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试油测试技术 大港油田滩海开发公司二零一一年六月 一 试油 水力泵 测试三联作工艺二 用测试曲线形态表征各类油藏动态模型三 利用测试资料指导油层改造 目录 一 射孔 滑套水力泵 测试工艺 表套 339 7 399 73m 定位短节2599 77m 滑套水力泵2639 80m 球座 45mm 2642 02m 内掛式电子压力计2642 95m 151封隔器2643 21m 251 7封隔器2643 87m 筛管 长2m 2647 27m 点火头2705 38m 枪身2706 0 2713 6m 泄压装置 人工井底 2764 94m 油层套管139 7mm 2785 21m 2706 0 2713 6 测试层 1 实用范围 适用于试油 措施 修井 开发生产等工程的排液 解堵 求产 采油工作 对于低产层射孔后 为了搞清地层液性需大量排液 使地层真实液体具有一定的体积量 这样才能保证地层结论的正确性 不论是压裂 酸化以及其它措施必然人为使地层进入大量工作液 需要及时排出 已减少地层污染 事实证明最有效的方法之一是水力泵排液工艺 因为水力泵与压裂 酸化管柱一同下入井内 措施完成后可以不换管柱及时快速地返排 在很短的时间内达到预期效果 对于开发生产井或试采井 用水力泵进行采油 试采 效果均比较理想 经济效益明显 2 技术特点 一般不受井深 井温 井斜 稠油 含气层 套管大小的限制 适用条件宽松 液面降的深 对于3500米的井 液面可以降至3000米 对地层产生的压差较大 可以明显提高产量 并起到解堵效果 由于水力泵技术能够最大限度地体现出地层产能 这样就可以减少措施工作量 如压裂 酸压等 提高经济效益 工艺简单 施工安全 节省工程成本 直接投入费用低 与常规负压射孔试油相比 每层可以节省费用10 15万元 并缩短单层试油周期7天左右 减少作业工序 3 工具组成 1 滑套水力泵 2 单流阀 3 内掛电子压力计 4 P T封隔器 5 射孔枪 井下部分 喷射泵1 单流阀2 封隔器3 地面部分 柱塞泵4 计量罐5 发电机6 说明 发电机和柱塞泵可以用一台柴油机式柱塞泵代替 也可以用水泥车代替 水力泵包括喷射泵和活塞泵两种类型 这里介绍是喷射泵 井下部分中水力泵管柱可以是单独泵排管柱方式 也可以与三联作和四联作测试管柱组合 1 滑套水力泵 4 现场施工步骤 水力泵随管柱下入设计深度 座封封隔器 投试压泵芯 对封隔器及管柱试压 反洗出试压泵泵芯 投排液泵芯及压力计 计量罐内提前储足动力液 一般为清水 柱塞泵开始工作 来自动力液的清水经柱塞泵形成高压水 进入油管 通过井下水力泵后 与从地层抽出来的液体一同混合从环空排出 沿着地面返出管线进入计量罐 进行计量求产 通过地面调整泵压而变化掏空深度 计量罐内液面上升高度为地层排出的纯液体量 5 工作原理 从油管进入的高速动力液经过水力泵后 在喷嘴与喉管之间形成负压 由于喉管外与外管之间的夹缝与地层是连通的 这样 地层流动就会被抽吸上来 泵压越高流速越快 产生负压越大 对流体抽吸力就越大 相应产量就越高 这些压力变化过程由压力计记录 说明 为了检测水力泵泵排效果 通常在水力泵下部装有压力计 记录着排液整个过程中的压力和温度情况 帮助我们直接得到负压深度 地面施工情况 地层物性等信息 当泵排到一定液体量后 要想获得地层真实液性 在水力泵芯下部带上取样器器即可 当遇到稠油井时 动力液可以加热或着动力液内加一些降粘剂 目前我们能正常排出凝固点72 的高粘稠油 由于水力泵下部配备有单流阀 这样在停排后井筒液体也不会倒灌入地层 当泵排结束后 可以进行井下关井测压力恢复 获取地层参数 射孔 5 69MPa106 0 A 射孔液面恢复段 11 47MPa108 3 B C 17 26MPa108 1 压力恢复段 D 24 31MPa106 1 泵排段 E 检泵 F 1 11MPa106 8 0 99MPa106 6 附图3 射孔 泵排测试联作压力温度图 附图8压力恢复双对数拟合图 二用测试曲线形态表征各类油藏动态模型 1 均质无限大油藏 2 张海11井 36号层 测试结论 1 张海11井 36号层 基本数据 张海11井36号层电测曲线 3 张海11井 36号层 测试曲线 4 测试曲线与解释结果分析 从压力史图中可以看出开井射孔后流体上升很快 自喷能力很强 并且压差很小 关井恢复很快 双对数导数曲线中出现明显的均质无限大地层的特征 特别是关井后导数曲线很快重合在对数值为0 5的水平线上 而且持续了三个对数周期 径向流动时间很长 表明在测试范围内地层岩性均匀 电测解释图中岩性密度非常均匀如下图所示 没有出现任何边界反映 是典型的均质无限大油藏特征 计算表皮0 77 没有污染 有效渗透189毫达西 与电测解释渗透率181 52毫达西非常相符 说明36号层地质情况与试井解释理论模型非常相近 因此本层计算的地层参数可信程度较高 2 地层严重堵塞的油层 1 张海11井 73号层 基本数据 2 张海11井 73号层 测试成果 3 张海11井 73号层 测试曲线 4 曲线形态与解释结果分析 压力史图中二开 三开自喷求产 一关 二关 三关压力恢复很快变平 并且数据基本一致 说明地层能量非常充足 双对数与导数开口很大 达到两个对数周期 井壁堵塞很严重 是典型的地层严重堵塞油藏 计算表皮系数为30 3 地层受到了严重污染 有效渗透率39毫达西 与电测解释渗透率0 5 2 8毫达西不相符 分析原因是与地层岩性 砂砾岩 有关 这种岩性密度极不均匀 在钻井过程不容易形成泥饼 地层非常容易受到堵塞 也是电测解释不准的重要原因 从解释结果分析该层的真实产能要比实测产能至少能够提高3 4倍 3 被三条断层所围的U形油藏 1 庄海808X1井 49 50 54号层 基本数据 2 庄海井808X1井 49 50 54号层 测试成果 3 庄海808X1井测试曲线 曲线形态分析 压力史图中 初关压14 80MPa 终关井压力11 07MPa 压力出现严重衰竭 双对数压力导数图中后期数据上翘 斜率在1 2 1之间 说明供液来自一个方向 具备U型油藏的特征 构造图中也显示该井被三条断层所围 说明该井处在U型油藏 4 全封闭油藏 2 庄海803井测试成果 1 庄海803井基本数据 4 曲线形态分析 双对数导数图中表明关井后很快出现径向流 层面关井 水层不可压缩 但持续时间很短 导数曲线上翘为不渗透边界反映 最后导数曲线下掉为地层全封闭反映 说明地层范围较小 5 被三条断层所围的U形油藏 2 庄海803井 15号层 测试成果 1 庄海803井 15号层 基本数据 4 测试成果与形态分析 该层试油采用水力泵排液 泵压4MPa 日产油40 5吨 计算K 453md R 1 16 从以上结果可以看出 地层的渗透性很好 井壁比较完善 从双对数导数诊断曲线可以看出 导数曲线后期下调很快 分析为水边界 6 低压低渗干层 曲线形态分析 实测压力曲线反映开井上升幅度很小 关井压力恢复呈 爬坡 状双对数曲线和导数曲线几呼完全重合 是典型的低压低渗干层特征 这种类型的地层没有必要压裂酸化改造 过去有些这种类型的井措施后无效 例如张海4井 沙河街35 36 37号层 开井182min井底流压上0 27MPa 折日产液0 66m3 d 7 天然裂缝油 2 张海501井双对数导数图 3 测试曲线形态分析 双对数图和导数图呈双轨形状 并且双对数早期数据出现1 2斜率 是无限导流垂直裂缝的特征 这是一种典型的天然裂缝反映 测井资料也表明岩性密度明显降低 并有V字行特征 因此证明58 59号层确实存在天然裂缝 1 张海501井测试层基本数据 8 压裂造缝油藏 曲线形态分析 港深24 22井压裂后双对数导数图中双对数早期曲线出现了明显的1 4斜率 后期双对数与导数出现平行双轨特征说明压裂后改善了地层渗透性 出现了标准的有限导流垂直裂缝 与理论模型非常相似 例如港深24 22井滨一油组 井段 4310 9 4318 9m 该井试油产量较低 测液面求产日产油11 22吨 日 平均液面2162m 关井测压后计算地层有效渗透率0 366毫达西 表皮系数1 48 分析认为地层渗透性较低并有污染现象 建议压裂后用4 76mm油嘴 日产油83 6吨 天 日产气15855方 天 地层有效渗透率 2 48毫达西 表皮系数 4 81 9 双重介质油藏 曲线形态分析 三次测试曲线形态基本一致 双对数曲线为一条直线 但导数曲线在早期就开始下掉 具有明显的双重空隙介质的特征 说明关井后裂缝首先恢复 双对数与导数开口较大 说明地层受到严重污染 岩性资料表明49号层底部5米砾岩颗粒较大 而且钻时较低 说明地层可能存在缝洞 在钻井过程正压差大 泥浆固相颗粒等污染物充填于缝洞 造成最初电测解释为干层 录井解释为水层 该层由于存在双重空隙介质 所以导致补开上部15米产量没有明显增加 张海4井中生界49号层 电测解释顶15米为油层底5米为水层 干层 试油方案为先射开底部5米 测试产量 9 72mm油嘴 油 247 7m3 d 气 23500m3 d 压力恢复曲线如下图 然后补开顶部15米测试求产 产量没有显著增加 然后又对顶部15米进行了补孔测试求产 产量仍没有显著增加 解释参数 有效渗透率 1270md 电测渗透率31 4md 表皮系数 65 油层污染严重 三利用测试资料指导油层改造 曲线形态对比分析 压裂前双对数压力导表明地层存在污染 压裂后双对数压力导数早期出现了明显的1 4斜率 说明压裂后出现了有限导流垂直裂缝 压裂改善了地层渗透性 地层有效渗透率 2 48毫达西 表皮系数 4 81 用4 76mm油嘴 日产油83 6吨 天 日产气15855方 天 港深24 22井压裂前压力导数图 港深24 22井压裂后压力导数图 1 受污染地层压裂前后的对比分析 2 受污染地层酸化前后的对比分析 该井开井射孔产量较低 用流动段折日产油3 34吨 天 平均液面390米 但关井恢复上升很快 双对数与导数出现径向流后开口很大 说明地层受到了严重污染 计算表皮系数为9 7 建议对该井采取酸化改造措施 酸化后采用水力泵8MPa排液 日产油21 6方 天 计算表皮系数为 0 57 酸后双对数与导数出现径向流后开口与酸前相比明显变小 曲线形态充分说明酸后地层解除了堵塞 庄海9x1酸前双对数导数图 庄海9x1酸后双对数导数图 3 井壁严重堵塞地层酸化