王磊 康学玺 王辉辉
西安思坦仪器股份有限公司，陕西省西安710065
摘要：流入型电子式井下高压物性取样器适用于油田油井、气井、水井的深井取样。本仪器不仅替代了传统机械式取样器，而且增加了采集存储井下压力、温度数据的功能。该仪器的特点是：取样部分采用了高温大扭矩变速电机，单片机时间控制系统，耐高温、定时准确可靠（时间由用户通过地面手持设备自行设定）。样筒密封性能好，连接方便，取样成功率高。采样同时存储的压力、温度数据可准确了解取样的环境信息，使样品分析参数更为可靠。
年在新疆油田成功使用，正小范围推广。
关键词：流入型；高压；取样器
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1．背景介绍
油气井在试油（气）过程中，对储层进行油(气)高压物性取样，是常规试油普遍采用的方法。通过对储层高压物性取样，在地面进行PVT化验分析，得到储层第一手的资料，为储层的进一步生产开发提供理论依据，帮助确定油田开发方案，油气采收率，生产预测和生产设备。
在油田的多年应用中，取样器经历了早期的机械式取样器到目前的电子式取样器两个阶段。机械式取样器如挂壁抽提式取样器，采用纯机械装置，在下到取样层位后，由地面人员控制绞车完成特定操作进行取样。存在操作繁琐、取样成功率低、易发生工程事故等问题，已逐渐被电子式取样器淘汰。
电子式取样器按取样原理的不同又分为流入型取样器和吸入型取样器两种。流入型取样器机械结构相对简单，已经基本取代了传统的机械式取样器。具有定时准确可靠、连接方便、样筒密封性能好、取样成功率高、地面转样方便可靠等优点。
2．工作原理
我公司流入型取样器采用钢丝下井，自带温度、压力测量和存储功能，在取样的同时完成温度、压力参数的测量。
取样控制采用电子定时方式，下井前打开阀门，到预定位置后启动电机，关闭样筒阀门。电子定时可以有很高的精确度，而由电机控制阀门也可避免由于机械等原因造成误操作[1]。
取样方式为流入式，过程为下井前打开样筒的上下阀门，通过地面数据读写器将取样时间和采样间隔写入井下控制器，通过钢丝下到目的层位，定时时间到后通过电机将样筒的上下阀门关闭，完成高压物性取样。在取样的同时能够完成目的层温度压力的测量，可准确了解环境信息，使样品分析更可靠[2]。
3．仪器结构与特点
流入型取样器整体包括两部分：井下取样器和地面数据读写器。数据读写器主要实现和井下控制筒的通信。完成控制电机启停、设置取样时间和采样间隔、倒数计时、直读、回放和存储压力温度数据、电池电压测量等功能。
该仪器的特点是：取样部分采用了高温大扭矩变速电机，单片机时间控制系统，耐高温、定时准确可靠（时间由用户通过地面手持设备自行设定）。样筒密封性能好，连接方便，取样成功率高。采样同时存储的压力、温度数据可准确了解取样的环境信息，使样品分析参数更为可靠。
仪器采用规范、标准及法规：SY/T 5154-2014油气藏流体取样方法、GB/T 26981-2011油气藏流体物性分析方法，公司标准Q/ST01-2013。
另外，仪器配套专用转样器。取样到地面以后，样筒内仍处于高压状态，样筒的螺纹连接扣设计成可与地面转样器配接，使用地面转样器将样筒凡尔顶开，将高压液样转出。
4．主要技术指标
?工作温度：-20℃～150℃
?最大工作压力：100MP（不带压力、温度测量）
?压力测量范围：0～60MPa
?压力测量精度：≤1‰F.S
?存储点数：20万点
?温度测量精度：±0.5℃
?最小采样间隔：1秒
?定时误差：≤1毫秒
?仪器外形尺寸：Φ38mm
?仪器长度：1960mm （400ml）/2240mm （600ml）
?样筒容积：600ml，可定制
5．应用案例与结论
流入型取样器在国内某油田注水井进行了多层取样。取样完成后还可以使用PC机软件取样器进行操作，读取取样器在下井过程中的压力、温度、电池电压等参数。
图2 取样数据回放曲线
图中蓝色、红色和绿色曲线分别代表压力、温度和电池电压曲线。由图中可以直观看出下井过程中压力、温度逐渐升高，到达指定井深压力、温度数据保持平稳。图中，绿线在25分钟时凹下去部分表示电机开始工作，关闭样筒进液口和出液口。由图可看出，倒计时25分钟完成后即动作取样，定时时间精准。以上所测得压力、温度数据对后期样品分析工作提供了重要的参考依据。
我公司样筒配备转样器，可以与转样台无缝对接进行转样。因本次样品为水样，无法使用盐水置换，高温下取得水样在常温下压力也不大，故使用转样器顶部的手柄手工顶开进液口，取出样品，如右下图所示。最后将样品送检验部门进行检验。转样过程中，样品体积和样筒容量吻合，未发现有漏压、漏液。仪器密封性良好。
如案例所示，本次施工使用我公司取样器，取样、转样均为一次成功，成功率100%。总结有如下优点：
?采用电机控制，取样倒计时定时精准；
?取样过程中对井下压力、温度数据采集完整，便于后期分析；
?仪器密封性良好；
?地面数据读写器操作方便、界面友好；
?可以直接读出取样时刻的压力、温度数据；
?多支取样器可以串联下井取样。
综上所述，流入型取样器结构简单，施工可靠，已在国内外油田中广泛应用。
参考文献
【1】高压取样器的研究与应用[J].复杂油气藏,2013, (04).
【2】新型电子式高压物性取样器的设计与实现[J].石油化工自动化, 2008, (05).
作者简介：王磊，男，陕西咸阳，硕士，中级工程师，现从事石油仪器相关设计及其研究工作。