第二节 钻杆测试原理与方法

t p t t
=1
处，在压力轴上的交点p*被认为是地层推算原始压力pi。 通常在初关井中测得的初关井压力认为是实测原始地层压力。
求外推地层压力（无限大地层）p*
2121 10 q B . t pws pi lg Kh t p t
3
当 t∞，即关井时间无限长，关井压 力应达到油藏静压（或原始压力）：
(2)确定中期直线段； 1h tx lg t (3)计算中期直线段斜率 m 和在直线段（或
其延长线）上对应于 t =1h 的 pws 值；
等产量恢复试井—MDH法
计算地层参数：
Kh
2121 10 qB . m
3
2121 103 q B . K mh
S 1151[ . Pws1h Pwf m K lg 2 0.9077] Ct rw
pws (t ) ~ lg t
若实测试井资料在该半对数坐标系上呈直线，则可以根据其 斜率和截距反求地层参数。
注意：MDH法是以 tp >> t为前提的一种近似方 法。在 tp >> t不满足时，只能应用霍纳法。
用MDH法进行压力恢复分析的步骤：
(1)绘制 pws~lgt 关系曲线；
pw m1 pws1h m2
（3）全通径PCT压控地层测试器
• 全通径PCT压控地层 测试器（图）使用性 能类似于全通径LPR 压控地层测试器，但 比LPR操作压力低， 操作压力仅为6. 88MPa，且不随井深 井温变化；LPR的操 作压力随井深井温而 变化。因此全通径 PCT优于LPR。
4．地面直读地层测试器
• MUST装置（图）由阀 门总成和促动器组成。
第二节 钻杆测试原理与方法
一、钻杆测试原理与方法
• 钻杆地层测试又称为钻杆测试，也可简称 地层测试，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。对生产井段进行短期模拟生产.
操作简单，坐封可靠， 适用于各种深度的测 试。
为了解决易垮塌沙 泥岩及不规则井径 裸眼跨隔测试技术 问题。
3、压控地层测试器
• 以适应海上大斜度斜井地层测试 。 • Johnston公司在80年代先后研制出滑套式 PCT (Pressure Controlled Tester)和全通径 PCT (Fullbore PCT)两类地层测试器。 • Halliburton公司也同时研制出全通径APR (Full Opening Annulus Pressure Responsive)压控地层测试器随后又研制出 了第二代全通径LPR (Lower Pressure Responsive)压控地层测试器
钻杆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临时性完 井。 • 用钻杆或油管将测试工具（包括：压力温度记录 仪、封隔器、测试阀等）下入测试层段，让封隔 器胶筒膨胀坐封于测试层上部，将其它层段和钻 井液与测试层隔离开来，然后由地面控制，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，关井测压 求得压力数据。测试的全过程记录在机械压力计 的一张金属卡片上和电子压力计的储存块上，根 据压力、温度记录仪和电子压力计记录的压力温 度数据，进行评价解释测试层的特性和产能性质。
2．膨胀式地层测试器
• 膨胀式地层测试器（下图）已在世界上广泛使用。 膨胀式测试工具主要由液压开关、取样器、膨胀 泵、滤网接头、上封隔器、组合带孔接头、下封 隔器、阻力弹簧器等组成。其工作原理是在下井 过程中，环空钻井液井液通过膨胀泵的单向阀或 收缩拉开状态的释放系统进入上封隔器，经过隔 离管柱流入下封隔器，使上下胶筒内外压力平衡。 当到达被测试地层后，用钻柱以60-90r/min转速 旋转膨胀泵，将环空钻井液同时增压泵入上下封 隔器，使其膨胀坐封。
等产量恢复试井—MDH法
计算地层参数(续) 如果存在线性断层，且斜率之比为２：1 ，可由两条直线交点所对应的 tx计算测试井 到断层的距离：
Kt x d 1422 . Ct
变产量恢复试井
设无限大油藏中一口井，在关井进行恢 复测试前连续分别以q1、 q2、... 、qn 进行生 产，每个产量的生产结束时间分别为t1、 t2、 ... 、tn ，并在 tn 时刻关井。 q1 q 0 t1 t2 t3 q2 q3 q4 qn tn-1 tn t t
（1）PCT压控地层测试器
• 它采用环空加压、泄 压就可实现井下测试 阀开启、关闭，操作 简单可靠。
（2）APR及LPR压控地层测试器
• APR（图）和LPR压 控地层测试器也是用 环空加压来操作的测 试器，属球阀全通径 测试器，通径较大， 既能满足高产井测试 需要，也能进行油管 传输负压射孔、酸化 压裂等综合作业。
2 0.06944 rw pw生 (t ) pi mEi (t t ) p
tp
t
等产量恢复试井—霍纳法
2121 10 q B . t pws pi lg Kh t p t
3
pws (t )
lg 1 t p 1
pws1hr
pmax (oil) 24.132 0.03994 Tas ) (
pmax ( gas) 33.095 0.05244 Tas ) (
Tas ——声波时差， s / m 。
2、测试压差（）选值原则
（二）测试工作制度的选择
• 1．开、关井工作制度的选择原则 • 1）中途裸眼测试，由于井眼稳定条件差， 从安全角度考虑一般测试周期不超过8 h， 多以求取产能、液性、地层压力和井筒完 善状况为主要测试目的，故多采用一开一 关工作制度。 • 2）完井套管测试，不受井筒条件限制，可 根据测试地质目的进行长时间和多次开关 井工作制度，目前多采用二开二关工作制 度；
•
目前常用的测试工具 有: MFE地层测试器(常规地层测
试器)
膨胀式测试工具 PCT压控地层测试器
全通径APR测试工具
1． MFE常规地层测试器
• 常规地层测试器，即提放式地层测试器，是指那 些利用管柱重量坐封封隔器，并用管柱操作井下 测试阀开启、关闭测试阀的地层测试器，常用于 陆地直井(各种规格套管井和裸眼井)地层测试。 国外常规地层测试器主要有Johnston MFE (MultiFlow Evaluator)地层测试器。 • 常规地层测试器主要用于陆地低压、低气油比的 直井或井斜角不太大的套管井和裸眼井。
附加压力降
p s
DR
=0.87mS
pi pwf pi pwf ps
堵塞比DR
流动效率FE
FE
pi p wf p s pi p wf
采油指数
Q J0 p
p pi pwf
求测试井到断层距离的公式为：
Kt k d 1.422 C t
原始地层压力 外推霍纳图中的直线段至
1、常规分析方法
等产量恢复试井是指关井前井以恒定产量 生产，当油藏中的流体达到稳定（通常要求井 底流压达到稳定）.
q0
0
0
q
t tp t
t
霍纳法(Horner)
pw
0 0
MDH法
tp
t
q0
0
0
q
t tp
井A
-q 井B
t
0.000921 q B m Kh
pw t
0
0
2 0.06944rw pw注 (t ) pi mEi t
储层动态评价参数标准
五、测试压力卡片的定性解释技术
• 一张压力卡片必须满足下三个条件，才能 提供解释和分析用，这三个条件是： • （1）压力基线是直的和清楚的； • （2）所记录的初始和最终液柱压力与用泥 浆密度和深度求出的压力是一致的； • （3）所记录的流动压力恢复曲线是平滑的。
六、测试压力资料的定量解释技术
测试工具在井筒运行 初期液柱压力①
封隔器坐封 初ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ液体流动压力②一③
初期关井压力④ 最终液体流动压力⑤—⑥
最终关井压力⑦
反循环
关闭测试阀 最终井筒钻井液柱静压力⑧ 收缩封隔器 提升测试工具
最后停止在基线上。
三、地层测试优化设计
（一）测试压差的选择
• 1．测试压差计算方法 • 1）根据产层渗透率，确定保证射孔孔眼完 全清洁，并能去掉孔眼周围的伤害物质所 需的最小负压差（ p min）。
2、测试开、关井时间的确定 自喷井开井时间计算方法
t p2 146.84 ( pC 2 p B1 )Vu t p1 q
四、钻杆地层测试的测试参数
对测试 资料进行分析、计算，可以得到下列主要参数： （1）渗透率：这是实测的平均有效渗透率。 （2）地层损害程度：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外推出原始油藏压力。 （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。
t
lim pws pi
用作图法将霍纳直线外推到t/(tp+ t)＝1 处，当 tp 不大时所对应的压力就是原始压力。
等产量恢复试井—MDH法
2.121103 qB pws pwf lg t kh 2.121103 qB k (lg 0.9077 0.8686S ) 2 kh ct rw
5、随钻地层测试器
MWD无线随钻测量仪
随钻地层测试器（DFT—Drilling Formation Tester）
DFT测试模式
封隔器坐封时，分流器激活。
分流器激活，封隔器坐 封，井下泵启动，记录 压力降曲线和压力恢复 曲线
二、钻杆地层测试的工作程序
• 通常情况下，钻杆地层测试的程序是： • （1）测试工具按一定顺序连接在钻杆端部，下入井中。 • （2）测试工具下放到预定位置，封隔器坐封。15～20个 兆帕左右。 • （3）初开井，打开测试阀门进行初次诱喷。初开井的目 的是通过强烈的引流，解除地层堵塞。初开井的时间一般 为10～30分钟。 • （4）初关井，关闭测试阀门，使地层压力得以恢复。初 关井的时间一般为初开时间的2～4倍，初关井的目的是为 了测得准确的原始地层压力。 • （5）终流动，地层流体到达取样室 • （5）终关井，恢复地层压力。应大于终流动时间 • 测取地层压力恢复资料，当压力稳定后，就可结束全部 测试工作，起出井内测试工具。
m
t lg t p t
利用霍纳法或MDH法表示的井底压力恢复(压降)曲 线表达式可计算出有关地层参数。
p ws pi m log
地层流动系数：
t p t t
3
Kh
2.121 10 qB m
2.121 103 qB K mh
地层渗透率：
表皮系数S
p ws (t 1h) p ws (t 0) tp K S 1.151 log( ) 0.9077 m Ct rw2 t p 1
pmin ( gas) 0.017/ K a
pmin (oil) 2.17 / K
0.3 a
K a 1103 m 2
K a 1103 m 2
pmin ( gas) 4.97 / K
Ka
0.18 a
——产层岩心渗透率， 103 m 2
• 2）根据相邻泥岩声波时差，确定保证孔眼 稳定产出且不出砂允许最大负压差值 （ pmax）。