油气层测试技术及其应用讲解

(2)地层测试器测试 地层测试器的原理与玻璃接头相似， 只是设计更先进，质量更高。玻璃接头换成由地面操 作的井下开关，下井管柱除带封隔器外，还带有测试 仪器，如井下压力计、温度计、取样器等，可由地面 控制进行井下开井生产和关井测压，这是现场进行中 途测试的主要方法。
)
(
裸 眼 支 撑 式 简筒 易形 中封 途隔 测器 试测 试 管 柱
区别有两点：一是用PCT阀控制测试过程； 二是测试管柱中配有伸缩接头。
• 它只适用于下套管的井，井下只能下一个封隔器 的单层测试器，封隔器以上的套管不能射孔。下 压力计－位于筛管之下，它与通过测试管柱的流 体隔离，该压力计直接测量支撑管与井壁之间环 形空间内的压力。
压
力
控 制
防喷头
测
试
系
统
示
意
图
液压标准工
• 测试过程中压力卡片是各种各样的，把这 些曲线的变化与校准卡片相比较，就能了 解工具在井下工作的状况，也可大致判断 油层的渗透性能的高低。
DE,GH段曲线形状决定于地 层的渗透率,流体的黏度与密 度以及测试层的厚度
钻柱测试器压力记录示意图
钻井液柱静 压力最大值 初始静液柱
压力
下井线 井筒泥浆 液柱的静 压线
反循 环阀
双CIP循 环阀
双
关
井
压 力
测试阀
阀 旁通阀
上
压
旁通
力 安全
计
阀
封隔器
带孔管
下压力计 下井 地层产液 关井 压力平衡 反循环 起钻
（二）压力控制测试器（PCT）
• 压力控制测试器（pressure control test）是
为海上钻井和斜井的测试而设计的，属于海洋井 测试系统。压力控制测试器与多流测试器的主要
第二章 油气层测试技术 及其应用
第一节 油气层测试(试油)概述 第二节 钻柱测试（DST） 第三节 电缆式重复测试 第四节 油气井测试(试井)
第一节 油气层测试(试油)概述
在油气勘探过程中，运用钻井方法钻穿油气层， 通过电测、取芯、取样等录井工作取得各种地质 资料，它们能直接或间接地指出油气层的层位。 为了认识和鉴别油气层，掌握油气层的客观规律， 为油气田开发和开采提供可靠的科学依据，因此 在找到油气层以后，还需要使油气层的油、气流 从井底流到地面，以取得必需的资料。这种将油、 气或水从地层诱导至地面，并经过测试取得各种
2．中途测试的方法 (1)下玻璃接头测试 诱导油气流的方法是在下井钻具 下部带上封隔器和玻璃接头，封隔器坐封在测试油气 层以上预定的合适位置，玻璃接头以上钻具内没有液 柱。然后投入冲击秆打碎玻璃，这时油层所受回压降 到最低，地层压力与井底压力的差值达到最大，使油 气流进入井中。其测试方法与常规试油相同。这种方 法过去常在钻井过程中出现良好油气显示停钻进行中 途测试时使用。由于这种方法是大强度、突然性的降 低回压，对于疏松的砂岩油层，容易引起垮塌出砂， 加上封隔器质量差及测试方法落后等因素，现已不多 用，而被地层测试器所代替。
加，当气流速度小于临界速度时，孔板前后的压 差越大，流经孔板的气量越大，所以测定孔板前 后的压降就能算出气量。
• 测试层产气量较小时，可使用垫圈流差计，测
试范围从几十到几千立方米。
第三节 电缆式重复测试
• 电缆式重复地层测试技术（RFT）是七十 年代后期发展起来的新技术。介于测井与 测试之间。用测井电缆将地层测试器送到 裸眼井段目的层深度，由地面仪器控制， 启动液压装置，将测试器紧贴井壁，并与 井间密封分隔，取得所测层位的流体样品， 地层压力，取样时的流体压力和钻井液静 压等资料。
中途测试的优缺点
中途测试的优点在于可以及时证实正钻地层的含油 性并取得相关资料．免除油层在固井中的进一步污染； 并且测试占用的时间较短，测试后可以继续钻进.中途 测试的缺点也是明显的：油层不能进行压裂、酸化等破 堵改造措施(钻进中污染严重的油层中途测试可能不出 油)，不能进行多油层的分层测试．油层与其上的其他 渗透层难于严密封隔，因而所取资料可靠性较低.
Q(t)＝(H/t)V×1440
• Q(t)－液体产量，m3/d（地面） • H－液面高度，m • V－单位长度钻杆（铤）的容积，m3/m • t－流动时间，min。
2．气产量的确定
• 为了准确地得到井的产量，不仅对气井，而且对 油井均要测量气量，因为油中含气量的多少影响
到油的体积。测定气量的方法较多，一般使用孔 板流量计。它是根据气体经过孔板时，流速增
由接在钻杆下部的测试工具和封隔器及 地面控制器设备组成。
第二节 钻柱测试（DST） 一、测试工具及原理
• 多流测试器MFE和压力控制测试器PCT
• 按不同类型的井 : 裸眼井测试和套管井测试
• 按测试方式 : 常规测试和跨隔测试
（一）多流测试器（MFE）
• MFE: multi flow evaluator
资料的工作，叫做试油或试气，泛称试油。
主要任务
试油方法及其选择
从试油的概念我们知道，就是把油、气或水从地 层诱导至地面，并经过测试求得各项资料。因此，所 谓试油方法，就是达到诱导、测试目的的各种手段的 组合。根据试油目的和油气井本身情况的不同，可以 选择相应的试油方法。
1．常规的试油方法
诱导油气流采用抽汲、提捞、气举、注混气水排 液等方法降低井内液柱压力，使油气流入井中。测试 则依靠地面计量罐、池求油、水产量，流量计测气量， 下入井底压力计求井底流压或地层压力。对于不能自 喷的井则采用探液面求得一定条件下的产量和压力资 料。这是过去试油中常用的方法，适用于井下只射开 一层，多层或裸眼，但只求混合测试资料的井。
试油工艺
多重分类
按油气测试在钻井过程的关系 :中途测试和
完井测试 ,电缆式重复地层测试
按在现场的井况 :裸眼井测试和套管井（完井）
测试
按作业方式 :单封隔器测试（也称常规测试）、
双封隔器测试（也称跨隔测试）和联合作业测试
按所选用的工具操作方式 :提放式操作工具
的测试（MFE和HST测试，称为常规测试）和压 力控制操作工具的测试（PCT和APR测试，称为 压控测试）
(4)自下而上分层试油。先射开最下部的油气层进行试油， 试完后填砂堵住已试层位，打水泥塞封隔，再射开上一 油气层试油，这样逐层试油，逐层封隔上试，直到试完 所有油气层。全井投入生产时，必须重新钻开水泥塞。 这种方法可以获得各单层的系统资料，缺点是试油时间 拖得太长，目前己较少采用。但是，有时为了单独解决 某些必需的参数或问题时，也可在少量井、层中进行。
密封板扩张阀
解脱枪口 液流管
压力换能器 阻流器
流体入口 压力调节器
水 阻流器 空气
开泥浆阀
缺点:1完井增加了钻井液浸泡油层的时间,而且固 井还可能造成油层进一步污染.
2完井试油以后,如果要进一步钻进较困难.
表层套管
固
井
:
下
套
技术套管
管
和
注
水
泥
油层套管
完 井
钻杆
裸
靠上提和下放来
眼
开关的阀门
测 试
封隔器,由下 推钻杆涨开
压力纪录计 带孔尾管
第二节 钻柱测试（DST）
• 钻柱测试（DST）是在钻井过程中对油气 储层进行评价的一种手段。它是在钻井过 程中根据油气显示程度，中断正常钻井， 以钻柱作储层流体流到地面的导管，进行 油气层评价的暂时性测试。测试设备主要
优点:1完井后井内下有油层套管,井壁为钢管,井 眼规则,井壁坚固,坐封紧密,牢固可靠,油层部位 井段密封严密,多个油层之间不窜,不漏,试油测 试所取资料可靠性高.
2可以对油层进行压裂,酸化等强烈的油层改 造措施,以解除油层污染并提高地层渗透率,从 而保证了试油作业的成功率.
3可以分小层进行试油,而不受井眼状况与隔 层条件的限制.
具(HRT)
控制头
井口主阀
伸缩接头 安全接头
压力控制 测试器
封隔器
PCT
取样器
阀
工
加压孔
作
原
弹簧
理
图
氮腔
液压标 准工具
HRT
第二节 钻柱测试（DST） 二、测试结果及其分析
• 确定井底压力与产量之间的关系，然后将 压力、产量资料进行处理，最后对油层评 价。
（一）压力卡片及其应用
• 目前对钻柱测试压力卡片，从阅读、分段 处理、数据整理、曲线编绘、参数计算及 储存，均由计算机来实现。
•完井测试是指完井之后进行的油气层测试，
又称之为试油（气）。通常是在套管中进行， 一般的井均可采用。由于开井时间较长，所 取得的地层参数比较齐全，可靠程度也较高， 还可进行分层测试。探井完井后的试油工作， 在套管内对油气层射孔后测试，在特定条件 下为筛管段完井测试或裸眼测试。
完井测试一般分为地层测试器测试（原理和 方法同钻柱测试）和常规试油两种。后者包 括试油层段射孔后用自喷、间喷、抽吸、气 举等方式进行试油作业。
玻璃接头
封隔器 支撑管 筛管
反循环阀
旁通阀 安全接头
压力计 和筛管
多流测试器
测
震击器
试
器
示
意
封隔器
图
MFE
3．运用封隔器进行分层试油 可用单封隔器把两层隔开分别进行测试，也可用两
级封隔器对一层、二层或三层进行测试，也可用三个封 隔器把四层隔开分别进行测试。其方法是下井管柱根据 井下需要带上相应数量的封隔器，并在待试各油层部分 带上配产器，既可用带死嘴子的堵塞器，把暂不测试层 位的配产器堵住，只测所需测的层位，又可以两层、三 层甚至四层交叉进行测试。如某一层或两层下压力计求 压力恢复曲线，同时对另一层或两层下井下流量计求产 量；或某一层求压力恢复曲线，另两层求产量，另一层 下取样器取样等。这种试油工艺如果油井固井质量好， 套管外油层之间无窜漏，套管内封隔器严密，下井仪器 精密、质量高，所求资料便较准确。所以这种方法既能 满足各种取资料要求，又可提高试油速度，降低成本， 将成为试油的重要工艺方法。
中途测试的这些优点使它在区域探井与圈闭探井的 钻进中应用较多，因为这种测试是钻进中发现良好油气 显示的及时测试，而测试之后又可继续钻进。当然，对 于那些在钻穿油气层后不需要继续钻进的井(如评价探 井、资料井、检查井、兼探井等)，一般都是采用完井 试油，因为完井试油毕竟优点突出、资料可靠.
完井试油的优缺点
• 适用裸眼井和套管井，不 适用于海上井和斜井的测 试
• 主要部件有：压力计（两 只）、筛管、封隔器、安 全接头、震击器、旁通阀、 多流测试器、反循环阀等。
• 右为原理图
反循环阀
旁通阀 安全接头
压力计 和筛管
多流测试器
测
震击器
试
器
示
意
封隔器
图
MFE
多流测试器在井下的工作状态图:下入井内,开井,关井,从井内取出
在A点工具打开的压力曲 线与初流动压力重合,因此 初流动压力不易确定
在气井用水垫测试,开始流 动压力上升至A点,水被举出 地面,压力下降,天然气产量 逐增,B点关井,压力回升
（二）油气产量的计算 1．油、水产量的确定
• 若测试井的液体能自喷到地面时，通过油嘴和分 离器的控制，确定油水产量。
• 若不能自喷，可根据杆内液面的高度计算测试井 的产量
• 中途测试是指在探井钻进过程中，钻遇油气层
或发现重要油气显示时，中途停钻并对可能的油 气层进行的测试。中途测试是在裸眼井中进行， 是在油气层被钻井液浸泡时间不长、油层受损害 不大的情况下，利用钻杆柱将地层测试器放入并 迅速进行测试，从而取得一系列地层重要参数， 对油气层进行初步评价。如果测试结果无工业价 值，可以不下套管继续钻井，寻找下部的油气层。 因此，中途测试是新探区迅速发现油气藏的有利 手段。但是，中途测试也受地层条件限制，如只 能在岩性较致密、井壁较规则、地层不垮塌、井 身状况较好的条件下进行。
封隔器张开时 的压力增值
停
顿
初关井压力
终关井压力
钻井液 柱静压 力最大
值
第
一
次
初关
开
井压
第
井
力线
二
打
次
开
开
测
井
试源自文库液期 关井
阀
关CIP开
关CIP阀
终流动 压力线
初流动 压力
终流动起 始点
终关 井压 力线
松封隔器
测试器上提 到井口压力 记录线
终流动 压力
K
钻杆里加水垫或气垫
裸眼井段不规则,工具粘卡, 筛管不畅,引起流动压力波动
4．油层打开顺序不同的方法
油层的不同打开顺序，习惯上也看作不同的试油方法，主要有
(1)全井所有油气层一次射开试油，求得全井油气最大产 能，这种方法仅在油气田勘探初期第一、二口井发现油 气流时采用。
(2)先试钻井过程中油气显示最好的油气层。主要应用在 新探区的探井，目的是尽快获得工业性油气流。
(3)划分大油气层组试油。全井按地层组段和油、气、水 特征，划分或组合为几个大油气层组，一次射开一个层 组试油，求得大油气层组的最大产能及其他有关资料， 为开发方案设计提供依据。