀上的O形密封圈、单向阀阀口（锥面和球面配合密封方式）和密封段上的主密封皮碗。经试验验证，以上结构耐压指标在30MPa以上，而且能保证上下层压力通道的可靠隔离和密封。
双压力通道密封的可靠性是实现验封测试的前提条件。3.2 可卸压密封段
单向阀既是实现双压力测试的一个通道，又是实现卸压功能的一个重要零件。密封段卸压机构采用锥面和球面配合密封，在仪器上提时首先拉动单向阀，使球面离开锥面阀口，上下层压力连通，实现卸压。
卸压后仪器上提只需克服密封段主密封圈的摩擦力。经计算，拉开单向阀至少比“硬”拔密封段省力80%以上，大大减小了钢丝的负荷，提高了安全性能。
4 实施事例
一体化水井验封仪在胜利油田、大庆油田、河南油田等地已推广应用，一次测试成功率达到90%以上，得到油田的好评。
5 结束语
一体化的水井验封仪自带双压力通道，可同时监测上、下层压力，另带超声波流量测试单元、温度测试单元和可卸压式密封段，可替代以往的“压力计+密封段+压力计”或“流量计+密封段+压力计”的验封组合，独立完成验封功能，测试工艺性好，操作方便，安全性好，是目前国内处于领先水平的验封仪器，市场前景广阔，具有较好的推广价值。
参考文献
[1] Q/SY DQ0746——2001 偏心注水井管柱验封测试及绘解规程，大庆油田有限责任公司，2001