电缆地层测试4

第4章电缆地层测试1、概述电缆地层测试是一种测井作业项目，但所录取的资料是储层的纵向压力分布和储层流体样品，其资料解释分析属于压力动态分析。电缆地层测试，对于确定储层内流体的分布，判断产层水动力系统的连续性具有独特的作用，所取流体样品对测井解释有重要的辅助诊断作用。电缆地层测试可以直接获得地层压力及压力剖面，压力恢复曲线，地层流体抽汲压降等三项资料。这三项资料中最有价值的是一、三两项，从地层压力剖面可以获得许多有用的地层流体分布信息。虽然从压力恢复曲线可以解释出渗透率及表皮系数，但是，合格的压力恢复曲线只有在合适范围的渗透性地层中采有可能获得。另外，由于可分辨的探测半径小,计算出的渗透率受泥浆滤液侵入带的影响很大，地层的代表性差。1、概述电缆地层测试的主要目的是：①取得目的层的地层压力及压力响应剖面。②取得电测解释中可疑层或目的层的流体样品。通过地层压力响应剖面结合地层流体样品的分析，判断地层流体类型，为试油层位的选择及水动力系统的研究提供依据。1、概述电缆地层测试的主要特点是：1)由电缆起下，主要在探井及评价井的裸眼中进行。2)快速，经济。每测一点，全部作业时间仅需几个小时，3)一次下井可以进行多点测压并取得两个地层流体样品。4)安全。全部作业在泥浆压井情况下进行，测试全过程无流体到达地面。1、概述第一套电缆地层测试器是1955年斯伦贝谢(Schlumberger)测井公司研制成功的，其功能是抽取地层流体样品。60年代发展的电缆地层测试器增加了测压功能。1974年斯伦贝谢公司生产的重复地层测试器(RepeatFormationTester简称RFT)其性能又有改进，—次下井可以进行多点测压并可取得两个地层流体样品。同类产品还有多次地层测试器(FormationMulti—Tester简称FMT)，选择式地层测试器(SelectiveFormationTester简称SFT。1、概述80年代末,阿特拉斯公司又推出了改进型的重复地层测试器FMT(Formationmulti-test),称之为第二代产品。在第一代产品基础上增加了石英压力传感器,减少了测量误差。随着石油勘探的发展，这种仪器远不能满足要求，首先是所测量的地层压力受泥浆影响较大，常常显示过压。其次是流体取样大都是污染流体，难以取到真实地层流体，且在出砂层中易封堵，给取样造成很大困难。还有提供的测量参数较少。1、概述九十年代中期,斯伦贝谢和阿特拉斯公司先后推出了MDT和RCI,相对于前二代仪器进行了技术变革,其特点就是能够利用泵排技术,将泥浆污染流体排出,经多次测量,地层压力更为精确。同时利用双封隔器技术,改善了以往在出砂岩中取样封堵的问题。这二种仪器由于其高昂的售价和服务,国内目前陆上和海上只有少量井使用该仪器进行测试。1、概述在九十年代初,澳大利亚Crocker公司也开始类似于MDT和RCI技术的泵抽式地层测试技术研究,称之为WirelineFormationTesting--电缆地层测试技术。这种技术于94年研究成功,其成果在Perth和Carnarvon盆地应用效果非常好,所测试的储集层有低渗透率砂层、高渗透率砂层、薄砂层和出砂储油层。相对于前二代仪器进行了技术变革，其特点就是能够利用泵排技术，将泥浆污染流体排出，经多次测量，地层压力更为精确。同时利用双封隔器技术，改善了以往在出砂岩中取样封堵的问题。1、概述1999年，哈里伯顿公司也推出了泵抽式地层测试器RDT(ReservoirDescriptionTester)。仪器包括7个短节，各个短节之间可以根据不同的测试需要进行组合，进行多种测试。1、概述MDT测取地层真实流体样品的功能，是一种质的飞越。常规地层测试器虽然都有取样功能，但是无法克服所取样品含有大量泥浆滤液的缺点。只能靠加大取样罐容积来增加样品中真实地层流体的比例。因此，进行样品分析时也只能是定性分析。1、概述MDT能够将进入仪器的泥浆滤液排入井筒，使用电阻率计及光学分辨技术进行观测，当样品中的泥浆滤液已排净，仪器开始进入地层真实流体时，即可停止排放，而将真实样品按指令引进某一取样室，最后密封，而且可以保证流体压力高于或等于地层静压。这种真实样品可供高压物性分析，这种技术优于目前的试井井下取样，也优于钻杆地层测试（DST）的井下取样。1、概述80年代以来，电缆地层测试技术的发展主要有两点：(1)加强了测试器对各种地层的适应性。如：研制了长探针和大探针，大面积封隔器，同时出现了双探针RFT测试器等，从而使电缆地层测试适应松软地层、硬地层及裂缝性灰岩；(2）应用高精度压力计使所测压力资料更加精确，同时在中低渗透率地层中有可能获得合格的压力恢复曲线，使不稳定试井在电缆地层测试中的应用成为现实。（3)大排量地层测试器出现，使电缆地层测试有逐步取代DST趋势，MDT，Altlas1、概述问题：国内外在大排量地层测试器方面还没有一套完整的操作规程，在高渗、低渗、稠油等复杂条件下，往往会出现脱气、出砂、测试时间过短没有测得足够的压力和流量数据、测试时间过长使仪器遇卡等一系列问题，因此，大排量地层测试器需要一套适应不同储层条件和流体性质的合理工作制度设计。1、概述2、测试设备及工作原理电缆地层测试器由两部分构成：(1)地面控制和记录系统；(2)下井仪器。地面系统与数控测井记录仪一起配用，使用模拟记录和数字磁带记录，能处理和记录自然电位(SP)或自然伽马(GR)曲线、能处理和记录地层压力曲线，能作压力测试的时间记录。1）FCT仪器及工作原理2、测试设备及工作原理2、测试设备及工作原理a定位仪器下井后，由自然伽马或自然电位校深，使探针对准测试层位。b推靠启动电动油泵并通过液压系统驱动封隔器和支撑板伸出，使封隔器紧贴井壁的一边，压缩泥饼，形成探针周围与地层的密封隔离，探针则穿过泥饼插入地层。支撑板(推靠板)则紧靠在背面的井壁上。c预测试在预测试室内抽液，引起地层流体流动，然后观察和记录压力降落与恢复的过程。2、测试设备及工作原理抽液：RFT有两个预测试室，容量各为10cm3。当封隔器坐封后，抽液室的活塞以大约50cm3／min的恒定速度抽吸，充满第一预测室，该室称为低流量测试室。当活塞到达行程终点，第一测试室即充满液体．这时第二测试室的活塞开始以125cm3／min的恒定抽液速度移动，流体流入第二预测试室，该室称高流量测试室。地面记录上述流动时的压力剖面。2、测试设备及工作原理压力恢复：当第二抽液活塞到达行程终点时，第二预测试室也充满液体。此时液流停止，探针周围地层压力开始恢复，经一定时间最后达到静止。由于预测试期抽液仅20cm3，地层内压降漏斗很小，压力恢复时间很短，一般为几十秒到几分钟。2、测试设备及工作原理2、测试设备及工作原理d取样若需要取样，则打开取样阀，让地层流体进入一个取样筒，取样筒充满后关闭取样阀。保存样品，如泥浆滤液侵入深，考虑到第一筒样品无代表性时，还可以用第二个取样筒在同点取样。当然，第二取样筒也可以留待另一个测点取样。如不需取样，则进行回缩程序移至另一深度进行工作。2、测试设备及工作原理e回缩取样完毕，则打开平衡阀使液压管线泄压，收拢封隔器和支撑板，收拢仪器的同时能自动排空预测试室，活塞自动返回原位并冲洗探针滤网，以减少堵塞可能性，为下一个测点作好准备。2、测试设备及工作原理图12—4为测试全过程的地面记录，第一栏是模拟压力记录，即测试过程中供液区地层压力随时间的变化曲线。图中所表示的是典型的模拟压力曲线，初始记录段为泥浆柱压力。下井仪器推靠时，因为封隔器贴向井壁对泥饼进行挤压．压力稍有上升；而后，封隔器仍继续挤压泥饼，直至封隔器坐好。接着是两个预测试室活塞相继工作进行抽汲，同时记录了流动速度不同的两组流动压力曲线。当预测试室充满时，流动区压力开始恢复，直至达到平衡。2、测试设备及工作原理如果采样，图中也记录采样时的流动压力，工具解封后，又可记录到泥浆柱压力。第二栏为时间记录，较新RFT程序的深度道为时间记录，而在本栏内每隔12s打印出一个瞬时压力值。第三栏为数字压力记录，用4个检流计在四条道上显示压力值，分别表示十进位的1000位、100位、10位和个位psi数值。2、测试设备及工作原理RFT工作时，一般都与GR(自然伽马测井)和SP(自然电位马笼头V号电极)组合测井。测量GR或SP的目的，是为对比校深用的。RFT备有3.785－90.8L(1—24加仑)的取样筒；下井仪器还可连接Amerada压力计短节或HP压力计短节，提供压力资料。2、测试设备及工作原理2、测试设备及工作原理1一SGT自然伽马测井短节；2一错开量(表示自然伽马测量点到探测器口之长度)；3一RFC电子单元；4－RFM机械单元；5一RFT压力计；6—HP压力计；7、8—短节；9－12，15—16——RFS取样筒；13—14，17一RFW取样单元水垫；18—FTS测试器取样筒中的任意一个；19－压力计；20一21—底锥；22—仅作预测试2、标准MDT测试器扩展了现有的单探针地层测试器的功能，可再加上用户所要求的任何其他的地层测试模块。电缆地层测试器标准的MDT仪的组成电源、液压系统、单探头、取样模块可选择的模块：多探头模块、多样品模块、流量控制模块、泵出模块、光学流体分析模块、双密封圈模块。典型套管井地层测试作业包括用电缆进行的1英尺井段射孔，用两个膨胀跨式双封隔器将测试工具横跨射孔段，通过泵出模块泵入泵出流体实现双封隔器的坐封和解封，也通过泵出模块抽取地层流体，通过OFA（光学流体分析模块）识别管线中流体类型，根据OFA即时监测控制取样模块的取样，可以获取具有代表性的样品，通过泵出模块控制排液速度和流动压力，可以取得高质量的PVT样品。MDT测试器具有以下几个优点：（1）可测量在样品管线中流动的流体的电阻率；（2）一次下井可进行多个流体取样；（3）能在较大的井眼范围内进行标准操作；（4）提高了压力测量和动态响应的精度；（5）可在地面控制压力测试时流体的流速、测试室体积以及测试时的流动压力。MDT测试器通常与自然伽玛测井仪和AMS辅助测量探头组合测井；自然伽玛用于校深，AMS用于监视仪器顶部张力、井眼内钻井液电阻率等。特点：电缆地层测试器OFA光学流体分析模块用于识别管线中流体类型，包括区分气、油、水及确定每项百分比。这一模块采用光学分析技术来确定油管内的流体类型。在近红外范围内，吸收光谱测定法可以区分油和水，甚至不同密度的原油。反射测定法通过采用液、气析射系数差异来检测气体。大容积取样模块可根据现有的规格以多种组合形式下入样筒，其中包括1加仑、2.75加仑和6加仑取样筒，每趟最多可下6个取样筒，可以放在封隔器模块之上和之下，实际下入2个2.75加仑和1个1加仑取样筒。多样取样器模块可以安装6个取样筒，每筒可装250cm3的样品，可用于常规流体性质分析和PVT分析。大容积取样模块电缆地层测试本套仪器有4个压力计，其中1个始终监测井筒液柱压力，1个始终监测封隔器压力以保证封隔器密封，1个电子压力计和1个石英压力计始终监测封隔器之间的测试腔压力——地层压力。另外还记录了两条流动状态曲线，分别反映封隔器和测试腔供、排液情况。地面由一台仪器车对测试进行全程的记录和监控。其对全程地层压力监测资料可以利用传统方法（双对数和半对数法）进行的压力瞬变分析。而在井下对地层流体性质的半定量即时监测实时地传递到地面，可以根据地层流体即时监测资料和地层压力变化情况及时决定测试是否继续进行。当流体质量能够代表油层时，由地面控制通过电机控制的节流（密封）阀将抽出的流体导入选择的取样筒，并密封在取样筒中，这样就取得了一份有代表性的地层流体样品，同时通过控制泵出速度控制流动压力，以确保取得合格的PVT样品。这样就可在一次测试中在不同的井深或者流体流动的不同时刻以及不同的取样条件下获取多个样品。3、压力剖面的测量及应用地层压力剖面地层压力值同垂直井深(对应的测试深度)的关系曲线，称为地层压力剖面。从地层压力剖面可以获得大量有价值的地层信息，如地层流体性质，油、气、水接触面，地层连通性等。一般在下列情