试油和地层测试(1).ppt

试油和地层测试,前言,在石油勘探过程中通过钻井地质的录井工作，取得了每口井的录井资料，再通过地球物理测井解释，能够进一步确定可能的油、气、水层。但是为了更进一步地认识和评价油、气层，为油、气田的开发提供可靠的科学依据，对油、气层必须进行试油工作。,油、气井分类,一、参数井(区域探井)参数井布井选择盆地或坳陷相对较深的部位，力求该部位地层发育最全、构造相对简单。钻探的主要目的是：1)了解地层层序、厚度、岩性及生、储、盖层发育情况；2)验证盆地勘探确定的区域构造形态、位置及发育情况；3)了解区域油、气、水性质；4)确定基底起伏、埋深、结构和性质；5)进行含油气远景评价。,油、气井分类,二、预探井 预探井是在地震详查基础上确定的某个有利圈闭上部署的第一口探井，其钻探目的是探明圈闭的含油、气性，查明含油、气层位及其工业价值。试油层位主要选择有利的油、气层为重点试油层，系统了解整个剖面纵向油、气、水的分布状况及产能，搞清岩性、物性及电性关系。试油主要目的和任务：查明新区、新圈闭、新层系是否有工业性油、气流，为计算控制储量提供依据。,油、气井分类,三、详探井 详探井是在经预探井钻探已证实的油气藏上进一步部署的井，其钻探目的是探明含油、气边界，圈定含油、气面积。详探井试油层位的选择以目的层为主，兼探其它新层和可疑层。试油目的和任务是查明油、气田的含油面积及油水或气水边界；落实油气藏的产油、气、产能变化特性、驱动类型及压力系统；为计算探明储量、进行油气藏评价提供依据。,油、气井分类,四、开发井 油、气田开发生产所部署的井统称为开发井，包括滚动井、投产井、注水井、观察井等。滚动井是在尚未认识清楚的区块所部署的井，兼有详探井的任务；对于开发井的试油主要目的是确定油、气、水产能、性质。,试油就是对确定可能的油、气层，利用一套专用的设备和方法，降低井内液柱压力，诱导地层中的流体流入井内并取得流体产量、压力、温度、流体性质、地层参数等资料的工艺过程。,试油是认识油、气层的基本手段，是评价油、气层的关键环节，是对油、气、水层作出决定性的结论，为油田勘探开发编制方案提供可靠的地质资料。今天的试油内容不仅仅限于石油及天然气资源的勘探，又增加了地热试水、CO2气试气、煤层气试气等新的资源项目，只是在习惯上还统称为试油。,试油的目的是取得地层产量、压力、温度、流体样品与油层性质、物理参数等资料。,、探明新区、新构造是否有工业性油气流；、查明油、气田含油气面积及油水或气水边界、油气藏的产油气能力、驱动类型；、验证储层的含油、气情况和测井解释的可靠程度；、通过分层试油、试气取的各分层的测试资料及流体的性质，确定单井（层）的合理工作制度，为计算油、气储量和编制开发方案提供依据。5、评价油气藏，对油、气、水层作出正确结论。,工业油气流的标准,1、工业油流标准：,2、工业气流标准：,非自喷井常规试油过程,射孔后,抽汲,气举,求产量测温,提捞,依据具体情况,取样,试油判断整理资料,地层改造,酸化,压裂,层位条件符合,高压物性取样,完井作业,上交,生产准备,压井,1、自喷油气井：“压稳油气层，压而不死，活而不喷”2、非自喷油气井:采用清水或其它压井液压井。,1、平整井场；2、安装井架。,1、替喷法2、抽汲法3、提捞法 4、气举法5、地层测试,通井、洗井、冲砂、试压、射孔、诱导油气流、求产,一、通井 目的：一是清除套管内壁上粘附的固体物质，如钢渣、毛刺、固井残留的水泥等；二是检查套管通径及变形、破损情况；三是检查固井后形成的人工井底是否符合试油要求；四是调整井内的压井液，使之符合射孔要求。通井规大端长度应大于0.5m，外径小于套管内径68mm，大于封隔器胶筒外径2mm，通井过程中遇阻不超过19.6kN，保证起下测试管柱通畅。,试油工序,二、洗井 目的：为了井筒干净，清除套管内壁上粘附的固体物质或稠油、蜡质物质，以便于下步施工；同时调整井内压井液使之符合射孔的要求，防止在地层打开后，污水进入油层造成地层污染。洗井液用量不少于2倍的井筒容积，洗井排量不小于0.5m3min，洗井期间不能停泵。将井内泥浆、污物及泥砂冲洗干净，达到进出口水质一致。机械杂质含量小于0.2。,试油工序,三、冲砂 对于因井下有沉砂未达到人工井底或未达到要求深度的井，应进行冲砂。冲砂时应记录时间、方式、深度、冲砂液性能、泵压、排量、漏失量、冲砂进尺、冲出砂量、油气显示和井底深度。,试油工序,四、试压 目的：一是检验固井质量；二是检查套管密封情况；三是检查升高短节、井口和环型铁板的密封情况。采用清水增压试压，试压合格标准如下表所示。套管外径，mm增压压力，MPa观察时间，min压力降落，MPa 127 15 30 0.2 139.7 15 30 0.2 177.8 12 30 0.2 244.5 10 30 0.2,试油工序,五、射孔 目的：是沟通地层和井筒，产生流体流通通道。,试油工序,射孔弹 枪管 套管 水泥环 地层,穿孔作用原理,A、聚能射孔 B、水力射孔 C、水力割缝射孔D、子弹射孔E、复合射孔,1、电缆射孔工艺,（1）、优越性,（2）、缺点,该工艺技术主要适用于地层压力相对较低油层的射孔，如大庆油田内部三次加密井和外围“三低”油田。,输送方式,2、油管输送式射孔技术,（1）、优越性,（2）、缺点,射孔方式,水平井射孔技术,射孔弹,配重块,弹架,枪身,滚珠,活动接头,枪身旋转低边定向射孔器,定方位射孔技术,地层可形成最优的渗流场，流动效率高，产能高。压裂时地面施工压力低，施工成功率高，压裂效果好，不易砂堵，后续生产不易出砂，对套管具有保护作用。,在平行于最大水平地应力方向射孔,井下方位仪：外径:48mm耐温:125耐压:50MPa测量精度：0.4,射孔系统定方位精度：6,定方位射孔技术,深度（方位）调整模块,射孔器模块,射孔器模块,深度定位模块,地面控制模块,射孔器支撑模块 电动捞放模块 深度定位模块 深度（方位）调整模块 射孔器模块 地面控制模块,六,部,分,构,成,模块化射孔技术,射孔器材,射孔穿深是影响射孔效果的关键因素之一。目前，聚能射孔技术仍为世界石油行业的主导技术，但由于受套管尺寸的限制，射孔器的外径不能很大，射孔弹的装药量不能无限增加等一系列不利因素的影响，在目前技术条件下，若仅从射孔弹方面做文章，射孔穿深难以大幅度提高。另外，新型增效射孔器材研究难度较大。,射孔工艺机理,一些射孔工艺机理研究不深入。如复合射孔技术，开发的结构形式较多，应用数量较大，但对其不同作用机理研究不深入；P-T仪虽已研制成功，但应用数量较少、井下作用过程分析不够深入，同时还未得出P-T过程的规律性认识，未形成系统的高能气体压裂及复合射孔的设计方法及软件，其设计还只凭经验。,射孔优化设计,射孔优化设计的广度不够。射孔完井是油气勘探开发过程中的一个环节。目前射孔优化设计主要考虑射孔对产能的影响，尚未完全涉及其与上下道工序间的相互关系。,试油工序,射孔监督内容：1、采用负压射孔的井液面深度；2、射孔压井液类型、密度、数量；3、射孔枪型、弹型、弹数、孔密、夹层厚度；4、每米射孔发射率低于80时补射孔；5、射孔施工时是否落物；6、射孔深度误差是否达标。,六、诱导油、气流 应遵循如下基本原则：1)缓慢而均匀地降低井底压力，不至于导致破坏油层结构，防止出现地层出砂及油、气层坍塌；2)能建立起足够大的井底压差；3)能举出井底和井底周围的脏物，有助于油、气的排出。,试油工序,1、替喷法 原理：用密度小的液体将井内密度大的液体替出。常用于油、气层压力较高、产量较大及油层堵塞不严重的井。一次替喷：即一次将油管下到离人工井底lm左右，用替喷液将压井液替出，然后上提油管至油层上部1015m。二次替喷：即先将油管下到离人工井底以上lm左右，用替喷液正替至油、气层上部设计高的位置，然后上提油管至油层上部1015m，第二次用替喷液替出井内油、气层上部的全部压井液。,诱导油、气流,2、抽汲法 由于油、气层压力低或钻井过程中的泥浆污染造成地层孔隙堵塞，经过替喷诱导而不能自喷时可采用抽汲法，使之达到自喷或排液的目的。抽汲就是利用带有密封胶皮及单流阀的抽子，通过钢丝绳下入井中，进行上、下高速运动。这样当上提抽子时可迅速地把抽子以上的液体提升到地面，从而大幅度降低井中液柱对油、气层的回压，促使地层流体流入井筒，对地层内污染物的排出十分有利，达到解堵、诱导油、气流的目的。,诱导油、气流,抽汲管柱图,压力计托筒,抽汲管柱图,一、事故发生经过：1995年1月7日至1月12日进行该井备层E88、E86层的地层测试，井段1445.6-1458.0m，采用MFE II二开二关工作制度，在1月12日起出的卡片上显示，初开井工具被堵，同时回收的134.4m水柱中，工具上第一根油管被泥浆及地层砂所堵，为进一步求准该层产量及水性，在1995年1月15日至1月20日下工具抽汲。在1月20日未能抽汲出水，判断可能工具被堵，于是在10：00解封，上提管柱被卡。,互6井抽汲管柱砂卡,事故处理与分析,二、事故处理经过：1995年1月20日10：00解封，上提管柱砂卡，最高吨位180KN，防止沉砂挤实挤死，管柱只能上提不能下放，因此效果不大，共活动管柱240次。反转管柱13圈下放无效，正转管柱10圈下放无效。18：00-22：00正洗井冲砂，最高泵压25.0MPa，未通。22：00-24：00边活动管柱边正冲砂，最大吨位180kN，最高泵压25.0MPa，无效。1月21日0：00-2：00井口装半封、自封，清水反冲砂，最高泵压12.0MPa，未通。6：00-7：00上提管柱4次，最大吨位420kN，无效。8：00-11：30倒扣，倒出73mm外加厚油管144根，井内余73mm外加厚油管12根，喷砂器、卡瓦封隔器及200J压力计各1支。,互6井抽汲管柱砂卡,事故处理与分析,事故处理与分析,三、原因分析：1该层吐砂严重，导致喷砂器及卡瓦封隔器被堵被卡。2卡点距离油层过远，沉砂口袋过大。3因底部带有监测压力计，没有接沉砂尾管。四、经验教训：针对地层严重吐砂，施工时要采取防砂卡措施。,互6井抽汲管柱砂卡,3、提捞法 用一个钢制的捞筒，通过钢丝绳下入井内，一筒一筒地将井内液体捞出地面，从而降低井中液柱高度，达到渗流的目的，一般用于低压低产井。录取资料：时间、捞筒规格、钢丝绳下入深度、捞深、捞次、液量、油、水量、气的显示、累计油、水量、油水性质、液面深度。,诱导油、气流,4、气举法 利用压风机向油管或套管内注入压缩气体，使井中液体从套管或油管中排出。气举分为正举和反举，正举是从油管注入高压压缩气体，使井中液体由套管返出，反举与正举相反，高压气体从油套环形空间注入，液体及液气混合物从油管返出。一般正举时压力变化比较缓慢，而反举压力下降则十分剧烈，容易引起地层出砂。,诱导油、气流,试油均采用反举，即高压压缩气体从套管注入，液体从油管返出地面。,1、压风机；2、三通；3、单流阀；4、压力表；5、放空闸门；6、计量池；7、采油树；8、出油闸门,操作规范：1、气举管线应全部采用高压管线，丝扣要上紧，做到井口不漏油气；2、压风机距井口、井口距计量池20米以上。3、快要举通时要控制出口闸门，以防出口管线跳动。,气举,气举求产地面工艺流程,气举管柱图,技术原理：利用空气提纯制氮，增压助排技术指标：工作温度：-40+40，氮气纯度：95%99%，注氮排量：0 10m3/min，注氮压力：0 35MPa,连续油管,连续油管是相对于常规螺纹连接的油管而言的，它是一种缠绕在大滚筒上，可连续下入或起出油井的一整根无螺纹连接的长油管。同常规油管作业相比连续油管作业具有节省作业时间，减少地层伤害，作业安全可靠和效率高等诸多优点。目前，连续油管作业几乎触及到了所有的常规油管作业范畴，例如：应用它进行气举、冲砂、清蜡、注酸等作业。,连续油管车,液压操作系统,滚筒及排管器,伸缩式操作室,自走式底盘,液压防喷器组,液压随车吊,将连续油管下到一定深度后，用液氮泵车向连续油管注入高压液氮，随着压力下降及井内温度升高，液氮开始气化，1m3液氮可产生标准状态下600-700m3氮气。氮气携带井内液体喷出，从而降低液柱压力，使地层和井底产生较大压差，达到诱喷目的。对于油、气井使用氮气与油、气混合不易爆炸。,诱导油、气流,连续油管注入液氮气举法,求油、气层产能一般简称为求产。油、气层产能是油、气层在某一生产压差下的产量。求产过程中的生产压差受求产工作制度的控制，在某一工作制度的产量能够反映油、气层产液能力。工作制度是衡量求产工作强度的一个量值。例如，抽汲求产工作制度可描述为：每日抽汲次数、抽汲深度、动液面深度；自喷求产工作制度可描述为：油嘴直径、井口油压、井口套压等。,求油、气井产能,1）自喷油井：根据油井的自喷能力选择合适油嘴进行测试工作，应进行油气分离，待井口压力稳定，含水降至小于5后，即可进行计量求产。为了求得稳定的产能资料，正常情况下要求1h记一次井口压力，2h记录一次油、气量、井口温度、原油含水，井下压力计实测井底压力和温度。,求油、气井产能（自喷井）,2)水井或油水同出井：排出井筒容积一倍以上，证实为地层水，待水性稳定后，即可进行求产。连续求产24h，每2h计量一次，并做一次原油含水分析，原油含水波动15，有水时做氯离子含量及pH值分析。3)间喷井：确定合理求产周期后，定时(定压)开井测试，求得连续三个间喷周期产量，波动范围不超过20。,求油、气井产能（自喷井）,4)气井：将液垫或井内污物积液放喷干净后，选择合适油嘴求产，一般气井取得一个高回压下(即最大关井压力75以上)稳定求产数据。若气水、气油同出要先分离后求产，并应下压力计实测井底压力和温度。压力波动小于0.1 MPa，产量波动范围小于10为基本稳定。,求油、气井产能（自喷井）,当气产量0.8104m3d，一般采用临界速度流量计测气,求油、气井产能（自喷井）,孔板式临界速度气体流量计示意图 H一水柱或汞柱压差,流量计内径与排气管线内径相同，流量计上流直管段长度大于10倍流量计内径，下流直管段长度大于5倍流量计内径。孔板孔眼直径等于0.40.8倍流量计内径，厚度36mm，孔板喇叭口在气流下方。选用适当的孔板，满足条件p20.546p1，并且使上流压力控制在0.0830.4 MPa之间。,求油、气井产能（自喷井）,折算为标准状况latm、20时的日产气量计算公式为,（12),(11),当气产量0.8104m3d时，一般采用垫圈式流量计测气。,求油、气井产能（自喷井）,折算为标准状况latm、20时的日产气量计算公式为,(汞柱时适合气产量30008000m3d)(13),(水柱时适合气产量3000m3d)(14),抽汲求产:在套管允许掏空深度和不破坏地层结构条件下，尽可能降低回压，在排出井筒容积或地层水水性稳定后即可定深、定次求产。当产液为油时，日产量计算公式为,求油、气井产能（非自喷井）,当产液为水时，日产量计算公式为,(15),(16),1、压井液性能、压井液面深度是否符合要求；2、替喷液性能、替喷方式、诱喷方式、掏空深度 是否符合要求；3、求产、取样所确定的工作制度是否合理；4、测温测压时所使用的仪器仪表的类型、量程、精度是否符合要求；5、对上述施工所取得的资料是否符合有关标准。,一、油、气、水样分析的目的 1)确定流体性质，评价油、气质量；2)了解地下分区、分层油、气、水的特性，为油田勘探开发提供资料；3)用于研究油、气在地下储存的状况及流动能力；4)用于研究油藏驱动类型、确定油田开采方式、计算油田储量；5)解决原油储存运输及油、气井管理问题。,1原油取样方法 试油井需将井内压井液及混合油排完后，在井口管线出口处或取样口处用取样筒取样。在取样口取样时，先放掉死油。取样筒必须清洁、无水、无油污和泥砂。取样数量：简易分析为500ml，半分析为1000ml，全分析1500ml以上。取样完毕，盖紧取样瓶，贴好标签，标签上写明：样品名称、样品编号、取样井号、井段、层位、取样日期、取样单位、取样人。,2地层水取样方法 为了确定地层水水性、总矿化度及各种离子含量，一般要在水性质稳定后在井口管线出口处取样，取样瓶需保持干燥和清洁，宜用棕色玻璃瓶，不能用金属容器取样。取样数量：每次取样不少于300ml。,3天然气取样方法 待产量基本稳定后，用排水取气法取样。将取样瓶装满清水，倒置于取样水桶中(瓶中不得有气泡)，连接好取样胶管，使天然气放空12min后，将胶管插入水桶中，稍排空气后，再插入取样瓶中，待瓶中余四分之一的水时，塞好瓶塞，从水中取出倒置存放。取样后应及时送样分析。取样数量：每次取样不少于300ml。,三、油、气、水分析 为了及时掌握试油油、水产量变化及产液基本性质，指导下步工作，在试油过程中要求在现场对油、水进行简易分析。一般情况下，在现场按要求取原油样进行含水及含砂分析；取水样进行氯根滴定，判别地层是否产水及确定水性的稳定性。为了全面了解油、气、水的性质，需要对油、气、水进行全分析。,1原油全分析项目 1)物理性质：密度、粘度、凝固点、初馏点；2)重组分含量：含蜡、胶质、沥青质；3)轻组分含量：各温度点馏出原油体积；4)其它组分含量：含硫。,2地层水全分析项目 1)物理性质：密度、粘度、颜色等；2)阳离子含量：K+,Na+，Ca2+，Mg2+；3)阴离子含量：Cl-，SO42-，HC03-，CO32-；4)微量元素含量：I-，Br-，B等。分析完毕，根据总矿化度，划分出水型。,3天然气分析项目 1)物理性质：相对密度、粘度、临界温度、临界压力；2)常规组分含量：CH4,C2H6,C3H8,正丁烷,异丁烷,戊烷；3)其它组分含量：N2，CO2，H2S等。,地层测试技术,在石油及天然气勘探过程中，为了对钻井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。后者是一种最终确定油气层性质的方法。它不但具有快速、经济的特点，而且与前面几种方法不同的是它可以从动态角度，直接录取油气藏生产状态下的参数。,试油测试技术发展,试油测试技术发展,形成了一套以准确录取地层资料为目的的科学试油技术体系。,试油测试技术发展,1、形成了以地层测试工具为主的井下工具系列：,2、形成了以电子压力计为主的井下仪表系列：,200J机械压力计，电子压力计。,按采集方式分主要有存储式、直读式和存储/直读两用型。,3、形成了以三相分离器为主的地面计量、井控装置系列：,4、形成了以连续油管车为代表的地面作业动力设备系列：,表5、仪表检测装置情况表,5、形成了以标定仪为代表的仪表检测装置系列：,系列化井下管柱,目前试油测试技术的组成及能力,目前试油测试技术的组成及能力,地层测试工艺,是目前试油测试的主要工艺技术,地层测试的种类,裸眼井测试,地层测试,按管柱分类,套管井测试,按井眼分类,按操作方式,常规测试,联作测试,跨隔测试,上提下放式,环空加压式,综合测试,MFE地层测试器是一套完整的测试工具系统，包括多流测试器、旁通阀和安全密封封隔器等。MFE地层测试器的工作原理如图所示。测试分四个步骤：,MFE测试原理,主要部件结构原理,主要部件结构原理,图27套管卡瓦封隔器结构图1接头；2一旁通外简；3一密封挡圈；4一端面密封；5一坐封心轴；6一密封唇；7一密封接头；8一上通径规；9，10一胶筒；11一隔圈；12一胶筒心轴；13一下通径规环；14一锥体；15一固紧套；16一卡瓦；17一摩擦垫；18一垫块外筒；19一定位凸耳；20一螺旋销；21一卡瓦弹簧；22一垫块弹簧；23一凸耳挡圈；24一沉头螺钉,主要部件结构原理,图28 139.7mm剪销封隔器结构l一上接头；2心轴；3一胶筒套；4一上通井规环；5，7，8一胶筒；6一隔环9一下通井规环；10一剪销；l l一键套总成；12一管塞；13一下接头,主要部件结构原理,主要部件结构原理,跨隔测试管柱的结构,用于输送工具仪表至测试层段；用于沟通油套进行循环洗压井；用于获取测试末期有代表性的样品；用于井下开关井，取样；用于测试器换位时保持封隔器座封；用于在卡钻时倒脱；用于封隔油套环空；用于传压调距和支撑；用于携带压力计下井，记录压力变化曲线；用于堵塞下封层与测试层通道；用来传压；用来监测下封隔器工作状况。,各部件的作用,1）测试井眼必须畅通无阻，井眼不得有狗腿、键槽和井壁坍塌、缩经等现象；套管井不得有套管变形、破裂及窜槽等缺陷；2）调节好钻井液性能，裸眼测试时，要适当加入防卡剂，保证测试时不卡钻柱；3）根据测试地层岩性，采取合适的负压差，严防负压差过大，造成井壁坍塌，埋卡封隔器下部支撑管；4）所有井下工具及管柱的螺纹连接，必须拧紧，严防渗漏。,安全注意事项,全通径APR测试工具是一种压控式套管测试工具。该工具在封隔器坐封后，开井、关井、循环、取样等各项操作，由环形空间压力控制。,APR测试工艺,1）适合于含有害气体层测试；2）适合于高压油气井和超浅井测试；3）适合于大斜度井测试4）可对地层进行酸洗或挤注作业；5）可操作性强，成功率高；综合作业能力强。,（1）下井 下井时LPRN测试阀关闭，APRA阀、APRM2阀的循环孔关闭，APRM2阀的球阀打开，RTTS循环阀打开，封隔器胶筒处于收缩状态。,APR测试工艺,(2)流动 测试工具下到预定位置后，坐封封隔器，RTTS循环阀关闭，连接好地面管线，关闭防喷器向环空打压至设计值，打开LPRN测试阀，地层液体通过测试阀流入钻杆内，进入流动期。,APR测试工艺,(3)关井 关井测压力恢复时，将环空压力泄至零，LPRN阀关闭。流动和关井的次数根据测试情况而定，重复上述打开、泄压过程即可实现。,APR测试工艺,(4)反循环 APR测试工具在解封前必须先进行反循环。终流动结束时向环空施加打开APRM2循环阀的操作压力，循环孔打开后可实现反循环。在循环孔打开的同时，APRM2阀的球阀和LPRN阀的球阀关闭，两球阀间圈闭终流动结束时收集的地层液体样品。,APR测试工艺,（5）起出 终关井结束后，上提管柱并施加拉力，将RTTS循环阀打开，平衡封隔器上下方的压力，封隔器的胶筒收缩。此时，LPRN阀仍然关闭，APRM2或APRA阀的循环孔打开，继续起管柱把工具起出。,APR测试工艺,1）氧气与天然气混合后易引起爆炸，因此使用的氮气纯度要高。2）在运送充氮的APR-A或LPR-N阀时要小心轻放，不要碰撞，以免发生爆炸事故。3）长距离运送APR-A或LPR-N阀时最好不要预先充氮达到设计的压力值，这样既可以保持氮气腔的清洁，又不发生意外事故。4）测试时向环空加压要平稳、均匀，泵压不宜过高，以免打开APR-M2或APR-A阀，使测试失败。5）向环空泵压时速度也不宜太慢，关井放压时速度要快，防止测试阀处于半开半关状态，否则地层流体很容易刺坏球阀和阀座。6）为了保护球阀而不受损伤，最好在下钻时在球阀上部加一部分高分子聚合物，使之能悬浮脏物，不损伤或卡死球阀。7）在测试过程中要随时注意环空压力的变化，观察和分析原因。,APR测试工艺注意事项,此套工具有三个通道，旁通通道是为了使直径比较大的上封隔器和下封隔器能顺利起下，平衡上、下封隔器压力；测试通道是让地层流体经其流入钻柱内；膨胀通道是将过滤并加压后的钻井液泵入胶筒内(膨胀胶筒座封封隔器)的通道。,1 工具下井：工具下井过程中，水力开关阀关闭，泵不工作。封隔器胶筒处于收缩位置，旁通通道将上封隔器以上环空与下封隔器以下环空连通，使两处压力平衡。,2、封隔器膨胀 地面用卡瓦卡住钻杆（油管），用钻机以每分钟60-90转的速度右旋钻杆（油管）10-15分钟，同时，带动井下膨胀泵工作，膨胀泵从环空吸入钻井液，经滤网过滤后，泵入膨胀通道及封隔器胶囊内，使之膨胀座封，当膨胀压力大于1500Psi时，泵的泄压阀打开，使柱塞不再向膨胀通道增压，主单流阀保持这一膨胀压力（此压力事先在地面调整好）。,3、开井流动 向水力开关阀加钻压44.589kN，水力开关阀经延时2.5-5min，产生自由下落38.1mm，（地面可明显观察到这一显示），打开测试阀。地层流体经测试阀等进入钻杆。,4、关井测压 上提钻柱，在自由点基础上多提44.589kN，关闭测试阀，进入关井测压期。,5、平衡压差 测试完成后，下放管柱，给膨胀泵加1020kN的压缩负荷，正旋管柱1/4圈，泵里的上、下离合器啮合，心轴下移6in，测试通道与旁通通道连通，封隔器上、下压力平衡，测试阀关闭，膨胀压力不变。,6、解封 上提管柱，泵的主心轴上移，将膨胀通道与环空连通，胶筒里的膨胀液流入环空，等待与坐封相同时间使胶筒收缩。,1)钻柱转动使胶筒膨胀坐封，而不需钻柱加压；2)下放管柱加压开井、上提管柱关井，操作容易；3)既可用单封隔器进行常规测试，也可用双封隔器 进行跨隔测试；4)跨隔测试时不用尾管支承井底，安全、可靠；5)封隔器的膨胀系数大，常规胶筒一般为1.20左右，而膨胀胶筒可达1.57(测试压差为25MPa)；,6)膨胀泵连接在工具串里，膨胀效率高；7)滤网为狭长缝型，过滤效果好而且不容易被堵；8)水力开关阀的延时机构性能可靠、稳定，延时时间受井深及井温的影响较小，对液压油要求也不高；9)取样器可单独连接，也能串联连接；10)跨隔测试时，上封隔器上部与下封隔器下部环空连通，压力平衡；11)解封以后，不用将工具起出井眼，可根据需要移到另一位置重新坐封测试。,1、应根据有关资料检查测试管柱是否符合设计要求；2、工具下井时，下钻速度及管柱数量是否符合设计要求；3、座封测试期间观察记录的资料是否真实。,MFE地层测试工艺、APR地层测试工艺、膨胀式地层测试工艺。,应用射孔测试联作管柱及工艺，能够实现试油井选层射孔测试联作，打破试油层序的限制，可优先试油显示好的油气层特别是气层；减少打、钻桥塞作业；减少井筒储存影响，提高压力恢复速度，提高地层测试资料质量，缩短试油周期；实现负压射孔，减少油层污染；同时还能连续施工，有效地防止井喷，确保施工安全。,把地层测试工具和射孔枪组合为一个管柱，测试工具接在上部，射孔枪接在两个封隔器之间，用油管把测试工具和射孔枪送到设计位置，测量定位短节深度及调整管柱，使射孔枪对准油层。座封上、下封隔器，打开测试器，通过加压等手段引爆射孔枪，然后立即进行地层测试，录取地层资料。这样就实现了油井多层情况下任意选层射孔测试联作，一次管柱达到射孔和测试两个目的。,工艺原理,先射孔后加深-再座封管柱,一、事故发生经过：1998年12月2日对该井J122、124、125、126层井段3450.03490.6m进行MFE(II)射孔测试联作，下73mmN80外加厚油管359根。6日13：4513：50清水全压并环空加压起爆射孔。14：27坐封，14：28-14：58初开井计30min，14：5812月9日13：08初关井计4210min。12月9日13：0812月10日14：05一开井计1497min，二开井期间用6mm挡板的垫圈流量计测气，产气量为123m3d。l0日14：05上提管柱，封隔器不解封，12月10日14：0524：00上下活动管柱70次，最大上提吨位700kN，一般上提吨位500kN，无效。管柱遇卡。,芳深1 0井射孔测试联作管柱遇卡,事故处理与分析,二、事故处理经过：1998年12月11日0：001999年4月2日17：00 共下管柱15次，活动管柱301次，最大上提吨位900kN，管柱拉断一次，油管内取样一支，液样为柴油。射孔探鱼顶，深度3899.0m，井内还余42.18m枪身。所用工具为：1钻杆3500米 2油管3500米 3公锥1井次 4母锥2井次 5卡瓦打捞筒1井次 6震击器4井次 7安全接头4井次 8强磁打捞器2井次 9铅印l井次 10钻头4个 11液压管钳1井次 12液压大钳1井次 13其他工具4井次 车辆台班：1钻机 51台班 2发电机114台班 3水罐车 20台班 4水泥车 20台班 5锅炉车30台班6卡车10台班7值班车114台班 损失合计：130万元,事故处理与分析,芳深1 0井射孔测试联作管柱遇卡,三、原因分析：地层出泥浆，泥浆在井下高温下，特别稠，发生粘卡。主要表现在以下几个方面：1倒扣管柱内回收泥浆，而管柱不漏。(压力计托筒以上3根油管内有泥浆，取泥浆样)2井下有6根油管及1个下封隔器时提92t多次无效，说明封隔器以上有泥浆沉淀。3测试卡片解封情况也说明问题。卡距内的压力卡片上有解封线而下封隔器监测压力卡片没有解封线，说明上封隔器已提动，而下封隔器由于泥浆特别稠，发生粘卡。,事故处理与分析,芳深1 0井射孔测试联作管柱遇卡,地层测试压差是指测试初始流动压差。从求取地层产能方面考虑，测试压差越大越有利于地层流体产出和诱喷，但压差过大不仅可能诱发地层大量出砂，而且可能导致工具刺漏或其它工程事故发生，所以工艺上常采用加测试液垫的方式控制测试压差，液垫的性质可以为水、泥浆等。测试压差值的大小通过调整液垫高度进行控制。,首先应根据测试井类型和测试地质目的确定开、关井工作制度，然后根据开关井工作制度，依据地层渗流条件设计相应的开、关井时间。,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8h，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；对于非自喷井为进一步落实地层流体液性，往往可配合人工助排作业(如三开或二开抽汲排液)；对于出砂严重的地层仍应选用一开一关工作制度，以免多次开、关井出现沉砂现象，影响井下工具性能。3)措施效果评价测试需根据增产措施类型和评价测试目的选择测试工作制度，但对压裂改造井仍需考虑防砂和出砂问题。,2测试开、关井时间的确定 测试开、关井时间的确定是测试设计的主要组成部分，也是设计的关键性参数，对于自喷井而言，开井时间越长，“压降漏斗”波及范围越大，反映的储层地质信息越全面，成果越可靠。但非自喷井由于受自然流动举升条件和测试管柱容积的限制，不具备过长时间开井稳定流动条件，开井时间过长将出现流动自然停止现象(自然关井)或导致关井压力恢复资料失真、丢失。因此，非自喷井测试设计中第二次开井时间合理设计是开、关井时间设计的关键环节。,(1)非自喷井开井时间计算方法 根据非自喷井开井时间对测试资料录取影响因素分析，在设计基础参数分析和产能预测分析基础上，推荐下列计算公式用于开井时间的计算，公式中参数的物理意义如图所示。,(21),(22),3)特殊类型井测试开关井时间确定原则：中途裸眼测试一般在允许最大测试时间内(8h)，建议开井时间不少于3h，以保证地层真实产能和液性资料的获取。增产措施效果评价测试设计开井时间要大于2880min，以保证压裂或酸化措施有效范围内地层压降的充分形成，为关井压力恢复过程充分揭示储层渗流特性创造条件。此类井的关井时间应通过理论模拟方式进行确定，通常关井时间需大于开井时间的3倍。,对地层测试资料进行分析时需要收集井和油藏的参数，常用参数的来源见右表。,2测试分析计算参数来源,测试压力卡片是地层测试录取的主要资料之一。压力卡片曲线直观地反映了测试过程中任一瞬间的压力变化，它完整地记录了从工具入井、测试到工具起出的测试施工轨迹。进行压力卡片分析，找出影响测试卡片的非正常因素，判别记录的压力值是否准确地反映测试层的地层特性，是正确分析、解释测试资料，给测试层准确定性定量的基础依据。,1压力卡片曲线的组成 一般地层测试大多采用两次开关井测试工艺，即初开井、初关井、二次开井、二次关井四个阶段。初开和初关为一周期，二开二关为另一周期。图240所示为两次开关井压力卡片曲线。图中纵坐标为压力轴线，横坐标为时间轴线。,(1)各测压阶段的作用 1)初流动阶段是为了释放由于钻井液浸入引起井底附近过高的压力状态，疏通地层通道，使地层恢复到接近天然流动状态。2)初关井压力恢复阶段：这个阶段主要是在较短时间的初流动后，地层没有损失能量的条件下，获得原始地层压力。3)二次流动阶段：是为了让地层充分流动，录取地层的液性、产能资料。4)二次关井压力恢复阶段：录取满足定性定量分析的压力恢复曲线，求取地层特性参数，评价油气藏。,(2)各阶段压力曲线的含义 1)基线(压力零线)：基线是不受任何压力影响的一条直线，是衡量压力卡片曲线各压力点的基准线。2)工具起下线：是反映起下钻过程中工具所处深度的液柱压力线，正常状况下是一条随下入深度变化的阶梯状曲线。3)开井流动曲线：反映了不同开井时间的液柱高度、测试层产出状况、产量大小，曲线幅度随产量大小曲线曲率发生变化。4)关井压力恢复曲线：是反映地层压力恢复能力、井眼和储层特性的一条光滑曲线。,2压力卡片曲线分类与鉴别(1)压力卡片曲线分类 一次不受工艺、井眼、人为因素影响的成功测试，其压力卡片曲线直观地反映了储层的产出能力、流动特性、地层的压力恢复能力和储层特征。由于测试的地层各不相同，压力卡片曲线也是千差万别。正常实际测试中常见的、能够正确反映储层特性的非自喷产层的测试流动曲线和压力恢复曲线，如图241和图242所示。,图241不同类型产能流压曲线A一低产曲线；B一中等产量曲线；C一高产曲线(非自喷),图242不同类型储层压力恢复曲线A一低压低渗透(干层)曲线；B一低渗透曲线；C一能量衰竭曲线 D1、D2一地层污染堵塞曲线；E一高压低渗透曲线,非自喷井三开抽汲测试压力卡片曲线：非自喷井需要增大排液量，消除压井液或钻井液滤液的影响，求得可靠液性时，可下入纳维泵进行排液或三次开井进行抽汲排液。图251所示为三开抽汲压力卡片。,油管传输射孔测试压力卡片曲线：油管传输射孔系采用油管(钻杆)将射孔枪下到预定位置后进行点火发射。它的主要特点可以在大斜度井、定向井、稠油井、高温高压井等复杂条件下做到负压射孔，它可以使射孔孔道得到很好的清洗，以减少油气进入井筒的阻力。图257和图258两张卡片为射孔前和传输射孔后分别测试的两张卡片。,图272所示为压力计灵敏度差、流压曲线出现小角度的压力卡片。图273所示为二次流动阶段时钟偷停压力卡片。二次开井154min，行距比初关井124min的行距短得多。,霍纳法 本方法常用于新井试油结束后的压力恢复测试。通过将测试得到的油井恢复压力Pws与霍纳时间t(tp+t)或(tp+t)t，在半对数坐标中作图，如图274、图275所示。根据霍纳图上的直线段可以求得油井的流动系数、有效渗透率、表皮系数以及外推地层压力等参数。,计算公式为,外推地层压力pi由晚期直线段外推至霍纳时间为1h求得。,(23),(24),(25),图276断层在MDH曲线上的反映,(27),(26),如果测试井附近有直线不渗透边界或断层存在，则在霍纳图上会出现第二直线段，且其斜率存在关系m2=2ml，如图276所示，则可求出断层或不渗透直线边界到测试井的距离d为,现代试井分析方法包括双对数典型曲线拟合及半对数常规分析两部分，相互交替使用提高了试井分析的精度。完整的分析过程分下述5步。,1诊断分析 在pt的曲线图上，各种不同类型油藏、边界反映，及它们在各个不同的流动阶段，均有不同的形状特征。因此，我们可以通过这些曲线分析判断某些油藏类型、边界特征，并且区分各个不同的流动阶段，如图278、图279、图280所示。,(28),(1)早期阶段 1)均质、非均质性地层：诊断曲线为早期单位斜率直线，特征曲线为直角坐标的分析曲线。特征：早期资料是斜率为1的双对数曲线，即45线就是井筒储存的诊断曲线，这个阶段p与t成正比，是一条过原点的直线，如图281、图282所示。可用早期斜率计算井筒储集系数C。,2)垂直裂缝地层：无限导流垂直裂缝早期段斜率m=12，如图283、图284所示。有限导流垂直裂缝早期段斜率m=14，如图285、图286所示。,(2)径向流动段：诊断采用双对数曲线，特征直线为霍纳或MDH曲线的直线段。特征：这一阶段“压降漏斗”径向地向外扩大，但尚未到达油藏的任何边界，流动状态与无限大地层径向流动相同，因而径向流动段的特征直线就是常规试井分析的半对数直线段，用它的