地层测试黄岛

自我介绍姓名：孙玉工作单位：井下作业公司地质研究所办公电话：（0546）8747565移动电话信地址：胜利石油管理局井下作业公司地质研究所邮政编码：257077电子邮件：sunyu@目录一、测试技术简介二、测试工具及仪表三、卡片识别及测试解释方法四、测试资料应用五、资料的评定与常用参数分类评价√在石油及天然气开采过程中，为了对钻井过程中遇到的油气显示层段能尽量做出准确评价，目前除采用地质综合录井、地球物理测井、岩心分析等基本方法外，还采用了地层测试技术。所谓地层测试技术，是一种最终确定油气层性质的方法，它不但具有快速、经济的特点，而且与前面几种方法不同的是它可以从动态角度，直接录取油气藏生产状态下的参数。可及时发现和正确评价油气藏，服务于油气勘探、开发的全过程。技术简介

一般从钻井岩心所获得的信息只占油气藏整体信息量的亿分之一，故称为一孔之见；加上岩屑录井和测井资料，所能提供的油气藏整体信息也只有百万分之一；三维地震所能提供的油气藏整体信息比测井资料高100倍，可达万分之一数量级。总的来说，这类静态信息对油气藏描述的要求而言是太低了。作为动态信息的测试资料，则在较大程度上克服了这一缺点。它所提供的是油气藏在动态条件下探测范围内的特征参数，这种信息是一种比较全面的动态信息，更符合油气藏的实际情况，因此在勘探开发中得到了很好的应用。地层信息国外发展历程美国、加拿大和法国是开发、应用地层测试技术较好的国家，其中美国研究最早，发展最快。

1867年美国专利局颁发了世界上第一个地层测试器的专利，名为“深井测试工具的改进”，专利号为68350，申请者是Burr和Wakelee。1882年美国专利局发给B.Franklin“控制和调节油井液流的工具”专利，专利号为26330。1933年美国专利局发给J.T.Simmons“制动旋塞测试器”专利，专利号为1930987。上世纪初，Johnston发明捶拍凡尔式测试器，并形成了靠上提下放操作测试阀开关的测试器操作方法，一直沿用至今。同期研制成功筒形裸眼封隔器。1930年研制出了旁通阀。1944年在测试器上增加了反循环阀50年代，多家公司研制出了可多次开关井的测试阀，并装备密闭取样器。60年代，Lynes公司研制出了适合裸眼井段测试的液压膨胀式测试器。70年代，出现了适应海上大斜度、高产量井和浮动钻井平台特点的环空压力操作的全通径测试器，如APR、PCT等。80年代-至今，MFE、HST、APR、TCP以及膨胀式测试器逐步更新换代，在防硫、防腐、耐压、耐温等方面得到了快速发展和应用。国外发展历程国内发展历程四十年代，引进、起步阶段。在玉门油矿使用过美国Johnston公司的捶拍凡尔式测试器。五十年代，主要采用前苏联的试油工艺。六十年代，研制了锥形和筒形裸眼封隔器及玻璃接头式的测试阀，同时，地质矿产部仿制了美国Halliburton公司的液压弹簧测试器（HST）。七十年代，在江汉油田钻采设备研究所成立了专门的地层测试研究机构，组织了一批技术力量专门从事地层测试技术研究，先后研制出了“铁伞”、“泥巴伞”和“青蛙肚皮”（即液压封隔器）等，后改进为支柱式裸眼地层测试器。八十年代，各油田组建了地层测试的专业队伍，84年华北建立了一个以地层测试技术引进、科研、推广和技术服务的专业油气井测试公司，形成了发展我国地层测试技术的中心。九十年代-今，国内各主要油田先后引进了一批美国Schlumberger（Johnston）、Halliburton、Baker（Lynes）公司的各种类型的测试器，形成了具有自己特点的地层测试系列技术。地层测试：用钻具将压力记录仪、筛管、封隔器、测试阀、取样器和反循环阀等工具一起下入待测试层段，让封隔器将其它层段与测试层隔开，然后由地面控制将测试阀打开，让地层流体经筛管的孔道和测试阀流入测试管柱，并进行求产测试。

压力计录仪：记录井下压力（起下钻、座封以及开、关井压力）数据。井下取样器：采集到的液体或气体，经分析化验可了解地层油气水性质。资料解释：获得储层产能、液性、压力、温度、渗透率以及储层类型、边界等。技术简介地层测试与传统的试油方式相比，具有以下特点：

1)钻井过程中，通过气测、泥浆录井或岩屑录井和测井等资料，一旦发现油气显示就可立即进行钻柱测试，弄清楚地层和流体情况，可及时发现油气层，避免漏掉有希望的层位；

2)获取的测试资料受地层污染影响少，所测得的压力和产量等资料能真实地反映地层情况，及时指导下一步工作；

3)井筒存储影响小，测试时间短，效率高。地层测试优点在国内，按地层测试井和测试方式的不同分为以下几种类型：按地层测试井的类型分为钻井中途测试和完井测试。按井眼的类型分为裸眼井测试和套管井测试。按封隔器坐封的方式分为支撑式测试、悬挂式测试和膨胀式测试。按封隔器封隔的方式分为单封隔器的测试和双封隔器的跨隔测试。按测试联作的方式分为射孔与测试联作、射孔与跨隔测试联作、射孔测试与排液联作以及测试、酸化与再测试联作等。测试种类中途测试悬挂测试支撑测试跨隔测试完井测试悬挂测试支撑测试跨隔测试联作测试测试种类测试种类

MFE测试

HST测试全通APR工具常规PCT工具结构组成功能特点地层测试技术基础理论技术简介测试种类提放式测试工具压控式测试工具膨胀式测试工具地层测试工具及工艺复合管柱测试油管传输射孔与测试联作特殊测试工艺技术

MFE测试

HST测试全通APR工具常规PCT工具组成及原理特点及功能目录一、测试技术简介二、测试工具及仪表三、卡片识别及测试解释方法四、测试资料应用五、资料的评定与常用参数分类评价√生产厂家产品名称规格mm耐压MPa耐温℃江斯顿MFE95.2、12770/10390/150/180哈里伯顿APR98、12770/10390/120/180贝克休斯膨胀式12770/10390/120/180斯论贝谢PCT12770/10390/120/180宝鸡MFE95.2、12770/10390/180大华MFE95.270/10390/180常用测试工具APR工具MFE工具MFE工具膨胀式工具靠测试管柱的上提下放进行开关井，应用较为普遍缺点工具通径小，不适合稠油井和高产井使用由于开关井需上提下放管柱，因此对斜井不适用MFE工具流通通道较大、开关井时不需动管柱，特别适合在稠油井、大斜度井和高产井使用可以利用测试管柱进行酸化等改造措施APR、PCT特点工作温度：232℃

工作压力：103MPa应用范围高产井、大斜度井超深井、浅井稠油井APR工具适用范围不规则井径裸眼支撑测试性能耐温：

180℃耐压：35MPa膨胀式工具类型：P-T、RTTS、B-T、贝克B-T封RTTS封封隔器序号名称规格单位数量1J-200机械压力计19、32、44、62、95MPa支1003存储式电子压力计70、103、138MPa支184RT-7温度计38-200℃支8压力计、温度计测试工具装备压力计优点精度高量程大时间长电子压力计高压三相分离器高压三相分离器配套设备加热炉计量罐燃烧头高压三相分离器配套设备三相分离器高压三相分离器现场应用目录一、测试技术简介二、测试工具及仪表三、卡片识别及测试解释方法四、测试资料应用五、资料的评定与常用参数分类评价√地层测试卡片识别压力作用在与精密螺旋型拉力弹簧连接的活塞上，活塞位移与压力的大小成正比，在活塞的端头固定一个记录笔，从而使记录笔上下移动。机械时钟带动装有金属记录卡片的记录筒转动，筒内装有178mm×152mm的金属记录卡片，这样就可以记录下活塞的移动距离卡片记录原理实测压力卡片压力展开图二次开井、二次关井的压力卡片地层测试卡片识别

1、初流动：诱喷和解堵，释放由于钻井液侵入引起井眼附近过高的压力状态，使之回到天然流动状态。

2、初关井：在地层能量损失很小的条件下，测量地层原始压力。

3、二次流动：让地层充分流动，取得地层产能、流动压力和流体性质等资料。

4、二次关井：测取压力恢复曲线，求取地层参数。

5、三次流动：进一步落实油井的产能和液性。各测压阶段的作用不同产能曲线特征不同压力系统曲线特征不同完善程度曲线特征压力衰竭曲线特征多层反映曲线特征测试漏失关井提松封隔器或关井失败跨隔测试下封隔器窜漏相似的动作筛管堵塞关井泄压/多次操作压力计走台阶典型曲线典型曲线典型曲线典型曲线典型曲线典型曲线典型曲线典型曲线典型曲线典型曲线开井漏典型井例史12井测试层位：沙三中,井段:3600.0-3616.0m11.0m/2。在2006年7月17日至19日进行一开一关测试。存在的问题：封隔器刺漏。典型井例樊153井，测试层位：沙四纯下井段:2808.8~2825.5m。本层于2007年2月28日至3月6日下MFE测试工具进行测试。从测压卡片分析关井期间明显存在漏失，现场灌液情况:一关历时1547分钟，期间灌液0.5m3，灌满井口，二关历时3000分钟，期间灌液0.58m3灌满井口。典型井例二关泄压滨681井，测试层位：沙四上纯下亚段，井段:3692.6~3706.8m。本层于2007年4月11日至4月18日下测试工具进行测试。二关579min后封隔器泄压(O形圈已经硬化，失去弹性)。典型井例未关住井车664井，测试层位：沙三井段:4279.5-4313.0m。本层于2007年2月24日至3月3日下APR测试工具进行测试。起出测试卡片发现没有关井曲线。纯98井，测试层位：沙四纯下井段:2972-2990m。本层于1月24日-31日下MFE测试工具进行测试。压力资料数据回放流动曲线异常，反映流道堵塞严重、管外窜槽引起测试曲线异常.工具拆开检查，流道被泥浆混合物沉淀完全堵死。测试完后进行验窜、封堵，于3月14日补孔后测试成功。流道堵塞典型井例测试资料解释测试方式物理模型边界测试资料解释预备知识-几个物理概念通过逐步改变油井的工作制度（如逐步加大油咀或改变冲程冲次），系统测量每一个工作制度下的产油量、产水量、产气量、气油比以及井底稳定流动压力、井口油管压力、套管压力等，通过分析研究，确定油井合理的工作制度，并推算出油层渗透率和采油指数等参数。由于要保证每个工作制度下的产量必须稳定，并且要在井底流动压力稳定之后才能测量各项数据，所以叫“稳定试井”，也称“系统试井”。1、稳定试井

通过改变油、气、水井的工作制度，引起地层中压力重新分布，测量井底压力随时间的变化，根据这一变化结合产量等资料，研究取得测试层在测试影响范围内的特性参数。

压力恢复试井和压力降落试井。2、不稳定试井预备知识-几个物理概念

一口井以稳定产量生产一段时间tp之后,关井使油层压力回升,测量关井前的产量和关井后井底压力随时间的变化,这就是压力恢复试井。

2-1压力恢复试井2-2压力降落试井把本来关着的油井开井，并以稳定产量生产，使油层中的压力下降,测量产量和井底流动压力随时间的变化,这就是压力降落试井

。

预备知识-几个物理概念曲线对应关系压力时间P(△t=0)△P(△t)=P(△t)-P(△t=0)tpDrawdownBuildup物理模型均质油藏模型双重孔隙介质油藏模型双重渗透介质油藏模型复合介质地层无限导流垂直裂缝模型

有限导流垂直裂缝模型

部分射开地层

水平井模型

指孔隙度、渗透率各向同性的单一孔隙介质地层，是地层测试中最常见的一种地层类型，主要反映了在测试研究半径范围内储层及流体性质变化不大的特点。1、均质油藏模型预备知识-几个物理模型均质地层物理模型k均质模型均质地层的单对数图形特征续流段径向流段均质地层的双对数-导数图特征压力压力导数续流段过渡段径向流段

指裂缝性地层，存在两种渗透性介质，即裂缝系统和基岩系统。裂缝系统的渗透率(Kf)远远大于基岩系统的渗透率(Km)，流动总是先从裂缝开始，逐渐向基质岩块波及，基岩系统与井底没有直接联系，但随着裂缝中采出流体压力下降后可向裂缝补给形成窜流。2、双重介质地层双重介质k1k2双重介质地层物理模型预备知识-几个物理模型双重介质地层具有两个径向流段的

单对数图井筒续流过渡流裂缝加基质径向流裂缝径向流双重介质地层具有两个径向流段的

双对数-导数图裂缝加基质径向流裂缝径向流过渡流井筒续流双重介质地层只有总系统径向流段的

单对数图井筒续流过渡流裂缝加基质径向流双重介质地层只有总系统径向流段的

双对数-导数图井筒续流过渡流裂缝加基质径向流储容比(ω)

储容比ω反映了裂缝系统中的储油量占总储量的百分比。ω值大到接近于1时，则原油大部分存在于裂缝之中，此时虽可较顺利地采出地层中的大部分原油，但原油来源有限，油井产能不能稳定，甚至是短寿命的。裂缝系统弹性容量与总系统弹性容量之比。储容比(ω)ω值越小，表明越多的原油储存在基质岩块系统中。过渡段导数下凹越深。窜流系数(λ)

λ值的大小，反映了原油从基质岩块系统流到裂缝系统的难易程度。基质渗透率与裂缝渗透率之比。窜流系数(λ)λ值大，则基岩中的原油比较容易地流到裂缝中并采出来。

双重渗透介质地层模型是由渗透性相差悬殊的两种介质组成，但这两种介质中的流体都可以直接流入井筒，符合这一模型的主要是渗透率相差很大的双层油藏。3、双渗介质地层双渗介质k1k2双渗介质地层物理模型预备知识-几个物理模型

双重渗透介质地层模型是由渗透性相差悬殊的两种介质组成，但这两种介质中的流体都可以直接流入井筒，符合这一模型的主要是渗透率相差很大的双层油藏。3、双渗介质地层双渗介质k1k2双渗介质地层物理模型预备知识-几个物理模型双渗介质地层双对数-导数图特征

复合介质地层是指储层流动系数或储能系数在横向上发生变化的情形，可分为内区和外区。它主要反映了储层在平面上存在非均质区的特点。4、复合介质地层复合介质k1k2复合介质地层物理模型预备知识-几个物理模型圆形复合介质地层的流动图谱圆形复合介质地层双对数-导数曲线图外围变差外围变好井筒续流内区径向流过渡流外区径向流线性复合介质地层的流动图谱线性复合介质地层的流动特征内区径向流线性复合地层预备知识-几个物理模型5、无限导流垂直裂缝模型无限导流垂直裂缝模型假定：1．有一条垂直裂缝与井筒相交，沿井筒对称；2．裂缝有无限大渗透率，沿裂缝无压降，裂缝中压力处处相等；3．裂缝宽度为0。拟径向流段导数1/2斜率0.301续流段线性流动段特征图无限导流垂直裂缝双对数-导数曲线图预备知识-几个物理模型有限导流垂直裂缝模型有限导流垂直裂缝模型假定：1．有一条垂直裂缝与井筒相交，沿井筒对称；2．裂缝存在一定渗透率，沿裂缝有压降；3．裂缝宽度大于0；4．裂缝渗透率远远大于基质渗透率。拟径向流段导数1/4斜率0.602续流段双线性流动段特征图有限导流垂直裂缝双对数-导数曲线图7、部分射开地层射开程度Hwd=0.1CDe2s＝106

ZWD＝0.5HD2/CD=104105106107108Hwd=hW/h

ZWD＝ZW/h

h－地层有效厚度hw－射开地层厚度ZW－射开部分中点距层底距离kxy，kz－地层横向，垂向渗透率井筒续流球形流全层径向流部分射开地层双对数-导数图水平井模型水平井的井身结构示意图水平井的流动图谱垂向径向流水平线性流水平拟径向流水平井的双对数-导数曲线特征续流段垂直径向流段线性流段拟径向流段预备知识-几个物理模型外边界模型平行不渗透边界的线性流流动图谱外边界模型之井筒续流边界反映线性流平行不渗透边界地层双对数-导数图外边界模型之夹角不渗透边界的地层示意图夹角型不渗透边界地层双对数-导数曲线图90°夹角180°夹角外边界模型之单一边界地层图形示意镜象井生产井：密封边界注水井：定压边界虚拟储层储层井线性边界单一边界地层的双对数-导数曲线图密封边界径向流定压边界单一边界地层的单对数曲线图定压边界密封边界外边界模型之封闭边界的地层示意图井均质砂岩储层不渗透边界不渗透边界不渗透边界不渗透边界均质封闭地层双对数-导数曲线图井筒续流段径向流段边界反映段压降压力恢复导数特征线地质及流动特征水平直线均质地层径向流（均质砂岩地层，均匀的裂缝性地层）晚期斜率为1的直线（压降曲线）封闭边界（定容地层）晚期导数曲线快速下降（压力恢复曲线）封闭边界（定容地层）1/2斜率直线导流能力很强的压裂裂缝（线性流）单方向发育的裂缝系统1/4斜率直线有限导流压裂裂缝（双线性流）导数上翘后趋向于变平外围地层变差存在不渗透边界导数下倾后趋向于变平外围地层变好地层部分射开导数后期下倾定压的外边界（油层有活跃的边底水）导数出现下凹的谷值双重介质地层或双渗地层的过渡流典型的导数特征线与地层特征对应关系试井解释软件

DKS2.0

法国KAPPA公司Saphir3.0试井软件英国EPS公司PanSystem、PanMesh试井软件英国EPS公司PanSystem、PanMesh试井软件气井试井解释“拟压力”分析因气体的压缩性大，其压缩系数、偏差系数等都是压力的函数，因此，用拟压力ψ代替压力p进行分析计算。拟压力分析是气井试井解释较为严格的方法。渗流方程的通式：拟压力形式的气层渗流方程：决定气井产能的三个要素●地层系数（Kh）值●地层压力和生产压差●完井质量气井产能方程

稳定试井或修正等时试井结束，需要进行产能分析，建立产能方程，求取无阻流量，为下步开发确定合理日产气量提供依据。

指数式产能方程：二项式产能方程：

qg=C(Pr2-Pwf2)nPr2-Pwf2＝Aqg+Bqg2目录一、测试技术简介二、测试工具及仪表三、卡片识别及测试解释方法四、测试资料应用五、资料的评定与常用参数分类评价√进行早期油藏评价定量判断储层污染、堵塞状况利用测试资料选择酸化、压裂井层定量评价措施效果油藏动态评价资料的应用在发现油气藏的早期，根据测试试井提供的全套参数，即可对油气藏进行早期评价，为下一步的勘探开发提供依据。对范围较小的油藏，通过单井试井，可以落实油藏的外边界类型和距离，估算油藏的面积和储量1、进行早期油藏评价地层测试资料表明该井储层存在严重污染，进行了酸化改造；酸化后增油效果明显，下电子压力计进行探边测试，开井压降测试461h，累计产油1898.5t后，关井815h进行压力恢复测试，为早期油藏评价提供了动态参数，探测到了油藏封闭边界，并计算了含油面积和储量桩34井，沙一段：2867.0～2899.0m，岩性为生物白云岩桩34井酸化前压力历史拟合图桩34井酸化前双对数及导数图桩34井酸化后压力历史拟合图桩34井酸化后双对数及导数图测试时间酸化前酸化后测试时间酸化前酸化后解释模型均质复合油藏封闭边界渗透率10－3um214.335.0流度10－3um2／mPa.s4.4110.8表皮系数25.0-4.63内区半径m51堵塞比5.490.65边界距离m153、138523、800日产油t3.56114（10mm）流动系数比Kh/μ

2.72储能系数比ФCth2.89采用物质平衡法

N＝NpSoi/(Pi-Pe)Ct计算地质储量204×104t在勘探试油过程中，对大量的低产层能否合理地选择酸化或压裂增产措施，是提高勘探成功率的关键。测试获得的压力曲线特征及其所提供的表皮系数、堵塞比、有效渗透率、油层压力、产能等参数，为油层改造选层提供了依据。大量地研究和应用资料表明，根据测试资料并结合静态资料选择酸化和压裂井层是行之有效的方法，使增产措施选层决策更具科学性，既提高了措施有效率，又节省了无效措施费用。同时，根据对酸化、压裂、防砂等措施前后测试资料的对比分析，可对措施效果进行定量评价2、利用测试资料选择酸化、压裂井层储层改造选井选层技术Ⅰ、正常压力系统污染堵塞型Ⅳ、高压或常压极低渗透型Ⅱ、正常压力系统无污染堵塞型Ⅴ、低压极低渗透型Ⅲ、高压或常压低渗透型Ⅵ、压力衰竭型酸化、压裂选层原则测试具有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类型压力曲线特征的低产或极低产油层原则上均需进行压裂改造，对其中渗透性较好、污染严重的第Ⅰ、Ⅲ类型的储层、碳酸盐岩地层、有一定程度裂缝气孔发育的火山岩、变质岩地层可酌情采取酸化措施；对具有第Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ类型压力曲线特征且录井含油级别低的的井层，在目前工艺技术条件下，原则上不宜采取酸化、压裂措施。储层改造效果评价技术

滨670实测卡片（压前）

双对数-导数图（压前）

沙四，井段340.0-3347.2m，二开一关，折算日产油7.01t/16.62MPa。井储+表皮+均质+封闭边界模型：Pi：40.41MPa（1.17）；S：0.44；K：0.7×10-3µm2；r：64m

目的层采用GRJ-11压裂液131m3，加陶粒砂8m3，破裂压力75MPa，压后产能降低。计算地层压力21.14MPa（压力系数0.61），压力降低了19.27MPa。原因分析：已压开地层，并形成有限传导垂直裂缝。压后产能不增反降因素：油藏渗流面积较小，油藏的压力衰竭所致。滨670实测卡片（压后）双对数-导数图（压后）目录一、测试技术简介二、测试工具及仪表三、卡片识别及测试解释方法四、测试资料应用五、资料的评定与常用参数分类评价√---试油日报表---油管、抽油杆记录---试井成果报告---油、气、水分析报告---地层测试地质总结---试油地质总结---施工质量验收单---现场检查、监督记录质量评定应具备的资料和记录---按工序质量要求和有关技术标准，评定工序等级：优质、合格、不合格。---核对所有数据、检查错漏数据、计算出资料录取率---核对所有工序、检查一次不合格工序，计算出工序一次合格率。评定内容与方法质量等级---严格按照地质方案、施工设计和操作规程或标准施工，达到设计要求；---各项工序合格，符合施工质量要求,重要工序（封闭、射孔、排液、求产、及增产措施）排除地层原因一次合格;---试油成果数据齐全准确，符合资料录取要求，资料录取率98%以上;---严格按照试油地质总结填写及数据取值规定，填写试油地质总结;----试油结论正确。优质层质量等级---按照地质方案、施工设计和操作规程或标准施工，达到设计要求；---重要工序（封闭、射孔、排液、求产、及增产措施）合格；---主要试油成果资料（产量、压力、流体性质）齐全，符合资料录取要求，资料录取率95%以上;---严格按照试油地质总结填写及数据取值规定，填写试油地质总结;----试油结论正确。合格层质量等级不合格层有下列质量问题之一者为不合格层:---主要试油成果资料（产量、压力、流体性质）漏取其中一项；---主要试油成果资料（产量、压力、

流体性质）之一，不符合资料录取要求；---人为原因致使试油层无法作结论；---人为严重违反施工设计、操作规程或标准，造成工程事故井层。测试资料的评定测试压力卡片或电子压力计数据合格，应具备以下条件：——压力计基线平直，起点、终点均在基线上；——按设计要求取得完整的开关井曲线；——测压压力卡片或电子压力计数据有两张卡片或数据的压力变化曲线形状相似，并且对应的主要压力值基本相同；——跨隔测试验封压力卡片或电子压力计数据证实封隔器密封良好；——测试管柱不存在漏失或虽存在轻微漏失但未影响资料录取及对测试层的评价。合格资料测试压力卡片或电子压力计数据有下列情形之一者，为不合格：——测试曲线起点、终点不落在基线上；——未按设计要求取得完整的开关井压力曲线；——压力计走台阶、时钟偷停、封隔器不密封、测试管柱严重漏失、流道被堵等造成压力曲线失真。不合格资料测试资料的评定常用参数分类评价依据分类碎屑岩孔隙度（%）非碎屑