浅谈APR工具取样技术

摘要：油田井下取样是测试施工一个很重要的步骤，本文详细介绍了APR工具在地层取样强大的功能性、取样方式多样性、取样数量可选择性，主要由RD取样器、泄压阀、LPR-N测试阀、RD安全循环阀配合使用，具有取样准确、施工工期短、取样过程简单、安全性高等特点。

关键词：RD取样器；取样工艺管柱；LPR-N阀；RD安全循环阀；样腔

1前言

APR工具使用于地层钻杆测试工艺，是一种全开型、全通径的井筒测试设备。地层取样作为APR测试技术的一种功能，是在APR工具基础上发展起来的专用不同要求不同井况的取样方式。主要由专门用于取样的RD取样器和有取样功能的工艺管柱组成，从而实现了录取样品的多样性、取样数量的可选择性、取样操作的安全性等功能。具有操作简单、取样成功率高、录取样品真实等优点，并且该工具结构简单，易于保养维护。

2 RD取样器取样系统

取样器由取样心轴、取样外筒、破裂盘、样品腔组成。

2.1工作原理

这种全流动型取样器是由环空打压操作的破裂盘控制，取样器的取样心轴上有一个内装式的差动面积，当环空压力增加到一个预定值，取样器的破裂盘受挤压破裂，环空压力作用在取样心轴的差动面积上，心轴的一端是没有压力的空气腔，另一端是附加了压力的环空静液柱压力。在这种情况下，取样心轴就朝着压力低的空气腔向上运动，并圈闭样品。当取样器心轴到达行程的顶部时，它就被锁定在一组锁定挡块中而不能上下运动。取样器样品腔圈闭的样品为1200ml，足够作两个500ml的PVI分析，多余的体积用于转样时的管线、阀等。

2.2技术特性

2.2.1时间延迟特性允许RD取样器在预定时间之后圈闭样品，不同的取样器计量筒可以用于各种不同的圈闭时间，即可以由现场工程师根据流体流动情况决定取样时间，使样品更为合理。

2.2.2当样品已经圈闭后，取样器仍然保持全开，因此可以继续进行下一步的各种测试，如开关井操作、绳索作业、酸化压裂等措施。这样既保证了样品的真实性，又不耽误施工作业进程。

2.2.3几支RD取样器可在同一测试过程中不同时间取到不同样品，使得样品更为真实有效。

2.2.4打开RD取样器破裂盘的操作是环空打压，属于低压力操作。因此取样过程简单、安全。

2.3工具特点

在实际生产应用中，由于RD取样器具有卓越性能，尤其是在开井过程中随时取样，这是其它测试工具的取样器所不能比拟的如APR-M2取样器、MFE取样器均只能在流体终流动时一次性取样，而且取样后作业管柱即刻关闭，不能再进行开关井等测试工艺。而RD取样器解决了这一难题，可在整个测试过程中根据需要取到不同的流动样品和不同的压力梯度的样品（根据不同施工要求把取样器设置在需要的位置），丝毫不影响测试的进程。取样后可以再进行酸化压裂等措施，这样既保证了样品的真实性，又缩短了井队的施工工期，至少少下一趟管柱，节约大量成本。

3 测试取样工艺管柱

APR取样技术的工艺管柱结构组成：由LPR-N测试阀、泄压阀、RD安全循环阀组成取样小组，其他工具配合测试施工。（见图1）

3.1测试取样工作原理

RD安全循环阀内部有安全球阀，当环空压力增加到一个预定值，RD安全循环阀破裂盘受到挤压破裂，环空压力作用在剪切心轴上剪切销钉，剪切心轴下行带动安全阀关闭。同时环空压力瞬间下降LPR-N测试阀关闭，圈闭由RD安全球阀、泄压阀、LPR-N测试球阀组成的样品空间，其流体的量取決于两个球阀之间的容积，可以根据取样的要求增加样品腔。

3.2主要工具技术性能

3.2.1RD安全循环阀在工具串中起到的作用是关闭安全球阀封闭样品腔，录取关井恢复后的地层流体，所以使得样品更为真实有效。打开RD安全循环阀的操作是环空打压，属于低压力操作。

3.2.2LPR-N测试阀在取样阶段起到导入底层流体和取样结束后封闭样品腔的作用。

3.2.3滑套式泄压阀是在工具串中起到样品的转出工作。当泄压阀到达地面后：将泄压箍安装在泄压滑套外，泄压接头连接泄压滑套本体，连接泄压接头到取样瓶。

3.3 APR测试取样工艺管柱应用优势

在实际生产应用中，这个工具组合具有以上卓越性能，尤其是在取同样数量的样品是其他取样器不可比拟的，MFE取样器虽然和这种取样方式原理相同但是在取样数量上相差甚多，而且样品的取出安全性不好易伤人，无法保证样品不受到外界的污染。APR测试管柱解决了这一难题，在整个测试的结束阶段取得的关井后压力恢复最好的地层流体样品，这样保证了样品的真实性。

4结论

2007年-2017年在印度尼西亚试油测试施工中APR工具取样技术共使用18井次，累积完成地质层40层，取样成功率90.5%，成功率远高于其他取样方式。APR工具多种取样方法使得APR测试技术更加完善，可以适应不同复杂井况完成取样试油测试工作。在实际的检验中也证实了它的可靠性、它的低成本、高效益，APR测试工艺具有很高的推广价值.

参考文献：

[1]叶荣，《地层测试技术》，石油工业出版社，1991年7月北京，15-28页.

[2]陈中一、杜克智，APR测试工具在含硫气并完井试油中的应用，油气井测试.1997.

作者简介：张鹏，男，1980年4月21日出生，大庆油田有限责任公司试油试采分公司技术开发大队.