第四节：地层测试
油气井地层测试基本知识
（二）完井测试
1.录取资料多，准确评价油气层，为油藏描述提供定量的动态
数据。常规试油需要多种手段，多道工序，但一般也只能取到液性 和产量资料，对达到工业油气流的井，才录取油层静压资料，对自 喷油层，才下压力计进行地面关井测压力恢复资料。而地层测试只 需起下一趟管柱即可获得井下开关井压力曲线和20多项油层参数， 提高了试油质量，有利于正确评价油气层和进行油藏描述。 2.提高试油速度，加快勘探进程。常规试油一层一般需15天左 右，而完井测试一般只需3—5天，比常规试油快3倍以上。
气藏都是中途测试首先发现高产油气流的。又如罗54井，经砂泥岩裸 眼测试，首先在该断块沙二层段中发现自喷日产46t的工业油流后，及
时布新井5口，使该断块提前半年进入滚动开发阶段。
四、地层测试的优越性
（一）钻井中途测试
2.节约钢材、水泥和固井费用， 降低钻井成本。对钻井录井显示不好， 经中途测试确认无工业意义的井可免 下套管。
四、地层测试的优越性
（二）完井测试
3.指导油层改造选层和效果评价，提高措施有效率和勘探成功
率。地层测试获得的压力曲线特征及其所提供的表皮系数、堵塞比、
有效渗透率、压力等参数，为油层改造选层提供了依据。国内各油 田在这方面都作了很多研究和应用，大量资料表明，根据地层测试
资料结合油层静态资料选择酸化、压裂井层是行之有效的方法。
四、地层测试的优越性
（一）钻井中途测试
1.及时发现油气藏，加快新区勘探速度。在钻井过程中如遇良好
油气显示，应立即停钻进行中途测试，自上而下及时搞清每一套含油
气地层情况。当某一探区第一口井经中途测试获工业油气流后，可不 等该井完井就可布置新井，加快勘探速度。在国内这方面的实例是很
第四节：地层测试
第四节模块式电缆地层测试器（MDT）地层测试是油气勘探中验证储层流体性质、求取地层产能最为直接、有效的方法。
常用的地层测试方法有完井射孔油管测试、钻杆测试（DST）和电缆式地层测试等。
电缆地层测试技术是从20世纪50年代中期开始发展、并逐步完善起来的地层测试技术，到目前为止，电缆地层测试技术的发展大致可划分为三个阶段。
第一个阶段以FT电缆地层测试仪为代表， FT电缆地层测试仪由一个单探针和一个取样筒组成测试仪的核心部分，每次只能取一个样或测一个压力数据，这代产品主要应用在1955-1975年间；第二个阶段的电缆地层测试仪以RFT（Repeat Formation Tester），即重复地层测试器为代表，从1975年使用到20世纪90年代，它较第一代产品有了很大的改进，增加了预测压室，即可以一次在井下实现无限次的重复测压，取样筒也增加到两个。
但由于不具备泵出功能和井下油气检测功能，第二代电缆地层测试仪主要用于地层测压，取样效果不够理想。
我国大部分油田都引进了该种类型的仪器，并在现场获得了较为广泛的应用，见到了一定的地质效果。
尽管RFT 的功能较FT有较大的改进，但人们仍然无法在地面准确判断井下到底获得的是什么样品，并且不能对取样时间和质量进行有效的控制。
为了解决上述问题，20世纪90年代，斯仑贝谢公司推出了第三代电缆地层测试仪—模块式动态电缆地层测试仪MDT（The Modular Formation Dynamics Tester Tool）。
与其上一代的重复性地层测试仪RFT相比，在探测器、探测方式、模块组合方式、解释方法等方面有了较大的改进，性能显著增强。
MDT于1992年引进我国油田，经过消化、吸收及应用研究，在油气勘探中应用见到了明显的地质效果。
值得说明的是，尽管MDT电缆地层测试具有快速、直观的特点，但是，它有一定的适用条件，与常规测井项目一样，其测试结果也需要出处理和解释，需要与之相适应的配套评价技术。
地层测试(MDT测试)推荐作法
斯伦贝谢模块式地层测试(MDT测试)推荐做法（φ215.9井眼为例）1.MDT测试风险MDT（模块式地层动态测试器）测井技术在识别油气水层、判断油水界面和采集地层流体样品等方面有相当明显的优势，但是MDT是定点测量，受测试时间、电缆吸附粘卡等因素影响；测试仪器在不规则井眼、轨迹变化较大井眼或岩屑床较厚的井眼内移动时容易遇阻遇卡；井内钻井液中含有塑料小球、玻璃微珠以及钻井液净化不好含砂量大、固相高或含有较高的岩屑时会出现堵塞测试仪器管线和探针，这些因素都是造成MDT测井技术应用的风险。
(1)井身轨迹不平滑、狗腿度较大易导致电缆键槽卡钻；井径不规则导致下送测试仪器遇阻、上起测试仪器遇卡。
(2)钻井液性能不好，岩屑床清除不干净，易造成下放测试仪器遇砂桥或沉砂阻；钻井液清洁不好，钻井液中岩屑含量较高、自然密度过高、有害固相高、含砂量高、泥饼虚厚不光滑，钻井液润滑性差易造成电缆或仪器粘卡。
(3)钻井液失水大，形成的泥饼虚厚，测试仪器易发生下钻遇阻、上提遇卡，严重时发生测试仪器和电缆吸附粘卡或电缆键槽卡钻。
(4)封井钻井液中含有塑料小球、玻璃微珠或者钻井液净化不彻底含有较高的岩屑，表现为含砂量大、自然密度高，有害固相含量高时会出现堵塞测试仪器管线和探针。
(5)MDT测试期间，单点测试时间在8~12h，测试仪器静止时间长，易导致测试仪器粘卡或电缆粘卡。
(6)井口接拆仪器时防操作失误，发生井口落物。
(7)油气显示活跃的井，测井期间及时灌浆，加强坐岗观察，防止溢流风险。
2.钻进期间注意事项(1)优化井身轨迹，定向和后期调整期间尽量提前控制，避免出现较大狗腿，确保井身轨迹尽量平滑，避免电测期间电缆拉出键槽；(2)在馆陶组及以上软地层中施工期间，严禁定点循环，产生糖葫芦井眼；(3)东营组、沙河街组及以下易掉块、垮塌地层施工期间，严格按照《东营组沙河街组油泥岩施工推荐作法》进行施工，最大限度防止井壁出现锯齿状井眼；(4)施工期间保持与地质录井沟通，确保钻具组合和井深数据无误。
地层测试技术
地层测试技术
MFE地层测试器主要部件 1.MFE多流测试器 取样机构
地层测试技术
MFE地层测试器主要部件 2.裸眼旁通 组成：主旁通阀、副旁通阀、计量阀组成 作用： ➢ 起下钻遇到缩径井段时，泥浆从管柱内
部经旁通通过，从而减少起下钻虹力和 抽汲作用。 ➢ 测试结束时，平衡封隔器上下方的压力。
地层测试技术
地层测试技术
地层测试技术
• 地层测试又称为钻杆测试，国外称为 DST，是Drill Stem Testing 的缩写。 它 是指在钻井过程中或完井之后对油气层 进行测试；获得在动态条件下地层和流 体的各种特性参数，从而及时准确地对 产层做出评价、这种方法速度快、获取 的资料多，是最经济的“临时性”完井 方法。
地层测试技术
MFE地层测试常用管柱组合 MFE常规测试管柱 ➢ 压力计+筛管+压力计托筒+卡瓦封隔器
安全接头+液压震击器+液压锁紧接头 +MFE测试器+油管+反循环阀+油管。
地层测试技术
MFE地层测试常用管柱组合 MFE跨隔测试管柱 ➢ 压力计+盲接头+卡瓦封隔器+安全接头
+筛管+压力计托筒+剪销封隔器+液压 震击器+液压锁紧接头+MFE测试器+油 管+反循环阀+油管。
地层测试技术
全通井APR地层测试 APR地层测试器的特点 ➢ 可操作性强，成功率高。 ➢ 对高压油气井和超浅井测试特别有利。 ➢ 可对地层进行酸洗或挤注作业。 ➢ 适合于含有害气体层测试。 ➢ 对大斜度井测试特别有利。 ➢ 综合作业能力强。
地层测试技术
全通井APR地层测试 APR测试管柱 自上而下依次是钻杆 (油管)、伸缩接头、
地层测试技术
地层测试技术地层测试(formation testing)是在在钻井或油气井生产过程中，对目的层段层进行的测试求产，地层测试可以测取地层压力数据，采集地层流体样品，从而对地层的压力、有效渗透率、生产率、连通情况、衰竭情况等进行评价，为建立最佳的完井方式、确定下部措施和开发方案提供依据，是进行油田勘探开发的重要技术手段。
其方法一般有：①随钻地层测试：通过钻杆末端的钻杆测试器；②电缆地层测试：利用电缆下入绳索式测试器；此外广义的地层测试还包括常规的试油试气、钻杆地层测试、生产测井、试井等。
钻杆地层测试—DST（drill stem test)是使用钻杆或油管把带封隔器的地层测试器下入井中进行试油的一种先进技术。
它既可以在已下入套管的井中进行测试，也可在未下入套管的裸眼井中进行测试；既可在钻井完成后进行测试，又可在钻井中途进行测试。
它们座封隔离裸眼井底,解脱泥浆柱压力影响，使地层内的流体进入测试器，进行取样、测压等。
钻杆(中途)测试减少了储层受污染的时间和多种后续井下工程对储层的影响，可以有效保护储层，是对低压低渗和易污染油气层提高勘探成功率的有效手段之一。
中途测试往往也使油气提前发现，争取了时间，易于安排下步工作。
电缆地层测试是使用电缆下入地层测试器，电缆地层测试仪器又称之为储层描述仪，是目前求取地层有效渗透率和油气生产率最直接有效的测井方法，同一般的钻杆测试相比，它具有简便、快速、经济、可靠的优点，在油田开发中有重要作用。
电缆地层测试目前应用的主要是组件式电缆地层测试器，仪器结构包括电气组件、双探头组件、石英压力计组件、流动控制组件和样品筒组件几部分。
根据用户的需求，可以单独测量地层压力及压力梯度，或者同时采集多个地层流体样品。
MFE（mulitflow evaluator）被称为多流测试器，是斯伦贝谢公司研制的地层测试器，用它可实现钻井中途裸眼井段测试和多层段间的跨隔测试。
MFE测试技术是通过钻杆或油管将专用测试仪器及管串组件传输下到欲测试目的层段，利用封隔器座封实现管柱内腔体与环空的阻隔，使地层流体在人为控制压差的条件下顺利流动进入管柱，从而摸清目的层压力、液性和产能等数据资料。
第四章地层压力检测与地层破裂压力.pptx
则3000米处的压力
p3000=40024.8-9.8(0.095)(4000-3000)=39.08Mpa
5）流体运移作用
从深层油藏向上部较浅层运动的流体可以导致浅层 变成异常压力层。这种情况叫做浅层充压。 如图3-5
6）形成异常高压的其它原因 地面剥蚀； 注水；
盐丘体侵 入形成的 异常高压
原始压力型 异常高压
3）粘土成岩作用
成岩指岩石矿物在地质作用下的化学变化。 页岩和灰岩经受结晶结构的变化，可以产生异 常高的压力。有异常压力，必有上覆压力密封 层。如石膏（caso4 2H2O）将放出水化水而变 成无水石膏（caso4 ）它是一种特别不渗透的蒸 发岩，从而引起其下部异常高压沉积。如图33 所示。
1.4 最大破裂压力当量钻井液密度
2、钻进中检测地层压力
(1)页岩密度法 (2)dc指数法
（1）页岩密度法：
在钻进中，取页岩井段返出的岩屑，测其 密度，做出密度与深度的关系曲线，通过 正常压力地层的密度值画出正常趋势线。 偏离正常趋势线的点，即压力异常点。开 始偏离的部分即为过渡带的顶部。
图3--8
（2）dc指数法
dc指数法：dc指数法是通过分析钻进动 态数据来检测地层压力的一种压力方法。 动态数据中主要是钻速、大钩载荷、转 速、扭矩以及钻井液参数。
见图3-1
图3-1地层压力异常 23 正常孔隙压力
1）压实作用：
随着埋藏深度的增加和温度的增加，孔隙 水膨胀，而孔隙空间随地静载荷的增加而缩小。 因此，只有足够的渗透通道才能使地层水迅速 排出，保持正常的地层压力。如果水的通道被 堵塞或严重受阻，增加的上覆岩层压力将引起 孔隙压力增加至高于水静压力，孔隙度亦将大 于一定深度时的正常值。
地层测试
锁紧接头
卡瓦封隔器：由摩擦块、弹簧、 卡瓦块、 胶筒、通径规环、端 面密封、换位槽、换位凸耳等 组成 座封方式：上提、正旋转、
保持扭矩下放。 解封方式：上提即可。
卡瓦封隔器
旁通阀： 作用： 起下钻遇到缩径井段时，泥浆可以从管
柱内部经旁通通过，从而减少起下钻阻力 和抽吸力。 测试结束时，平衡封隔器上下方的压力。
维修保养注意事项
1. 2.
3.
工具在装卸及搬运过程中要轻抬轻放，防 止磕碰。 工具在装车时，公扣朝前，避免碰撞母扣 密封面。 施工回来的工具，应尽早维修保养，如条 件不允许，应用清水彻底清洗，防止因放 置过久，残留的盐水、泥浆等液体腐蚀工 具。
维修保养注意事项
4.
5. 6. 7.
8.
清洗后，仔细检查工具外观，尤其是施工 中出现问题的工具。 按要求拆卸所有丝扣，防止时间长不动而 粘扣或锈死。 更换所有密封件和损坏的铁件。 所有配件清洗干净后按要求组装。 丝扣处涂抹密封脂，密封面涂抹润滑油。
地层测试获得参数
渗透率---平均有效渗透率 地层损害程度 --- 堵塞比和表皮系数 油藏压力 衰竭 测试半径---调查半径 边界显示
二.地层测试的原理和分类
地层测试基本原理 地层测试是用钻杆或油管将测试工具 下入测试层段以上，通过地面操作，使封 隔器座封，将压井液和其它层段与测试层 隔离，然后由地面控制，打开井下测试阀， 使测试层段的地层流体经筛管流入管柱内， 直至地面。可以进行多次开、关井，开井 流动求得产量，关井测压求得压力数据。
超深井测试注意事项
9、选用70MPa地面控制管汇。 10、解封时，上提至自由点后，再施加30-50 kN的拉力，等旁通阀延时拉开、悬重降到 自由点后，方可继续上提起管。 11、RTTS封隔器解封时，如果旁通阀拉开后 悬重不降，则下放到自由点，再上提。 12、244.5mm套管井单卡瓦封隔器深井测试 时，应配旁通，保证解封顺利。
地层测试基础知识
1．总论在石油及天然气勘探过程中，为了对钻进过程中遇到的油气显示层段能尽量做出准确评价，目前除采用地质综合录井、地球物理测井、岩心分析等基本方法外，还采用了地层测试技术；不过前几个只是直接或间接地确定油、气、水层，而只有通过后者才能确定储层产能和地层动态参数。
（一）、地层测试技术的目的地层测试又叫钻杆测试,国外叫DST是Drill Stem Testi ng的缩写。
它是指在钻进过程中或完钻之后对遇到的油气显示层段不进行完井而用钻杆或油管下入测试工具进行测试，获得在动态条件下地层和流体的各种特性参数，从而及时准确地对产层作出评价。
这种方法速度快、获取的资料多，是最经济的“临时性”完井方法。
在我国，通常把钻井过程中进行的地层测试称为中途测试；把下完套管，完钻之后进行的测试称为完井测试或套管测试。
无论是哪种测试，都是用钻杆或油管将地层测试器下入待测层段，进行不稳定试井，测得测层的产量、温度、开井流动时间、关井测压时间，取得流动的流体样品和实测井底压力- 时间关系曲线卡片。
钻杆测试的具体目的是：①探明新地区、新构造、新层位是否有工业性油气流，验证油、气层的存在；②查明油气田的含油面积及油水或气水边界，油气藏的驱动类型和产油、气能力；③通过分层测试，取得分层测试资料，计算出储层和流体的特性参数，为估算油、气储量和制定油气田开发方案提供依据。
通过钻杆测试取得的时间- 压力卡片，结合试井分析理论，可以得到下列主要参数：①渗透率我们最关心是的流体流动时的平均有效渗透率，通过地层测试可以获得这一最有价值的参数；②地层损害程度通过测试资料可计算出地层堵塞比和表皮系数；③油藏压力通过关井压力恢复曲线可外推出原始油藏压力；④衰竭在正常测试条件下，如果在测试过程中发现油藏有衰竭，可以推断所控制的地质储量，判断油藏是否有开采价值；⑤测试半径是指测试过程中因流量变化所引起的压力波前缘传播深入地层的径向距离，也叫调查半径；⑥边界显示在测试半径内如有断层或边界存在，可通过压力曲线分析计算出距离，还可确定边界类型。
地层测试概述
地层测试概述一、地层测试的概述什么叫地层测试？在钻井工程建立起地层通道——井眼之后，使地层流体流入井筒甚至喷出地面，并对流体和产层通过一系列测试，搞清流体性质、产能及取得各种地层特性参数资料的整个工艺过程，就叫做地层测试。
二、地层测试的目的地层测试的目的主要有以下七种：1、搞清地层流体性质（包括地面的和地层条件下的两种）及产出能力。
2、搞清产层有效厚度及有效渗透率。
3、搞清产层压力及温度。
4、搞清地层损害程度。
5、搞清测试过程中有无衰竭现象。
6、搞清地层中的油、水界面位置或油、气或气、水界面位置。
7、搞清测试半径、边界显示及单井层控制地质储量等。
三、地层测试的种类地层测试按施工方式的不同可分为两类，既常规测试（俗称试油）和钻竿式地层测试（简称DST）。
DST测试又可分为裸眼中途测试和套管完井测试两种。
钻竿地层测试，不管哪种测试，按照实现井下开关的操作方式可分为以下三种：1、旋转式：通过旋转一定圈数的钻竿（管串）来实现井下开关井。
如来因斯公司的常规式和跨隔式DST测试工具等。
2、提放式：通过提放一定距离的钻竿（管串）来实现井下开关井。
如江斯顿公司的MFE测试工具和哈里巴顿公司的常规测试工具等。
3、环空压力控制式：通过对测试管串外的环空加压和放压来实现井下开关井。
如哈里巴顿公司的LPR－N式江斯顿公司的PCT式测试工具等。
四、钻竿式地层测试（DST）工作原理DST测试管串下井时，作为实现井下开关井的测试器（阀）是关闭的，测试器以上的官腔（再抗外挤压力以内）可以和大气连通，所以说最低压力可以达到一个大气压力。
当管串下到预定位置，使分隔器坐封后便截断了地层与环形空间压井液的通道。
此时施以外力（或旋转或提放钻竿或环空加压），使测试器突然打开，地层流体便会在地层压力或加垫诱喷压差的作用下流入井筒（即测试管串空腔）甚至喷出地面。
诱喷压差大小的控制，可以通过对管串的加垫来调节。
所以加垫是指在测试器之上加入一定数量的气体或液体，使其对测试器产生一定的回压来减少诱喷压差。
地层测试工具总结
常用地层测试工具一、地层测试目的地层测试又叫钻杆测试，在国外称为DST（Drill Stem Testing）。
它是指在钻井过程中或完井之后对油气层进行测试，获得在动态条件下地层和流体的各种特性参数，从而及时准确地对地层作出评价。
用这种方法进行试油，能直接获得或计算出的地层和地层流体的参数有30项之多，并且相对常规试油时间短、速度快、效率高，因此它在国内外石油和天然气勘探和开发中占有很重要的位置。
在我国，把钻井过程中进行的地层测试称为中途测试；把套管完井后的测试称为完井测试或套管测试。
这两种测试都是用钻杆或油管柱将地层测试器下入待测层段，进行不稳定试井，测得产层的产量、温度、开井流动时间、关井测压时间，取得流动的流体样品（高压物性）和实测井底压力—时间曲线。
根据所获得的测试数据和其它资料进行分析、计算得到下列主要参数：（1）渗透率：这是实测的平均有效渗透率，只有通过地层测试才可能提供这一最有用的参数。
（2）地层损坏程度：由于地层被钻井液、固井液、压井液侵入以及地层部分打开、射孔数目或深度不足、射孔孔眼堵塞等多种因素影响，使井筒附近渗透率降低、产量减小。
通过测试可以计算出地层堵塞比和表皮系数。
（3）油藏压力：通过关井测压力恢复可推出原始油藏压力。
（4）衰竭：如果在测试过程中发现油藏压力有衰竭现象，可以根据衰竭情况推断这个油藏是否有开采价值，可估计所控制的地质储量。
（5）测试半径：在测试过程中由于地层流体发生物理位移，对一定距离的地层将产生作用，这个距离称为测试半径，也叫调查半径。
用这个参数可确定井距大小。
（6）边界显示：在测试半径内如有断层或边界存在，可通过压力分析计算出距离，借助于其他资料，还可确定边界异常的类型。
二、基本原理及功能介绍进行一次地层测试所需的井下工具至少包括以下部分：压力记录仪、筛管、封隔器、测试阀、循环阀等。
辅助工具有震击器、安全接头、旁通阀、伸缩接头、液压锁紧接头等。
1、测试原理地层测试是获得地层流体样品、估算地层参数和确定地层有无工业生产能力的一次暂时性的完井。
常规地层测试技术规程
常规地层测试技术规程
1. 地层测试的目的和意义，常规地层测试的主要目的是获取地
层的物理性质和流体特征参数，为油气勘探开发提供地质储层参数
的依据，评价地下储层的产能和储量，指导油气井的开发和生产。
2. 地层测试的方法和工具，常规地层测试包括岩心分析、测井、岩石物理实验等方法。
岩心分析是通过对地层岩心进行实验室分析，获取地层岩石的物理性质和流体特征参数；测井是通过测井工具在
井内进行测量，获取地层的物理性质和流体特征参数；岩石物理实
验是通过实验室对地层岩石进行物理性质测试，获取地层岩石的力
学性质、孔隙度、渗透率等参数。
3. 地层测试数据的解释和评价，常规地层测试获得的数据需要
进行解释和评价，包括对地层岩石的类型、孔隙结构、渗透性、地
层流体类型和含量等进行分析，评价地下储层的产能和储量。
4. 地层测试报告的编制，常规地层测试完成后需要编制地层测
试报告，报告中包括地层测试的方法、数据获取和处理过程、数据
解释和评价结果等内容，为后续油气勘探开发提供科学依据。
总的来说，常规地层测试技术规程是石油勘探开发中非常重要的一项规程，它为油气勘探开发提供了重要的地质储层参数和评价依据，对指导油气井的开发和生产具有重要意义。
地层测试技术及资料解释
新疆油田公司勘探生产情况汇报
二、地层测试技术的发展
随着地层测试技术的发展，井下录取资料的 压力计也不断发展，由机械压力计发展到 电子压力计，其分辩率不低于0.000139MPa。 由于精度不断提高，对油藏评价的准确程 度也相应提高。并研制了地面直读式测试 系统和井下存储式测试系统。地面直读式 测试系统，可以将井下电子压力计感应到 的压力、温度变化，通过电缆传输到地面 计算机系统，在计算机上显示、读出并及 时解释、分析处理。可根据需要调整和延 长井下测试时间，以满足测试的要求。
新疆油田公司勘探生产情况汇报
控制头
PCT全通径测试器 PCT全通径测试器跟APR测试工 具一样，也是靠环空加压、泄 压来实现井下开关井的。主要 用于斜度较大的定向井或海上 浮船测试，一次下井能进行测 试—酸化—再测试及各种绳索 的综合作业。由于工具内径大， 也适用于高产井测试，并有解 除地层污染的作用。
新疆油田公司勘探生产情况汇报
三、测试工艺介绍
1、地层测试分类 2、测试工艺流程 3、工艺技术介绍
新疆油田公司勘探生产情况汇报
1、地层测试分类 、
①钻井过程中以寻找油层为目的的DST测试； （中途测试、裸眼测试） ②完井试油过程中用于油层油藏评价的测试； （探边测试） ③针对油藏分析的干扰和脉冲试井； ④针对层间关系的垂向干扰和脉冲试井； ⑤用于评价酸化、压裂效果的措施前后测试。
新疆油田公司勘探生产情况汇报
2、测试作流程 、
测试工具入井、坐封 初开井，疏通地层； 初关井，外推原始地层压力； 二次开井流动是通过较长时间的流动来扩大泄油半 径，求准产层的产量和取得代表性的样品。 二关，求取地层参数； 三次流动主要是观察地层流体能否喷出地面，并进 一步落实产能液性。对于自喷层，要求录取产能液 性资料；对非自喷层则可进行抽汲排液，准确确定 液性和油水比例；对于产能很低无法抽汲的层，则 测试结束。
地层测试
MFE测试器示意图 教材64
不适用于斜井和海洋井
压力控制测试器（PCT）
（70年代研制）
适用于斜井和海上钻井 与多流测试器的区别： （1）用液压装置控制测试过程
地面控制， 适用于难于用钻杆操纵的斜井
（2）测试管柱中配有伸缩接头
伸缩接头、安全接头
平衡管内压力变化。
压力控制 测试系统 示意图
压力控制测试器 液压标准工具（HRT） 封隔器
假设条件： •油藏为无限大、地层均质、 •流体为单相并微可压缩、 •流动符合平面径向流等。
教材71
Horner图
了解
2.12 103 Q o o Bo m Kh o
m—压力曲线直线段的斜率，MPa／cycle； K—地层有效渗透率，μm2；
h—地层有效厚度，m；
△t—关闭测试阀的压力恢复时间，h； φ—地层有效孔隙度，小数； μo—地层原油粘度，mPa· s；
地层测试
•钻井地质录井 •测井
测试
油气层的层位
油气层的分布规律
通过对油气层进行测试，获取 油气层产量、 压力响应、 产液性质 地层渗透率 流体样品等资料。 ----动态信息
地层测试简介 钻柱测试
教材P63
第一节 地层测试简介
地层测试
t
中途测试 完井测试 油气井测试
教材P63
•中途测试
在探井钻进过程中，钻遇油气层或发现 重要油气显示时，中途停钻对可能的油气层 进行测试。 在裸眼井中完成， 优点 浸泡时间短，油层伤害小 适用条件：岩性较致密、井壁较规则、 地层不垮塌、井身状况较好
油气井测试
单井测试 多井测试
在油、气井生产过程 中进行的地层测试。
抽油机 采油树 泵下装置
试油、地层测试简介
地层测试的原理
• 一、地层测试原理
钻井或作业过程中，用钻杆或油管将地层测试器（包括：压 力温度记录仪、封隔器、测试器）下入测试井段，让封隔器坐 封于测试层上部，将其它层段和压井液把测试层隔开。由地面 控制，将井底测试阀打开，测试层的流体经筛管的孔道和测试 阀流入管柱内，直至地面。井底的测试阀是由地面进行控制的， 可以进行多次的开井和关井，开井流动求得产量，关井测求得 压力数据。测试的的全过程记录在井下的压力计中，根据实际 记录的压力温度数据，进行评价解释层的特性和产能。测试结 束时，测试阀关闭，可以取得井下流动结束时收集的地层流体 样品，进行分析可以得到井下流体的化学成分、含水等流体特 性。
• 地层测试的优越性
地层测试与常规试油相比具有较大的优势主要表现 在：
（1）录取地层资料比常规试油准确而且全面。其中 某些地层测试录取的资料是常规试油无法得到的。
（2）能够很好地保护地层。由于地测试一般是将常 规试油的多道工序合成一道工序来作，大大缩短 了空井的时间，减轻了钻井液对地层的浸泡和污 染，
应用连续油管车和氮气车等装备和一系列管柱可 以完成陆地井的举升排液作业。
目前试油测试技术的组成及能力
具有的技术水平及能力
应用车载式修井机等装备能够完成深井的起下 及修井作业。
应用电子压力（温度）计标定检测装置能够完 成多种高精度电子压力计、时钟的标定。
应用抽油机、井下抽油泵等装备，能够完成中 浅井的分层试采。
应用电缆桥塞、CS-1封隔器等装置能够完成油 气井的层间封堵作业。
应用电控（机械）式井下PVT取（转）样装置 能够完成油井的高压物性取（转）样作业。
地层测试讲义(第四章)
第四章 测试卡片的解释第一节 储层流体的物性油气藏是由油气储层、隔层、夹层及盖层等以特定层序组合构成的。
油气储层简称储层。
储层包括储集油气的岩石以及其中的流体。
储层流体是指储存于岩石孔隙中的石油、天然气和水。
石油和天然气是多组分烃类物质的混合物。
储层深埋于地下，储层流体处于高温、高压状态，特别是原油中含有大量的天然气。
因此，地下储层流体的物理性质与其在地面时相比有极大的差异。
油、气组成是影响其高压物性特征的内因；温度、压力是外因。
一、天然气的高压物性天然气是从地下采出的可燃气体。
天然气的高压物性参数，如组成、相对密度、压缩因子、粘度等，是石油工程的基础数据。
天然气是以石蜡族低分子饱和烃为主的烃类气体和少量非烃类气体组成的混合物。
天然气的组成是影响天然气物理性质和品质的主要因素。
(一) 天然气的相对密度 天然气的相对密度定义为：在标准状态(20℃，0.101MPa) 下，天然气密度与干燥空气密度的比值，即： Υg ＝a g ρρ式中： Υg ——天然气的相对密度； g ρ——天然气的密度，kg ／m 3；a ρ——干燥空气的密度，kg ／m 3。
天然气的相对密度与其相对分子质量成正比。
不同类型的天然气，其相对分子质量和相对密度差别较大。
天然气的相对密度一般在0.5—0.8之间。
个别含重烃或其他组分多者，相对密度可能大于1。
(二) 压缩因子目前在石油工程中广泛应用的是压缩因子状态方程。
压缩因子状态方程的实质是引入压缩因子用于修正理想气体状态方程，即：PV ＝nZRT式中 Z ——压缩因子(compressibility factor) 。
压缩因子的物理意义为：在给定温度和压力条件下，实际气体所占的体积与理想气体所占有的体积之比，即：Z ＝实际V / V 理论压缩因子反映了相对于理想气体，实际气体压缩的难易程度。
当Z ＝1时，实际气体相当于理想气体；当Z ＜l 时，实际气体比理想气体易于压缩；当Z ＞1时，实际气体比理想气体难于压缩。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第四节模块式电缆地层测试器（MDT）地层测试是油气勘探中验证储层流体性质、求取地层产能最为直接、有效的方法。
常用的地层测试方法有完井射孔油管测试、钻杆测试（DST）和电缆式地层测试等。
电缆地层测试技术是从20世纪50年代中期开始发展、并逐步完善起来的地层测试技术，到目前为止，电缆地层测试技术的发展大致可划分为三个阶段。
第一个阶段以FT电缆地层测试仪为代表， FT电缆地层测试仪由一个单探针和一个取样筒组成测试仪的核心部分，每次只能取一个样或测一个压力数据，这代产品主要应用在1955-1975年间；第二个阶段的电缆地层测试仪以RFT（Repeat Formation Tester），即重复地层测试器为代表，从1975年使用到20世纪90年代，它较第一代产品有了很大的改进，增加了预测压室，即可以一次在井下实现无限次的重复测压，取样筒也增加到两个。
但由于不具备泵出功能和井下油气检测功能，第二代电缆地层测试仪主要用于地层测压，取样效果不够理想。
我国大部分油田都引进了该种类型的仪器，并在现场获得了较为广泛的应用，见到了一定的地质效果。
尽管RFT 的功能较FT有较大的改进，但人们仍然无法在地面准确判断井下到底获得的是什么样品，并且不能对取样时间和质量进行有效的控制。
为了解决上述问题，20世纪90年代，斯仑贝谢公司推出了第三代电缆地层测试仪—模块式动态电缆地层测试仪MDT（The Modular Formation Dynamics Tester Tool）。
与其上一代的重复性地层测试仪RFT相比，在探测器、探测方式、模块组合方式、解释方法等方面有了较大的改进，性能显著增强。
MDT于1992年引进我国油田，经过消化、吸收及应用研究，在油气勘探中应用见到了明显的地质效果。
值得说明的是，尽管MDT电缆地层测试具有快速、直观的特点，但是，它有一定的适用条件，与常规测井项目一样，其测试结果也需要出处理和解释，需要与之相适应的配套评价技术。
1. MDT仪器描述及技术指标MDT的显著特点是其灵活的模块式设计，各模块可根据地层测试的需要进行组合。
MDT的模块组件可分为两类，基本标准模块和选择模块。
基本标准模块为完成基本电缆测试所必须具备的基础模块；选择模块可根据不同的测试目的和要求进行增减。
1.1 MDT的基本模块组合如图2-4-1所示，MDT的基本模块组合包括供电模块、液压动力模块、单探针模块、取样模块和管线系统。
1.1.1供电模块供电模块在仪器串的最顶部，通过电缆总线给仪器各模块供电。
图2-4-1 MDT标准测试模块1.1.2液压动力模块液压动力模块通常在供电模块之下，该模块为仪器提供最基本液压动力源。
1.1.3单探针模块与液压模块直接相连，可以选择标准探针或大直径探针。
插进井壁的探针使测试管线与外界密封，从而完成地层压力测试功能。
为了确保在不同储层条件下获得良好的压力测试效果，该模块提供了一个预测试室，其容量可调，最大容积为20ml 。
预测试过程中，测试系统可以在地面控制流动压力、流体流动速度和测试室的体积，通过预测试获得主测试最佳的仪器操作参数。
标准的可控式推靠器可保证探针模块能在6—14英寸的井眼中正常工作，附加一个配套部件可使其使用范围提高到19英寸。
1.1.4取样模块取样模块有三种规格的取样桶可供选择，1、2.75和6加仑。
如图2-4-2所示，前两种取样桶具有独立的管线和电路总成，可以组合在仪器的任何位置，且具有防硫化氢功能。
理论上软件可以支持12个这样的取样桶，但是由于仪器长度和重量的限制，每次下井实际上只能装5—6个取样桶。
6加仑的取样筒由于不具备独立的管线和电路总成，因而只能放置在仪器的底部。
1.1.5管线系统图2-4-3为MDT 管线系统示意图。
与其他仪器不同，MDT 测试仪（通用部分）与预测试室相互独立，并由操作工程师控制。
当液压压力达到2800psi 时过滤阀开始工作，同时预测试活塞开始运动。
由于上述原因，MDT 很少发生密封失败的情况。
MDT 在临近测压室的管线中装有温度和电阻率监测装置,可用于实时检测管线中流体的温度和电阻率。
电阻率测量值用于实时判别流体的性质，温度测量值用于压力校正。
除此之外，MDT 的测试管线系统具有两个压力计，一个为应变压力计，另一个为带时钟的CQG 石英压力计，CQG 石英压力计的测压精度比常规石英压力计有较大的提高，从而保证了MDT 测压的质量。
另外，需要注意的是，为了图示方便，应变压力计刻度压力比实际压力低一个大气压。
1.2 可选择模块图2-4-2 加仑取样模块示意图 图2-4-3 管线系统示意图MDT 标准模块所实现的与RFT 产品的功能基本相似，真正能体现MDT 特色的部分都包含在可选择模块中，目前的应用也充分证明了这一点。
1.2.1多探针系统应用MDT 进行地层测试时，地层中流体的流动方式大多数情况下为球型流，因而它确定的渗透率为球型渗透率，这种渗透率是纵向渗透率和径向渗透率的复杂矢量组合。
当地层完全各向同性时，该渗透率可以代表地层的纵、横向渗透率。
然而，当地层严重各向异性时，它反映的既不是径向渗透率，也不是纵向渗透率。
多探针系统较好地解决了上述问题。
多探针系统的常规组合见图2-4-4，由测试探针、纵向和径向监测探针组成。
纵向监测探针位于测试探针以上2.3英尺处，径向监测探针与测试探针相对。
通常，测试探针以一定的速度抽取地层流体，纵向和径向探针监测压力的变化情况，根据压力随时间的变化情况推导出地层的纵向和径向渗透率。
1.2.2流动控制模块流动控制模块是MDT 的一个重要的辅助测试模块。
由于该模块提供的最大测试体积为1000cm 3，比小测试室的体积要大的多，它可以在地层深处产生更大的压力干扰,并对干扰程度进行控制。
同时，这1000cm 3的流体可以控制排放，它可以重复地产生压力干扰，配合多探针系统可以更准确地确定地层的渗透率。
另外，由于该模块可以控制取样的流速和压力，为困难地质条件下的流体取样提供了便利条件，改善了诸如疏松地层的流体取样等疑难储层地质条件下的取样效果。
1.2.3泵出模块泵出模块是MDT 电缆地层测试仪最为重要和最具特色的可组合模块。
该模块实现了测试流体的管理排放，为获取有代表性的地层流体提供了重要的技术保证。
通常，钻井过程中储层钻井液的侵入是不可避免的，电缆地层测试开始抽出的往往是冲洗带的钻井液滤液，它不代表储层流体的类型和性质。
在侵入较深的情况下，需要长时间的抽出、排液才能得到具有代表性的流体，这是RFT 和MDT 的早期取样成功率较低的主要原因。
图2-4-4 MDT 多探针系统的常规探针组合图2-4-5 水层取样MDT 响应示意图取样过程中，操作工程师可对管线中所取流动流体进行实时的光学流体分析，并进行实时的电阻率观察，当管线中的流体为钻井液滤液时可通过泵出模块将抽出的流体排至井桶，当分析管线中抽出的是地层流体时可关闭泵出模块，通过阀门操作将流体排至取样桶，从而完成取样工作。
图2-4-5为水层MDT 取样过程中监测曲线响应示意图，图上的曲线分别为探针压力曲线、流动管线中流体电阻率曲线和累积泵出流体体积曲线。
由图可见，在开泵初期，由于泵出的大部分是钻井液滤液，电阻率相对较高，随着时间的推移，管线中流体的电阻率越来越低，钻井液滤液越来越小。
向井眼桶内排放25加仑的流体后，操作工程师停止泵出，打开6加仑的取样桶开始取样。
从取样过程中的电阻率曲线看，取样过程中流体的电阻率较低且数值稳定，取得了基本能代表地层流体性质的水样。
值得说明的是，在泵出过程中测井图上显示的泵出量是体现泵动作的理论值，实际的泵出量与泵的效率有关，而泵出效率又受压差(泥浆压力与流压之差)的影响，泵速越快，压差越小。
在一些情况下,如压差接近 4000psi ，此时的泵即使在工作,但它已经达到了工作极限,泵难以克服此压差而将流线中的流体排到泥浆中去，这就是在一些泥浆比重较高的井中常规评价认定的较好的油气层MDT 泵不出流体的原因。
1.2.4双分隔器模块双分隔器模块（图2-4-6）的测试功能与小型的DST 测试相似，它使用两个膨胀式分隔器对测试段进行分隔测试，分隔器的间距约1 米左右。
由于分隔段具有较大的流动面积,该模块较大地改善了低渗储层的测试效果。
分隔器模块也可以和单探针模块组合,实现更多的测试目的。
另外，应用双分隔器模块可以对地层进行反注，实现微型地层压裂，获得诸如破裂压力、地应力等岩石力学参数。
双分隔器模块的应用有一定的条件限制:①当井中液柱压力与地层压力差接近 4000 psi 时(6 ¾ 英寸分隔器)，将达到分隔器的技术指标限制。
②受分隔器的尺寸和形变性质的限制，必须具备一定的井眼条件。
最小井眼不能小于6 英寸，井眼长短轴之比不能大于1.2，分隔器座封处的井壁必须规则、无裂缝等。
③分隔器为一次性使用产品，不能重复使用。
④在裸眼井中使用要充分考虑测试的安全性。
一般在套管井中使用安全和可靠性会更高。
1.2.5 PVT 多取样模块PVT 取样对于准确地确定油气藏地下状态流体的相态和性质，指导后期勘探，准确地进行储量计算和编制优化的开发方案具有重要的意义。
常规PVT 取样的方法有两种，一是地面配样，二是井下井桶PVT 取样。
对于未饱和油藏，取得有代表性的样品是不困难的，但对于 图2-4-6 双分割器模块组合示意图饱和油藏和凝析气藏，PVT取样则相对困难，往往取不到有代表性的样品。
从理论上讲，取样越早，PVT样品的代表性越好，原始地油藏未经开发情况下的PVT取样的代表性最好。
MDT 为进行直接的地层PVT取样提供了新的手段。
MDT进行PVT取样模块一般与泵出模块和OFA模块配合使用，用OFA模块实时监视管线中流体的类型，以确保取得未经污染的样品。
MDT的PVT取样模块可携带多个取样桶，最多为六个，且同一取样点可有选择性的装满数个取样筒。
每个样筒的体积为450cm3。
取样过程中，为了取得有代表性的样品，仪器可控制取样压差，严格控制取样压降，以确保取样压力在饱和压力以上。
1.2.6 OFA光学流体分析模块OFA模块光学流体分析模块应用透射光谱分析和反射光谱分析的方法实现了取样过程中流体性质的实时检测。
OFA模块不仅可以用于井下直接识别流体的性质，直接验证地层流体的性质，而且大大地提高了取样的代表性和成功率，是MDT作业中应用最多、效果最突出的模块之一。
1.3 MDT各模块的技术指标MDT各模块的技术指标见表2-4-1。
表2-4-1 MDT仪器模块的技术指标2. MDT的测前设计及资料解释2.1 MDT的测前设计与常规测井项目相比，MDT在确定储层的流体类型和性质、确定地层压力和气、油、水界面等方面具有重要的技术优势。