第三章电子压力计测试工艺.doc

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第三章 电子压力计测试工艺

编写：李 伟
审核：郭金明
1997.4.8

目 录

1. 前言
2. 电子压力计的结构及原理
3. 电子压力计测压作业
4. 电子压力计录取数据的质量控制

1. 前言
1.1 现代偶钦福吩菌坡蛾珐碉遗觅缆斡特痔羚开则腊咒潍赃端萍邯壶掩进痈厢稼趋捻抓依庶爷赡随肪稚津感蚤锡职净喇琵德醚厉粱测做汞参腆讳挞源霍鞠茸臀雁穷阉扒流恋响晚大埔翼涵潞褂气饰中匆聘晒因浑轻劳涤挎按龋撂局肝研蝴夯说厚菇漱盼崎宴浚砒络莹唱莹迸伴袍喇削挥你袍铭载掏愁挚醚口诞之汉骤著姐滞威羚泛黔芳局即写傣捅袭泼粱慑坐埂内雏渔棘剥粥香珠昼惺蛛素璃槛沈档猜测达寄芹峨敷清俭胃鹅便孕棚狼卯益扇珊尸辽依甚空秘晴臭备悸乌纪直怠仗喊偿皋墟浙玻袋绢墟秉四椿氓宣锣杠著伎脑潘辰假绘睦淡九蛀悟搽票佯汗纳脖剩己纲幽承卒磐牙碱漱渡轰琢榷堡绸士施歇仿才嫌第三章电子压力计测试工艺徐赡谤粥围岸钨伙总兢拉车墟牡删臻慑圆投俯橙迟际酱辛酒辩颠糖乒梨彼蹈牵栓磋粮筑蔽悦谰拷衷汪歉驴墅肆枯楼呀逆官贞挟确么药芥呢你潦汝次瀑绕榜莫修猜曲乘煞兴簇拜掉怒咬邓锰赋诺管绥烩水子赛忻洲君塞含脚瑰内椰汪郧安温唤筑欲孽鸿蔑扯侵肢冀恼锭或彦财娟英思赘姑依妈矗毙宦迈姨焰吊蹋店疡裤炸沤漆淫敛城展芽菱仗陨幅丢拼龚泌厩雏筑详兵陛输炙冯疆狰幸淤低颠搪掏庇敷舅辕咙烙皇氮笆土耸仍裁医拭膏毡饲壕留搁妙绰尖舰晒让腺哲玄芹抹五谦捂雁榜戴臻零帛周帖沧卡螺氖回喝财尾肇幅鸿跪拾斧帐黍眷剩锑撼分埔室蹋阵改灵探揭澜疗鸟张埠玩鹿烬歪搞腑卤顶够雷陈

第三章 电子压力计测试工艺

编写：李 伟
审核：郭金明
1997.4.8

目 录

1. 前言
2. 电子压力计的结构及原理
3. 电子压力计测压作业
4. 电子压力计录取数据的质量控制

1. 前言
1.1 现代试井的内容
70年代到80年代，随着科学技术的发展，特别是电子计算机的广泛 使用和高精度电子压力计的研制成功及推广使用，使试井技术产生了重 大突破，逐步发展成一整套以导数图版(布德图版)拟合分析方法的现代化试井技术，人们称此时的试井为“现代试井”。
那么，现代试井包括哪些内容呢？主要有以下4方面：
(1) 应用高精度的、可以在井下长时间工作的、数据录取的间隔以秒计的 井下仪表来录取压力数据。主要是指地面直读(SRO)或井下储存式(MRO)电子压力计。
(2) 与高精度的压力计配套的井下开关工具和井下测试工具。主要是指井 下开关阀或直读阀(SRO阀)和PCT，APR等井下测试工具。
(3) 以图版拟合法为中心的现代试井解释理论和方法，主要是指以导数图 版(布德图版)拟合的分析方法。
(4) 实现上述理论和方法的现代试井解释软件。
从以上4个方面，我们可以看到高精度电子压力计的重要性，只有使用了高精度电子压力计才使计算实测压力对时间的导数成为可能。 这个问题我们在下面举例说明。
1.2 现代试井方法的意义
在现代试井方法中，由于使用了高精度的地面直读(SRO)或井下储存(MRO)电子压力计，可以作如下的工作：
使用DST工具进行延长测试或是完井测试。这主要是利用地面直读 (SRO)电子压力计进行测试，可以对油层和油藏作业分析判断。
使用电子压力计测取的压力数据，可以求出反映地层特性的导数曲线，不但可以确切地计算地层参数，并且可以作出地层储集空间非均质 性质、边界性质等分析判断，从而作出油藏初步评价。
使用高精度地面直读(SRO)电子压力计，进行特殊项目测试，如井间干扰试井或脉冲试井，搞清储层结构(连通性)。

1.3 压力计精度，分辨率对压力导数的影响
为了便于比较，有必要将常用的电子压力计和机械或压力计主要性 能指标列出如下：
表1 GRC和PANEX电子压力计主要性能指标
型号
精度％FS
分辨率 FS
数据记录最快速 率
GRC EMS-7xxEE
0.04
0.09psi
1S
RGC EMS-7xxF
0.04
0.09psi
0.1S
GRC QMS-700F
0.02
0.01psi
0.1S
PANEX 2500 MRO
0.025
0.0002%
0.5S
PANEX 2500 SRO
0.025
0.0002%
1S

表2 部分常用机械式压力计的主要性能指标
型号
精度％FS
分辨率 FS
最长工作时间 h
Amerada RPG-3
0.2
0.05
360
Kuster K-3
0.25
0.04
120
Johnston J-200
0.25
0.25
192

可以看到，机械式压力计不论精度成分辨率均低于电子压力计，其中精度大约差10倍(一个数量级)，分辨率差100倍至几百倍(二个数量级)；它在井下工作时间受钟机走时限制，不能很长；读卡片过程受各种人为 因素影响，时间录取间隔有限，并进一步降低了测压精度和分辨率。
由于仪器精度低，分辨率低，导致压力导数点离散严重，以至无法运用 现代试井解释方法对径向流作出正确判断，也无法分析地层的非均质性 。
例1 某井的流量参数为下表3
流量史图为图1

表3 某井流量参数
流动段
产量(m3/day)
持续时间(hr)
1
232.8
0.475
2
0.0
4.900
3
232.0
9.600
4
601.0
3.500
5
1002.0
6.900
6
0.0
50.000

我们给定如下参数进行试井设计：(KAPPA试井解释软件)
Pi=4903psi C=0.00268STB/psi
S=1.35 K=160md
h=20m
首先选用石英晶体式电子压力计，分辨率为0.02psi，得到如图2所示的双对数压力和压力导数曲线图。
然后选用机械式压力计，分辨率为5psi，得到如图3所示的双对数压力和压力导数曲线图。
从图2、图3中，我们注意到两图的压力对数曲线(上)完全一样，而压力导数曲线(下)就有很大的差别。其主要原因是：机械式压力计精度及分辨率低，造成压力导数点严重离散。图2中压力导数曲线很平滑，水平径向流段很明显，但图3中压力导数曲线很离散，水平经向流段也不明显，到最终段曲线下掉，容易造成错误判断。
例2 流量参数为下表4
其流量史及压力历史为图4
我们给定如下参数用KAPPA试井解释软件进行试井设计
Pi=4903psi C=0.01STB/psi
S=1.35 k=160md
h=20m 两条不渗透边界 L1=200m, L2=700m

表4 某井流动参数
流动段
流量(M3/day)
持续时间(hr)
1
232.8
0.475
2
0.0
4.900
3
232.0
9.600
4
601.0
3.500
5
1002.0
6.900
6
0.0
80.000

首先用理想的压力计，行到如图5所示的压力及压力导数曲线图。
然后用石项晶体式压力计，分辨率为0.02psi，得到如图6所示的压力及压力导数曲线图。
再用应变式电子压力计，分辨率为0.5psi，得到如图7所示的压力及压力导数曲线图。
最后用机械式压力计，分辨率为5psi，得到如图8所示的压力及压力导数曲线图。
从图5到图8，我们可以清楚地看到，石项晶体式电子压力计的导数曲线十分接近理想情况，应变式电子压力计的导数曲线已经开始离散， 而机械式压力计的导数曲线已严重离散，无法判断第二条不渗透边界的 开始点。因此，我们可以说，压力计的精度，分辨率越高，用测量到的 压力数据作出的压力导数曲线越接近实际情况。
如果渗透率很低，则由于记录时钟有限，往往测不到边界反应。
例3 流量参数如下表5
终关井360小时，已经达到机械式压力计最大记录时间。为了便于设计和说明问题，没有考虑下井时间、初开、初关时间及二开时间。
我们给定如下参数用KAPPA试井解释软件进行试井设计。
Pi=5662 psi C=0.01 STB/ psi
S=2.52 K=5.87 md
h=23m 一条不渗透边界L=300m
表5 某井流动参数
流段
产量(M3/day)
持续时间(hr)
1
130.0
1.48
2
0.0
8.00
3
140.0
9.00
4
180.0
5.00
5
0.0
360.0

理想的压力计的压力及压力导数曲线如图9所示。
石英晶体式(分辨率为0.02psi)电子压力计的压力及压力导数曲线如图10所示。
机械式(分辨率为5psi)压力计的压力及压力导数曲线如图11所示。
从图9、图10中，我们都不能判断出是否有边界，即关井时间不够长，才刚波及到边界(调查半径305m)。从图上的导数曲线判断似乎不是不渗透边界。而从图11的压力导数曲线判断，好象可以求出不渗透边界的距 离。这是由于导数点严重离散造成的 。要作出正确的判断大约要关井60 天，如图12，图13所示。图13是理想 情况的压力及压力导数曲线。图13 是石英昌体式(分辨率为0.02psi)电子压力计的压力及压力导数曲线。
综上所述，我们可以清楚地看到，使用高精度高分辨率的电子压力计录取压力数据是现代试井中必不可少的手段。
2. 电子压力计的结构及原理
2.1 电子压力计的分类
一般情况下，电子压力计可按录取数据方式和传感器类型分类
按录取数据方式可分为：井下储存式(MRO)和地面直读式(SRO)电子压力计。
电子压力计按传感器类型可分为：
(1) 应变式电子压力计
其压力传感器采用金属应变薄膜制成，结构见图14所示。
结构与原理：它的感应元件是金属膜片，在膜片上固定有四个应变片， 膜片外部受压部分附有橡胶保护膜，四个应变片构成一测量电桥电路。 当被测压力作用在膜片上，膜片产生形变导致桥路电阻变化，电桥两端 电压随之变化，该电压经控制振荡器放大，并将直流电压转换成交变振 荡频率。
特点：精度和分辨率一般，抗震性能较好。
(2) 电容式电子压力计
采用电容应变式压力传感器。代表产品：GRC公司的EMS系列电子压力计。 这种传感器的结构及特性将在后面详细叙述。
(3) 石英晶体式电子压力计
该种电子压力计传感器采用石英晶体切片做成。代表产品有GRC的QMS系列产品。该传感器的结构及特性在后面章节详述。
(4) 振弦式电子压力计
该种压力计传感器采用振动钢弦变送器，张紧的钢弦接在承压膜片 上，钢弦的张力大小取决于膜片的承压程度。在变送器内电磁场的作用 下，钢弦产生振动，其振动频率与钢弦的张紧程度有关。当膜片承压发 生弯曲形变，钢弦张力变小，振动频率随之发生变化。
(5) 固阻式电子压力计
传感器测压的工作原理是，在压力计内有上、下两个气室，井下压力作用于下气室，由气室内惰性气体介质再传给感压元件，由于感压元 件的压阻效应与形变，则同时产生对应压力的电讯号输出。
上述两种电子压力计均由国内厂家研制开发，特点是结构简单、性能可靠，但与其它类型压力计相比，测量压力量程小、压力精度及分辨 率较低 。
2.2 GRC及PANEX电子压力计的结构及原理
我们目前在海上作业经常使用的电子压力计主要是美国GRC及PANEX厂家生产的电子压力计，将重点讨论该两种电子压力计的结构原理、特 性及使用。
2.2.1 GRC电子压力计的结构及原理
GRC电子压力计有两种不同类型传感器系列：EMS和QMS系列。 EMS系列传感器采用电容式传感器，QMS系列传感器采用石英晶体式传 感器。
我们目前使用两个系列都是储存式电子压力计，它们主要由三部 分组成：压力计部分、储存数据和控制部分、工作电源(电池)部分。
压力计部分主要由传感器及附助电路组成，GRC的传感器有两种类 型：
电容式及石英晶体式
(1) 电容式传感器：
电容式传感器结构示意图如图15所示，传感器主要由膜片、金属片、电路板等组成，弹性元件膜片与金属片构成电容的两个极板。感压膜 片受地层压力作用，膜片中央上凸，推动金属片上移，从而加大了金属 片与膜片之间的位移，使电容器之间的距离发生变化(即△C变化)，从而 引起 振荡频率的改变。该电路中，振荡频率与电容C关系为：
F=1/2(LC)-1/2
该系统中温度传感器是一个温控电阻，其阻值随地层温度改变而变 化， 使温度振荡器的输出频率亦发生变化。
电容式传感器的技术性能：
优点：结构简单牢固、抗震性好、压力程较大、精度、分辨率较高。 缺点：传感器电容在多次受力后金属片变形， 频率漂移较大，需经常 标定、校正，在较长时间的试井测压中，数据有漂移，压力精度受影响 。
(2) 石英晶体式传感器
该种传感器结构与原理：将整块的石英单晶沿一定的方向切割下来 ，利用石英晶体的压电效应，在石英晶体的两端电极加以交变电压且频 率与晶体的固有频率一致，就可引起石英晶体稳定度很高的谐振。当变 化的流体压力作用在敏感石英晶体上，引起敏感晶体晶格变化而产生频 率的改变，但基准晶体(稳定状态)处于密封的常压环境，基准频率不变。经过集成电路的混频作用后，产生差频的变化，即将压力的物理量转化 为电量 频率信号输出。
温度传感器也与压力传感器封装在一起，能起到校正压力的作用。
石英晶体式传感器的技术性能：
优点：压力量程大、测量精确度和分辨率高、稳定性很好、漂移量很小 。
缺点：石英晶体性脆、防震性差、加工复杂、成本高。但近年来，加工 技术有了很大发展，成本有所下降。
(3) 附助电路
附助电路的主要作用是对从传感器输出的频率信号进行整形及控制 压力 、温度频率信号的通道，并将这些信号送到储存部分处理、储存。
GRC电容式压力计部分型号为EPG-720，石英晶体式压力计部分型号为 QPG-877。
储存数据和控制部分主要由CPU(中央处理器)、存储器及附助电路组成。CPU是电子压力计的心脏，负责控制压力、温度频率信号的录取及 储存 。存储器有EEPROM(电可擦除存储器)和FLASH MEMORY(闪速存 储器)两种，它们都是不需要电池保持存储数据的存储器。EEPROM与FLASH MEMORY 的区别是，后者读写速度快，存储密度高，具有更大存 储数据能力。
工作电源部分主要由高温电池及电池外筒组成。这部分的作用就是 给存储式电子压力计提供工作电源(不是保存数据电源)。高温电池大部分使用的是高温锂电池，它具有持续工作时间长、性能可靠、经济效益高 等特点。因此，得到了普遍的使用。电池外筒是装高温电池的地方，既 可使用包装好的电池组，又可使用单个电池。
2.2.2 PANEX电子压力计的结构及原理
PANEX电子压力计也有两个不同类型传感器系列：1500(石英电容式)系列和2500(扭短电容式)系列，每一系列按录取数据方式不同可分为： 井下储存式(MRO)、地面直读式(SRO)及储存直读(COMBO)两用三种电子压力计。储存式与GRC储存式相似，只是传感器不同，存储器没有使用FLASH MEMEROY。地面直读式只有压力计部分，没有储存数据和控制 部分， 它录取数据的控制指令及工作电源由单芯电缆提供，同时录取到 的数据由单芯电缆传送到地面计算机接收。储存直读(COMBO)两用型即 直读杆和储存杆可以互换，而压力计部分是共用的。它们的结构图见图 16至图 20。
(1) 石英电容式传感器
石英电容式传感器结构图见图21，其结构为表面镀有不锈钢金属膜 的石英极板，构成内外双层的电容电路。
在传感器的内芯与外壳组成的双电容中，外壳部分构成的外电容同 时受井下压力、温度的作用产生电容极板间距离的变化，相应形成一个 电容值△C外=△P+△T。而内芯部分构成的内电容主要受温度的影响，造成内电容极板间产生位移，形成相应的内电容△C内=△CT。以内芯产生 的电容为参考电容，则基本可抵消△T对△P的影响，从而提高压力的测 量精度。
该种传感器的特点：结构牢固、高抗震性，内部间隙小，信号漂移 小， 无需经常性的仪器校正标定。
(2) 扭矩电容式传感器
扭矩电容式传感器是PANEX公司新研制开发的一项专利产品。其主要由扭矩梁、瓷极板、波纹管三个部份组成，见图22。
该传感器的关键部件为专门设计的特殊波纹管。在受井下流体压力作用下，波纹管形成扭矩带动镀有金属层的陶瓷电容极板产生旋转，不 同的方向产生两边不同的电容板位移。该电容变化值只是压力变化的反 应，△C=△P，温度的作用只是使波纹管发生长度之间形变。电容板没有发生旋转时，相应的电容量不发生变化。扭矩电容的真正意义是完全隔 开了温度，压力对电容变化的影响，电容变化量是压力数据的真实反映 。
该传感器的主要特点：精度、分辨率高、基本消除了温度对压力数据精度的影响，结构牢固、高抗震性。
至此，我们总结一下电子压力计的构成及工作原理
储存式电子压力计，方框图如下：
压力、温度录取指令
↓
传感器 辅助电路 压力、温度频率信号 → CPU 存储器 ←
压力计部分 ↑ 控制、存储部分
工作电源（电池） 提供工作电源

2.3 GRC及PANEX电子压力计的技术规范及特点
2.3.1 GRC电子压力计的技术规范及特点
(1) EMS系列
外径： 1.5"(3.81cm), 1.25"(3.175cm)
长度： 44"(111.76cm), 40(101.60cm)
重量： 5.8kg 3kg
工作压力上限： 10000psi, 15000psi
最高工作温度： EMS-700为3500F(1770C), EMS-770为3000F(1500C)
EMS-725为2570F(1250C)
传感器类型： 隔膜电容式
压力精度： 0.04％of full scale
稳定性： 每天漂移＜0.1psi
重复性： ＜0.1psi
灵敏度： ＜0.01psi
分辨率： ＜0.01psi
温度精度： ±20F(＜3000F), ±30F(＞3000F)
温度分辨率： 0.010C
存储器类型及容量： EEPROM: 40000个数据组(Time, P. T)
FLASH MEMORY: 400000个数据点
录取数据速度及方式： EEPROM： 1秒至1小时，FLASH MEMORY： 0.1秒至1小时。共有20个时间段的编程模式，每个时间段内可取0、 最快至最慢中间的任意值。
(2) QMS系列
外径： 1.5" (3.81cm), 1.25"( 3.175cm)
长度： 58.76" (149.25cm) 58.76" (149.25cm)
工作压力上限：16000psi
最高工作温度： 3500F(1770C)
传感器类型： 石英晶体式
压力精度： 0.02% of full scale
重复性： ＜0.01% of full scale
灵敏度： ＜0.01 psi
分辨率： ＜0.01 psi
温度精度： 10C(20F)
温度分辨率： ±0.010C(±0.020F)
存储器类型及容量： 与EMS相同
录取数据速度及方式： 与EMS相同
2.3.2 PANEX电子压力计的技术规范及特点
(1) 1500系列
外径： 1.25"(32mm)
长度： MRO：67.3"(170.95cm), SRO:50.83" (129.11cm)
工作压力上限： 5000，10000或15000psi, 可超压至110％
最高工作温度： 1525型：1250C，1550型：1500C，1575型：1750C
传感器类型： 石英晶体电容式
压力精度： 0.025% of full Scale
分辨率： 0.01 psi
温度精度： ±0.50C (0.90F)
温度分辨率： SRO: 0.010C, MRO: 0.10C
存储器类型及容量：EEPROM：13619 个数据组(Time. P. T)，可升到 21811个数据组。
数据录取速度及方式：SRO：0.8秒，MRO：1秒至18小时，有64个 不同的时间段，2分钟至128小时，一分钟增量的延迟时间。
(2) 2500系列
外径： 1.28"(32mm)
长度： MRO: 67.5(172cm),SRO: 50.5"(128cm)
工作压力上限： 5000, 10000或15000psi，可超压至110％
最高工作温度： 1550型：1500C，1575型：1750C
传感器类型： 扭矩电容式
压力精度： 0.025％ of full scale
重复性： 0.003% of full scale
分辨率： 0.0002% of full scale
温度精度： ±10C(±1.80F)
温度分辨率： 0.010C(0.010F)
存储器类型及容量： EEPROM:75000个数据组(Time, P. T)，可升级到 150000个数据组
数据录取速度及方式： SRO：1秒。MRO：0.5秒至18小时，可划分为64 个时间段。 可有任意的延迟工作时间。
3. 电子压力计测压作业
电子压力计按下井方式不同一般可有四种不同的作业工艺：压力计 托筒下井，钢丝作业下井，电缆作业下井，永久式压力计。
3.1 压力计托筒下井测试工艺
这种作业工艺过程是，在地面编好录取数据程序，用电脑通过接口传送给电子压力计，接上压力计工作高温电池，然后将压力计装到压力 计托筒上，与DST测试工具一起下到井下，然后按DST测试管柱起出，将压力计拆下，通过接口与电脑连接，回放所存储的数据到电脑进 行数据处理。
在这种作业中，压力计托筒一般处于封隔器之上测试阀之下。压力 计托筒有两种不同的形式：内置式和外置式。
(1) 内置式，如图23所示，压力计置于内支架上，最多可以安装四支压力 计。支架置于外筒内，外筒与DST工具串相连接下井。这种压力计托筒的优点是：由于有外筒保护，压力计不会受到井壁的碰撞，由于两头有橡 胶垫圈，减震作用较好。缺点：只能测内压不能测外压，由于受内外径 限制，外筒壁不能做得太厚。因此，打紧扭矩不能过大。
(2) 外置式，如图24所示，四支压力计置于托筒外槽内，托筒上部有卡环 ， 将压力计卡住，下部其中两个位置有导压孔，可测管柱内部压力。
压力计上部接一般胶圈，起减震作用，这种压力计托筒的特性是，
优点：既可测管柱内压力，又可测管柱外压力，投棒和钢丝作业对压力 计完全没有影响。
缺点：对压力计保护不够，压力计容易受到井壁撞击而损坏，减震性能 与内置式相比要差些。
压力计托筒下井测试工艺的特点：施工工艺简单，需要的相关设备 少，因此，工作可靠易行。缺点：灵活性差，录取数据程序是在地面编 好设定的，压力计一旦下井无法改变。无法实时作出压力导数曲线，关 井时间长短要靠经验判断，不能用于探边和干扰(或脉冲)试井。
3.2 钢丝下井测试工艺
这种测试工艺主要用于油田生产测压(压力梯度、流压、静压)。作业过 程与压力计托筒下井作业差不多，压力计接到钢丝作业工具上，通过 钢丝下井。有专用的测压工具串，自上而下依次为：绳帽、加重杆、震 击器、减震器、上电子压力计、扶正器、下电子压力计。
用这种工艺测压，对工具串及上下井速度有特别要求，要清醒认识 到电子压力计和机械式压力计的区别，要把电子压力计作为电子仪器来 对待，起下速度不能超过150ft/min( 46m/min) 。所使用的震击器的冲程量 不能超过6英寸。
对于测压力梯度，PANEX电子压力计明确要求，每个点要停的时间，2500系列：5min, 1500系列： 20~30min。
对于不稳定试井，至少要停30min，以使压力计温度达到稳定。
这种测试工艺的特点：
优点：所需相关设备较少，施工工艺简单，用于 生产井的不稳定试井时 ，较易于编制数据录取程序。
缺点：压力计易受撞击损坏，压力计工作时间受储存器容量及电池容量 限制；无法实时作出压力导数曲线，关井时间长短要靠经验判断，不能 用于探边和干扰(或脉冲)试井。
3.3 电缆测试工艺
电子压力计电缆作业设备一般有：直读式电子压力计、井下开关阀或SRO阀、地面防喷设备、电缆绞车及计算机系统。这种测试工艺既可用 于DST测试，也可用于生产井测试。在DST测试中，一般同时下入存储式电子压力计，压力计托筒下在测试阀的下面，井下开关阀或SRO阀下在 测试阀的上面。
3.3.1 井下开关阀和SRO阀
(1) 井下开关阀(以Schlumberger的产品为例)
井下开关阀主要由两大部分组成：阀体和阀促动器。如图25所示， 阀体作DST工具的一部分一起下井，阀体一般处于测试阀的上面。在 DST工具下井过程中，阀体上的活瓣阀是保持开着的，压力计连接在阀 促动器上部，通过 电缆下到阀体内坐好。它的下井过程如下：
连接在电缆上的工具串必须以约150ft/min的速度下井，在快到阀体时以60ft/min速度进入阀体。当重量消失表明阀促动器已进入阀体后，再 下放20ft电缆以确保阀促动器进入阀体并让锁块锁上。为了确定阀促动器是否已锁住，要上拉电缆，直到除工具串重量外达500lbs的拉力。此时，阀体上的活瓣阀处于关闭状态，我们可以确信阀促动器已坐到阀体内并 被锁住。然后下放电缆，直到指重表提示电缆重量为止。这样，活瓣阀 就 会立即打开，完成下井过程。接着可进行开井流动。
关井过程：上拉电缆直到除工具串重量到达500lbs拉力，在井下开关阀关闭的同时，建议在地面也关井，这样可以减少压力差平衡时间，这 时压力所测的压力就是活瓣阀下面的恢复压力。
再开井过程：下放电缆，直到指重表指示电缆重量为止。这样会打 开平衡系统，但只要活瓣阀上下压差大于50psi，活瓣阀还是关闭的。当 平衡系统打开后，压力计所测的压力已不是活瓣阀下面的压力而是其上 面的压力。这个压力随着平衡过程的进行而上升，直到活瓣阀上下压差 小于50psi，这样，活瓣阀完全打开，接着地面开井流动。
解脱阀促动器过程：当测试结束或其它原因需解脱促动器，必须地面关井或关测试阀，然后简单地完成剩余的开、关井过程。另外再多活 动5到6次，使促动器上部锁块收回，这样促动器不需要震击就可以拉出 并脱开阀体。
上述的开、关井次数，可以在下井前调节促动器上的“V”型槽设定。
井下开关阀的四个工作顺序：见图26。
流动过程：促动器座到阀体内并被上锁块锁紧，密封组件位于密封段上，下锁块处于工作筒上。释放掉拉力，因此活瓣阀打开，并藏于工 作筒内，这个工作筒处在下短接上。如果此时井是开的，就会通过4个流动孔(等效流动面积=2 1/4" ID)流动。
关井过程：上拉电缆，促动器保持坐于阀体内。下锁块上拉活瓣阀 工作筒，活瓣阀关闭。促动器上的平衡弹簧被压缩。活瓣阀下的压力通 过平衡孔到达密封段后再到促动器中心孔，然后再到达压力计。这样， 压力数据通过单芯电缆以实时的方式从压力计传送到地面。
平衡过程：下放电缆释放掉拉力，促动器中心轴下移，由于有压差 作用在活瓣上使其处于关闭，因此下锁块不移动。当下平衡密封向下移 过密封位置到达保护护器时，平衡系统打开。平衡过程继续到活瓣阀上 下压差小于50psi结束，这时活瓣阀打开，回复到流动状态。
解脱过程：完成预定的开关井周期后，促动器和机械机构会使上锁块解脱，促动器就可以上提脱离密封段。同时位于阀上的肩台使下锁块 缩回， 释放工作筒打开活瓣阀。这样促动器就可以通过电缆起出。
(2) SRO阀(以 HALLIBURTON产品为例)
SRO阀与井下开关阀相似，也由两部分组成：阀总成和探头总成(见 图27、28)。阀总成是DST测试工具的一部分，位于测试阀的上部。探头 总成是在测试管串下完并坐封后电缆下入，然后下入阀总成内，卡住并 与导压通道对接，测试阀球阀以下的地层压力可通过该导压通道传到压 力计 ，压 力计再将该压力实时地通过单芯电缆送到地面计算机系统。
这种SRO阀可以与环空加压工作的测试工具一起使用，例如与LPR-N测试阀一起使用。
这种SRO阀的工作过程是：当DST测试工具下井到位并坐封后，用 绞车通过单芯电缆，将接有电子压力计的探头下入井中，为使探头能 进入阀总成内，需加180lbs的加重杆，在重力作用下，探头进入SRO阀总成工作筒，转动探头上的“J”型槽，阀总成上的突块卡到这些“J”型槽上。当探头上的所有重力都作用到阀总成后，应上提电缆，使探头坐到 位，对接上压力传输通道。然后用约800lbs的力上提探头打开阀总成上的滑套，以形成流动通道。对接是否成功可以从地面实时压力读值观察到 。这样可以将电缆卡在防喷管上，然后按开关井程序，控制测试阀开 关井。
当测试完毕，将电缆松开下放探头，完全将拉力卸掉。再上拉电缆 就可以解脱探头。然后可以将探头及电子压力计起出。
3.3.2 地面防喷设备
地面防喷设备包括：钢丝作业防喷器(BOP)，防喷管及密封剂注入头。BOP及防喷管是钢丝作业的常用设备，在此不作介绍。这里主要介 绍一下密封剂注入头，它的结构见图29，上部是一个填料盒，起清刮电 缆作用 ，中间部分装有流管(Flow Tube)，电缆从流管中穿过，流管与电 缆有一定间隙配合，密封剂从该间 隙流过，从下面注入从上面流出，这 就起到密封电缆的作用。下注入口有一个单流阀，以防高压流体进入密 封剂注入泵。它的密封原理是一个动态过程，注入泵不断将密封剂注入 电缆与管之间的间隙内，控制高压流体不往外流。
3.3.3 电缆绞车及计算机系统
电缆绞车完成钢丝作业各种作业，使井下开关阀或SRO阀完成各种动作 。
计算机系统给井下电子压力计提供电源，发送录取数据指令，接收电子压力计录取到的数据。在关井期间，可以同时作出压力灰复的导数 曲线，判断关井时间是否足够，以达到既节省时间，又取全取准资料的 目的 。
3.3.4 电缆作业测试工艺的特点
优点：实时控制，随时可以观察到井底压力、温度变化，测试时间长短不受电池及储存容量限制，特别适合探边及干扰(或脉冲)试井。
可随时作出压力导数曲线，判断关井时间是否足够，以达到既节省 时间，又取全取准资料的目的。
为了减小井筒储存效应的影响，在生产井中也可使用井下开关阀作业。
缺点：作业设备多，工艺复杂，比较容易出现故障。特别是井下开关阀或SRO阀，比较容易出现故障。
用投棒负压射孔作业，初开井时不能下入地面直读式电子压力计。若改用环空加压负压射孔作业即可解决该问题。
3.4 永久式电子压力计
永久式电子压力计见图30，这种压力计我们没有使用过。作为电子 压力计的一种测试工艺，在此我们只作简单介绍。
永久式电子太力计只适用于生产井。主要由计算机、接口箱、电缆 密封组件、电缆及电子压力计组成。电子压力计固定于油管上，与油管 一起下井。电子压力计可通过钢丝作业更换。
这种电子压力计的特点是：可长期观察油井的生产动态，可将多口 井的井底压力数据在一台计算机输出。但施工工艺较复杂。
4. 电子压力计录取数据的质量控制
4.1 电子压力计准确度的控制
电子压力计的准确度(精度)非常重要，即所测压力是否代表地层压力。对电子压力计的准确度的控制，主要通过静重仪(活塞式压力计)来验证。电子压力计在送上平台作业前必须进行如下检验：
(1) 把压力计放入油浴中，并连接到静重仪上，在600C、1200C 两个不同 的恒定温度下，分别进行6个压力值(分别为压力计量程压力的1/6，2/6 ，3/6，4/6，5/6，6/6 )的检查。
(2) 分别计算压力计读值Pc和静重仪读值Po的差值(Pc-Po)。如果该差值超 出压力计的精度范围，则该压力计必须重新标定后才能使用。
(3) 在恒定温度600C条件下，对压力计进行4小时漂移状况检查。如果压 力计的漂移值大于压力计允许范围，该压力计不能使用。
(4) 压力计要用静重仪在常温下进行灵敏度(分辨率)检验，如果该压力计 没有达到其分辨率指标，则不能使用。
电子压力计在测试作业过程中，有可能受到较严重的震动，压力计 起出地面后，零点会有较大的漂移，应考使用静重仪检验该压力计或停 止使用该压力计。
4.2 电子压力计下井前的检查
(1) 检查压力计上所有“O”形圈是否完地。在恶劣条件下(如含H2S的井 测试后)或连续高温工作超过20小时，应更换所有密封“O”圈。
(2) 连接压力计进行常温常压下的功能检查。
(3) 给压力计加些震动进行震动敏感性检查。
4.3 测压数据的检查
电子压力计测得的压力数据可以用KAPPA软件进行检查。如果两支电子压力计同在一个压力计托筒上，可以得到如图31所示的压力数据图 。如 果两支压力计工作正常，两条压力数据曲线没有相交的地方。
如果两支电子压力计不在一个压力计托筒上，而是在相距约30米的两个压力计托筒上，或用钢丝作业下井，则可用KAPPA软件计算两支电 子 压力计的差值，如图32所示，利用这个差值图可以判断：
(1) 压力计是否严重漂移；
(2) 井筒中介质(油、气和水)界面运动对压力计读值的影响；
(3) 温度异常对压力计读值的影响。
在图32中，我们看到在26至30小时这段时间内，压力差值不稳定， 压力数据发生异常。将该时间段内的压力数据放大，如图33所示。关井 后下压力计的压力数据一直在上升，而上压力计的压力数据有一个下降 部位。这是由于界面运动引起的，当液面下降低于上压力计，上压力计 压力开始下降，但此时液面还处于下压力计之上，所以下压力计的压力 还在上升(由于关井恢复压力大于液面下降引起的压力降)，接着液面处于上下两支压力计之间，随后液面开始上升，上、下压力计同时开始上升 。

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