張兆鑫++王德偉++范云霞

摘要：隨著煤層氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在煤炭勘查階段針對(duì)勘查鉆孔測(cè)試必要的煤層氣（瓦斯）參數(shù)是相關(guān)勘查規(guī)范所要求的，然而，常規(guī)勘查鉆孔不能滿(mǎn)足煤層氣注入/壓降試井方法及設(shè)備的基本要求，要想達(dá)到規(guī)范要求，只能專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)煤層氣井，使鉆探成本大幅度增加。而DST測(cè)試是借助鉆具將壓力計(jì)送入井下，直接獲得煤層氣動(dòng)態(tài)參數(shù)，參數(shù)真實(shí)可靠，解決了在煤炭勘查階段對(duì)煤層氣參數(shù)的獲取工作。本文有針對(duì)性的介紹了將油井DST測(cè)試技術(shù)進(jìn)行工藝改進(jìn)、新的理論計(jì)算和工具組合后，成功在普通地質(zhì)鉆孔進(jìn)行煤層氣動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)試的一套優(yōu)質(zhì)高效的測(cè)試技術(shù)。

關(guān)鍵詞：DST測(cè)試；開(kāi)關(guān)井；壓力

1、前言

DST（drill stem test）—鉆桿地層測(cè)試是使用鉆桿或油管把帶封隔器的地層測(cè)試器下入井中進(jìn)行試油的一種先進(jìn)技術(shù)。它既可以在已下入套管的井中進(jìn)行測(cè)試，也可在未下入套管的裸眼井中進(jìn)行測(cè)試；既可在鉆井完成后進(jìn)行測(cè)試，又可在鉆井中途進(jìn)行測(cè)試。DST測(cè)試減少了儲(chǔ)層受污染的時(shí)間和多種后續(xù)井下工程對(duì)儲(chǔ)層的影響，可以有效保護(hù)儲(chǔ)層，是對(duì)低壓低滲和易污染油氣層提高勘探成功率的有效手段之一。通過(guò)利用DST試井理論和方法在鉆孔中通過(guò)測(cè)試獲取儲(chǔ)層溫度、壓力、壓力系數(shù)，依據(jù)優(yōu)化的軟件系統(tǒng)進(jìn)行綜合分析處理，求取地層滲透率、煤層的有效滲透率、地層壓力、表皮系數(shù)等參數(shù)；對(duì)上述參數(shù)進(jìn)行分析，評(píng)估氣井儲(chǔ)層性質(zhì)，分析氣井的生產(chǎn)能力，了解氣藏動(dòng)態(tài)，進(jìn)而對(duì)煤層氣儲(chǔ)層地質(zhì)開(kāi)發(fā)作出評(píng)價(jià)。

2、試井技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)與現(xiàn)狀

自1967年伯爾和韋克利成功研制并獲得美國(guó)專(zhuān)利的世界第一套地層測(cè)試器以來(lái)，地層測(cè)試技術(shù)已經(jīng)獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展，各類(lèi)成套的先進(jìn)地層測(cè)試器，逐漸滿(mǎn)足了陸地和海上油井及天然氣井測(cè)試技術(shù)的各種需要。在美國(guó)從事地層測(cè)試技術(shù)開(kāi)發(fā)研究和設(shè)測(cè)試備制造的諸多公司，其設(shè)備代表著世界先進(jìn)水平，結(jié)構(gòu)各異，各具特色，但是，其地層測(cè)試器的工作原理基本相同。我國(guó)于20世紀(jì)70年代末引進(jìn)地層測(cè)試技術(shù)，90年代頒布了行業(yè)規(guī)范，利用這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行探井試油，現(xiàn)今已達(dá)到了試油總層數(shù)的80%以上，提高了我國(guó)試油技術(shù)的整體水平，加快了我國(guó)油氣勘探開(kāi)發(fā)的進(jìn)程。20世紀(jì)90年代，地層測(cè)試進(jìn)入了煤層氣試驗(yàn)井領(lǐng)域。煤層含氣性和儲(chǔ)層特征檢測(cè)，是煤層氣開(kāi)發(fā)利用前期研究的兩個(gè)重要方面。煤層含氣性相關(guān)參數(shù)在已往的勘查、開(kāi)采階段，通過(guò)鉆孔及礦山取樣均可獲得，而煤層氣儲(chǔ)層資料，在煤礦山開(kāi)采前的地質(zhì)勘查階段，需通過(guò)試井測(cè)試獲取。

3、DST試井基本原理

用鉆具（鉆桿或油管）將壓力溫度記錄儀、篩管、封隔器、測(cè)試閥、等工具一起下入待測(cè)試層段，讓封隔膠筒膨脹坐封在測(cè)試層上部，將其它層段及鉆井液與測(cè)試層隔開(kāi)，然后由地面控制將測(cè)試閥打開(kāi)，讓地層流體經(jīng)篩管的孔道和測(cè)試閥流入測(cè)試管柱，通向地面；關(guān)閉測(cè)試閥，鉆具內(nèi)的壓力記錄儀記錄下關(guān)井壓力恢復(fù)數(shù)據(jù)；整個(gè)測(cè)試過(guò)程記錄在機(jī)械壓力計(jì)的一張金屬卡片上和電子壓力計(jì)的儲(chǔ)存塊上，根據(jù)壓力，溫度記錄儀和電子壓力計(jì)錄入的壓力溫度數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出地層和流體的特性參數(shù)，并能夠及時(shí)對(duì)儲(chǔ)層作出評(píng)價(jià)、解釋測(cè)試層的特性和產(chǎn)能性質(zhì)。

4、DST試井能夠測(cè)試的有效參數(shù)

在鉆井過(guò)程中或完井之后，利用鉆具（鉆桿或管柱）將地層測(cè)試器下入待測(cè)層段，進(jìn)行地層測(cè)試，獲取動(dòng)態(tài)下的地層流體樣品類(lèi)型，產(chǎn)量，地層壓力隨測(cè)試時(shí)間變化曲線、壓力衰竭等各項(xiàng)資料。對(duì)這些資料進(jìn)行提取、分析、計(jì)算，可得到以下幾項(xiàng)主要參數(shù)：

（1）滲透率：這是實(shí)測(cè)的流體在巖石孔隙中流動(dòng)時(shí)的平均有效滲透率。

（2）地層損害粘度：由于地層被鉆井液或固井液等侵入以及地層部分被打開(kāi)等多種因素影響，致使井筒附近的滲透率降低，造成產(chǎn)量減少，通過(guò)測(cè)試可以計(jì)算出地層堵塞比和表皮系數(shù)。

（3）油氣藏壓力：通過(guò)關(guān)井測(cè)得的壓力恢復(fù)可以外推出測(cè)試層油氣臧的原始?jí)毫Α?/p>

（4）測(cè)試半徑：在測(cè)試過(guò)程中由于地層流體發(fā)生物理位移，對(duì)一定距離的地層將產(chǎn)生作用，這個(gè)距離稱(chēng)為測(cè)試半徑，也稱(chēng)調(diào)查半徑。利用這個(gè)參數(shù)可以確定井距大小。

（5）邊界顯示：在測(cè)試半徑內(nèi)若有斷層或地界存在，可通過(guò)壓力變化分析計(jì)算出距離，另外借助于其他資料，也可以確定邊界異常的類(lèi)型。

5、DST試井的工作程序

首先將封隔器、過(guò)濾器、旁通器、多流器（包括控制器、開(kāi)關(guān)閥等）等組成完成的測(cè)試器并按照一定的順序連接在鉆桿端部下入待測(cè)井中。當(dāng)測(cè)試器下放到預(yù)定位置（測(cè)試層位），讓封隔器坐封。如果井深小于800米，此時(shí)需要通過(guò)井臺(tái)進(jìn)行增壓，使封隔器坐封嚴(yán)密。如果測(cè)試井很深，地層壓力很高，則需要在管柱內(nèi)沖水，此法稱(chēng)之為水墊。水墊的高度以控制初開(kāi)井誘噴壓差為150～200個(gè)大氣壓左右時(shí)來(lái)確定。然后進(jìn)行初開(kāi)井，此時(shí)打開(kāi)測(cè)試閥門(mén)，進(jìn)行誘噴，目的是通過(guò)強(qiáng)烈的引流作用，沖開(kāi)地層堵塞，一般初開(kāi)井的時(shí)間為5～10min。緊接著進(jìn)行初關(guān)井，此時(shí)需關(guān)閉測(cè)試閥門(mén)，迫使地層壓力恢復(fù)。一般初關(guān)井的時(shí)間為初開(kāi)井時(shí)間的2～4倍，從而測(cè)得更加準(zhǔn)確的原始地層壓力資料。在經(jīng)過(guò)初開(kāi)、初關(guān)井之后，此時(shí)根據(jù)誘噴情況可以重復(fù)進(jìn)行一次或數(shù)次開(kāi)、關(guān)井，目的是為了疏通近井地層的污染，破除井壁堵塞。當(dāng)流體逐步達(dá)到清潔狀態(tài)后，即可進(jìn)行求產(chǎn)工作。一般將最后一次關(guān)井稱(chēng)為終關(guān)井。當(dāng)?shù)貙訅毫χ饾u恢復(fù)，求產(chǎn)測(cè)試結(jié)束后即可關(guān)閉測(cè)試閥門(mén)進(jìn)行終關(guān)井。此時(shí)將測(cè)得地層壓力的恢復(fù)資料，當(dāng)壓力穩(wěn)定后，就可以結(jié)束全部測(cè)試工作并隨鉆起出井筒內(nèi)的測(cè)試儀器。

6、DST試井操作程序

（1）測(cè)試工具扣一定要上緊，特別是一些鉆桿扣和特殊扣更應(yīng)如此，以保證測(cè)試設(shè)備以及鉆井的安全。

（2）測(cè)試設(shè)備入井前必須對(duì)鉆孔進(jìn)行清理，要求提供被測(cè)井的測(cè)井曲線，了解井徑、巖性、厚度等基本參數(shù)，這是安全測(cè)試的前提條件。

（3）測(cè)試設(shè)備組串，做到一絲一封，以保證其密封性。組串后的測(cè)試設(shè)備及相關(guān)鉆具要求搬動(dòng)中要穩(wěn)拿輕放，與提拉鉆桿連接時(shí)，不得有磕碰、撞擊。

（4）設(shè)備入井上提下放過(guò)程中，若遇卡鉆時(shí)一定不能強(qiáng)行提拉下放，要勤活動(dòng)，慢起慢下。

（5）起下鉆要平穩(wěn)，下鉆速度控制在每小時(shí)20根立根左右為宜，速度不可過(guò)快。

（6）增壓坐封時(shí)，一次加壓2～4噸為宜，不可盲目加大井臺(tái)壓力。

（7）下井過(guò)程中，時(shí)刻觀察環(huán)空情況和重表懸重。以驗(yàn)證管柱電子儀是否滲漏。

（8）封隔器坐封后嚴(yán)密觀察環(huán)空液面變化，若發(fā)現(xiàn)液面快速下降，要立即上提管柱關(guān)閉測(cè)試器，改位置重新坐封，或分析原因，再作處理。

（9）測(cè)試設(shè)備下入井底后，鉆塔提升機(jī)構(gòu)鋼繩放松，不得負(fù)載，可不摘鉤。鉆具上余在地面最好控制在1m左右，便于觀察管柱內(nèi)鉆井液面的變化。

（10）起井時(shí)井口崗位人員緊盯拉力表指示重量顯示器，當(dāng)設(shè)備完全解封后，勻速提出鉆具及設(shè)備，出井設(shè)備同樣要求不得有磕碰或撞擊。

（11）測(cè)試工具組串崗位人員負(fù)責(zé)清點(diǎn)設(shè)備及其附件，保證無(wú)遺漏，方可離開(kāi)井場(chǎng)并做好現(xiàn)場(chǎng)記錄，不管遇到什么特殊情況，一定要及時(shí)、準(zhǔn)確作好記錄以備核查。

（12）試井設(shè)備出井后，及時(shí)回放存儲(chǔ)式壓力計(jì)的數(shù)據(jù)曲線，判定測(cè)試的成敗。如果曲線正常，說(shuō)明試井成功，試井隊(duì)伍準(zhǔn)備收隊(duì)；如若曲線異常，初步分析失敗的原因，并研究確定下一步的試井工作。

7、DST試井測(cè)試過(guò)程與成果解釋

8、存在問(wèn)題及下一步研究方向

在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試過(guò)程中，測(cè)試的成功率主要取決于一是封隔器的坐封效果，二是開(kāi)關(guān)器運(yùn)行。封隔器的坐封效果與鉆井的鉆探質(zhì)量又密切相關(guān)，坐封層段的巖性、井徑的大小、井壁的完整程度等都會(huì)影響封隔器的坐封效果，因此，只有尋找到更好的方法，能夠使封隔器的密封性更好，減少鉆井現(xiàn)場(chǎng)影響因素，才能進(jìn)一步有效的提高DST測(cè)試方法試井的成功率。endprint

摘要：隨著煤層氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在煤炭勘查階段針對(duì)勘查鉆孔測(cè)試必要的煤層氣（瓦斯）參數(shù)是相關(guān)勘查規(guī)范所要求的，然而，常規(guī)勘查鉆孔不能滿(mǎn)足煤層氣注入/壓降試井方法及設(shè)備的基本要求，要想達(dá)到規(guī)范要求，只能專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)煤層氣井，使鉆探成本大幅度增加。而DST測(cè)試是借助鉆具將壓力計(jì)送入井下，直接獲得煤層氣動(dòng)態(tài)參數(shù)，參數(shù)真實(shí)可靠，解決了在煤炭勘查階段對(duì)煤層氣參數(shù)的獲取工作。本文有針對(duì)性的介紹了將油井DST測(cè)試技術(shù)進(jìn)行工藝改進(jìn)、新的理論計(jì)算和工具組合后，成功在普通地質(zhì)鉆孔進(jìn)行煤層氣動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)試的一套優(yōu)質(zhì)高效的測(cè)試技術(shù)。

關(guān)鍵詞：DST測(cè)試；開(kāi)關(guān)井；壓力

1、前言

DST（drill stem test）—鉆桿地層測(cè)試是使用鉆桿或油管把帶封隔器的地層測(cè)試器下入井中進(jìn)行試油的一種先進(jìn)技術(shù)。它既可以在已下入套管的井中進(jìn)行測(cè)試，也可在未下入套管的裸眼井中進(jìn)行測(cè)試；既可在鉆井完成后進(jìn)行測(cè)試，又可在鉆井中途進(jìn)行測(cè)試。DST測(cè)試減少了儲(chǔ)層受污染的時(shí)間和多種后續(xù)井下工程對(duì)儲(chǔ)層的影響，可以有效保護(hù)儲(chǔ)層，是對(duì)低壓低滲和易污染油氣層提高勘探成功率的有效手段之一。通過(guò)利用DST試井理論和方法在鉆孔中通過(guò)測(cè)試獲取儲(chǔ)層溫度、壓力、壓力系數(shù)，依據(jù)優(yōu)化的軟件系統(tǒng)進(jìn)行綜合分析處理，求取地層滲透率、煤層的有效滲透率、地層壓力、表皮系數(shù)等參數(shù)；對(duì)上述參數(shù)進(jìn)行分析，評(píng)估氣井儲(chǔ)層性質(zhì)，分析氣井的生產(chǎn)能力，了解氣藏動(dòng)態(tài)，進(jìn)而對(duì)煤層氣儲(chǔ)層地質(zhì)開(kāi)發(fā)作出評(píng)價(jià)。

2、試井技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)與現(xiàn)狀

自1967年伯爾和韋克利成功研制并獲得美國(guó)專(zhuān)利的世界第一套地層測(cè)試器以來(lái)，地層測(cè)試技術(shù)已經(jīng)獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展，各類(lèi)成套的先進(jìn)地層測(cè)試器，逐漸滿(mǎn)足了陸地和海上油井及天然氣井測(cè)試技術(shù)的各種需要。在美國(guó)從事地層測(cè)試技術(shù)開(kāi)發(fā)研究和設(shè)測(cè)試備制造的諸多公司，其設(shè)備代表著世界先進(jìn)水平，結(jié)構(gòu)各異，各具特色，但是，其地層測(cè)試器的工作原理基本相同。我國(guó)于20世紀(jì)70年代末引進(jìn)地層測(cè)試技術(shù)，90年代頒布了行業(yè)規(guī)范，利用這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行探井試油，現(xiàn)今已達(dá)到了試油總層數(shù)的80%以上，提高了我國(guó)試油技術(shù)的整體水平，加快了我國(guó)油氣勘探開(kāi)發(fā)的進(jìn)程。20世紀(jì)90年代，地層測(cè)試進(jìn)入了煤層氣試驗(yàn)井領(lǐng)域。煤層含氣性和儲(chǔ)層特征檢測(cè)，是煤層氣開(kāi)發(fā)利用前期研究的兩個(gè)重要方面。煤層含氣性相關(guān)參數(shù)在已往的勘查、開(kāi)采階段，通過(guò)鉆孔及礦山取樣均可獲得，而煤層氣儲(chǔ)層資料，在煤礦山開(kāi)采前的地質(zhì)勘查階段，需通過(guò)試井測(cè)試獲取。

3、DST試井基本原理

用鉆具（鉆桿或油管）將壓力溫度記錄儀、篩管、封隔器、測(cè)試閥、等工具一起下入待測(cè)試層段，讓封隔膠筒膨脹坐封在測(cè)試層上部，將其它層段及鉆井液與測(cè)試層隔開(kāi)，然后由地面控制將測(cè)試閥打開(kāi)，讓地層流體經(jīng)篩管的孔道和測(cè)試閥流入測(cè)試管柱，通向地面；關(guān)閉測(cè)試閥，鉆具內(nèi)的壓力記錄儀記錄下關(guān)井壓力恢復(fù)數(shù)據(jù)；整個(gè)測(cè)試過(guò)程記錄在機(jī)械壓力計(jì)的一張金屬卡片上和電子壓力計(jì)的儲(chǔ)存塊上，根據(jù)壓力，溫度記錄儀和電子壓力計(jì)錄入的壓力溫度數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出地層和流體的特性參數(shù)，并能夠及時(shí)對(duì)儲(chǔ)層作出評(píng)價(jià)、解釋測(cè)試層的特性和產(chǎn)能性質(zhì)。

4、DST試井能夠測(cè)試的有效參數(shù)

在鉆井過(guò)程中或完井之后，利用鉆具（鉆桿或管柱）將地層測(cè)試器下入待測(cè)層段，進(jìn)行地層測(cè)試，獲取動(dòng)態(tài)下的地層流體樣品類(lèi)型，產(chǎn)量，地層壓力隨測(cè)試時(shí)間變化曲線、壓力衰竭等各項(xiàng)資料。對(duì)這些資料進(jìn)行提取、分析、計(jì)算，可得到以下幾項(xiàng)主要參數(shù)：

（1）滲透率：這是實(shí)測(cè)的流體在巖石孔隙中流動(dòng)時(shí)的平均有效滲透率。

（2）地層損害粘度：由于地層被鉆井液或固井液等侵入以及地層部分被打開(kāi)等多種因素影響，致使井筒附近的滲透率降低，造成產(chǎn)量減少，通過(guò)測(cè)試可以計(jì)算出地層堵塞比和表皮系數(shù)。

（3）油氣藏壓力：通過(guò)關(guān)井測(cè)得的壓力恢復(fù)可以外推出測(cè)試層油氣臧的原始?jí)毫Α?/p>

（4）測(cè)試半徑：在測(cè)試過(guò)程中由于地層流體發(fā)生物理位移，對(duì)一定距離的地層將產(chǎn)生作用，這個(gè)距離稱(chēng)為測(cè)試半徑，也稱(chēng)調(diào)查半徑。利用這個(gè)參數(shù)可以確定井距大小。

（5）邊界顯示：在測(cè)試半徑內(nèi)若有斷層或地界存在，可通過(guò)壓力變化分析計(jì)算出距離，另外借助于其他資料，也可以確定邊界異常的類(lèi)型。

5、DST試井的工作程序

首先將封隔器、過(guò)濾器、旁通器、多流器（包括控制器、開(kāi)關(guān)閥等）等組成完成的測(cè)試器并按照一定的順序連接在鉆桿端部下入待測(cè)井中。當(dāng)測(cè)試器下放到預(yù)定位置（測(cè)試層位），讓封隔器坐封。如果井深小于800米，此時(shí)需要通過(guò)井臺(tái)進(jìn)行增壓，使封隔器坐封嚴(yán)密。如果測(cè)試井很深，地層壓力很高，則需要在管柱內(nèi)沖水，此法稱(chēng)之為水墊。水墊的高度以控制初開(kāi)井誘噴壓差為150～200個(gè)大氣壓左右時(shí)來(lái)確定。然后進(jìn)行初開(kāi)井，此時(shí)打開(kāi)測(cè)試閥門(mén)，進(jìn)行誘噴，目的是通過(guò)強(qiáng)烈的引流作用，沖開(kāi)地層堵塞，一般初開(kāi)井的時(shí)間為5～10min。緊接著進(jìn)行初關(guān)井，此時(shí)需關(guān)閉測(cè)試閥門(mén)，迫使地層壓力恢復(fù)。一般初關(guān)井的時(shí)間為初開(kāi)井時(shí)間的2～4倍，從而測(cè)得更加準(zhǔn)確的原始地層壓力資料。在經(jīng)過(guò)初開(kāi)、初關(guān)井之后，此時(shí)根據(jù)誘噴情況可以重復(fù)進(jìn)行一次或數(shù)次開(kāi)、關(guān)井，目的是為了疏通近井地層的污染，破除井壁堵塞。當(dāng)流體逐步達(dá)到清潔狀態(tài)后，即可進(jìn)行求產(chǎn)工作。一般將最后一次關(guān)井稱(chēng)為終關(guān)井。當(dāng)?shù)貙訅毫χ饾u恢復(fù)，求產(chǎn)測(cè)試結(jié)束后即可關(guān)閉測(cè)試閥門(mén)進(jìn)行終關(guān)井。此時(shí)將測(cè)得地層壓力的恢復(fù)資料，當(dāng)壓力穩(wěn)定后，就可以結(jié)束全部測(cè)試工作并隨鉆起出井筒內(nèi)的測(cè)試儀器。

6、DST試井操作程序

（1）測(cè)試工具扣一定要上緊，特別是一些鉆桿扣和特殊扣更應(yīng)如此，以保證測(cè)試設(shè)備以及鉆井的安全。

（2）測(cè)試設(shè)備入井前必須對(duì)鉆孔進(jìn)行清理，要求提供被測(cè)井的測(cè)井曲線，了解井徑、巖性、厚度等基本參數(shù)，這是安全測(cè)試的前提條件。

（3）測(cè)試設(shè)備組串，做到一絲一封，以保證其密封性。組串后的測(cè)試設(shè)備及相關(guān)鉆具要求搬動(dòng)中要穩(wěn)拿輕放，與提拉鉆桿連接時(shí)，不得有磕碰、撞擊。

（4）設(shè)備入井上提下放過(guò)程中，若遇卡鉆時(shí)一定不能強(qiáng)行提拉下放，要勤活動(dòng)，慢起慢下。

（5）起下鉆要平穩(wěn)，下鉆速度控制在每小時(shí)20根立根左右為宜，速度不可過(guò)快。

（6）增壓坐封時(shí)，一次加壓2～4噸為宜，不可盲目加大井臺(tái)壓力。

（7）下井過(guò)程中，時(shí)刻觀察環(huán)空情況和重表懸重。以驗(yàn)證管柱電子儀是否滲漏。

（8）封隔器坐封后嚴(yán)密觀察環(huán)空液面變化，若發(fā)現(xiàn)液面快速下降，要立即上提管柱關(guān)閉測(cè)試器，改位置重新坐封，或分析原因，再作處理。

（9）測(cè)試設(shè)備下入井底后，鉆塔提升機(jī)構(gòu)鋼繩放松，不得負(fù)載，可不摘鉤。鉆具上余在地面最好控制在1m左右，便于觀察管柱內(nèi)鉆井液面的變化。

（10）起井時(shí)井口崗位人員緊盯拉力表指示重量顯示器，當(dāng)設(shè)備完全解封后，勻速提出鉆具及設(shè)備，出井設(shè)備同樣要求不得有磕碰或撞擊。

（11）測(cè)試工具組串崗位人員負(fù)責(zé)清點(diǎn)設(shè)備及其附件，保證無(wú)遺漏，方可離開(kāi)井場(chǎng)并做好現(xiàn)場(chǎng)記錄，不管遇到什么特殊情況，一定要及時(shí)、準(zhǔn)確作好記錄以備核查。

（12）試井設(shè)備出井后，及時(shí)回放存儲(chǔ)式壓力計(jì)的數(shù)據(jù)曲線，判定測(cè)試的成敗。如果曲線正常，說(shuō)明試井成功，試井隊(duì)伍準(zhǔn)備收隊(duì)；如若曲線異常，初步分析失敗的原因，并研究確定下一步的試井工作。

7、DST試井測(cè)試過(guò)程與成果解釋

8、存在問(wèn)題及下一步研究方向

在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試過(guò)程中，測(cè)試的成功率主要取決于一是封隔器的坐封效果，二是開(kāi)關(guān)器運(yùn)行。封隔器的坐封效果與鉆井的鉆探質(zhì)量又密切相關(guān)，坐封層段的巖性、井徑的大小、井壁的完整程度等都會(huì)影響封隔器的坐封效果，因此，只有尋找到更好的方法，能夠使封隔器的密封性更好，減少鉆井現(xiàn)場(chǎng)影響因素，才能進(jìn)一步有效的提高DST測(cè)試方法試井的成功率。endprint

摘要：隨著煤層氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在煤炭勘查階段針對(duì)勘查鉆孔測(cè)試必要的煤層氣（瓦斯）參數(shù)是相關(guān)勘查規(guī)范所要求的，然而，常規(guī)勘查鉆孔不能滿(mǎn)足煤層氣注入/壓降試井方法及設(shè)備的基本要求，要想達(dá)到規(guī)范要求，只能專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)煤層氣井，使鉆探成本大幅度增加。而DST測(cè)試是借助鉆具將壓力計(jì)送入井下，直接獲得煤層氣動(dòng)態(tài)參數(shù)，參數(shù)真實(shí)可靠，解決了在煤炭勘查階段對(duì)煤層氣參數(shù)的獲取工作。本文有針對(duì)性的介紹了將油井DST測(cè)試技術(shù)進(jìn)行工藝改進(jìn)、新的理論計(jì)算和工具組合后，成功在普通地質(zhì)鉆孔進(jìn)行煤層氣動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)試的一套優(yōu)質(zhì)高效的測(cè)試技術(shù)。

關(guān)鍵詞：DST測(cè)試；開(kāi)關(guān)井；壓力

1、前言

DST（drill stem test）—鉆桿地層測(cè)試是使用鉆桿或油管把帶封隔器的地層測(cè)試器下入井中進(jìn)行試油的一種先進(jìn)技術(shù)。它既可以在已下入套管的井中進(jìn)行測(cè)試，也可在未下入套管的裸眼井中進(jìn)行測(cè)試；既可在鉆井完成后進(jìn)行測(cè)試，又可在鉆井中途進(jìn)行測(cè)試。DST測(cè)試減少了儲(chǔ)層受污染的時(shí)間和多種后續(xù)井下工程對(duì)儲(chǔ)層的影響，可以有效保護(hù)儲(chǔ)層，是對(duì)低壓低滲和易污染油氣層提高勘探成功率的有效手段之一。通過(guò)利用DST試井理論和方法在鉆孔中通過(guò)測(cè)試獲取儲(chǔ)層溫度、壓力、壓力系數(shù)，依據(jù)優(yōu)化的軟件系統(tǒng)進(jìn)行綜合分析處理，求取地層滲透率、煤層的有效滲透率、地層壓力、表皮系數(shù)等參數(shù)；對(duì)上述參數(shù)進(jìn)行分析，評(píng)估氣井儲(chǔ)層性質(zhì)，分析氣井的生產(chǎn)能力，了解氣藏動(dòng)態(tài)，進(jìn)而對(duì)煤層氣儲(chǔ)層地質(zhì)開(kāi)發(fā)作出評(píng)價(jià)。

2、試井技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)與現(xiàn)狀

自1967年伯爾和韋克利成功研制并獲得美國(guó)專(zhuān)利的世界第一套地層測(cè)試器以來(lái)，地層測(cè)試技術(shù)已經(jīng)獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展，各類(lèi)成套的先進(jìn)地層測(cè)試器，逐漸滿(mǎn)足了陸地和海上油井及天然氣井測(cè)試技術(shù)的各種需要。在美國(guó)從事地層測(cè)試技術(shù)開(kāi)發(fā)研究和設(shè)測(cè)試備制造的諸多公司，其設(shè)備代表著世界先進(jìn)水平，結(jié)構(gòu)各異，各具特色，但是，其地層測(cè)試器的工作原理基本相同。我國(guó)于20世紀(jì)70年代末引進(jìn)地層測(cè)試技術(shù)，90年代頒布了行業(yè)規(guī)范，利用這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行探井試油，現(xiàn)今已達(dá)到了試油總層數(shù)的80%以上，提高了我國(guó)試油技術(shù)的整體水平，加快了我國(guó)油氣勘探開(kāi)發(fā)的進(jìn)程。20世紀(jì)90年代，地層測(cè)試進(jìn)入了煤層氣試驗(yàn)井領(lǐng)域。煤層含氣性和儲(chǔ)層特征檢測(cè)，是煤層氣開(kāi)發(fā)利用前期研究的兩個(gè)重要方面。煤層含氣性相關(guān)參數(shù)在已往的勘查、開(kāi)采階段，通過(guò)鉆孔及礦山取樣均可獲得，而煤層氣儲(chǔ)層資料，在煤礦山開(kāi)采前的地質(zhì)勘查階段，需通過(guò)試井測(cè)試獲取。

3、DST試井基本原理

用鉆具（鉆桿或油管）將壓力溫度記錄儀、篩管、封隔器、測(cè)試閥、等工具一起下入待測(cè)試層段，讓封隔膠筒膨脹坐封在測(cè)試層上部，將其它層段及鉆井液與測(cè)試層隔開(kāi)，然后由地面控制將測(cè)試閥打開(kāi)，讓地層流體經(jīng)篩管的孔道和測(cè)試閥流入測(cè)試管柱，通向地面；關(guān)閉測(cè)試閥，鉆具內(nèi)的壓力記錄儀記錄下關(guān)井壓力恢復(fù)數(shù)據(jù)；整個(gè)測(cè)試過(guò)程記錄在機(jī)械壓力計(jì)的一張金屬卡片上和電子壓力計(jì)的儲(chǔ)存塊上，根據(jù)壓力，溫度記錄儀和電子壓力計(jì)錄入的壓力溫度數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出地層和流體的特性參數(shù)，并能夠及時(shí)對(duì)儲(chǔ)層作出評(píng)價(jià)、解釋測(cè)試層的特性和產(chǎn)能性質(zhì)。

4、DST試井能夠測(cè)試的有效參數(shù)

在鉆井過(guò)程中或完井之后，利用鉆具（鉆桿或管柱）將地層測(cè)試器下入待測(cè)層段，進(jìn)行地層測(cè)試，獲取動(dòng)態(tài)下的地層流體樣品類(lèi)型，產(chǎn)量，地層壓力隨測(cè)試時(shí)間變化曲線、壓力衰竭等各項(xiàng)資料。對(duì)這些資料進(jìn)行提取、分析、計(jì)算，可得到以下幾項(xiàng)主要參數(shù)：

（1）滲透率：這是實(shí)測(cè)的流體在巖石孔隙中流動(dòng)時(shí)的平均有效滲透率。

（2）地層損害粘度：由于地層被鉆井液或固井液等侵入以及地層部分被打開(kāi)等多種因素影響，致使井筒附近的滲透率降低，造成產(chǎn)量減少，通過(guò)測(cè)試可以計(jì)算出地層堵塞比和表皮系數(shù)。

（3）油氣藏壓力：通過(guò)關(guān)井測(cè)得的壓力恢復(fù)可以外推出測(cè)試層油氣臧的原始?jí)毫Α?/p>

（4）測(cè)試半徑：在測(cè)試過(guò)程中由于地層流體發(fā)生物理位移，對(duì)一定距離的地層將產(chǎn)生作用，這個(gè)距離稱(chēng)為測(cè)試半徑，也稱(chēng)調(diào)查半徑。利用這個(gè)參數(shù)可以確定井距大小。

（5）邊界顯示：在測(cè)試半徑內(nèi)若有斷層或地界存在，可通過(guò)壓力變化分析計(jì)算出距離，另外借助于其他資料，也可以確定邊界異常的類(lèi)型。

5、DST試井的工作程序

首先將封隔器、過(guò)濾器、旁通器、多流器（包括控制器、開(kāi)關(guān)閥等）等組成完成的測(cè)試器并按照一定的順序連接在鉆桿端部下入待測(cè)井中。當(dāng)測(cè)試器下放到預(yù)定位置（測(cè)試層位），讓封隔器坐封。如果井深小于800米，此時(shí)需要通過(guò)井臺(tái)進(jìn)行增壓，使封隔器坐封嚴(yán)密。如果測(cè)試井很深，地層壓力很高，則需要在管柱內(nèi)沖水，此法稱(chēng)之為水墊。水墊的高度以控制初開(kāi)井誘噴壓差為150～200個(gè)大氣壓左右時(shí)來(lái)確定。然后進(jìn)行初開(kāi)井，此時(shí)打開(kāi)測(cè)試閥門(mén)，進(jìn)行誘噴，目的是通過(guò)強(qiáng)烈的引流作用，沖開(kāi)地層堵塞，一般初開(kāi)井的時(shí)間為5～10min。緊接著進(jìn)行初關(guān)井，此時(shí)需關(guān)閉測(cè)試閥門(mén)，迫使地層壓力恢復(fù)。一般初關(guān)井的時(shí)間為初開(kāi)井時(shí)間的2～4倍，從而測(cè)得更加準(zhǔn)確的原始地層壓力資料。在經(jīng)過(guò)初開(kāi)、初關(guān)井之后，此時(shí)根據(jù)誘噴情況可以重復(fù)進(jìn)行一次或數(shù)次開(kāi)、關(guān)井，目的是為了疏通近井地層的污染，破除井壁堵塞。當(dāng)流體逐步達(dá)到清潔狀態(tài)后，即可進(jìn)行求產(chǎn)工作。一般將最后一次關(guān)井稱(chēng)為終關(guān)井。當(dāng)?shù)貙訅毫χ饾u恢復(fù)，求產(chǎn)測(cè)試結(jié)束后即可關(guān)閉測(cè)試閥門(mén)進(jìn)行終關(guān)井。此時(shí)將測(cè)得地層壓力的恢復(fù)資料，當(dāng)壓力穩(wěn)定后，就可以結(jié)束全部測(cè)試工作并隨鉆起出井筒內(nèi)的測(cè)試儀器。

6、DST試井操作程序

（1）測(cè)試工具扣一定要上緊，特別是一些鉆桿扣和特殊扣更應(yīng)如此，以保證測(cè)試設(shè)備以及鉆井的安全。

（2）測(cè)試設(shè)備入井前必須對(duì)鉆孔進(jìn)行清理，要求提供被測(cè)井的測(cè)井曲線，了解井徑、巖性、厚度等基本參數(shù)，這是安全測(cè)試的前提條件。

（3）測(cè)試設(shè)備組串，做到一絲一封，以保證其密封性。組串后的測(cè)試設(shè)備及相關(guān)鉆具要求搬動(dòng)中要穩(wěn)拿輕放，與提拉鉆桿連接時(shí)，不得有磕碰、撞擊。

（4）設(shè)備入井上提下放過(guò)程中，若遇卡鉆時(shí)一定不能強(qiáng)行提拉下放，要勤活動(dòng)，慢起慢下。

（5）起下鉆要平穩(wěn)，下鉆速度控制在每小時(shí)20根立根左右為宜，速度不可過(guò)快。

（6）增壓坐封時(shí)，一次加壓2～4噸為宜，不可盲目加大井臺(tái)壓力。

（7）下井過(guò)程中，時(shí)刻觀察環(huán)空情況和重表懸重。以驗(yàn)證管柱電子儀是否滲漏。

（8）封隔器坐封后嚴(yán)密觀察環(huán)空液面變化，若發(fā)現(xiàn)液面快速下降，要立即上提管柱關(guān)閉測(cè)試器，改位置重新坐封，或分析原因，再作處理。

（9）測(cè)試設(shè)備下入井底后，鉆塔提升機(jī)構(gòu)鋼繩放松，不得負(fù)載，可不摘鉤。鉆具上余在地面最好控制在1m左右，便于觀察管柱內(nèi)鉆井液面的變化。

（10）起井時(shí)井口崗位人員緊盯拉力表指示重量顯示器，當(dāng)設(shè)備完全解封后，勻速提出鉆具及設(shè)備，出井設(shè)備同樣要求不得有磕碰或撞擊。

（11）測(cè)試工具組串崗位人員負(fù)責(zé)清點(diǎn)設(shè)備及其附件，保證無(wú)遺漏，方可離開(kāi)井場(chǎng)并做好現(xiàn)場(chǎng)記錄，不管遇到什么特殊情況，一定要及時(shí)、準(zhǔn)確作好記錄以備核查。

（12）試井設(shè)備出井后，及時(shí)回放存儲(chǔ)式壓力計(jì)的數(shù)據(jù)曲線，判定測(cè)試的成敗。如果曲線正常，說(shuō)明試井成功，試井隊(duì)伍準(zhǔn)備收隊(duì)；如若曲線異常，初步分析失敗的原因，并研究確定下一步的試井工作。

7、DST試井測(cè)試過(guò)程與成果解釋

8、存在問(wèn)題及下一步研究方向

在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試過(guò)程中，測(cè)試的成功率主要取決于一是封隔器的坐封效果，二是開(kāi)關(guān)器運(yùn)行。封隔器的坐封效果與鉆井的鉆探質(zhì)量又密切相關(guān)，坐封層段的巖性、井徑的大小、井壁的完整程度等都會(huì)影響封隔器的坐封效果，因此，只有尋找到更好的方法，能夠使封隔器的密封性更好，減少鉆井現(xiàn)場(chǎng)影響因素，才能進(jìn)一步有效的提高DST測(cè)試方法試井的成功率。endprint