第一章 地层测试器

由此可将压力梯度转换为地层内流体密度，并通 过对密度随深度的关系来探测油气水的界面，因f 不同压力梯度也不同，当由此的连通性好时，油、 气、水界面非常明显。
3、判断流体性质 气的密度小--压力梯度也小--压力剖面上斜率也低
油的密度较大--压力梯度也较大--压力剖面上斜 率也较小
水的密度大--压力梯度也大--压力剖面上斜率也大 气 油 水
根据达西定律，球形流动关系为：
4 r 2 K P q r
式中 K——地层的渗透率； μ——流体粘度； P——压力。
当流体为不可压缩时 ，结合上面两式， 得：
2 P r (r ) 2 r r K t
2
对于不可压缩的球形流动公式：
1 2 P Ct P (r ) 2 r r r K t
流体流动呈球形流动的特征就意味着流体主要在靠 近探测器周围的小体积中流动。在压降周期中，由于抽 取少量流体，作用时间很短，通常很快就能达到稳定流 动的条件，即:
P 0 t
这时球形流动方程 式可以写为：
2 P (r )0 r r
积分得： r 2 P C 1
r
P q C1 在外边界处，有：r r 4 K
2
于是有
P q r r 4K
2
q 1 dr 或者 dP 2 4 K r 说明测试压力只是r的简单函数。
对上式积分得：

Ps
Pf
dP
rb
rw
q 1 dr 2 4K r
整理
rw q P Ps Pf (1 ) 2 Krw rb
由于ｒb＞＞rw，有rw／ｒb→0，则： q 1 K P 2 rw
2、预测试压力曲线 p b t0 。 a 。 。 c 泥浆 p1 。 柱压 d 力
t1
e。
地层 压力
p2
f 。
i 。 。 h 泥浆 。 柱压 g
力
t2
时间，s a、泥浆柱压力（地层静压力）。由于泥浆重量所 施加的泥浆柱静压力。
b、封隔器与泥饼接触时由于泥饼被压缩引起的压 力。
c、第一预测试开始时的压力，取样器抽吸时产生
d、第一预测试过程中的流动压力 。 e、第二预测试开始时的压力 f、第二预测试过程中的流动压力 g、第二预测试结束时的压力 。 h、地层压力 。
i、测试点的泥浆柱静水压力 。
根据压力曲线特征，一般可能出 现以下几种情形：
• 1．预测试时未 能达到有效封隔
• 2．预测地层为干 层或渗透性极差的 地层
上式是球形流动计算地层渗透率的公式。由于地 层流体实际的流动并非球形流动，还会受到井眼的影 响，因而在计算地层渗透率时引入了流动形状校正系 数C，此时有：
1 q K C 2 rw P
实际应用中
K=5660 q /P
在利用这一公式计算地层渗透率时，应分 别对每一预测试进行计算，然后取两个渗透率 的平均值作为地层的渗透率。例如，按上式计 算设第一预测室的渗透率为K1, 第二预测室的 渗透率为K2,则：
MDT:组件式地层动态测试器 （九十年代初 Schemberger 推出的一种新型的电缆地层测试器）， 它是井眼成像测井MAXIS-500上的一支重要井下 仪器。 CWFT：套管井地层测试器（哈里伯顿公司的， 八十年代推出的一种新仪器。国外用）
二：电缆测试器与其它测井的区别 1、测量的资料：压力随时间变化的坐标图 （点测） 2、测量某一储集层经过抽吸后压力场的变化。压 力是地层的直接地质参数，其它测井方法，测量 的是间接的物理量，他们间接地反映储集层的情
ms：斜率 Ct：压缩系数
B 径向流动 Kh＝88.4（ q/msh ） mh：斜率 h：地层厚度
五、取样分析
1.样品成分分析 1).气-油比(GOR)
气体体积(cm3 ) 3 GOR (m / m3 ) 3 油体积(cm ) 或 气体体积( ft 3 ) 3 GOR 15900 ( ft / bbl ) 油体积(cm3 )
第一章 重复式地层测试 器
一：地层测试器的分类 1、钻杆地层测试器 是试井或试油的一种。测试时，先定位，然后用 分隔器隔住要测试的井段，用射孔等方法打开油 气层，用各种抽取方法得到地层得产油、产气量、 产水量、K流体性质等参数。 优点：对储集层压力影响的范围可 达到几百米左 右，可以测量到储集层得边界。 RFT，Schumberger公司产品，费用高。
μ=（Voμo+Vgμg+Vwμw）/（Vo+Vg+Vw）
压差计算公式为： ΔＰ＝Ｐ地－Ｐｓ 式中 Ｐ地——原始地层压力； Ｐｓ——取样器压力。
六、压力剖面分析
（一） 地下压力的分类
静水压力 地静压力
1、分类（按地下压力的来源分）
wenku.baidu.com
地层压力
2、地静压力 ： 储集层的上覆沉积物的重量造成 的（也称上覆地层压力） 3、静水压力 ： 也称水压力或流体静压力。在储 集层内，随着深度的增加，水柱静止重量造成的 压力。 PHY=0.0098H f （Mpa)
3、点测方式，不是连续测量。 4、测量是下井仪器定位在井中某一深度位置静止 不动，而其它测井在测井时时沿着井筒匀速运动。 三：测量过程 （一）：仪器的结构
（二）：测量过程 1、RFT测量 1）先测量一条GR或SP曲线 2）确定取样深度和预测试点深度 据SP或GR定出储集层所在的深度位置，结合地 质设计和事故情况，确定电缆地层测试器进行 流体区域的两个深度点和若干个预测试深度点。 3）测量
2、电缆地层测试器 是一种微型试井设备，价格低，但不能测量储集 层的边界，对储集层压力影响范围在3米以内。
3、电缆地层测试器的类型
RFT：重复式的地层测试器（Schumberger公司的， 国内应用最多。Repeat Formation Tester) FMT:多次地层测试器 （西方---ATLAS公司的。 比RFT，用得少，Formation Muti--Tester) SFT:选择式电缆地层测试器 （哈里伯顿公司得 ， 国内使用很少用。Select Formation Tester)
4、地层压力 ：作用在地层孔隙空间中流体上的 压力，地层压力基本是由地层内流体重量引起的， 而储集层内所含流体以水为主，尤其常受水压力 而运移。尤其从生油岩进入储集层后，所受地层 压力的主要来源不再是地静压力，而是静水压力。
P=0.987H(1-f) ma+f f （Mpa)
泥浆柱压力=1.422 f H （二）压力梯度与流体密度的关系 1、将压力时间剖面转化为压力深度曲线。 点测：深度已知、压力从压力---时间曲线读出 地层压力值，由此可作出深度---压力曲线 2、压力梯度： 单位深度上的压力变化 f= P/（H *1.422） g/cm3
根据质量守恒定律，球形流动的连续方程可写为：
q |r dr
q |r 4 r dr t
2
式中 ｒ——球形流动中球的半径； ρ——地层流体密度； ｑ——地层流体流入预测室的流量； φ——地层孔隙度。
由于 (q ) q |r dr q |r dr r 2 代入前式，得 r (q ) 4 r d t
借助泥浆柱压力 使支撑板、密封 垫、取样管收回
并将预测 室流体排 至井中
清洗取样管 和过滤器
获得一个压 力测试记录 2、预测试压力曲线
作好下一次 测试准备
RFT的记录 RFT记录的是过滤取样器入 口处的压力-时间关系曲线。这 种仪器能同时记录模拟和数字 两种压力曲线，如图1-5所示， 曲线图的纵坐标表示时间，横 坐标表示压力，以模拟量记录 的压力-时间曲线表示在图的左 边一条记录道上，以数字量记 录的压力-时间曲线表示在图的 右边四条记录道上，这四条记 录道的横坐标相应为四个不同 的数量级压力单位，它们分别 为10000、1000、100和10pｓｉ， 所记录的压力为各道压力之和。
2).气-水比(GOW)
气体体积(cm3 ) GOW ( m3 / m3 ) 地层水体积(cm3 )
3).含水量(WC)
地层水体积(cm3 ) WC 地层水体积 油体积(cm3 )
4）求出地层水的百分含量 设采出水的电阻率为Ｒｚ，地层水的电阻率 为Ｒｗ，泥浆滤液的电阻率为Ｒmf，地层水的 百分含量为Ｘ，则：
在斯伦贝谢的CSU系统 上进行的压力记录又分为三 个大的记录道，左边的模拟 记录为一个大的记录道，右 边的四道数字记录为一个大 的记录道，中间数据记录为 一个大的记录道。数据记录 直接用数字将每隔2s所测试 到的压力数值打印在图的相 应位置上，如图1-6所示。为 了便于读数和应用，模拟记 录道的压力坐标分为10格， 数字道中各记录道的压力坐 标分为5格，时间坐标每隔6s 出现一次细水平线，每隔30s 出现一次粗水平线。
水
即
在上式中，ｄP／ｄD的单位是lb／ft(磅/英尺)。若 采用mbar／ｍ(磅毫巴/米)为单位，则：
f
dP / dD 98.1
若采用Mpa／ｍ(兆帕/米)为单位，则： ρf=101.97ｄｄP／ｄD 若采用psi／ｍ(磅/米)为单位，则 ：
ρf=0.7032ｄP／ｄD
3、泥浆柱压力的油气显示 泥浆循环充分，井底至井口泥浆密度均匀，泥浆 颗粒的悬浮性好，井内泥浆液面保持稳定，则泥 浆柱的压力梯度在每个深度点上该是相同的。 井内泥浆液面上升，井中的某个深度上地层压力 大于泥浆柱压力或泥浆柱压力梯度明显减小，储 集层很可能是油气层。
K=（K1+K2）/2
单位： K：10-3 m P:psi(磅/英寸2）
q:流量 ml/s
:粘度 cp
p
t0
b 。 a 。 。 c 泥浆
柱压 力
t1 p1 。 d
e。
地层 压力
p2
f 。
i 。 。 h 泥浆 。 柱压 g
力
t2
时间，s
3 压力恢复法求K的公式 A 球形流动 K s＝1856 （q1/ms）2/3（Φ Ct）1/3
3．预测地层渗 透性差或较差的 地层
• 4．预测地层渗透 性较好的地层
• 5．预测试或取样 过程中取样管堵塞
四、 求地层渗透率 1、假设条件
把测试过程看成球形 径向流动，压力降从点源 开始以球形向外传播，等 压面是以点源为中心的球， 流体以垂直等压面的方向 呈径向流入测试器。
2 压降法求K的理论关系
GR曲线定位
仪器放置在预定深度、 吸管对准测试层位
启动下井仪 的液压系统
封隔器推 靠井壁
打开取样伐、活塞回抽时 关闭取样管（吸管）、 流体通过过滤器进入预测 穿透泥饼紧贴地层 室（两个预测室）第一预 （在其周围形成一个 测室（低流速）、第二预 密封区） 测室（高流速）
预测完
打开堵塞及倒泄阀使 液压系统高压释放
1 X 1 X Rz Rw Rmf
X
Rmf / Rz 1 Rmf / Rw 1
2.计算地层渗透率
在与预测试相同的条件下，可根据采出流体的流量 计算渗透率。取样时，地层流体流量的计算方法有两种 ：一种是取样器的体积除以充填时间；另一种 是根据取 样喷嘴大小和采出压力利用图 取样时流体大多为双相或多相。在这种情况下，粘度就不能 再采用单相时的，而是把采出流体粘度的加权平均值作为近似粘 度值。如在采出流体中，测得水的体积为Ｖｗ，粘度为μｗ；油 的体积为Vo，粘度为μo；气的体积为Ｖg，粘度为μg，则：
根据地层静止时的水力学关系有：
f
dP dD
式中 ρf——流体密度； ｇ——重力加速度； ｄＰ／ｄD——压力梯度。 若地层水为淡水，即ρｗ＝１ｇ／cm3，则可计算出 淡水的静水柱压力梯度为0.4336ｐsｉ/ft，因而有：
f g dP / dD w g 0.4336 dP / dD f 2.3dP / dD 0.4336