FPT随钻测压仪在渤海油田的应用

李 东，余 强，朱佳音，张 璋，冯恩龙

（1. 中海油田服务股份有限公司油田技术事业部，北京 101149；2. 中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津 300452）

渤海油田开发工作已进入全面发展阶段，主力开发层系为新近系明下段、馆陶组为主的上组合地层[1]。新近系地层以河流相、浅水三角洲沉积为主，含油砂层多，剖面上呈多套砂泥岩互层，部分区块地层横向连续性差，非均质性强，导致油田开发工作面临着严峻的挑战。监测地层压力、判断地层能量变化程度已成为油田注采方案设计调整工作的重中之重。

随钻测压技术是一种在钻井过程中实时测量地层动态压力参数的技术。应用随钻测压仪器可直接测量地层压力、估算地层流体密度、确定油水界面、计算地层渗透率，在开发调整井中可用于实时分析地质动态信息、判断地层能量变化情况，为油田注采开发方案调整、指导后续完井采油工作提供了可靠的地质信息。相比传统的电缆地层测压技术，随钻测压技术可有效降低钻井成本，减少作业消耗时间，降低了在大斜度井中使用钻杆传输电缆测压工具的潜在作业风险[2-8]。本文介绍了一种新型随钻测压仪IFPT，阐述了仪器的工作原理及作业制度，经验证该仪器在渤海油田实际生产作业中取得了良好的效果。

1 IFPT仪器介绍

IFPT是中海油服自研随钻Drilog系统中的新型随钻地层测试仪。仪器由电池供电系统、数据采集及自动控制系统、液压动力系统、精密抽吸系统、紧急卸压系统、推靠坐封系统与平衡补偿系统部分组成（图1）。仪器外径为6.75 in，适用于8.5～10.5 in井眼，最大耐温150 ℃，测后可实时上传地层压力、流度、温度等地质数据，单次下井可满足80次测压需求。

图 1 IFPT仪器主体结构Fig. 1 Main structure of IFPT

IFPT利用液压驱动将活塞推靠臂推靠在井壁上，前部探针伸出并由坐封橡胶推靠坐封在井壁上，探针吸嘴从坐封橡胶中央伸出刺穿泥饼，进而起到隔离泥浆的作用。打开阀门后，使地层与仪器内部流管相导通，抽吸一定量的地层流体，利用仪器内压力计来记录压力响应情况，进而实现地层压力测量的目的（图2）。

图 2 IFPT仪器测压工作示意图Fig. 2 Diagram of IFPT formation pressure testing

2 IFPT测试制度与作业流程

IFPT仪器单点测压流程（图3）分三步：

（1）清理管线：探针刺穿泥饼后，少量抽吸以清理管线，使管线与地层连通；

图 3 IFPT仪器单点测压流程示意图Fig. 3 Diagram of IFPT single point pressure test process

（2）调查预测试：评估测试结果，快速估算流度与地层压力；

（3）正式测试：根据预测试结果，设定测压参数（抽吸量与抽吸速度）。

系统内置地层自适应智能测试技术，可通过外推算法与压降法相结合评估地层物性，根据储层物性差异选择最佳的测试制度。针对渤海油田地层情况，设计常用测试制度为6种（表1），以实现地层压力精准测量与提高作业时效的目的。

表 1 IFPT仪器设计测试制度（渤海油田）Table 1 Designed testing system of IFPT (Bohai Oilfield)

IFPT仪器测压作业主要流程如下：

（1）根据随钻测井资料选取测压点，优先选择物性较好的深度点，进行测试制度设计；

（2）测试准备阶段，进行仪器黏卡测试，深度校正并调整工具面角指向高边工作；（3）将仪器下放至测压点后，上提至测点深度；

（4）通过下传指令涡解码，或通过开关泵切换模式，启动测压工作；

（5）仪器进入测压工作状态，实时上传状态参数；

（6）测压作业结束，仪器进入休眠状态，活动仪器，准备下点测试作业；

（7）仪器出井，读取内存数据，进行测压数据精细处理。

3 IFPT随钻测压典型曲线特征

IFPT典型压力曲线分以下几类：

（1）有效点：压力测试过程完整，特征点清晰，压力值数值稳定且恢复到真实地层压力（图4）；

（2）超压点：恢复压力值接近于钻井液柱压力或明显高于相邻有效点压力，该类型点不能反应地层压力，可用于估算地层流度（图5）；

（3）致密点：压力恢复缓慢，压力值难以恢复到正常地层压力值，该类型点不能反映地层压力（图6）；

（4）干点：压力降落开始后，压力值降至极低，甚至出现零或负值，没有压力恢复，该类型点不能反映地层压力（图7）；

（5）坐封失败点：压力测试期间无压降或微弱压降，压力值保持为钻井液静液柱压力，该类型点不能用于解释分析（图8）。

4 IFPT随钻测压应用实例

4.1 实时数据精度验证

图 4 有效点随钻压力曲线特征Fig. 4 Pressure curve characteristic of valid point while drilling

图 5 超压点随钻压力曲线特征Fig. 5 Pressure curve characteristic of SC point while drilling

图 6 致密点随钻压力曲线特征Fig. 6 Pressure curve characteristic of tight point while drilling

图 7 干点随钻压力曲线特征Fig. 7 Pressure curve characteristic of dry point while drilling

A井使用IFPT进行随钻测压作业，表2为随钻实时测量压力数据与内存后处理压力数据统计。经对比，IFPT实时测量的泥浆柱压力、地层压力与内存后处理数据一致性较好，测前泥浆柱压力误差-2.03～2.56 psi，测后泥浆柱压力误差-0.27～2.24 psi，地层压力误差-1.09～1.57 psi，应用IFPT实时数据能够满足压力点类型判断，对测压作业方案即时调整与现场快速决策工作起到了良好的指导作用。

4.2 计算地层流度

当前IFPT随钻测压资料主要采用压降法[9-12]计算测压点流度（渗透率K与泥浆滤液黏度μ之比），该方法影响因素较少，正确选择压降开始时间、结束时间、压恢开始时间、解释时间及所对应的压力值即可较为准确地计算地层流度数据（图9）。

4.3 流体性质验证

图 8 座封失败点随钻压力曲线特征Fig. 8 Pressure curve characteristic of lost seal point while drilling

表 2 实时测量压力与内存后处理压力对比Table 2 Comparison of real-time measured pressure and memory processed pressure

图10为B井随钻测压实例，前三道分别为伽马、电阻率与物性曲线道，第四道为地层流度道（MOB），第五道为地层压力道（PRESS）。MD 1 744～1 778 m段共完成3点测压作业，均为有效点，流度介于（100～1 200 ）×10-3μm2/（mPa·s）间，呈中高渗地层特征。测井资料显示该段为一套砂体，内含泥质薄夹层。将3点压力数据进行回归（图11），数据点分布于同一趋势线上，相关系数R=0.999 1，验证了3点为同一流体系统，三点回归流体密度值0.886 g/cm3，反映本套储层为油层，与电阻率数值形态一致，利用测压资料回归的密度值与邻井流体性质一致。

IFPT随钻测压技术主要用于油田开发阶段，用于检测主要储层压力数值变化。相比电缆测压，随钻测压设计点数量较少，但当测压点数量足够时可用于流体密度回归与流体识别工作。

4.4 储层压力动态监测

图 9 压降法计算流度原理示意图Fig. 9 Schematic diagram of mobility calculation by pressure drop method

图 10 B井IFPT随钻测压实例Fig. 10 An example of IFPT pressure testing in Well B

图12中第一、二曲线道为伽马、电阻率道，第三道为流度道，第四道为IFPT测量地层压力与原始地层压力对比道（红色PRESSYS为原始地层压力、蓝色PRESS为IFPT测量地层压力），第五道为地层压力系数道（测量地层压力与静水压力之比，图中GC）。

图12左C井L44、L50、L70三层测压数据均大于原始地层压力，地层压力系数分别为1.03、1.05、1.27，L44、L50层呈微超压，L70为典型超压层；L42、L56两层地层压力系数为0.97与1.00，地层压力接近原始地层压力，反映C井测压层段未出现明显压力衰竭情况。

图12右D井L44、L50三层地层压力系数分别为1.06与1.05，与C井两层压力系数接近，L72、L88、L94三层测量地层压力明显低于原始地层压力，地层压力系数分别为0.87、0.80、0.86，三层均见不同程度衰竭情况，后续应加强下部小层注水开发力度，保证地层能量充足。

图 11 B井IFPT流体密度回归实例Fig. 11 An example of fluid density regression in Well B

利用IFPT随钻测压资料可以较为直观地判断各油组小层的地层压力变化，进而对储层能量衰竭情况进行监测与评估，为后续泥浆体系调整、分层配注求产工作提供了重要的参考依据[13-15]。

5 结论

本文介绍了IFPT新型随钻测压仪的工作原理、测试制度与工作流程，对比验证了实时与内存压力数据的测量精度。自2019年投入商用以来，经10井次实例验证，IFPT随钻测压仪在物性评价、流体性质验证与储层压力动态监测工作中取得良好效果，具备广阔的应用前景。

图 12 IFPT压力监测对比实例Fig. 12 A comparison example of IFPT pressure monitoring