[发明专利]钻杆试验的方法和装置

说明书

本发明涉及一种钻杆试验方法以及实现该方法所用的装置，特别是涉及一种用于在岩层液体没有足够的储藏（或分解气体）压力，因而不借助其它帮助就不能流动到表面上来的情况下进行钻杆试验的方法和装置。

在钻一个流体生产井（例如石油井）的过程中，通常要在完成该井之前，通过钻杆试验来确定所研究区域或岩层的性质，在这种试验中，重要的是获取流体试样以及确定其它重要因素如岩层的渗透性以及该岩层中液体的储藏量和压力等。为了获得关于该井和周围岩层比较完整的纵剖面图。通常在钻杆试验之后还要在井底封闭的条件下进行压力测量。

为了进行钻杆试验，通常是把试验设备或一组工具装配在钻井工具上，该钻井工具放在井孔内、钻井工具上的密封件装在预定的深度上，它的作用是把下面的孔密封起来。工具上的钻孔枪在密封件的下面，开动钻孔枪就可以在井孔壁上钻孔，从而可使周围岩层中的流体流到井孔内。流体在密封件的下面流入工具内并且向上流入钻井工具。装在钻井工具中的仪表则把流体的压力记录下来。

如果流体在足够的压力下自然地流到表面上来，则钻杆试验可以是一种常规的操作。但是如果不具有足够的储藏压力或分解气体或二者的结合，为了能使流体自然地流到表面上，就需要用一些其它的方法把流体提升起来。如U.S.4285638及GB2101217等通常需要把钻井工具做成多个单独的运行机构放到井孔下面，其中一个用来将井孔壁钻孔，另一个用来试验流体，或者可使用多运行机构的钢丝绳在井中运行。此外，由于试验是在同钻孔工序分开的运行机构上进行的，随后进行的试验需要将该井毁坏。这种带有钢丝绳的运行机构或钻井工具显著地增加了井的成本，因为每一个运行机构都是十分昂贵的。

因此本发明的目的是提供一种方法和装置，在岩层流体的压力不足以使它自然流动到表面上来的情况下做钻杆试验时，使用对井壁进行钻孔所用的钻井工具上的同一运行机构就能把岩层流体提升或输送到表面上来，另外这种方法并不妨碍井底封闭压力试验。

本发明使用一种钻井工具，该工具上有一个第一开口，岩层流体通过该开口可流入位于密封件下面的钻井工具中。钻井工具上第二开口的位置在密封件的上面，工作流体可流过该开口并在这里再向上流动。在第二个口附近工作流体的流动速度被大大增加，因此工作流体向上流动就会抽吸岩层流体随之一起向上流动。

实际上，首先应把钻井工具插入一个流体井的井孔内，该钻井工具上装有一个用来密封井孔的普通密封件，然后再在密封件下面的井孔侧壁上开孔或钻孔。岩层流体通过第一开口流入钻井工具中去。

形成第二开口的最好方法是在钻井工具上打一个开口，该开口最初被可移动的装置所封闭，以后再将该装置移开而露出该开口，可移动的装置最好采用套筒形式，它可滑动地安装在钻井工具上。通常，该套筒上包括一个横向表面，当该横向表面上所受到的来自钻井工具内的流体压力大于环形空间的压力时，流体作用在套筒上的作用力就表现为套筒的线性运动，使套筒移动到不再封闭第二开口的位置上。

此时工作流体可以流过第二开口，并加速向上流动从而抽吸岩层流体与它一起流到表面上来。

加速流体流动的最好方法是在钻杆内做有一种结构安排，即在钻杆内部有一个收缩的流体通道，通常称为喷射泵，该泵可以产生文氏等效应。实际上，第二开口应包括喷射泵的流体横向穿流口以及钻杆上邻近流体横向穿流口的一些开口，该流体穿流口开始时被一个可移动的套筒封闭住。由于没有运动部件，流体可以被稳定地加速。

装在钻井工具上的第一开口和第二开口之间的止回阀可使井底封闭试验利用同一个钻井工具进行。该阀还可以防止引入套筒的流体流入到岩层中去，从而可使流体保持在足够的压力下使套筒产生移动。

本发明的其它方面的优点和特征可以很容易地从下面对本发明的详述中了解到。

图1为流体井的一部分的局剖纵剖面简图，图中包括为钻杆试验所配置的钻井工具的下部;

图2为钻井工具的局部放大视图，图中详细地示出了最初封闭住该钻井工具上的开口的套筒以及用于加速流体流动的文氏管结构;

图3为钻井工具的局部视图，图中示出了处于将流体横向穿流口封闭位置上的套筒;

图4与图2的视图相同，图中示出了钻井工具上已经不再被封闭的开口。

参看图1，图中示出了井钻10的一部分，它已插入到某一试验岩层或区域12中。当然，井的结构及钻井工具可包括普通类型的设备和装置，这些装置从所示的位置一直延伸到表面。井上设备可以采取能获得满意操作的任何结构形式。