提高电缆地层测压成功率方法——以渤海矿区沙河街组（Es）为例

邓强，苏鹤成，曹军（中海油能源发展股份有限公司监督监理技术分公司，天津 300452）

与常规测井项目相比，电缆地层测试仪在确定储层的流体类型、地层压力和气、油、水界面等方面具有技术优势。测压点的设计是电缆地层测试仪测量前的重要环节，直接影响测压作业的时效，这就要求作业者针对不同的评价对象和评价目的，有的放矢地做好储层测压作业的测前设计工作，以减少无效测压点的产生，提高测压成功率。根据渤海油田大量已测压点统计表明：沙河街组（Es）的测压成功率为63%，相对较低。笔者以Es测压资料为基础，对影响测压成功的因素进行分析，利用数理统计方法找出不同测压类型与测井响应特征参数之间的关系，以达到优化测前设计方案，提高Es储层测压的成功率。

1 影响测压成功的因素及测压失败类型

根据Es已钻井测压作业的时效来看，通常测压失败点多发生于井况差、泥饼质量差和地层岩性致密、物性差的地方。综合考虑，可将影响测压成功因素分为2类：一类是以地层性质和泥浆性能为主的因素，称为静态因素；另一类是仪器本身的原因（如探测器堵塞、封隔器损坏、压力计失灵），储层非均值性，人为误操作等，称为动态因素［1，2］。在测压作业前，应根据测压质量控制要求，进行动态因素的最大消除，同时也应在测压进行时对动态因素造成的现象进行判断，予以补救，这都是保证测压成功的先决条件。笔者认为静态因素是可以进行客观评价的，比如地层致密，对应的岩电参数及综合录井参数都会呈现相应的特点。由于测压作业都是假设“动态因素”完全消除的前提下进行的，所以对静态因素的分析则为研究的重点部分。

通过对钻遇Es的36口井中733个测压点测井数据进行统计分析，发现测压质量类型主要有6种：稳定测试、干测试、坐封失败、漏封、超压和未稳定。具体分析，漏封可以认为是座封失败的特例，而未稳定又可以认为是干测试的一种表现方式，所以测压质量的失败类型可以划分为3大类：干测试、座封失败和超压。笔者主要对比分析了Es上述3种不同测压失败类型的自然伽马、密度、中子和声波时差的差异特征。

1.1 干测试（dry testing）

岩性致密、地层含泥质较重、储层孔渗条件差的点易发生干测试。干测试多表现为当泵抽后，由于地层导压能力差，压力长时间不能恢复到原始地层压力。当前对于干测试有很多学者通过压力恢复过程中压力随时间的波动推导其最终地层压力值，但还没有形成标准的算法，所以仍然视为无效点。Es干测试的自然伽马和密度比稳定测试大，声波时差则略低。

1.2 坐封失败（failure sitting）

很多原因都能导致坐封失败，例如：①井眼不规则导致封隔器无法正常工作；②储层异常致密导致形成的泥饼韧性差、薄厚不均，造成在测试过程中井筒和地层没有完全封隔开，泥浆仍然可以通过井壁渗透到封隔点；③储层有缝洞存在。统计Es的59个坐封失败测压点发现井眼均较规则，无扩径现象，且目标区块为砂岩储层，无缝、洞存在。因此，坐封失败点多发生在岩性致密、物性差、无法形成高质量泥饼的储层。影响泥饼质量的因素有很多，地层原因（渗透性）是一方面，另一方面则是泥浆的性能。坐封失败点较稳定测试点而言，其密度和自然伽马偏大、声波时差偏小。坐封失败点与干测试点比较，密度略高。

1.3 超压（supercharge）

超压是指测得的地层压力高于储层真实压力的现象。通常两种情况下会形成超压。①在低渗透地层，正压钻头破开地层的同时伴随着泥浆侵入，在接近井壁范围内形成局部高压，由于是低渗透层，导压能力差，侵入地层的高压难以释放，测压时就会形成超压现象［3］。②测压过程中，因为井壁形成的泥饼质量差不足以隔开井筒泥浆和地层孔隙流体的压力差，仍伴随着泥浆压力向地层传导，造成测得的压力缓慢升高，超过地层的真实压力。经统计超压点比稳定测压点对应的声波时差低，密度与自然伽马偏高。

2 提高测压作业成功率方法介绍

测压前要对测压作业进行测点设计，通常要了解所需测压层位的沉积环境、油气藏类型、测井响应特征，再结合地质目的选取测压点。测压点的成功与失败与储层的岩性、物性有着很强的关系。笔者以渤海油田Es的测压点数据为基础，尝试通过贝叶斯判别法研究测压质量与常规测井响应间的关系，对测压点进行测前测压质量结果预测。

2.1 贝叶斯判别原理及测压预判程序

贝叶斯判别法的实质是通过对样本点进行统计分析，提取样本特征参数，建立不同类的判别预测函数，并利用判别函数对观测点进行类别划分［4，5］。对测压点来讲，其对应的常规测井参数为其特征参数。当已知样本的先验概率时，通过贝叶斯公式可得到观测样本的后验概率。

在实际运用中，一般假定观测数据服从多元正态分布。在多元正态模型下，有相应的贝叶斯判别函数。利用这个判别函数，对每个观测样本计算出判别函数值，判别函数值最大的即为预测的类。

根据上述方法和原理，采用C＃语言编写了测压判别程序。程序采用了面向对象的设计思想，由矩阵类、贝叶斯方法类、窗体触发代码和窗体绘制代码组成。矩阵类主要完成矩阵数据的计算，贝叶斯方法负责实现概率函数的算法，窗体触发代码和窗体绘制代码则主要实现人机交互过程，各模块间相互依赖。该程序采用TXT 文本格式进行数据输入输出，具有Windows图形界面，人机交互性良好。测压判别程计算步骤如图1所示。

图1 测压判别程序计算步骤

2.2 测压质量类型预测

统计钻遇Es的36口已钻井的测压情况，失败点的测压质量类型主要为干测试、坐封失败、超压。坐封失败的主要原因是地层致密、渗透性差造成泥饼质量差，干测试和超压也都与储层的岩性和物性有关。所以自然伽马、声波时差、中子、密度4个参数被确定为参数变量。为了便于研究分类，将致密、坐封失败、超压都归为测压失败点。此次以钻遇Es的36口井中的733个测压点数据为建模数据，其中包含测压稳定点465个，测压失败点268个。首先从测压结果中获得每个测压点的类别参数，根据深度提取了这些测压点的中子、声波时差、密度和自然伽马，其次进行数据标准化后将这些值作为测压点的属性参数，最终建立训练样本库，按照稳定测试和失败测试两类样本类型把733个已测点的属性参数分类导入程序。第1类样本代表稳定点，第2类样本代表失败点。

测压预测程序判别过程中是从733个点中随机选取210个、260个测压点作为预测样本，将预测样本点的属性参数作为待处理数据样本输入，处理之后的数据以TXT 文本格式保存和显示，记录每个样本点的所有判别函数值和所属类别。

从预测的结果看，2次预测结果为：①182 个测压点预测正确，28 个测压点预测错误，正确率86.6%；②228个点预测正确，32个点预测错误，正确率87.6%。相比前期Es的63%测压成功率分别提高23.6个百分点和24.6个百分点。

3 结论

1）据统计，渤海油田Es测压质量类型主要有稳定测试、干测试、坐封失败、封漏、超压和未稳定。岩性致密、物性差是造成干测试、坐封失败、超压的主要因素。其中物性差是造成泥饼质量差的主要原因之一，泥饼的质量直接影响封隔器坐封的效果。

2）通过贝叶斯判别原理为理论基础，对代表储层岩性、物性参数的数据（自然伽马、声波、中子、密度）进行分析，建立测压质量与常规测井响应间的关系，形成一种测压成功与失败的判别预测方法，预测成功率较之前统计的Es测压成功率平均提高24个百分点。

3）利用贝叶斯判别原理编写的测压判别程序来对测压质量进行预测只是一种初探，笔者认为其测压质量型样本库的标准化研究是今后的一项重点工作，利用测压判别程序预测测压质量结果的准确性还会有提高的空间。

［1］张国强.电缆地层测试在渤海油田的应用研究 ［J］.石油工业技术监督，2011，27（4）：12～15.

［2］张国强，张卫平，李欣.地层测试评价仪在渤海油田的应用 ［J］.海洋石油，2009，29（4）：69～71.

［3］唐雪萍，赵佐安，何绪全.模块式动态地层测试器在低孔渗储层中的适用性研究 ［J］.天然气勘探与开发，2005，28（1）：11～14.

［4］李国华.贝叶斯公式的应用 ［J］.牡丹江大学学报，2011，27（7）：18～20.

［5］许亮斌，陈国明.基于模糊贝叶斯理论更新概率可靠性模型 ［J］.中国石油大学学报（自然科学版），2011，27（6）：53～56.