地层测试

第二章地层测试通过对油气层进行测试，获取油气层产量、压力响应流体样品等资料。概念动态资料地层测试简介地层测试中途测试完井测试钻柱测试电缆测试油气井测试单井测试多井测试(单井测试)在探井钻进过程中，钻遇油气层或发现重要油气显示时，中途停钻对可能的油气层进行测试。在裸眼井中完成，油气层被钻井液浸泡时间短，油层伤害小适用条件：岩性较致密、井壁较规则、地层不垮塌、井身状况较好中途测试完井测试在完井之后进行的地层测试，亦称为试油（气）。开井时间长，所取得地层参数齐全，还可进行分层测试。中途测试完井测试常用钻柱测试、电缆测试钻柱测试（DST）在钻井过程中，以钻柱作为地层流体流到地面的导管，对地层进行测试评价的一种手段电缆测试相当于一种微型试井，它是用电缆将测试器下至测试层进行测试RFT（RepeatFormationTester）FMT（FormationMultiTester）抽油井自喷井气井抽油机采油树泵下装置油气井测试在油、气井生产过程中进行的地层测试。单井测试单井测试多井测试最常用的一种多井试井，一般以一口井作为激动井，另一口或数口井作为观测井。激动井改变工作制度，造成地层压力的变化。向井内注入携带有示踪剂的流体，在临近的生产井中检测示踪剂的开采动态。干扰试井井间示踪剂测试2-1322-1412-1812-1923-1423-1513-1913N1114-1124-1214-1524-1614-1814-2015-1225-1315-1625-185-825-915XN1716-1016-1326-1416-927-1027-1117-157-1518-1322-1122-1212-1312-142-1522-162-172-182-2012-2112-2122-2132-222-2212-2412N152N172N4182N82N93-1223-1313-1623-213-233N1713N1823N714-104-1014-1414-1724-184-194-204-84-94N194N95-1025-1115-1515-1815-206-1216-1526-86N1127-087-1017-1227-1318-108-1018-1028-1018-1023N1824N195-207-085-1424-1320100200求解井间地层特性参数以及井间流体流动状况多井测试第一节钻柱测试概念：在钻井过程中，以钻柱作为地层流体流到地面的导管，对地层进行测试评价的一种手段。。按井分类：裸眼井测试套管井测试跨隔测试常规测试：封隔器下部只有一个测试层跨隔测试：在一口井有多个油层的情况下对其中某一层进行测试。因此，必须有两个或两组封隔器将测试层封隔开。按测试方式分类：常规测试跨隔测试一、测试工具及原理测试设备：主要由接在钻杆下部的测试工具、封隔器及地面控制设备组成。封隔器测试工具地面控制设备测试工具及原理钻柱测试的主要成果钻柱测试压力卡片的解释和应用（一）多流测试器（MFE）应用广泛，适用于裸眼井和套管井。不适用于斜井和海上井。（美国1961年研制）压力计和筛管封隔器旁通阀多流测试器MFE测试器示意图多流测试器（MFE）压力控制测试器（PCT）MFE测试工具井下工作状态井筒内的钻井液可以由筛管经旁通阀和环形空间返至地面钻杆内压力保持在0.1MPa左右四个过程（1）下入井内将测试器接在钻杆底部，下至测试层段。筛管封隔器旁通阀测试阀松开打开关闭MFE测试工具井下工作状态开井测试层内流体经筛管和测试阀流入钻杆内。（2）开井未加水垫或气垫时，测试层在开井瞬间的回压接近于1个大气压。筛管封隔器旁通阀测试阀筛管封隔器旁通阀测试阀坐稳关闭打开MFE测试工具井下工作状态关井测量测试层的压力恢复曲线；取样器取到终流动时的流体样品筛管封隔器旁通阀测试阀筛管封隔器旁通阀测试阀筛管封隔器旁通阀测试阀关闭（3）关井MFE测试工具井下工作状态将测试工具起至地面，取出流体样品筛管封隔器旁通阀测试阀筛管封隔器旁通阀测试阀筛管封隔器旁通阀测试阀关闭打开松开（4）从井内提出（二）压力控制测试器（PCT）封隔器液压标准工具（HRT）压力控制测试器伸缩接头、安全接头井口主阀控制头防喷器压力控制测试系统示意图适用于海洋井和斜井适用于套管井，井下只能下一个封隔器的单层测试器，封隔器以上的套管不能射孔。与多流测试器的区别：（1）用液压装置控制测试过程地面控制，适用于难于用钻杆操纵的斜井（2）测试管柱中配有伸缩接头（70年代研制）多流测试器（MFE）压力控制测试器（PCT）平衡管内压力变化，以补偿波浪运动变化。二、钻柱测试的主要成果压力卡片油、水、气的计算地层条件下的流体样品钻柱测试器压力记录示意图（二开二关油井压力卡片）测试工具及原理钻柱测试的主要成果钻柱测试压力卡片的解释和应用记录从地层流入钻杆的流体压力筛管封隔器旁通阀测试阀钻柱测试器中有两个压力计钻柱测试的主要成果（一）压力卡片压力卡片油、水、气的计算地层条件下的流体样品上压力计(管内压力计）下压力计测量支撑管与井壁之间环形空间内的压力（下压力计用于检查）正常：两个压力计记录的压力相同；筛管孔眼被堵塞：两个压力计压力不同A段：随工具下井深度增加而增加的钻井液静液柱压力。B点压力：初始静液柱压力。（工具下到井底后，钻井液静液柱压力达到最大）钻柱测试器压力记录示意图（二开二关油井压力卡片）筛管封隔器旁通阀测试阀压力卡片C1点压力：初流动开始压力。钻柱测试器压力记录示意图（二开二关油井压力卡片）筛管封隔器旁通阀测试阀压力卡片一次开井：封隔器座封，打开测试器，流体将从地层流入测试工具测试层段处的压力急速下降到C1点（若不采用水垫或氮气垫，C1点的压力值应与空钻杆内的大气压力接近）。压力卡片开井后，流体不断从地层通过筛管进入钻杆，压力逐渐上升初流动结束时压力为C2C1-C2曲线形状取决于地层渗透率、流体粘度、密度以及测试层的厚度。钻柱测试器压力记录示意图（二开二关油井压力卡片）C2点压力：初流动结束压力筛管封隔器旁通阀测试阀钻柱测试器压力记录示意图（二开二关油井压力卡片）从C2点到D点为初关井的压力恢复过程。初关井压力为D。(如果关井时间足够长，D点压力将是地层静压力)。从D点开始，进行第二次流动和关井压力恢复试验。D点压力：初关井压力压力卡片筛管封隔器旁通阀测试阀钻柱测试器压力记录示意图（二开二关油井压力卡片）E1点压力：终流动开始压力二次开井：压力迅速下降至E1点（E1应与C2近似）。压力卡片筛管封隔器旁通阀测试阀开井后，流体从地层流入钻杆，压力上升，最大达到E2点压力。取样器取到终流动时的流体样品。钻柱测试器压力记录示意图（二开二关油井压力卡片）E2点压力：终流动结束压力压力卡片筛管封隔器旁通阀测试阀钻柱测试器压力记录示意图（二开二关油井压力卡片）F点压力：终关井压力终关井后压力恢复，从E2达到终关井压力F。压力卡片筛管封隔器旁通阀测试阀提松封隔器，使压力恢复到静液柱压力G。G点压力：静液柱压力钻柱测试器压力记录示意图（二开二关油井压力卡片）H段：在G点后将测试器起出，压力逐渐降低（H段），直到起至地面，整个测试过程结束。（一般为二开二关，也可进行任意次数的流动和关井测试）压力卡片筛管封隔器旁通阀测试阀钻柱测试器压力记录示意图（二开二关油井压力卡片）终关井压力静液柱压力测试器起出，压力逐渐降低终流动开始压力终流动结束压力初关井压力初流动开始压力初流动结束压力初始静液柱压力测试工具下井，压力升高至钻井液静液柱压力。压力卡片（二）油、水、气的计算自喷时：通过油嘴和分离器的控制，确定油水产量。非自喷时：根据钻杆内液面的高度计算测试井的产量。1440uVtHQ式中Q—液体产量，m3／d(地面)；H—液面高度，m；vu—单位长度钻杆的容积，m3／m；t—流动时间，min。1．油、水产量的确定钻柱测试的主要成果压力卡片油、水、气的计算地层条件下的流体样品油、水、气的计算测定气量的方法较多，一般使用孔板流量计。通过测定孔板前后的压降计算气量。测试层产气量较小时，可使用垫圈流量计，（测试范围从几十到几千立方米）2．产气量的确定（三）地层条件下的流体样品通过取样器取得地层条件下的流体样品（终流动结束前取样）实验室PVT分析：获取地层条件下的压力、体积、温度等参数。钻柱测试的主要成果压力卡片油、水、气的计算地层条件下的流体样品液压标准工具氮腔弹簧加压孔取样器三、钻柱测试压力卡片的解释和应用（一）合格压力卡片的特征压力卡片是在地层动态条件下取得的，是其它静态方法所不能比拟的。测试器不能在井下停留过长的时间，因此所取资料也存在一定局限性。终关井压力静液柱压力测试器起出，压力逐渐降低终流动开始压力终流动结束压力初关井压力初流动开始压力初流动结束压力初始静液柱压力测试工具下井，压力升高至钻井液静液柱压力。测试工具及原理钻柱测试的主要成果钻柱测试压力卡片的解释和应用①起始点压力为零。②在两次开关井测试时，8个压力点停点清晰。时钟行程与地面计时相符。③B点与G点压力相等，而且与液柱回压符合。(注意：测试低压层时，因钻井液漏失造成G点压力小于B点压力)终关井压力静液柱压力测试器起出，压力逐渐降低终流动开始压力终流动结束压力初关井压力初流动开始压力初流动结束压力初始静液柱压力测试工具下井，压力升高至钻井液静液柱压力。合格压力卡片应具有的特征典型压力卡片的定性分析④开井压力曲线急剧下降，关井后压力曲线逐渐上升或有规则上升。⑤流动压力曲线与关井压力恢复曲线光滑，无异常突变。其压力变化点与开关井时间一致。⑥终流动压力的终止点压力值与回收液体总高度折算的回压相符合。合格压力卡片应具有的特征终关井压力静液柱压力测试器起出，压力逐渐降低终流动开始压力终流动结束压力初关井压力初流动开始压力初流动结束压力初始静液柱压力测试工具下井，压力升高至钻井液静液柱压力。钻柱测试压力卡片的解释和应用（二）应用压力资料确定地层参数原理分析压力恢复和降落曲线终关井压力静液柱压力测试器起出，压力逐渐降低终流动开始压力终流动结束压力初关井压力初流动开始压力初流动结束压力初始静液柱压力测试工具下井，压力升高至钻井液静液柱压力。假设条件：油藏为无限大、地层均质、流体为单相并微可压缩、流体的流动符合平面径向流等。tttmptttmppiiwsloglogpws—井底恢复压力，MPa；Pi—原始地层压力，MPa；m—压力曲线直线段的斜率，MPa／cycle；t—打开阀后的生产流动时间，h；△t—关闭测试阀的压力恢复时间，h；霍纳(Horner)法：Horner图基于压力恢复的基本公式：霍纳和马修斯等人建立起来的公式0.87S))rC8.0853Kt(log·2wTomppiwfoooo3KhBQ1012.2mpwf—井底流动压力，MPa；Pi—原始地层压力，MPa；m—压力曲线直线段的斜率，MPa／cycle；K—地层有效渗透率，μm2；t—打开阀后的生产流动时间，h；φ—地层有效孔隙度，小数；μo—地层原油粘度，mPa·s；Ct—综合压缩系数，MPa-1；rw—井底半径，m；S—表皮系数；Qo—流动阶段的折算产油量，t/d；Bo—地层原油体积系数；h—地层有效厚度，m；Po—地面脱气原油密度，t／m3：对流动期的压力降落阶段，在马修斯(Matthews)等研究基础上，陈元千等人推导出如下压力计算关系式：一般了解1.表皮系数或井附加阻力系数的计算)908.0(log151.12wtootwfirCKmppS若s大于1，说明井间附近的地层受到了污染，s越大，说明污染越严重；若S等于1，说明地层未受到污染；若S小于1，说明井底地层的流动状况得到改善。应用表皮系数的计算地层流动系数的计算断层距离的计算地层堵塞或损伤分析原始地层压力的推算综合压缩系数的确定理解、了解（地层受钻井液污染的情况）2.地层流动系数的计算oOoOmBQKh3101