電纜地層測試技術的發展及其在地層和油藏評價中的角色演變

孫華峰,陶 果,周艷敏,陳 寶,杜瑞芳

(1.中國石油大學油氣資源與探測國家重點實驗室,北京102249;2.中國石油大學北京市地球探測與信息技術重點實驗室,北京102249;3.中國石油集團測井有限公司技術中心,陜西西安710021)

電纜地層測試技術的發展及其在地層和油藏評價中的角色演變

孫華峰1,2,陶 果1,2,周艷敏1,2,陳 寶3,杜瑞芳3

(1.中國石油大學油氣資源與探測國家重點實驗室,北京102249;2.中國石油大學北京市地球探測與信息技術重點實驗室,北京102249;3.中國石油集團測井有限公司技術中心,陜西西安710021)

分析了電纜地層測試技術的現狀和發展,探討其在國內外的應用前景和我國電纜地層測試技術的發展目標。電纜地層測試器(W FT)可以完成地層流體取樣、儲層壓力以及地層壓力梯度測試、確定儲層油水界面以及進行儲層滲透率解釋和產能評價,能夠將測井評價提升到油藏評價。井底流體分析儀器(DAF)可以實時測量井下流體詳細的組分、p H值、溫度壓力和密度黏度等;人工神經網絡(ANN)、NMR測井和實驗室PV T測量同井底流體分析(DAF)技術結合可以得到更準確更詳細的地下流體的信息;雙封隔器的改進可以使得2個流體進入口同時監測流體污染情況,以便快速取得較純凈地層流體;管線過濾器可以有效阻止細小顆粒進入儀器管線,避免了探針阻塞和儀器毀壞;探針形狀的改進增加了測試區域,提高了測試的成功率。新的測試方法及其應用可以在一些當前認為比較復雜的儲層如碳酸鹽儲層、裂縫性儲層和薄互層等進行測試。新的方法和技術節省了時間和成本,其測量精度也明顯提高。

測井技術;電纜地層測試;油藏評價;方法;應用;進展

0 引 言

電纜地層測試可以完成地層流體取樣、儲層壓力以及地層壓力梯度測試、確定儲層油水界面以及進行儲層滲透率解釋和產能評價。與常規測井資料估計的地層滲透性相對值、巖心實驗可以測量的小范圍滲透率相比,油藏的管理和開發更需要中等范圍定量化的、存在束縛水條件下的油或氣的滲透率分布特征。電纜地層測試器提供在油藏壓力場條件下獲取的中等范圍有效滲透率參數。新一代多探針電纜地層測試器可在油藏壓力條件下測量水平和垂直滲透率參數,為油藏的管理和開發方案提供依據;還可以用其井筒封隔器與大功率泵抽排模塊相配合進行微壓裂作業,配合特種探針在低孔隙度低滲透率儲層和復雜巖性的碳酸鹽巖和火成巖進行測試作業。套管井和隨鉆條件下的地層測試器也被開發并投入試用。在國內,新一代電纜地層測試儀器的研制才剛剛起步,電纜地層測試器測試工作制度設計和資料解釋方面的研究很少。本文從分析電纜地層測試技術的現狀和發展入手,探討其在國內外的最新技術和應用,對于綜合地質和采油學科,提升測井作業和信息的價值,提高測井行業的地位,促進測井油蔵評價的發展有重大的意義。

1 電纜地層測試儀的發展歷程和現狀

1955年,斯倫貝謝推出第1個商用電纜地層測試器,最初的目的只是用于地層流體取樣,1次下井只能得到1條壓力曲線,取得1次樣品[1]。

20世紀60年代至70年代,斯倫貝謝公司的重復式地層測試器RFT(Repeat Fo rmation Tester)和阿特拉斯公司的多次地層測試器FM T(Formation M ulti Tester)是2代產品[2],主要功能是取樣、測壓。壓力計由原來的彈簧管壓力計發展為應變壓力計和石英壓力計,提高了測試精度。2代產品所測量的低滲透率或低流度地層壓力受泥漿侵入影響較大,常常顯示超壓,這一效應常常使常規的小體積預測試(20 mL)方法得到的儲層壓力結果無效;超壓還增加了鉆機時間成本以及儀器遇卡的可能性;其次是流體取樣大都是污染流體,難以取到真實地層流體;再者,提供的測量參數較少,無法滿足儲層和油藏評價所需求的信息量和測試精度。

20世紀90年代中期,斯倫貝謝和阿特拉斯先后推出了MDT[3]和RCI[4],相對于前2代儀器進行了重大技術革新,其特點就是應用對壓力和溫度反應迅速靈敏的高精度石英壓力計提高了壓力測試精度,減少了井場測壓時間;增加了可精確控制的大功率泵抽排模塊,利用泵抽排功能將泥漿污染流體排出,經多次測量,地層壓力更為精確;采用了井筒雙封隔器技術,由于地層流動面積增大,適合單探針無法解決的低滲透率地層和高滲透率地層,確保地層壓力始終在泡點壓力之上,對防止井眼垮塌具有重要意義;同時也適于在單探針無法解決的裂縫、孔洞及層狀地層中廣泛應用。圖1為MD T儀器具有代表性的不同模塊組合。

斯倫貝謝開發的新型聚焦采樣技術[5](Focused Samp le)是在地層測試儀器上安裝 Quick Sliver Probe的聚焦探針模塊,聚焦取樣模塊同時從取樣地層中心和外圍區域中泵抽流體。最初混合的污染流體均流入這2個區域時不采集流體。而后將屏蔽出液管線和取樣出液管線的流體流動分隔開。流入屏蔽吸入口的流量可以在短時間內增加,所有受污染的流體被吸入屏蔽出液管線。這項技術能夠將泥漿濾液和地層流體分開,保證了采樣質量,使采集到的流體樣品污染程度減少到最低。聚集采樣地層測試儀如圖2所示。

中海油田服務有限公司牽頭研制了第3代電纜地層測試器 FCT(Fo rmation Characterization Tool)[6],其目標是開發和國外MD T等第3代地層測試器技術相當的基本功能型儀器,它可以實現MDT的基本功能。其特點是井下儀器為模塊式短節結構,可根據測井需要組合;重復式地層壓力測試,1次坐封可測量多次壓力;增加了流體泵抽排功能,速度可控;多種地層流體識別模式(光譜、電阻率、電導率);PV T取樣與大容量取樣,1次下井可取得2～6個PV T樣品。

圖1 MDT儀器具有代表性的不同模塊組合

圖2 聚焦采樣式地層測試器

單獨使用W FT在高角度斜井中作業時會因測試時間長而增加測試風險。隨鉆地層測試儀 (FTWD)[7-8]在鉆井的同時可以測量地層孔隙壓力、計算近井的流度、流體分界面及油藏的連通性,實現高效安全生產的目標。FTWD還發展了諸如套管點的選取、泥漿液的比重的確定、采樣點的選取、油藏監測及地質導向等新的用途,擴大了FTWD的使用范圍,為油藏提供重要參數。

無論是在剛下套管的新井還是已下套管的老井,確定其壓力和流體類型都非常重要。最近幾年出現的過套管地層測試器(CHDT)[9](見圖3)可以透過套管、水泥環和巖石測量油氣藏壓力并采集地層流體樣品。這種新型儀器與其他套管井中使用的儀器不同,它可對鉆過的孔眼進行封堵,在測試完成后將地層與井眼封隔開。這一獨特的密封能力不必投入大量的費用修復套管和水泥環即可恢復生產。過套管地層測試對于沒有隨鉆測井資料的新井以及沒有裸眼井測井資料或資料不全的老井可以獲得地層評價資料,從而在老井中評價漏掉的油氣層,或監測油藏的開采剖面及飽和度和壓力的變化。

圖3 過套管地層測試儀

地層測試時經常會遇到高溫高壓等惡劣環境,普通儀器鑒于儀器的性能條件無法在這種環境下正常運行,因為這無論對封隔器還是各種傳感器元件都是極大的挑戰,要求承受比普通地層測試器高許多倍的壓力和溫度。2002年出現了第1代惡劣環境地層測試儀 HSFT-Ⅰ(Hostile Sequential Fo rmation Tester),到2008年已經發展為第2代(HSFT-Ⅱ),并于2009年投放市場。它可以承受450℉和30 000 p si(非法定計量單位,1℉=5/9℃; 1 psi=6.895 kPa,下同)的高溫高壓,并逐漸發展為可以像常規地層測試儀一樣,精確進行流體識別和PV T高質量流體取樣[10]。

2 電纜地層測試資料解釋的研究現狀

對電纜地層測試資料的研究必須首先研究測試過程中流體的滲流規律,研究球形流和柱形流壓力恢復和壓降滲流規律對電纜地層測試資料解釋是非常必要和重要的。1962年,Schlumberger的Moran和Finklea[11]發表了第1篇文章,介紹單探針地層測試器考慮各向異性的壓力瞬時解釋模型,對電纜地層測試器滲流模型研究提出了最基本的理論,提出了劃分流型原則及各向異性問題的解決方法。

1980年 W illiam和B righam[12]等提出了用于球形滲流包括管線儲存效應的拉普拉斯空間解。

1991年,針對Moran和Finklea所建模型存在的缺陷,Waid和 Proett[13-14]等對其進行了修正,修改了有效滲透率的定義,模擬了地層各向異性、地層厚度和水平邊界對電纜地層測試的影響。

20世紀90年代初期,Schlumberger的 Goode和Thambynayagam[15]提出了多探針電纜地層測試器MDT的滲流模型,該模型采用了圓柱狀流形,對觀察探針中的壓力響應給出了詳細描述,對侵入帶測試的影響作了研究。文獻[15]中闡述了各向異性參數的求解方法。但是該模型中沒有考慮管線存儲效應的影響。

1998年,Proett和Wilson[16]提出了時間域解析方法,建立了考慮管線存儲和表皮效應的數學模型;提出用多探針方法測定滲透率、地層的各向異性。

2005年谷寧、陶果和周波[17-20]等根據滲流力學原理,建立了考慮引起管線流動和地層滯后流動的管儲效應,反映地層泥漿侵入引起地層損害的表皮效應的電纜地層測試器油水兩相測量的數學模型,并且引入三維有限元方法,解決復雜邊界問題,使得所建模型更加符合實際地層情況。驗證了模型和程序的可靠性和適用性,開發了模擬程序,在FCT儀器和資料解釋軟件[21]的開發中發揮了重要作用。

某些地層具有各向異性,在執行多探頭電纜地層測試時,無法使用基于地層縱向均質假設建立的多探頭電纜地層測試解釋模型。周艷敏,陶果和谷寧等[22]在2009年用三維有限元方法模擬油水兩相情況下的滲透率各向異性地層地層測試器的響應規律,并對地層測試響應進行物理試驗測試,以驗證模擬結果的可靠性。模擬結果與實驗結果吻合較好,地層流體的流動形態隨著流動時間的增加而變化,滲透率各向異性比越大,單探針壓降和多探針的時間延遲越大。2009年,關富佳、李湘方和許寒冰[23]從儀器探頭組合結構與地層縱向非均質之間的適應性入手,重新設計多探頭電纜地層測試器的探頭組合結構,并給出了相應的測試解釋模型。改進后的測試儀器和相應的解釋模型能夠適應縱向非均質地層的測試參數解釋,同時能夠將原來可以解釋的水平滲透率 Kh和垂直滲透率 Kv參數進一步解釋為在 x方向、y方向和z方向上的滲透率分量 Kx、Ky和Kz。

3 地層測試技術及其在地層和油藏評價中應用的最新進展

3.1 改進的DFA技術

油氣生產項目中儲層流體性質在設計和優化完井及地面生產設施、提高油藏管理效率方面起著關鍵性的作用。描述流體性質的傳統做法是取樣后將流體樣品送往地面PV T實驗室進行測量分析。但是該過程會延誤數據的獲取,難以實時進行開發決策。利用先進的地層取樣和測試工具可以在勘探早期獲得流體數據,對儲層流體性質進行實時井下分析,并對流體的變化進行量化描述[5]。

為進行儲層條件下井下流體實時分析,人們在取樣和測試工具中引入了一系列的井底流體分析(DFA)儀器,可以在收集樣品之前對流體進行分析。早期DFA技術主要基于光譜分析,利用光密度的不同確定流體的性質及樣品污染程度,提供氣油比(GOR)地層水p H值等。

新一代的DFA儀器[24]集多個傳感器于一體,包括2個光譜儀、1個熒光傳感器、1個壓力/溫度傳感器、1個電阻率傳感器和1個密度/黏度傳感器。圖4是新一代DFA儀器示意圖。新的DFA技術相對于傳統DFA技術有了很大的改進,它能實時提供更精確更詳細的光譜信息,得到更詳細的流體組分C1、C2、C3-5、C6+和 CO2;還可以得到 GOR、p H值、壓力、溫度、電阻率、流體密度和特定環境下的黏度等參數,為儲層描述提供更多流體信息。

3.2 改進的雙封隔器技術

現今油氣勘探開發的難點在于裂縫、孔洞、層狀或低滲透率等復雜儲層評價,此類儲層中的完井設計和作業條件更為復雜,產量也受到很大的限制。電纜地層測試器(W FT)的泵抽技術和封隔器技術的發展,使得利用井段壓力瞬態測試(Interval Pressure Transient Testing,IPTT)技術獲得流體樣品及儲層的滲透率,而不受復雜環境的影響[25]。

IPTT技術是在地層測試器上安置雙封隔器模塊,發展類似于鉆桿地層測試的儀器,稱之為小型鉆桿地層測試器(mini-DST)[26-27]。常規的封隔器只有1個進入口[見圖5(a)]。測試時封隔器膨脹封隔住被測試井段,同時大量泥漿被封隔在井段內部,近井眼區域也會有大量泥漿濾液侵入。泵抽開始后地層流體進入井眼與泥漿濾液相混合,由于油水不相容和密度的差異,混合流體會形成分界面。如果只有1個流體進入口,且測試時進入口靠近水層,取樣時會耗費相當長的時間抽取污染流體,而且不能保證取得低污染流體。近來發展的雙口雙封隔器技術有2個流體進入口——上進入口和下進入口[見圖5(b)和圖5(c)],由于流體的分層,通過控制上下2個口的閥門和取樣筒閥門,實時監測流體性質,以便快速取到污染程度較低的流體[28]。

圖4 早期的DFA儀器(左)和新一代的DFA儀器(右)

圖5 雙封隔器和探針組合

3.3 管線過濾器技術

當電纜地層測試器在海底疏松地層取樣時,容易松動的沙粒和固體顆粒可能會隨著流體樣品同時取出,這些懸浮的細小顆粒可能會阻塞探針和管線,使得地層測試和取樣工作被迫提前結束。通常有2種方法可以減少這些細小顆粒的影響,一是盡量避免顆粒的產生;二是利用過濾的手段濾除細小顆粒。傳統的測試方法是盡可能減少壓降、泵抽速度和流量以避免細小顆粒的產生。此外,利用探針中的過濾裝置保護探針,防止在取樣期間細小顆粒進入到儀器中。但這些方法并不完全有效,有時候很多細小的顆粒會隨流體一起進入儀器中。

最近Jackson進一步發展了 Gulf提出的管線過濾器技術[29],將該技術應用于常規電纜地層測試和取樣儀器,解決了松散地層中常規地層測試取樣和聚焦采樣的問題。內置過濾器模塊安裝在探針和泵之間,取樣時過濾器裝置便會阻止細小的顆粒,并將其儲存在過濾器內腔中,使得較為純凈的流體進入到流線中(見圖6)。此類模塊式管線過濾器裝置比傳統的探針過濾器更為先進,可以允許測試或取樣時有一個更大的壓降和流量,同時在不同取樣深度點采用不同型號的過濾網以阻止尺寸大小不同的顆粒,避免了儀器中細小顆粒的不斷積累引起泵阻塞或毀壞。

3.4 橢圓形探針的應用

在碳酸鹽儲層、薄互砂巖層和天然然裂縫性儲層中進行地層測試或者流體取樣時會遇到如探針坐封失敗或干測試等的困難。現有的IPTT可以利用泵和雙封隔器在低滲和非均質儲層進行測試和取樣,但是由于封隔器膨脹和被封隔井段內泥漿清洗的影響,測試時間很長,并且如果井眼垮塌會造成儀器受卡,會有一定的風險。最近出現的橢圓形探針[30-31](Ellip tical Probe)(見圖7)可以幫助克服這些問題,它利用了雙封隔器的優點但是仍然保持了探針的靈活性。橢圓形狀的封隔器可以確保在地層測試和流體取樣期間的有效密封。同標準探針相比較,拉長且平行于井軸的橢圓形接觸面增加了測試時密封區域,能夠減少取樣時間。

橢圓形探針有效改進了在薄互層或致密儲層中同地層的連通性。在這些儲層中,增加的測試區域避免了以往常規探針沒有坐封在較純凈砂巖上造成的測試失敗,因此可以成功地進行地層測試或取樣。目前橢圓形探針主要應用于薄互砂巖層、碳酸鹽巖儲層、裂縫性儲層或者其他一些受井眼條件限制不能使用雙封隔器的情況。

圖6 管線過濾器模塊

3.5 ANN技術在井下流體分析中的應用

人工神經網絡(A rtificial Neural Networks, ANN)通過預先提供的一批相互對應的輸入/輸出數據,分析掌握兩者之間潛在的規律,最終根據這些規律,用新的輸入數據推算輸出結果[32]。

ANN技術在石油工程方面的應用包括鉆井動力學中的控制、試井模型識別和致密含氣砂巖滲透率的估算。在預測PV T性質方面的應用包括預測油的泡點壓力和地層體積因素、估算油的黏度、預測凝析油和凝析氣的性質等。但是這些ANN-PV T的應用都需要用到實驗室測量值作為輸入,例如飽和壓力、儲罐油API密度和氣體比重等。

2009年Peter Hegeman和Chengli Dong等[33]提出將ANN技術應用到DFA實時測量當中,用DFA技術得到的信息作為輸入預測PV T性質。他們建立了一個ANN模型,將DFA實時測得的流體組分和密度黏度等信息作為輸入預測GOR、儲罐油密度、地層體積因素以及壓力或溫度函數等參數,可以避免DFA測量受到井下高溫高壓等極端環境的限制或者測量過程中傳感器損壞等的影響;評價多個DFA儀器測量結果的一致性和可靠性,模型取得了較好的效果。

3.6 利用NM R測井優化WFT井下流體取樣

使用電纜地層測試器進行流體取樣的目的之一是獲取代表性地層流體樣品。通常在測試之前先用常規測井方法(電阻率和核測井等)得到孔隙度和含水飽和度,利用井徑測井用來確認井眼是否適合取樣。但是以前沒有一種測井方法能夠很好地描述烴的類型和性質。如果沒有得到流體的組分等信息,就不能夠確保取到代表性樣品;另一方面,在一些諸如薄層、低滲透率層、致密層等取樣困難的環境下可能會需要更多的預測試次數以及耗費更多的時間。

圖7 橢圓形探針

現在NM R測井儀器不但能夠得到孔隙度和滲透率等信息,而且能夠得到連續的油氣水和油基泥漿等的性質,在徑向流體剖面上能夠顯示純油以及油基泥漿的污染。另外,NM R測井也可以得到油的黏度和GOR。在W FT取樣前獲得的這些信息有利于獲得代表性樣品,在取樣之后獲得NM R數據,如黏度和GOR;與W FT數據相互補充,也可以提供更多的流體信息。

Chanh Cao M inh和Peter等人[34]最近將NM R和W FT技術的優點結合,兩者相互補充提供臨界儲層流體信息。一般情況下,在W FT前進行NMR測井,這樣能夠確定預測試和取樣最佳點,并且可以給出流體的復雜度。如果事先知道流體是均質或非均質的,則能夠確定地層流體的過采樣或欠采樣。在地層測試NM R測井得到的的滲透率、黏度和GOR也可以通過W FT數據進行校準,提供沒有取樣區域的流體信息。有時利用NM R測井獲得的信息在某些情況下能避免不必要的測試或不充分的測試,大大提高了地層測試的運作效率。

3.7 反褶積方法在地層測試數據中的應用

壓力-流量反褶積方法其數值算法的改進使其應用得到顯著的提高。Pimonov和A yan等人[35]提出了1種新的反褶積算法,它可以分配權重到每個壓力和流量測量點,還有對于數據不同部分能給出不同的誤差估計,并用Levenberg-Marquardt方法優化目標函數。他們將這種方法應用到電纜地層測試器壓力瞬態測試數據和壓力瞬態試井數據取得了成功。將壓力-流量反褶積算法通過簡單的流量數據替換,可以換算成壓力-壓力反褶積算法,Onur等人[36]在2009年將Pimonov等人的壓力-流量反褶積算法經過變換,換算成壓力-壓力反褶積,應用于多井干擾測試和IPTT,取得了較好的效果。

3.8 組分梯度分析新方法

油氣藏由于重力等原因的影響會引起的地層流體組分隨深度增加而發生變化,在揮發性油藏和重質油藏更為明顯。通常可以利用地層測試器的資料進行壓力分析以提供流體狀態信息,如通過壓力梯度分析得到地層流體的密度。但是這些技術通常會受到井眼條件、測試點數量、層厚、壓力和深度等的影響,導致其精度不高。目前的儀器可以使用新的DFA技術進行實時分析得到井眼條件下流體的組分,但是由于管線條件和泥漿污染的影響,它的使用也受到限制。而PV T實驗室樣品的分析雖然有很高的精確性,但也受到實驗室條件和樣品質量等條件的影響,導致可靠性降低。

2008年,Jesus Canas和Julian等人[37]利用三者的優點提出1種基于壓力梯度分析和井下流體分析測量新的組分梯度分析方法。這種方法將壓力梯度分析同DFA技術相結合,與PV T實驗室分析的結果比較,得出正確的流體組分梯度。

3.9 WFT產能評價新方法

產能評價是電纜地層測試(W FT)的主要功能之一。利用電纜地層測試信息準確地評價儲層產能,可以比中途測試(DST)節省成本。但在實際現場測試時,W FT的計算結果與DST評價結果往往存在很大誤差。W FT產能計算方法主要是基于儲層均質等厚、各向同性的假設,通過W FT滲透率刻度測井滲透率,得到測試層的平均滲透率,進而計算儲層產能,但計算的產能只能反映探測范圍內的儲層動態,而DST經過6～8 h的測試,探測范圍遠大于W FT。探測范圍小是影響W FT產能評價精度的主要因素。

現有電纜地層測試(W FT)產能預測方法還無法達到中途測試(DST)產能預測精度,且存在較大誤差。2008年,關富佳,李相方和許寒冰等[38]通過基于地質統計學的多井多參數儲層橫向預測技術,拓展了W FT的探測半徑,得到了考慮儲層不等厚的平均厚度評價方法和考慮非均質性、各向異性的平均滲透率計算方法,在此基礎上得到的多井參數W FT產能計算方法更接近儲層實際地質情況,從而提高了W FT產能預測精度。

2009年周艷敏[39]深入研究應用地層測試器測試資料進行油藏產能評價的方法。依據電纜地層測試滲透率刻度測井滲透率求取反映測試井整個儲層動態滲透率,結合測井、地質和試井多學科知識,建立了適合國產FCT儀器的單相流平面徑向流產能評價模型、指數產能評價模型及多相流的產能評價模型。對渤海某井采用了平面徑向流的產能評價方法,其結果與鉆桿地層測試結果進行了對比。實驗結果表明,電纜地層測試可取代DST實現產能評價。這些研究結果有助于提高電纜地層測試技術在油氣勘探開發領域的應用水平。

3.10 雙網格自動歷史擬合方法在三維地層測試中的應用

Malik等人2007年[40]提出1種雙網格自動歷史擬合方法,反演在油基泥漿中的滲透率及其各向異性。這種方法在外部是三維網格,而在內部是二維網格,通過模擬數據和實際數據的驗證,這種2D/ 3D網格可以節省計算時間,精確計算滲透率及其各向異性。

3.11 流體測井預測和DFA實時測井相結合的方法

井下流體分析(DFA)測井提供了井下流體詳細的信息,如流體的組分、GOR、樣品污染程度、光密度、流體密度和黏度等。Zuo和M ullins等人[41]在2009年提出使用狀態方程(Equation-of-State, EoS)將DFA測井預測同DFA實時測井相結合,建立流體EoS模型,預測井下流體及儲層的性質。這種方法是利用DFA實時測量的數據作為模型的輸入,通過擬合一部分DFA測井數據建立EoS模型,然后預測流體剖面。DFA測井預測同實時DFA測井比較揭示儲層中油氣的復雜性,確定流體組分梯度和儲層連通性。這個方法最直接的好處就是節省地層測試的成本。

3.12 傾斜井的球形流分析方法

Onur等人[42]在2009年提出新的球形流立體分析方法,用W FT雙封隔器-探針組合中觀測探針得到的壓力數據計算傾斜井的水平滲透率和垂直滲透率。這種方法是基于球形流公式和常規球形流壓降及壓恢分析,它不需要知道地層厚度或者在觀測探針觀測到球形流動,從沿著井眼垂直和水平方向觀測探針得到的壓力數據計算水平和垂直滲透率。

4 結 論

(1)儀器的不斷改進,DFA儀器可以實時測量井下流體詳細的組分、p H值、溫度壓力和密度黏度等;其他一些方法或技術如ANN、NM R測井和實驗室PV T測量同DFA技術結合可以得到更準確更詳細的地下流體的信息;雙封隔器的改進可以使得2個流體進入口同時監測流體污染情況,以便快速取得較純凈地層流體。管線過濾器可以有效阻止細小顆粒進入儀器管線,避免了探針阻塞和儀器毀壞;探針形狀的改進增加了測試區域,提高了測試的成功率。

(2)方法和應用的不斷提高。新的測試方法及其應用可以在一些當前認為比較復雜的儲層如碳酸鹽巖儲層、裂縫性儲層和薄互層等進行測試,使得目前在世界上許多油氣田勘探和開發中遇到的難題逐步被解決。新的方法和技術節省了時間和成本,其測量精度也明顯提高。目前我國的技術相對滯后,對W FT儀器的研究和發展也正處于起步階段。

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The Evolutive Roles of WFT in Formation and Reservoir Evaluations

SUN Huafeng1,2,TAO Guo1,2,ZHOU Yanmin1,2,CHEN Bao3,DU Ruifang3
(1.State Key Laboratory of Petroleum Resource and Prospecting,China University of Petroleum,Beijing 102249,China; 2.Key Laboratory of Earth Prospecting and Information Technology,China University of Petroleum,Beijing 102249,China; 3.Technology Center,China Petroleum Logging CO.L TD.,Xi’an,Shaanxi 710021,China)

Analysed are current state and developing trend of Wireline Formation Tester(W FT) both at home and abroad;Studied is the future developing targets about W FT in China.The W FT can comp lete the follow ing tasks:①fo rmation fluid samp ling;②reservoir p ressure and fo rmation p ressure gradient tests;③oil/w ater contact determ ination;④reservoir permeability estimation;and⑤imp roved reservoir evaluation.DFA may in real-time measure dow nhole fluids compositions,p H value,temperature,p ressure,fluids density and viscosity,etc.A combined measurement of ANN technique,NM R log,PV T and DFA can get more accurate and detailed dow nhole fluids information.An imp roved dual port straddle packer has an upper and lower fluid intet,through w hich we can survey real-time fluid pollution and obtain more cleaner fluids quickly.The pipe filter may effectively stop the thin grains entrance into the pipeline so that the p robe could no t be blockaded and the tool not be destroyed.The imp roved p robe geometry enlarged the testing area and enhanced the testing efficiency.The above new methods have been successfully used in some challenging reservoirs such as carbonate reservoirs,factured reservoirs and thin in-terbeds,etc.Therefore,many difficult p roblem s in oil/gas exp lorations and developments have been gradually solved.The new methods have saved m uch time and cost,and their measuring accuracy is also much better.

logging technology,W ireline Fo rmation Testing(W FT),reservoir evaluation,method,app lication,p rogress

1004-1338(2010)04-0314-09

P631.83

A

國家科技重大專項大型油氣田及煤層氣開發專題4模塊式動態地層測試系統(編號:2008ZX05000-020-04)和國家863計劃項目(編號:2006AA 06Z207)資助

孫華峰,男,1985年生,碩士,主要研究方向為電纜地層測試器的相關研究。

2010-02-08 本文編輯 李總南)