【正文】 第六章 電纜地層測試 ? 電纜地層測試是一種測井作業(yè)，但 所測取的資料是儲層的動態(tài)特性資料 （如地層靜止壓力和儲層流體樣品）， 其資料解釋分析屬于壓力動態(tài)分析 。 ? 電纜地層測試，對于確定儲層內(nèi)流體的分布，判斷產(chǎn)層水動力系統(tǒng)的特性具有獨特的作用，所取流體樣品對測井解釋有重要的輔助診斷作用。 ? 電纜地層測試在油氣田勘探開發(fā)中具有重要的地位，主要表現(xiàn)在以下方面： 第六章 電纜地層測試 一、測試資料在測井綜合分析中的應用 （ 1）是測井技術中唯一獲取油層動態(tài)特性資料的儀器品種； （ 2）測出的地層有效滲透率資料具有權威價值： 得到的地層有效滲透率定量解釋資料是在動態(tài)條件下直接測量的結果。雖然探測范圍較小，只能代表近井地帶的測量結果，但 在同一口井或同一地區(qū)，具有對比價值，可以判斷高、中、低滲透層。 （ 3）由各測點壓力梯度數(shù)據(jù)可以準確判斷油、氣、水層； （ 4）由各測點壓力梯度數(shù)據(jù)可以準確測定油、氣、水兩相界面位置； 第六章 電纜地層測試 二、測試資料在油氣井測試中的地位 （ 1）得出的全井所有測點的 地層靜壓剖面是一口井最原始的地層靜壓剖面 ，由于測試資料準確，測點多，因此在地質(zhì)上、油藏工程上意義重大； （ 2）取樣測試得出的地層生產(chǎn)狀況的解釋是全面的早期試油報告，如果需要，可以對更多感興趣的層段進行取樣測試，快速又經(jīng)濟，所取的資料內(nèi)容十分豐富； （ 3）油氣層有效滲透率和表皮系數(shù)剖面是地層測試的普查資料，從而判斷可優(yōu)先進行鉆桿地層測試層位，因為鉆桿地層測試費用較高，只能有選擇地進行； 第六章 電纜地層測試 （ 4）對不均質(zhì)地層，可以測量地層垂直滲透率及水平滲透率； （ 5）油田開發(fā)過程是一個動態(tài)調(diào)整過程，為彌補油田產(chǎn)量的遞減，或為提高采油速度，或為改善水驅(qū)波及效率以提高采收率，常需打一些加密調(diào)整井。 對于 調(diào)整井 ，地層靜壓剖面實際上是油藏在某一部位的累積出油剖面， 地層靜壓大小可直觀地反映儲層動用程度，反映注水見效情況，反映注入水水線在縱向上及橫向上的推進情況 ，可以為合理開發(fā)油田提供決策依據(jù)。 第六章 電纜地層測試 （ 6）判斷產(chǎn)層水動力系統(tǒng)的結論具有獨到作用； （ 7）電纜地層測試新技術的 特點是取真樣和快速測壓 ，可以迅速準確得到油氣勘探成果，從而大大提高油氣勘探的質(zhì)量和速度。 第六章 電纜地層測試 三 、 測試資料在鉆井工程中的應用 用電纜地層測試的鉆井液靜壓剖面資料和地層靜壓剖面資料可以： ?準確地判斷出引發(fā)井涌、井噴事故的地層層位，選擇恰當?shù)你@井液密度及處理方法； ?為鄰井的鉆井選擇恰當?shù)你@井液性能提供了依據(jù)。 第一節(jié) 電纜地層測試器發(fā)展史 ? 電纜地層測試器 (Wireline Formation Tester)是 唯一 能進行地層動態(tài)測試的測井儀器。現(xiàn)在已發(fā)展成為 在裸眼井和套管井 中大量使用的一種測試儀器。它可以對潛在的生產(chǎn)層進行測試， 具有經(jīng)濟、快速、安全、可靠等特點 ，所以在許多地區(qū)地層測試是必須進行的測井項目。 一、第一代電纜地層測試器 ? 第一套電纜地層測試器是 1955年斯倫貝謝測井公司研制成功的， 最早的地層測試器的功能是抽取地層流體樣品。 第一節(jié) 電纜地層測試器發(fā)展史 ?60年代發(fā)展的地層測試器 （ 圖 61） 增加了測壓功能 。 它用于軟地層時 ，不帶聚能射孔彈 ， 用于硬地層或套管井要帶聚能射孔彈 。 第一節(jié) 電纜地層測試器發(fā)展史 ? 稍后一些的產(chǎn)品是 地層間隔測試器(Formation Interval Tester)，是斯倫貝謝公司的產(chǎn)品， 主要于套管井的測試。 ? 它有兩個取樣口，每一個取樣口處設置一發(fā)聚能射孔彈。 ? 兩個取樣口間距為幾十厘米，目的是保證密封的可靠性，同時也增加了該層段取樣和測壓結果的代表性。 ? 支撐板和密封板墊面積較小，而且只使用聚能射孔取樣，如圖 62所示。 地層間隔測試器工作示意圖 第一節(jié) 電纜地層測試器發(fā)展史 ? 這一代電纜地層測試器的型號還有多節(jié)式流體取樣器和地層流體取樣器 等等。 ? 地層流體取樣器 （ FFS）是德萊塞 阿特拉斯公司的產(chǎn)品，與斯倫貝謝公司的地層測試器（ FT）基本類似。主要用于裸眼井測試，其工作原理如圖 63所示。 第一節(jié) 電纜地層測試器發(fā)展史 地層流體取樣器 FFS的工作原理為： （ 1）儀器下井 儀器下井后， 用自然電位曲線或自然伽瑪曲線控制儀器取樣口 —— 吸管對準要求的測試點。 （ 2）密封目的層位 首先打開泥漿閥，由地面將閥的發(fā)火器點火，井內(nèi)泥漿壓力推動增壓活塞，液壓管線里就產(chǎn)生三倍（或二倍）于泥漿柱壓力的高壓，支撐板及密封墊被牢牢推靠在井壁上，密封墊在取樣口周圍井壁形成密封區(qū)，隔絕了泥漿和別的層位的流體。 地層流體取樣器 FFS工作示意圖 （ 3）取樣 ? 打開 取樣閥 ，地層流體就沿樣品管線暢流入取樣筒（因為取樣筒內(nèi)只有一個大氣壓）。 ? 樣品進入上取樣筒后，壓 浮動活塞 ，浮動活塞下面的水通過 阻流器 進入下取樣筒。 ? 上下取樣筒取滿樣品后（原來裝在上取樣筒里的水全部壓入下取樣筒），打開 堵塞及倒瀉閥 ，使取樣筒關閉，把樣品保存起來，同時，將液壓管線里的高壓油瀉入 倒瀉室 。這時支撐板和密封墊借助于泥漿柱壓力就自行收攏。 第一節(jié) 電纜地層測試器發(fā)展史 （ 4）起出儀器 ? 打開 平衡閥 ，將泥漿壓力引入密封區(qū)后，使貼在井壁的儀器脫落井壁，這時即可將儀器起到地面。 ? 液壓傳感器 在操作中記錄液壓系統(tǒng)的壓力變化，是儀器工作狀態(tài)的眼睛。 ? 樣壓傳感器 記錄樣品管線里的壓力變化，記錄地層靜止壓力（初始壓力）和取樣時的流動壓力。 ? 排放塞 是供地面轉樣時連接采油樹用的。 ? 地層流體取樣器可以 采用吸管取樣 （針對于軟地層）， 也可以采用聚能射孔取樣 （用于硬地層或套管井）。 第一節(jié) 電纜地層測試器發(fā)展史 這一代電纜地層測試器在 60年代和 70年代應用很多，它們的特點是： ① 一次下井 只能對一個儲層進行一次測試，也就是說 只有一個測點；可以取到地層流體樣品，也可以測出取樣全過程的地層壓力變化曲線 (包括推靠前泥漿柱靜壓，推靠后地層流體流動壓力，取樣筒充滿后的地層恢復壓力，最后地層靜壓 )。 第一節(jié) 電纜地層測試器發(fā)展史 ② 可以通過 對樣品的分析給出地層流體樣品的氣油比、含水率，測出地層流體樣品 API相對密度 ；所裝的最高溫度計可給出 取樣點地層溫度 ；可計算出 地層流體粘度、地層有效滲透率及地層產(chǎn)率 特征。 第一節(jié) 電纜地層測試器發(fā)展史 ③ 儀器的液壓系統(tǒng)動力源是鉆井液柱靜壓 ，通過儀器內(nèi)壓力倍增器增壓，使液壓系統(tǒng)產(chǎn)生高壓。 ④ 所有的液壓閥 (包括推靠閥、取樣閥、樣品密封閥、倒泄閥、平衡閥 )都通過地面控制通電，將爆炸閥打開，而實現(xiàn)液壓控制 。 ⑤ 壓力計采用多圈式彈簧管壓力傳感器 ， 電位器與彈簧管末端相聯(lián)，輸出電壓信號， 因此測壓精度低，約為%。 第一節(jié) 電纜地層測試器發(fā)展史 二、第二代電纜地層測試器 第二代電纜地層測試器首推 重復式地層測試器 ，簡稱RFT，也是由 Schlumberger公司發(fā)明的，它于 1971年完成了可行性研究， 1973年完成油田試驗，在 1974年首次批量生產(chǎn)，到 1984年初已有 500套儀器在世界各地投入商業(yè)服務。之后它的產(chǎn)品一直在不斷地改進。 第一節(jié) 電纜地層測試器發(fā)展史 ? 西方 Atlas測井公司同檔次的儀器是 多次地層測試器 ，簡稱 FMT ，它是該公司 1980年開始批量生產(chǎn)的，為1925系列。 1983年對它又做了較大改進，稱為 F0203M系列 。 1988年作了進一步改進，型號是 1966MB，每過一兩年都會有些改進。性能和質(zhì)量完全可以與Schlumberger公司的相媲美。它的 最大特點是取樣時，可根據(jù)地層特點控制和調(diào)整取樣管線內(nèi)的壓力 。 ? FMT 的液壓系統(tǒng)是儀器的核心部分，包含馬達、泵、閥體和一系列的液壓元器件 ，在使用中，故障率高，維修難度大。因而，要快速準確排除故障，必須熟練掌握了儀器的工作原理和正確的維修方法。 ? FMT 液壓系統(tǒng)主要由液壓動力油腔、探測器推靠活塞、高壓油腔、預測試室和 VPC取樣控制等幾部分組成 （圖 64）。 FMT液壓系統(tǒng)原理圖 FMT液壓系統(tǒng)的工作原理是： ? 儀器工作時，位于液壓動力油腔內(nèi)的液壓馬達和液壓泵產(chǎn)生泵進壓力（ PF），在 PF壓力的作用下，支撐臂和推靠器活塞被推出緊貼井壁，形成對井壁的局部封隔，同時關閉平衡閥； ? 當 PF 壓力超過 1600psi時， 預測試室活塞動作，地層流體會被吸入預測試室，安裝在樣品管線內(nèi)的壓力計會記錄管線內(nèi)的壓力變化，得到一條地層壓力恢復曲線； ? PF壓力達到滿泵壓力 3500psi 后，可以在地面對可變壓力控制閥（ VPC）和取樣閥操作，進行地層流體的采樣； ? 測試取樣完成后，要將儀器的推靠器活塞回縮，液壓動力油腔產(chǎn)生泵回壓力（ PR），在 PR作用下推靠器活塞被縮回，同時將 VPC系統(tǒng)復位，為下一個測試點的測試做好準備。 第一節(jié) 電纜地層測試器發(fā)展史 ?吉爾哈特公司的地層測試器稱為 選擇式地層測試器 ，它也做了幾次改進。 該儀器的最大特點是推靠器以下的接可改變下段的角度，保證推靠到井壁時，密封墊與地層很好地密封，以提高測試成功率 。 第一節(jié) 電纜地層測試器發(fā)展史 ?第二代電纜地層測試器是目前國內(nèi)普遍使用的儀器，其特點是： （ 1）它們淘汰了爆炸閥控制，而采用電磁閥控制； （ 2）具有獨立的液壓系統(tǒng)：不用泥漿柱壓力作動力源，而用電動泵作動力源，全部采用了密閉液壓系統(tǒng)，提高了可靠性和自動化程度； 第一節(jié) 電纜地層測試器發(fā)展史 （ 3）全自動完成地層測試工作：地面儀器采用計算機數(shù)字控制和記錄，實現(xiàn)了數(shù)控測井； （ 4）這類儀器使用的壓力計均由原來的彈簧管壓力計發(fā)展為應變壓力傳感器或石英晶體壓力計，測量精度大大提高； （ 5）這些儀器都可以根據(jù)需要在一次下井中多次測取地層壓力，可以獲取一口井的地層壓力剖面資料，從而大大提高了這種測井方法的使用價值，人們對它更感興趣的功能也由取樣變成了測壓。 第一節(jié) 電纜地層測試器發(fā)展史 三 、 第三代電纜地層測試器 ? 1992年 Schlumberger公司又推出組裝式地層動態(tài)測試(MDT－ Modular Formation Dynamics Tester)； ? 特點： 可抽排泥漿濾液 、 有電阻率識別和光學識別 、 取真樣 、 多取樣 、 有雙封隔器 、 有三探測器 、 可自由組合 ，有人稱為壓力成像系統(tǒng) ， 是第三代電纜地層測試器 。 圖 66為 MDT的組件圖。 ?MDT儀器組件可以有各種不同的組合方式，形成特定的專用儀器串以滿足特定的測試需要。特殊用途的組合方式有： 用于不同測試目的的 MDT組件圖 （ 1）用于測定壓力梯度或各向異性滲透率的多探測器或流動控制組件的組裝； 用于不同測試目的的 MDT組件圖 （ 2）用于高壓物性 PVT取樣測試的多級取樣組裝，以采集不同地層的真實流體樣品； 用于不同測試目的的 MDT組件圖 （ 3）為了取到大容量的地層流體樣品而使用 22700 cm3樣品組件等。 第一節(jié) 電纜地層測試器發(fā)展史 ? 各種組合的數(shù)量只受儀器串總重量和總長度的限制。但是不論哪種組合， 都必須有電子電源短節(jié)、液壓動力組件、探測器組件或封隔器組件 ，因為這些組件是井下儀器正常運轉所不能缺少的。 ? 為了克服某些地層 (如裂縫性地層、孔洞性地層、泥質(zhì)砂巖地層等 )不易推靠密封的困難，可以使用封隔器組件 。使用封隔器組件對薄地層的測試及低滲油層測試也很有利。在使用封隔器組件時可單獨測試，也可以和探測器組件組合使用，各有其針對性。在使用封隔器組件的同時進行大容積預測試，可以克服常規(guī) RFT測試時易發(fā)生的增壓現(xiàn)象，所以，測取的地層壓力的準確性就會大大提高。 第一節(jié) 電纜地層測試器發(fā)展史 ? 1000 cm3流動控制組件為一個流速控制組件，是測定水平滲透率和垂直滲透率時必用的組件，也是進行大容積預測試時的必備組件。它既可以增大測壓時的探測半徑，又可以保證取樣流動壓力一直高于飽和壓力，以免流體發(fā)生相變。 ? 究竟如何組裝，完全是由測井任務來確定的，這可以大大地降低測井費用。 例如我們可以只裝 1L的取樣桶組件，在距離井底僅僅 46 cm處進行地層動態(tài)測試并測取地層流體樣品，也可以多裝幾個多樣品組件多次測取地層流體樣品。 第一節(jié) 電纜地層測試器發(fā)展史 ? 1995年西方 Atlas公司推出了油藏特性測井儀 (RCI)， 可抽排，帶電阻率識別和電容識別，可取真樣，無雙封隔器，無三探測器。 ? 與組裝式地層動態(tài)測試器相比，油藏特性測井儀的特點是： ①它沒有設置多探測器，在測水平與垂直滲透率方面略顯遜色，但是 在地面控制取樣體積、流量和壓力降方面有它的特色。 第一節(jié) 電纜地層測試