油气层测试技术及其应用讲解课件

1、第二章 油气层测试技术及其应用第一节 油气层测试(试油)概述第二节 钻柱测试（DST）第三节 电缆式重复测试第四节 油气井测试(试井)第一节 油气层测试(试油)概述 在油气勘探过程中，运用钻井方法钻穿油气层，通过电测、取芯、取样等录井工作取得各种地质资料，它们能直接或间接地指出油气层的层位。为了认识和鉴别油气层，掌握油气层的客观规律，为油气田开发和开采提供可靠的科学依据，因此在找到油气层以后，还需要使油气层的油、气流从井底流到地面，以取得必需的资料。这种将油、气或水从地层诱导至地面，并经过测试取得各种资料的工作，叫做试油或试气，泛称试油。主要任务 试油方法及其选择 从试油的概念我们知道，就是把

2、油、气或水从地层诱导至地面，并经过测试求得各项资料。因此，所谓试油方法，就是达到诱导、测试目的的各种手段的组合。根据试油目的和油气井本身情况的不同，可以选择相应的试油方法。 1常规的试油方法 诱导油气流采用抽汲、提捞、气举、注混气水排液等方法降低井内液柱压力，使油气流入井中。测试则依靠地面计量罐、池求油、水产量，流量计测气量，下入井底压力计求井底流压或地层压力。对于不能自喷的井则采用探液面求得一定条件下的产量和压力资料。这是过去试油中常用的方法，适用于井下只射开一层，多层或裸眼，但只求混合测试资料的井。 2中途测试的方法 (1)下玻璃接头测试 诱导油气流的方法是在下井钻具下部带上封隔器和玻璃接

3、头，封隔器坐封在测试油气层以上预定的合适位置，玻璃接头以上钻具内没有液柱。然后投入冲击秆打碎玻璃，这时油层所受回压降到最低，地层压力与井底压力的差值达到最大，使油气流进入井中。其测试方法与常规试油相同。这种方法过去常在钻井过程中出现良好油气显示停钻进行中途测试时使用。由于这种方法是大强度、突然性的降低回压，对于疏松的砂岩油层，容易引起垮塌出砂，加上封隔器质量差及测试方法落后等因素，现已不多用，而被地层测试器所代替。(2)地层测试器测试 地层测试器的原理与玻璃接头相似，只是设计更先进，质量更高。玻璃接头换成由地面操作的井下开关，下井管柱除带封隔器外，还带有测试仪器，如井下压力计、温度计、取样器等

4、，可由地面控制进行井下开井生产和关井测压，这是现场进行中途测试的主要方法。 玻璃接头封隔器支撑管筛管裸眼支撑式筒形封隔器测试管柱(简易中途测试)压力计和筛管封隔器安全接头震击器旁通阀多流测试器反循环阀MFE测试器示意图 3运用封隔器进行分层试油 可用单封隔器把两层隔开分别进行测试，也可用两级封隔器对一层、二层或三层进行测试，也可用三个封隔器把四层隔开分别进行测试。其方法是下井管柱根据井下需要带上相应数量的封隔器，并在待试各油层部分带上配产器，既可用带死嘴子的堵塞器，把暂不测试层位的配产器堵住，只测所需测的层位，又可以两层、三层甚至四层交叉进行测试。如某一层或两层下压力计求压力恢复曲线，同时对另

5、一层或两层下井下流量计求产量；或某一层求压力恢复曲线，另两层求产量，另一层下取样器取样等。这种试油工艺如果油井固井质量好，套管外油层之间无窜漏，套管内封隔器严密，下井仪器精密、质量高，所求资料便较准确。所以这种方法既能满足各种取资料要求，又可提高试油速度，降低成本，将成为试油的重要工艺方法。4油层打开顺序不同的方法 油层的不同打开顺序，习惯上也看作不同的试油方法，主要有(1)全井所有油气层一次射开试油，求得全井油气最大产能，这种方法仅在油气田勘探初期第一、二口井发现油气流时采用。(2)先试钻井过程中油气显示最好的油气层。主要应用在新探区的探井，目的是尽快获得工业性油气流。(3)划分大油气层组试

6、油。全井按地层组段和油、气、水特征，划分或组合为几个大油气层组，一次射开一个层组试油，求得大油气层组的最大产能及其他有关资料，为开发方案设计提供依据。(4)自下而上分层试油。先射开最下部的油气层进行试油，试完后填砂堵住已试层位，打水泥塞封隔，再射开上一油气层试油，这样逐层试油，逐层封隔上试，直到试完所有油气层。全井投入生产时，必须重新钻开水泥塞。这种方法可以获得各单层的系统资料，缺点是试油时间拖得太长，目前己较少采用。但是，有时为了单独解决某些必需的参数或问题时，也可在少量井、层中进行。试油工艺多重分类按油气测试在钻井过程的关系 :中途测试和完井测试 ,电缆式重复地层测试 按在现场的井况 :裸

7、眼井测试和套管井（完井）测试 按作业方式 :单封隔器测试（也称常规测试）、双封隔器测试（也称跨隔测试）和联合作业测试 按所选用的工具操作方式 :提放式操作工具的测试（MFE和HST测试，称为常规测试）和压力控制操作工具的测试（PCT和APR测试，称为压控测试） 中途测试是指在探井钻进过程中，钻遇油气层或发现重要油气显示时，中途停钻并对可能的油气层进行的测试。中途测试是在裸眼井中进行，是在油气层被钻井液浸泡时间不长、油层受损害不大的情况下，利用钻杆柱将地层测试器放入并迅速进行测试，从而取得一系列地层重要参数，对油气层进行初步评价。如果测试结果无工业价值，可以不下套管继续钻井，寻找下部的油气层。因

8、此，中途测试是新探区迅速发现油气藏的有利手段。但是，中途测试也受地层条件限制，如只能在岩性较致密、井壁较规则、地层不垮塌、井身状况较好的条件下进行。完井测试是指完井之后进行的油气层测试，又称之为试油（气）。通常是在套管中进行，一般的井均可采用。由于开井时间较长，所取得的地层参数比较齐全，可靠程度也较高，还可进行分层测试。探井完井后的试油工作，在套管内对油气层射孔后测试，在特定条件下为筛管段完井测试或裸眼测试。完井测试一般分为地层测试器测试（原理和方法同钻柱测试）和常规试油两种。后者包括试油层段射孔后用自喷、间喷、抽吸、气举等方式进行试油作业。中途测试的优缺点 中途测试的优点在于可以及时证实正钻

9、地层的含油性并取得相关资料免除油层在固井中的进一步污染；并且测试占用的时间较短，测试后可以继续钻进.中途测试的缺点也是明显的：油层不能进行压裂、酸化等破堵改造措施(钻进中污染严重的油层中途测试可能不出油)，不能进行多油层的分层测试油层与其上的其他渗透层难于严密封隔，因而所取资料可靠性较低. 中途测试的这些优点使它在区域探井与圈闭探井的钻进中应用较多，因为这种测试是钻进中发现良好油气显示的及时测试，而测试之后又可继续钻进。当然，对于那些在钻穿油气层后不需要继续钻进的井(如评价探井、资料井、检查井、兼探井等)，一般都是采用完井试油，因为完井试油毕竟优点突出、资料可靠.完井试油的优缺点优点:1完井后

10、井内下有油层套管,井壁为钢管,井眼规则,井壁坚固,坐封紧密,牢固可靠,油层部位井段密封严密,多个油层之间不窜,不漏,试油测试所取资料可靠性高. 2可以对油层进行压裂,酸化等强烈的油层改造措施,以解除油层污染并提高地层渗透率,从而保证了试油作业的成功率. 3可以分小层进行试油,而不受井眼状况与隔层条件的限制.缺点:1完井增加了钻井液浸泡油层的时间,而且固井还可能造成油层进一步污染. 2完井试油以后,如果要进一步钻进较困难.固井:下套管和注水泥表层套管技术套管油层套管完井裸眼测试 钻杆靠上提和下放来开关的阀门封隔器,由下推钻杆涨开压力纪录计带孔尾管第二节 钻柱测试（DST）钻柱测试（DST）是在钻

11、井过程中对油气储层进行评价的一种手段。它是在钻井过程中根据油气显示程度，中断正常钻井，以钻柱作储层流体流到地面的导管，进行油气层评价的暂时性测试。测试设备主要由接在钻杆下部的测试工具和封隔器及地面控制器设备组成。第二节 钻柱测试（DST）一、测试工具及原理多流测试器MFE和压力控制测试器PCT 按不同类型的井 : 裸眼井测试和套管井测试 按测试方式 : 常规测试和跨隔测试 （一）多流测试器（MFE）MFE: multi flow evaluator 适用裸眼井和套管井，不适用于海上井和斜井的测试 主要部件有：压力计（两只）、筛管、封隔器、安全接头、震击器、旁通阀、多流测试器、反循环阀等。右为原

12、理图压力计和筛管封隔器安全接头震击器旁通阀多流测试器反循环阀MFE测试器示意图多流测试器在井下的工作状态图:下入井内,开井,关井,从井内取出 反循环阀双CIP循环阀双关井压力阀测试阀旁通阀上压力计旁通安全阀封隔器带孔管下压力计下井地层产液关井压力平衡反循环起钻（二）压力控制测试器（PCT）压力控制测试器（pressure control test）是为海上钻井和斜井的测试而设计的，属于海洋井测试系统。压力控制测试器与多流测试器的主要区别有两点：一是用PCT阀控制测试过程；二是测试管柱中配有伸缩接头。它只适用于下套管的井，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。下压力计位于筛

13、管之下，它与通过测试管柱的流体隔离，该压力计直接测量支撑管与井壁之间环形空间内的压力。封隔器压力控制测试器液压标准工具(HRT)伸缩接头安全接头井口主阀防喷头控制头压力控制测试系统示意图液压标准工具HRT氮腔弹簧加压孔取样器PCT阀工作原理图第二节 钻柱测试（DST）二、测试结果及其分析确定井底压力与产量之间的关系，然后将压力、产量资料进行处理，最后对油层评价。（一）压力卡片及其应用目前对钻柱测试压力卡片，从阅读、分段处理、数据整理、曲线编绘、参数计算及储存，均由计算机来实现。测试过程中压力卡片是各种各样的，把这些曲线的变化与校准卡片相比较，就能了解工具在井下工作的状况，也可大致判断油层的渗透

14、性能的高低。下井线井筒泥浆液柱的静压线停顿第一次开井打开测试阀初关井压力线 终流动压力线 终关井压力线 测试器上提到井口压力记录线 钻井液柱静压力最大值初始静液柱压力 封隔器张开时的压力增值 初流动压力终流动起始点 终流动压力 终关井压力 钻井液柱静压力最大值K钻柱测试器压力记录示意图初关井压力产液期DE,GH段曲线形状决定于地层的渗透率,流体的黏度与密度以及测试层的厚度关井关CIP开 第二次开井松封隔器关CIP阀钻杆里加水垫或气垫裸眼井段不规则,工具粘卡,筛管不畅,引起流动压力波动在A点工具打开的压力曲线与初流动压力重合,因此初流动压力不易确定在气井用水垫测试,开始流动压力上升至A点,水被举

15、出地面,压力下降,天然气产量逐增,B点关井,压力回升（二）油气产量的计算 1油、水产量的确定若测试井的液体能自喷到地面时，通过油嘴和分离器的控制，确定油水产量。若不能自喷，可根据杆内液面的高度计算测试井的产量 Q(t)(H/t)V1440Q(t)液体产量，m3/d（地面）H液面高度，mV单位长度钻杆（铤）的容积，m3/mt流动时间，min。2气产量的确定为了准确地得到井的产量，不仅对气井，而且对油井均要测量气量，因为油中含气量的多少影响到油的体积。测定气量的方法较多，一般使用孔板流量计。它是根据气体经过孔板时，流速增加，当气流速度小于临界速度时，孔板前后的压差越大，流经孔板的气量越大，所以测定

16、孔板前后的压降就能算出气量。测试层产气量较小时，可使用垫圈流差计，测试范围从几十到几千立方米。第三节 电缆式重复测试电缆式重复地层测试技术（RFT）是七十年代后期发展起来的新技术。介于测井与测试之间。用测井电缆将地层测试器送到裸眼井段目的层深度，由地面仪器控制，启动液压装置，将测试器紧贴井壁，并与井间密封分隔，取得所测层位的流体样品，地层压力，取样时的流体压力和钻井液静压等资料。阻流器压力换能器液流管解脱枪口压力调节器密封板扩张阀流体入口水阻流器空气开泥浆阀密封板张开地层流体进入仪器测量初始压力和流动压力水阻流器使取样罐与地层保持低压差测量地层压力取样阀门关闭第三节 电缆式重复测试一、确定油气

17、水层和原始地层压力现在用的RFT测试仪器带两个取样筒（或不同深度，或同一深度），可取两个流体样。通过泥浆和地层流体性质,浸泡时间,渗透率等因数的综合分析，能够确定油气水层。渗透性变好第三节 电缆式重复测试二、确定油、气水界面根据Archie公式区别油气水层时，地层水电阻率是一个至关重要的参数。通常能通过RFT测量，求出地层水的密度，就可以较确切地求出地层水电阻率值。因为油、气、水密度不同，所以在地层压力剖面上，较直观的确定油气水界面，计算地层有效渗透率，流体充满预测试室的时间、压力下降和恢复时间，流动P与地层压力之间关系，均与地层K的高低有关。RFT与钻柱测试比较施工方便时效高（3小时内），费

18、用低、资料可解，测试时不用排液，保护井壁。利用电缆测试压力梯度划分油气水界面地层测试器所得数据:测试深度4200英尺,地层关井压力Ps=2200磅/英寸2,地层流动压力Pf=1600磅/英寸2,阻流器尺寸0.030英寸.取样罐中的回收物:气10英尺3,油600毫升,水4500毫升.原油比重40API,油气比265,测试器回收流量41毫升/秒,产液含水量5%,生产井段5英尺.2654042001300磅/英寸2三 预计油气的日产量油气比0.03430150416005%90052200-1300=900第四节 油气井测试(试井)油气井测试是确定井的产层的生产能力，进行产量，压力等参数动态测试，进

19、一步研究油气层特性及其不同开发阶段的变化，为编制开发方案和指导生产提供依据。从而确定油气井合理的工作制度，保持油气井长期高产隐产。试井的概念、目的和意义 试井就是通过关、开井或改变油、气、水井的工作制度，同时进行产量、压力、温度等参数的测试来分析油气层特征，研究油气田在不同阶段的发展变化规律的一种方法。它是掌握油气田动态的重要手段。 试井所获取的各项资料，是制定合理的开采制度和开发方案的重要依据，以保证尽可能地合理利用油气层能量，使油、气井能较长时间地保持高产、稳产，延长自喷期，提高无水采收率。试井的分类及其任务 在不同的阶段，试井的目的和任务是不同的。根据试井所处的不同阶段，试井按要求和阶段

20、可分为以下几种 (1)探井完钻后(试油阶段)的初次试井 它主要的任务是确定地层压力、地层温度；了解油、气井生产能力和正常生产的产量；了解油、气、水的特性以及估算储量等。 (2)经常性(试采阶段)试井 它是在油、气井正常生产期间定期进行的。这类试井的主要任务是确定地层压力，判断生产能力和井底周围渗流条件的变化，确定油、气井正常生产的产量，以及核实储量等。 (3)特殊试井 它是在一些特殊情况下进行的，如修井前后，进行增产措施前后，分析一些特殊情况，如油、气井出水等。 (4)综合性(试采开发阶段)试井 它是在许多井或整个油气藏上同时进行，其主要任务是：确定某一区域或整个油气藏的地层参数，研究井间干扰现象，确定井间连通情况，研究出水、窜槽等情况. 常用的试井方法 研究油气层特性及其变化规律有多种方法，如试验室的地层模型的方法、地球物理测井的方法、水动力学试井或矿场试井的方法。在矿场实际