余 強(qiáng) 劉樹鞏 劉書民 馮永仁 龐希順 周明高

(中海油田服務(wù)股份有限公司 北京)

鉆井中途油氣層測(cè)試儀(ERCT)及其在渤海油田的應(yīng)用＊

余 強(qiáng) 劉樹鞏 劉書民 馮永仁 龐希順 周明高

(中海油田服務(wù)股份有限公司 北京)

文章從系統(tǒng)構(gòu)成、儀器特點(diǎn)和現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)三個(gè)方面對(duì)增強(qiáng)型儲(chǔ)層特性測(cè)試儀(ERCTTM)的研制與應(yīng)用進(jìn)行了介紹;對(duì)ERCT的儀器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)快速處理軟件進(jìn)行了重點(diǎn)闡述,并詳細(xì)介紹了ERCT在渤海某井的作業(yè)情況及數(shù)據(jù)、PVT樣品分析。通過渤海數(shù)口探井的實(shí)驗(yàn)性作業(yè),ERCT工程化樣機(jī)地面系統(tǒng)與井下儀器的各項(xiàng)功能實(shí)現(xiàn)得到了充分驗(yàn)證,達(dá)到了設(shè)計(jì)指標(biāo),得到了作業(yè)者的認(rèn)可。

地層測(cè)試器;模塊化;現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

0 引 言

電纜地層測(cè)試器目前是唯一能進(jìn)行地層動(dòng)態(tài)測(cè)試的測(cè)井儀,可以對(duì)地層的有效滲透率、產(chǎn)能、地層的連通情況、衰竭情況做出評(píng)價(jià),特別是求取地層的有效滲透率方面,在所有的測(cè)井方法中可以說是無與倫比的[1]。同一般的鉆桿測(cè)試相比,更是具有簡便、快捷、經(jīng)濟(jì)、可靠的優(yōu)點(diǎn),在海洋石油勘探中使用這項(xiàng)技術(shù),可部分取代試油和鉆桿地層測(cè)試工藝,減少井口占用時(shí)間,降低成本。上世紀(jì)九十年代,西方三大油田服務(wù)公司相繼推出了各自的具備連續(xù)泵排和流體實(shí)時(shí)分析能力的第三代電纜地層測(cè)試器,作業(yè)應(yīng)用效果很好,斯倫貝謝的MDT[2]和貝克休斯RCI先后進(jìn)入中國陸地與海上地層測(cè)試作業(yè)服務(wù)市場(chǎng),占據(jù)了主導(dǎo)地位。2001年中海油田服務(wù)股份有限公司在國家863重大專項(xiàng)支持下立項(xiàng)研發(fā)這種新一代模塊化電纜地層測(cè)試技術(shù),于2009年成功推出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的第三代模塊化電纜地層測(cè)試器——鉆井中途油氣層測(cè)試儀(ERCT),在渤海及海外緬甸作業(yè)區(qū)塊實(shí)現(xiàn)商業(yè)應(yīng)用,取得了不錯(cuò)的應(yīng)用效果。

1 作業(yè)系統(tǒng)

ERCTTM地層測(cè)試器作為中海油服自主研發(fā)的ELIS—II整裝測(cè)井系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)配置儀器,現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)需掛接在ELIS—II地面系統(tǒng)上,其作業(yè)系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示?？衫贸墒斓腅LIS地面軟硬件系統(tǒng)和井下常規(guī)儀器組合,為地層測(cè)試作業(yè)提供井下電纜張力、泥漿電阻率測(cè)量,深度校正,電纜傳輸?shù)容o助功能,大大提高了系統(tǒng)作業(yè)的可靠性與穩(wěn)定性。

圖1 ERCT作業(yè)系統(tǒng)構(gòu)成框圖

由于目前國內(nèi)海上探井測(cè)井作業(yè)中廣泛使用貝克-阿特拉斯公司的5700系統(tǒng),因此ERCT地層測(cè)試器在掛接 ELIS—II地面系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初就考慮了掛接5700測(cè)井系統(tǒng)作業(yè)的問題。在渤海作業(yè)中,ERCT成功地與5個(gè)5700測(cè)井拖撬的地面系統(tǒng)進(jìn)行了掛接,系統(tǒng)連接非常簡單方便。

2 井下儀器

2.1 ERCT地層測(cè)試器各項(xiàng)參數(shù)及性能指標(biāo)

1)儀器耐溫：150℃

2)儀器耐壓：137.9 MPa(20 000 psi)

3)最大工作壓力：110.3 MPa(16 000 psi)

4)適用井徑范圍：140 mm～559 mm

5)預(yù)測(cè)體積：0.1 cm3～280 cm3

6)PVT可移運(yùn)取樣筒：566 ml×2個(gè)

7)多PVT取樣能力：350 ml×6(可串接4～8節(jié))

8)常規(guī)取樣筒：1 600 ml/1 850 ml 2個(gè)

9)流體電導(dǎo)率測(cè)量范圍：0.15 s/m～20 s/m流體密度計(jì)測(cè)量范圍：0～2 g/ml

10)地層滲透率要求：≥5 mD

2.2 ERCT地層測(cè)試器特點(diǎn)

ERCT地層測(cè)試器的儀器設(shè)計(jì)采用多項(xiàng)專利技術(shù),具有以下幾個(gè)特點(diǎn)[3]：

1)基于總線的模塊化設(shè)計(jì)：便于根據(jù)實(shí)際作業(yè)情況配置儀器,短節(jié)間采用快速連接技術(shù),易于擴(kuò)展功能,方便現(xiàn)場(chǎng)操作;

2)集成度高：關(guān)鍵零部件采用集成方式插裝在儀器上,使維護(hù)保養(yǎng)簡單快捷,提高儀器使用率;

3)PVT取樣筒：壓力補(bǔ)償式井下單相地層流體取樣筒,預(yù)充氮?dú)饪裳a(bǔ)償由于溫度降低導(dǎo)致壓力降低油氣分離,確保取到保持地層特性的樣品;

4)反注入模塊：可攜帶三個(gè)酸液筒,在開發(fā)井中模擬酸化效果,為油田開發(fā)提供參數(shù);

5)雙探針設(shè)計(jì)：可獲得垂直滲透率,可靠性更高,可實(shí)現(xiàn)取樣時(shí)放松電纜;

6)儀器各液壓短節(jié)均采用高強(qiáng)度鈦合金棒料作為基體,采用在基體上加工超細(xì)深孔形成內(nèi)部流體管線的設(shè)計(jì)方式,既有效的減輕了儀器自身重量,也提高了儀器液壓系統(tǒng)和泵抽管線的可靠性。

3 處理解釋軟件

3.1 現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)快速處理軟件

由于測(cè)試地層參數(shù)的不確定性和鉆井井筒狀況的復(fù)雜性,現(xiàn)場(chǎng)沒有足夠的時(shí)間和資料對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行完整詳細(xì)的分析,ERCT現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)快速處理軟件對(duì)壓力記錄數(shù)據(jù)的定性分析,即通過測(cè)試記錄的壓力響應(yīng),快速估算地層壓力和地層有效滲透率(壓降流度)。軟件主要功能是在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)地層測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理,實(shí)現(xiàn)壓力曲線自動(dòng)繪制,自動(dòng)/手動(dòng)提取壓力曲線特征點(diǎn),壓降/球型模型計(jì)算流度,多點(diǎn)壓力綜合分析泥漿壓力梯度及油/氣/水界面等功能,對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)、測(cè)試質(zhì)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì),最后以圖形化形式輸出生成測(cè)井圖?，F(xiàn)場(chǎng)快速數(shù)據(jù)分析是檢查測(cè)試數(shù)據(jù)質(zhì)量的依據(jù),也是下一步ERCT測(cè)試數(shù)據(jù)定量分析的基礎(chǔ)。

3.2 綜合處理解釋軟件

ERCT地層測(cè)試資料綜合解釋軟件基于ELIS測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)綜合處理解釋平臺(tái)——EGPS系統(tǒng),針對(duì)ERCT地層壓力測(cè)試數(shù)據(jù)建立解析滲流模型,并根據(jù)流體流動(dòng)的達(dá)西滲流特征進(jìn)行流型識(shí)別,分析ERCT測(cè)試資料壓力、流量和時(shí)間的反映關(guān)系,計(jì)算出指導(dǎo)性的壓降流度數(shù)值;對(duì)于符合壓力恢復(fù)分析方法條件的測(cè)點(diǎn),能夠計(jì)算出球形流地層壓力及流度、徑相流地層壓力及流度?；诘貙訅毫εc深度的分布關(guān)系,計(jì)算出全井段各層位的壓力梯度,并根據(jù)壓力梯度大小解釋得出全井段油水層分布,計(jì)算油水(氣油)界面。最終根據(jù)以上解釋成果,用5種方法進(jìn)行測(cè)試點(diǎn)產(chǎn)能預(yù)測(cè)。

4 渤海油田應(yīng)用

ERCT地層測(cè)試器自2009年實(shí)現(xiàn)技術(shù)定型后,首批產(chǎn)業(yè)化制造儀器于2010年4月交付現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)。截止2011年7月先后在渤海油田和緬甸C2區(qū)塊投入地層測(cè)試作業(yè)服務(wù),共計(jì)作業(yè)20井次,作業(yè)時(shí)效100%,無井口損失時(shí)間,體現(xiàn)出了很高的可靠性。

下面以渤海某井X1為例,介紹ERCT工程化樣機(jī)在渤海作業(yè)應(yīng)用的具體情況。

井況信息：

井別：預(yù)探井

測(cè)量段井徑：12.5 in

泥漿類型：PEM

泥漿比重：1.3 g/cc

井底溫度：108℃

測(cè)井作業(yè)組合：①電法/聲波;②放射性;③地層測(cè)試;④井壁取芯

在2 710 m～2 721 m鉆遇一套砂層,從常規(guī)測(cè)井曲線可以排除是水層的可能性,中子—密度交會(huì)情況看基本沒有氣層特征,見圖2,通常這種曲線為油層特征,但是也存在中子—密度交會(huì)特征不明顯的氣層。

圖2 X1井2 700 m～2 725 m測(cè)井圖

資料計(jì)算的上部地層流體密度為0.857 9 g/cm在該層設(shè)計(jì)了3個(gè) ERCT測(cè)壓深度點(diǎn),應(yīng)用測(cè)壓3,如圖3所示,證明了上述砂層為油層,此外3深度點(diǎn)的測(cè)壓資料還可以得到相應(yīng)深度的地層滲透率。

圖3 X1井測(cè)壓數(shù)據(jù)圖

為了得到該層的原油高壓物性資料,在2 720 m進(jìn)行PVT取樣,取樣前泵抽排泥漿濾液過程中流動(dòng)壓力高于3 700 psi=25.517 MPa,ERCT具有過壓取樣的功能,給樣品加壓后取樣筒內(nèi)的壓力高于地層壓力,使樣品由井下提到地面在溫度降低的情況下不因壓力低于泡點(diǎn)壓力而脫氣。樣品提到地面后經(jīng)測(cè)試,在室溫下的壓力為32.77 MPa。

對(duì)PVT樣品進(jìn)行分析可以得到包括泡點(diǎn)壓力、氣油比在內(nèi)的參數(shù)和油藏溫度下原油粘度與壓力的關(guān)系曲線等。PVT樣品參數(shù)見表1。

分析得到的原油飽和壓力8.24 MPa,在PVT樣品取樣泵抽過程中的流動(dòng)壓力和樣品到達(dá)地面的打開壓力都高于原油飽和壓力,整個(gè)過程中沒有發(fā)生脫氣現(xiàn)象,所以該P(yáng)VT樣品為有效樣品。

表1 PVT樣品參數(shù)表

5 結(jié) 論

通過ERCT在渤海地區(qū)的使用情況看應(yīng)用效果好,從解決問題能力方面形成如下結(jié)論：

1)用ERCT測(cè)壓資料計(jì)算的地層流體密度能夠幫助確定地層流體性質(zhì)并確定層內(nèi)不同地層流體的界面。

2)測(cè)井解釋中的疑難層可以通過取樣進(jìn)行驗(yàn)證。

3)對(duì)油氣層可以用 ERCT取PVT樣,以便獲得油氣層的高壓物性參數(shù)并預(yù)測(cè)其產(chǎn)能。

[1] 谷 寧,陶 果,劉書民.電纜地層測(cè)試器在滲透率各向異性地層中的響應(yīng)[J].地球物理學(xué)報(bào),2005,48(1)

[2] 陸大衛(wèi),寧從前.MDT測(cè)井技術(shù)在我國陸上油氣勘探中的應(yīng)用[J].中國石油物探,2003,8(1)

[3] 周明高,劉書民,馮永仁,等.鉆井中途油氣層測(cè)試儀(FCT)研究進(jìn)展及其應(yīng)用[J].測(cè)井技術(shù),2008,32(1)

Pang Xishun and Zhou Minggao.Application of the enhanced reservoir characteristic tester to Bohai oilfield.

Yu Qiang,Liu Shukong,Liu Shumin,Feng Yongren,

This paper introduces the development and application of an enhanced reservoir characteristics tester(ERCTTM)from the system structure,equipment characteristics and field operations.On ERCTformation tester equipment,focuses on the structural features and on-site data processing software and gives the operation situation,logging data and analysis of PVT samples of a well in Bohai oilfield.Through the experimental operations of several wells in Bohai oilfield,the function of surface system and downhole tools of ERCT have already been fully verified,achieving the design targets,and has been accepted by the oil company.Now the ERCT tools have been achieved industry manufacture,the first batch of products has been delivered the customers,which are used in Bohai oilfield and oversea market.

formation tester;modular;application

TE353

B

1004-9134(2011)06-0023-03

本項(xiàng)目來源于“十一·五”國家863重大專項(xiàng)——《鉆井中途油氣層測(cè)試儀工程化集成及應(yīng)用(2006AA090101)》

余 強(qiáng),男,1977年生,工程師,西安石油大學(xué)測(cè)試計(jì)量技術(shù)及儀器專業(yè)碩士畢業(yè),目前在中海油田服務(wù)股份有限公司從事地層測(cè)試儀器及方法研究。郵編：101149

2011-05-12

姜 婷)

PI,2011,25(6)：23～25

·計(jì)算機(jī)與通訊技術(shù)·