电缆地层测试在渤海油田的应用研究

张国强

中海油能源发展监督监理技术公司 （天津 300452）

电缆地层测试在渤海油田的应用研究

张国强

中海油能源发展监督监理技术公司 （天津 300452）

作为油气层快速评价的有效手段,电缆地层测试技术在我国油气田勘探开发中起着越来越重要的作用,为正确认识储层特征、流体性质和油气藏类型提供可靠依据,因此电缆地层测试的应用研究具有重要意义。以渤海油田大量的电缆地层测试资料为基础,对电缆地层测试的测前设计、现场作业质量控制及应用效果进行了系统总结研究,以推动电缆地层测试技术在国内的发展。

电缆地层测试 测前设计 质量控制

电缆地层测试是目前国内各油田广泛使用的一种测井技术，如何做好其测前设计、现场作业质量控制及应用一直是大家普遍关注的问题。在渤海油田，无论是老一代的电缆测试器RFT、FMT，还是新一代的MDT、RCI，包括中海油服自主研制的FET、ERCT都有着广泛的应用，因此，对渤海油田的电缆地层测试应用做深入研究也显得尤为必要，以便给其它油田起到一些借鉴作用，推动电缆地层测试技术在国内的发展。

1 测前设计

1.1 设计流程

电缆地层测试的测前设计一般由基地测井作业主管、测井解释人员及现场测井监督合作完成。在完成常规测井项目和其它特殊测井项目后，综合测井、录井、气测、钻井取心等现场资料，结合目的层所要解决的地质以及工程任务，同时考虑测量时的安全因素，优化选择测量点，达到最佳的测井目的。

1.2 设计考虑因素

1.2.1 井眼情况

电缆地层测试应尽量避免井眼垮塌较严重或锯齿状井眼，另外，如果裸眼井段过长，测井时电缆很容易被井壁吸附，在这种情况下，电缆地层测试的时间不宜过长或测井过程中应注意活动电缆。

1.2.2 泥浆条件

地层测试之前井内泥浆应有足够的稳定时间，最佳情况应是没有泥浆漏失和井内出液，以使测压资料更加准确。当泥浆内有特殊物质时会影响测试结果，如堵漏剂、玻璃微珠等。同时，钻井液的密度不能过大，当井中液柱压力与地层压力差太大时，仪器的泵出模块和双封隔器模块无法正常工作。

1.2.3 储层岩性

通常情况下，地层测试在分选较好的砂岩储层中测量效果较好，但对高孔、高渗的砂砾储层和火山岩储层，也可进行地层测试。

1.2.4 孔隙度、渗透率

在渤海油田，上第三系和下第三系地层孔隙度低于15%，白垩系和侏罗系地层孔隙度低于10%，有效渗透率低于10×10-3μm2的储层地层测试较困难。

1.2.5 储层厚度

通常一个储层最少测压3个点才能准确求取地层流体密度，一般厚度小于3～4m的储层，由于各测压点之间的相互影响，无论其物性怎样，用测压建立压力剖面，求取地层流体密度的准确度都不高。对较薄的储层，一般采用地层测试器的井下流体分析系统实时检测分析或PVT取样。

1.2.6 测压深度间隔

通常情况下，用地层压力资料计算流体密度时，最佳情况是压力点深度间隔为2m左右，但可根据测压情况适当调整。

1.2.7 取样点选取

在储层孔隙度、渗透率较好的位置根据不同的地质目的具体选择取样点。

2 现场作业质量控制

2.1 测压质量控制

2.1.1 温度平衡控制

电缆地层测试器的温度计一般都是按升温刻度的，所以应采取下测方式，以使温度迟滞效应减至最小，仪器到达测量深度后，停车观察温度的变化，等温度稳定，温度变化小于0.28℃（0.5℉）/min后再开始测压。

2.1.2 压力稳定控制

不同类型电缆地层测试器的压力计精度不同，所测压力是否达到稳定的标准也不完全一样，一般，最终压力变化小于3.448kPa(0.5psi)/min认为达到稳定。

2.1.3 泥浆柱压力质量控制

测前测后泥浆柱压力至少记录30s，每一压力点测前与测后的泥浆柱压力应相同，泥浆液面必须稳定，随着时间的推移泥浆柱压力降低通常指示泥浆漏失，而泥浆的重力分离将使泥浆柱压力梯度图的线性发生畸变。

2.1.4 地层压力质量控制

一般每个储层至少要有3个压力点，其地层压力梯度才可做成一条直线，现场监督应及时做出压力与深度剖面，以检查异常点，或者，用每一点的地层压力除以深度，然后再除以1.422，换算成相对地层压力系数，3个点的相对地层压力系数都相同或至少小数点后3位相同，就说明测得的压力值一致性好，否则需要补测。对任何可疑点都应上提或下放0.5m重新测量，以便确认取得压力的真实性。对于低渗透性地层，抽取流体后的压力值很低而且恢复很慢，即所谓的“干点”或“致密层”，这时应在约5min后停止，另外，低渗透地层往往会发生测量的地层压力大大超过真实地层压力的情况，这是由于钻井液侵入带来的高压(取决于钻井液压力)难以释放，形成“超压”现象，在井眼条件允许的情况下，地层测试之前尽量不要划眼和循环钻井液。对于抽取流体后的压力值恢复接近于地层压力但无法稳定的现象，首先要做出判断，这种现象是地层的问题还是由于探头被堵塞，如果认为由于探头被堵塞而引起，应找一明显水层来验证，或在水层冲洗解堵或提出仪器更换备件，如是地层问题，在同一地层测压将出现相同现象。对于座封不住或座封后抽取流体就漏的现象，是封隔器破裂或地层太软而造成的，可在套管中坐封检查封隔器是否破裂。坚硬地层和裂缝性地层也会出现这种现象，这主要是地层坚硬形不成泥饼所致，这时应放弃进一步测试[2]。

2.1.5 抽取速率及抽取流体体积控制

低渗透地层选用较低速率：0.3～1.0mL/s，抽取5～10mL，高渗透地层选用较高速率：>1.0mL/s，抽取10～20mL，如果对地层不了解，开始时用低速率大体积，总的原则是控制抽取时的压降使所测压力尽量接近于真实地层压力。抽取速率过低，压降＜5%～ 10%，将无法分析计算，过高将可能会使泵抽流体出现相态分离或者造成管线堵塞和漏封[3,4]。抽取流体体积过小可能造成异常高压的假象，过大将造成压力恢复时间过长，浪费作业时效。

2.1.6 重复性控制

应变压力计，压力计读数±0.06%；石英晶体压力计，±6.896kPa(±1.0psi)。一般前3个点应进行重复测量，以验证仪器性能的稳定性和所测压力的准确性，压力对比必须是在同一深度。

2.1.7 深度控制

采用自然伽玛曲线校深检查地层测试器的深度，并附在蓝图内，若井段较长，应分段检查深度，一般至少每200m进行一次自然伽玛校深。

2.2 取样质量控制

2.2.1 泵抽速率控制

泵抽速率取决于地层的渗透性好坏、出砂情况以及是否容易垮塌等，反映到地层测试器参数上就是泵压和压降。在现场作业中应根据泵压和压降的变化选择适当的速率泵抽。泵抽速率过快容易砂堵、抽漏，泵抽速率过慢浪费作业时效，增加作业成本。总之应遵循低速档、中速档、高速档逐渐增加的原则，在“安全”的前提下，尽可能提高泵抽时效，节约泵抽成本。渤海油田的A区块，声波时差>120μs/f，中子密度孔隙度32%～34%，孔渗性好，疏松，易出砂，其纯油层泵抽时间无需太长就可以取到油样，但容易因砂堵而导致取样失败。B区块声波时差110～ 120μs/f，中子密度孔隙度30%～33%，孔渗性较好，比较疏松，泵抽时易抽漏，很多情况下在泵抽结束开阀取样瞬间漏封。在样筒内加液垫、在泵抽管线上装限流阀可以降低砂堵、抽漏的几率。MDT、RCI、FET、ERCT在泵抽过程中装样，可以避免像FMT由于开阀瞬间压差较大导致漏封，FMT开阀漏封后在泵抽管线内会有约500ml样品，可以在井口泵出来帮助判断储层流体性质。

2.2.2 泵抽时间控制

泵抽多长时间开始取样由现场测井监督和工程师决定。根据电缆地层测试器的井下流体分析结合不同储层的具体取样目的确定泵抽时间，目标是确保所取样品能够说明储层流体性质，达到化验室分析的要求，实现取样设计的地质目的。泵抽时间过短容易造成所取样品不纯，不能说明储层流体性质，泵抽时间过长浪费作业时效，增加测试器遇卡的风险。地层水和泥浆滤液的区分是当前井下流体分析的难点，可以用电容或电阻率的变化趋势和快慢定性判断滤液的污染程度。

3 应用效果研究

3.1 计算地层流体密度

为了研究电缆地层测试根据压力剖面计算地层流体密度的可靠性，本文搜集了渤海地区17个油气田的50个应用实例，经过研究分析从中得出了一些比较有规律性的结论。

地层原油性质对利用测压资料计算地层流体密度的精度有直接影响。对于地下原油密度小于0.910g／cm3、黏度小于100mPa·s的地层，应用压力资料计算的地层原油密度可信度较高。大部分实例绝对误差在0.050g／cm3以内，应用效果较好。如C油田馆陶组和东营组的FMT压力资料应用非常成功，但是在明化镇组却普遍出现了较大的差异，压力回归原油密度和PVT分析原油密度二者相差竟达0.210g／cm3以上。分析其原因是该油田明化镇组的原油密度大于0.970g／cm3、黏度高于1 000mPa·s,导致压力测试不准，压力资料很难真实地反映地层压力梯度。在渤海其他稠油油田亦有类似情况。

储层分布稳定性对利用测压资料计算地层流体密度的影响较大。油层比较厚、测压点较多且压力资料质量良好的地层，用压力剖面回归的地层流体密度比较可信。而物性差、薄层(5 m以下)且压力点少的地层中应用可信度较差，尤其是多层压力资料一起应用时，其准确性更需慎重考虑。

3.2 确定流体界面和划分压力系统

油田储量研究中流体界面的确定非常重要，对于一些未直接钻遇流体界面的较厚油气层，利用地层测试压力资料确定的流体界面来计算储量效果较好。渤海油田利用压力资料确定的油水界面与实际钻遇的油水界面吻合较好的实例很多，尤其是在砂层较厚、分布稳定、叠合连片的地层中应用可信度较高。实际应用中不同井区需用各自的压力剖面回归的水线来确定流体界面，应用多井的压力资料共同确定油水界面时需先做有效校正，慎重考虑其可靠性。

3.3 预测砂体连通性

在根据各层压力梯度线的相交关系了解压力系统在纵向上的连通关系时，压力资料显示不是一个压力系统的，肯定不属于同一个流体系统；压力资料显示为一个压力系统的，只能视为同一个流体系统，而不能肯定为同一个流体系统。

在应用压力资料来论证砂体之间横向上是否连通时，需要先做井间校正，因为可能存在井间系统误差，导致各井的压力剖面回归的水线相互平行而不相交，需将各井的压力剖面回归的水线平移到一条水线上来，油气层压力线做相应的平移。

3.4 识别疑难层

在测井解释中经常遇到低阻油层和地层水矿化度较低的情况，用常规电阻率测井曲线很难区分油水层。有些气层仅依据常规测井曲线也很难做出准确解释。利用电缆地层测试资料可通过地层压力梯度计算出地层流体密度，或者直接通过取样来确定地层流体性质，从而帮助测井解释人员进行油、气、水层解释[5]。

D井是渤海油田某区块的第一口探井，图1是该井的一段常规测井曲线，曲线质量合格，电阻率和孔隙度都能反映地层特征，与录井资料对比良好，中子和密度曲线虽然有交会，但低密度低中子的特征不明显，不能完全指示气层特征，声波时差在上部砂岩处有所增大，但没有“周波跳跃”现象存在，同样也不能指示气层特征。另外，按油层电阻率为水层电阻率的3～5倍来估算，水层电阻率为3Ω·m，油层电阻率应在10Ω·m左右，显然该层电阻率达不到油层的标准。电缆地层测试回归压力剖面如图2所示，上部1 821～1 826.1m和下部1 826.1～1 831.5m井段回归地层流体密度分别为0.141g/cm3和0.706g/cm3，在1 829m取样，取得80mL天然气，300mL油，结合常规测井曲线，该段最终测井解释：上部为气层，下部为油层，气油界面在1 826.1m。

4 结 论

电缆地层测试在反映砂体连通性、识别流体性质、确定流体界面、划分压力系统等方面有独到之处，结合常规测井曲线可以更好地评价储层，有利于深化对油气藏的认识。制订合理的测前设计、严格控制现场作业质量，提高电缆地层测试数据采集的准确性，加强应用电缆地层测试资料评价结果的可靠性，对于海上油气田勘探开发生产至关重要。

[1]周艳敏,陶果,李新玉.电缆地层测试技术应用进展[J].科技导报，2008，26(15)：89-92.

[2]潘福熙，郝仲田.中国海洋石油有限公司勘探监督手册测井分册[M].

[3]Modular Formation Dynamics Tester,Schlumberger Client Services [M].

[4]Reservoir Characterization Instrument,Baker Hughes Client Services [M].

[5]吴锡令.石油开发测井原理[M].北京：高等教育出版社，2004：281-297.

As the effective means of rapid evaluation on hydrocarbon reservoirs,the wireline formation testing technology plays a more and more important part in the exploration and development of our national oilfields,offering the reliable basis to the understanding of reservoir characteristics,fluid property and the type of oil and gas reservoir,so the study on the application of wireline formation test is very important.Based on a lot of data made by the wireline formation test,the systematic study focuses on the design before the test,the quality control of field operation and the effect of application about wireline formation test so as to promote the development of wireline formation test in our country.

wireline formation test;design before the test;quality control

张国强（1978-），男，工程师，中海油能源发展监督监理技术公司测井总监，2000年毕业于大庆石油学院石油工程专业。

尉立岗

2010-11-09