TesTrack隨鉆測壓工具在XX油田K14井的應(yīng)用

楊 虎，羅 鵬，王 健，孔令強(qiáng)，李戰(zhàn)奎

(中海石油能源發(fā)展股份有限公司監(jiān)督監(jiān)理技術(shù)公司，天津 300452）

TesTrack隨鉆測壓工具在XX油田K14井的應(yīng)用

楊 虎，羅 鵬，王 健，孔令強(qiáng)，李戰(zhàn)奎

(中海石油能源發(fā)展股份有限公司監(jiān)督監(jiān)理技術(shù)公司，天津 300452）

地層壓力測試是測井作業(yè)非常重要的環(huán)節(jié)，在研究地層壓力剖面、判斷流體性質(zhì)、劃分氣、油、水流體界面、估算地層滲透率、預(yù)測地層產(chǎn)能等方面發(fā)揮著舉足輕重的作用。Baker Hughes公司的TesTrack隨鉆測壓工具在XX油田首次應(yīng)用，分析了該工具的特點(diǎn)及其應(yīng)用效果，對該工具的推廣應(yīng)用具有重要的參考和借鑒意義。

TesTrack工具;隨鉆測壓;地層壓力分析

XX油田K14井2010年4月完鉆，是一口生產(chǎn)井。為了獲取K14井主要目的層的地層壓力數(shù)據(jù)，研究地層壓力梯度變化，進(jìn)一步落實(shí)主要目的層能量的衰竭情況，指導(dǎo)后期的采油生產(chǎn)的效率，進(jìn)行了TesTrack隨鉆測壓作業(yè)。這也是TesTrack隨鉆測壓工具在XX油田的第一次運(yùn)用。在全球范圍內(nèi)，TesTrack在多個(gè)國家使用過，取得了良好的效果，為TesTrack隨鉆測壓工具的推廣應(yīng)用奠定了條件。

1 TesTrack儀器介紹

TesTrack隨鉆測壓工具測壓的原理與電纜測壓原理相似。不同外徑的儀器適應(yīng)不同尺寸的井眼，如表1所示。

地層壓力測試面臨的最大挑戰(zhàn)之一就是在儀器和地層之間建立并保持壓力的連通穩(wěn)定。TesTrack技術(shù)優(yōu)勢集中體現(xiàn)在它特有的SmartPad座封系統(tǒng)和SmartTest測試系統(tǒng)。其中，SmartPad座封系統(tǒng)的閉環(huán)能夠在一個(gè)測試點(diǎn)智能優(yōu)化密封墊圈的初始?jí)毫Σ⑻岣呙芊庑?SmartTest測試系統(tǒng)能保持壓降的穩(wěn)定，在致密地層測得的流度和壓力數(shù)據(jù)可信度高，在松散的地層能避免出砂和封堵［1，2］。

表1 TesTrack工具尺寸參數(shù)Tab.1 TesTrack tool size

鉆具組合上，可組合其他隨鉆測井儀器，如電阻率、核磁等。通常采用已測電纜測井資料的伽馬結(jié)合鉆具深度進(jìn)行校深。

2 隨鉆測壓過程

XX油田儲(chǔ)層在縱、橫向上分布比較穩(wěn)定，油氣沿砂體呈層狀分布，受厚泥巖隔層的影響，不同小層之間具有獨(dú)立的壓力系統(tǒng)。

K14井鉆探目的層為東二下段油層，屬于湖相三角洲沉積。地溫梯度約為3.22℃/100 m，地層壓力系數(shù)接近1.0，均屬于正常范圍。原油密度在0.941 ～0.991 g/cm3，為重油，原油黏度在 37.4 ～154.7 mPa·s。

K14井12 1/4 in井眼采用如下鉆具組合:12 1/4 in Bit(cone）+8 in F/V+下端閉合接頭+MWD+發(fā)電接頭+轉(zhuǎn)換接頭+測壓工具+SBT+上端閉合接頭+8 in DC+F/J＆JAR+X/O+5 in HWDC。

現(xiàn)場隨鉆測壓過程大致可以分為以下幾個(gè)步驟:首先進(jìn)行井口測試、淺層測試;經(jīng)過校深后，發(fā)指令;待發(fā)指令確認(rèn)成功后，座封、測壓;測壓結(jié)束后，上傳信號(hào)，進(jìn)行解碼;最后在井口下載數(shù)據(jù)。其中，發(fā)指令(Downlink）主要內(nèi)容包括:激活TesTrack、選擇測試方式、選擇最大測試時(shí)間、選擇壓力恢復(fù)標(biāo)準(zhǔn)等。依據(jù)渤海地區(qū)地層的特點(diǎn)，現(xiàn)場測試方式上選擇了未固結(jié)砂巖模式。

測壓的過程包括三次draw down和build up，如圖1所示。

圖1 測壓時(shí)間與壓力關(guān)系Fig.1 Formation pressure VS time during test

圖1中，紅點(diǎn)1為環(huán)空壓力，綠點(diǎn)2為壓力降，藍(lán)點(diǎn)3為地層壓力。其中，測前測后環(huán)空壓力并不代表靜泥漿壓力，而是受泥漿循環(huán)壓力影響。這與電纜測壓在泥漿靜止條件下是不同的。由于隨鉆測壓時(shí)泥漿在循環(huán)的狀態(tài)下，所以測得的環(huán)空壓力比電纜測壓靜液柱泥漿壓力偏小。

測壓結(jié)束后，通過泥漿脈沖傳輸實(shí)時(shí)測壓數(shù)據(jù)(Uplink），包括:環(huán)空壓力、地層壓力、壓力降、流度、質(zhì)量顯示器、工具面等。

3 隨鉆測壓數(shù)據(jù)分析

本次測壓設(shè)計(jì)10個(gè)點(diǎn)，實(shí)際測壓13個(gè)點(diǎn)，有效點(diǎn)10個(gè)。根據(jù)流度的大小，可分為高滲透性地層、中等滲透性地層、低滲透性地層、致密地層，如圖2至圖5所示。

圖2 高滲透性地層測壓特征Fig.2 Formation pressure VS time in high permeability formation(591.61 ×10－3μm2）

圖3 低滲透性地層測壓特征Fig.3 Formation pressure VS time in low permeability formation(48.33 ×10－3μm2）

圖4 中等滲透性地層測壓特征Fig.4 Formation pressure VS time in medium permeability formation(127.27 ×10－3μm2）

圖5 致密性地層測壓特征Fig.5 Formation pressure VS time in tight formation(5.68 ×10－3μm2）

圖2:地層三次抽吸過程中幾乎未見壓力降的變化，地層的壓力恢復(fù)極其迅速，三次draw down和build up的壓力曲線幾乎成一條直線;從時(shí)間和模擬壓力的微觀圖上也可以看出，壓力變化很穩(wěn)定，壓降變化量也很小，為高滲透性地層［3］。

圖3:有明顯的壓降和壓力恢復(fù)曲線，壓力恢復(fù)速度較快，時(shí)間和模擬壓力的微觀圖上壓降和壓力恢復(fù)曲線出現(xiàn)劇烈上下反復(fù)跳躍，說明地層被抽吸過程中和抽吸完畢后地層壓力補(bǔ)充不順暢，為低滲透性地層。

圖4:有不太明顯的壓降和壓力恢復(fù)曲線，壓力恢復(fù)速度很快，時(shí)間和模擬壓力的微觀圖上壓降和壓力恢復(fù)曲線變化趨勢穩(wěn)定，說明地層被抽吸過程中和抽吸完畢后地層壓力補(bǔ)充順暢，為中等滲透性地層［3］。

圖5:地層抽吸后，壓力恢復(fù)極其緩慢，在較長時(shí)間內(nèi)仍不能恢復(fù)到地層壓力，為致密性地層。

TesTrack對每個(gè)測點(diǎn)深度進(jìn)行三次測壓，對每個(gè)測壓數(shù)據(jù)進(jìn)行智能的質(zhì)量判斷，主要是對每次測點(diǎn)進(jìn)行相關(guān)系數(shù)分析，最后選擇測量質(zhì)量最優(yōu)的點(diǎn)作為采用數(shù)據(jù)，最優(yōu)測點(diǎn)的選擇標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 測壓數(shù)據(jù)質(zhì)量判斷Tab.2 Formation pressure data quality analysis

K14井所測的地層壓力數(shù)據(jù)如表3所示［4］。所有隨鉆測壓點(diǎn)地層壓力與深度的關(guān)系如圖6(致密點(diǎn)除外）。

表3 XX油田K14井地層測試壓力數(shù)據(jù)Tab.3 Formation pressure test data of well K14 in XX oil field

圖6 XX油田K14井地層壓力與深度關(guān)系Fig.6 Formation pressure VS depth of well K14 in XX oil field

該油田區(qū)域地層壓力與深度關(guān)系如圖 7［5，6］，參考該區(qū)域中 A25、L11H、L3、L4、L5、D21、K14 井的數(shù)據(jù)。

圖7 XX油田區(qū)域地層壓力與深度關(guān)系Fig.7 Formation pressure VS depth in XX oil field

從圖6和圖7可以看出，K14井與整個(gè)區(qū)域地層的壓力梯度匹配良好，符合整個(gè)區(qū)域地層壓力特征。

4 TesTrack優(yōu)缺點(diǎn)

比較電纜測壓，TesTrack隨鉆測壓有不同優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。

4.1 TesTrack隨鉆測壓優(yōu)點(diǎn)

(1）可用于大斜度井和水平井，適應(yīng)的井型更廣泛;

(2）可下測，也可以上測，測量的方式更靈活;(3）隨鉆測壓有工具面，有利于了解井眼的情況，測壓成功率更高;

(4）一次測壓周期測三次，依據(jù)地層流體速率分析(FRA）和地層壓力恢復(fù)情況(FBU）判斷、選擇最優(yōu)的一次數(shù)據(jù)，測壓數(shù)據(jù)可靠、智能化程度高。

4.2 TesTrack隨鉆測壓缺點(diǎn)

(1）校深費(fèi)時(shí)較多，效率不高。

(2）發(fā)指令對排量、圈數(shù)很敏感，排量、圈數(shù)參數(shù)輕微變化容易導(dǎo)致發(fā)指令失敗，進(jìn)而導(dǎo)致測壓作業(yè)的失敗。無論調(diào)節(jié)圈數(shù)還是調(diào)節(jié)排量，實(shí)質(zhì)都是造成壓力的擾動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)有效信號(hào)的傳輸。調(diào)節(jié)時(shí)需要考慮兩參數(shù)的有效匹配。

5 總結(jié)及建議

(1）TesTrack隨鉆測壓獲取了K14井主要目的層的地層壓力數(shù)據(jù)，對研究地層壓力梯度變化，進(jìn)一步落實(shí)主要目的層能量的衰竭情況，指導(dǎo)后期采油生產(chǎn)效率起到了重要的作用。

(2）K14井作為一口生產(chǎn)井，在生產(chǎn)過程中，原始地層壓力平衡狀態(tài)可能會(huì)逐漸被打破而出現(xiàn)地層壓力衰竭，這會(huì)導(dǎo)致所測地層壓力發(fā)生一些異常變化。K14井所測的地層壓力數(shù)據(jù)相關(guān)系數(shù)較高，未見有異常的地層壓力出現(xiàn)。

(3）生產(chǎn)井、調(diào)整井測壓可以研究地層壓力衰竭情況和水淹程度，在以后的測壓作業(yè)中應(yīng)當(dāng)引起足夠重視。

(4）在大斜度井中，為保證隨鉆測壓順利進(jìn)行，工具面的選擇要以井徑為參考，通常優(yōu)選井眼高邊，避免吸鼻可能被低邊的沉砂堵塞。

(5）隨著陸地、海洋石油勘探開發(fā)步伐的加快，面臨的地質(zhì)條件更加復(fù)雜，尤其是大斜度井和水平井的增多，這為隨鉆測壓提供了必要而廣闊的舞臺(tái)。只要充分發(fā)揮好隨鉆測壓工具的作用，一定能為石油工業(yè)做出更大的貢獻(xiàn)。

［1］羅興平，王燕，陳忠強(qiáng)，等.電纜地層測試技術(shù)的測前設(shè)計(jì)及應(yīng)用［J］.國外測井技術(shù)，2004，19(3）:18－20.

［2］高喜龍，李照延，時(shí)丕同.MDT測試技術(shù)及其在淺海油氣勘探中的應(yīng)用［J］.油氣井測試，2007，16(3）:45－47.

［3］周艷敏，陶果，李新玉.電纜地層測試技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展［J］.科技導(dǎo)報(bào)，2008，26(15）:89－92.

［4］原宏壯，陸大衛(wèi)，張辛耘，等.測井技術(shù)新進(jìn)展綜述［J］.地球物理學(xué)進(jìn)展，2005，20(3）:1221－1226.

［5］Badry R，Head E，Morris C，et al.New Wireline Formation Tester Techniques and Applications［C］.SP－ WLA 34th Annual Symposium Calgary，Canada，June，1993:13－ 16.Sters for Reservoir Evaluation.

［6］Gunter J M，Moore C V.Improved Use of Wireline Testers for Reservoir Evaluation［J］.J Pet Technol，1987(6）:635－ 644.

Application of formation pressure test tool TesTrack in well K14 in XX oil field

YANG Hu，LUO Peng，WANG Jian，KONG Lingqiang，LI Zhankui
(Supervision＆ Technology Co.，CNOOC Energy Technology＆ Services Ltd.，Tianjin 300452，China）

As an important part of logging，formation pressure test is used to study formation pressure profile，different kinds of fluid，fluid interface，formation permeability，and formation production，etc.Baker Hughes’TesTrack，a formation pressure test tool while drilling，was first used in XX oil field and it was studied in terms of characteristics and application in this paper，which means a great deal to its application extendence.

TesTrack tool;formation pressure test while drilling;formation pressure

TE271

A

10.3969/j.issn.1008－2336.2011.04.080

2011－06－21;改回日期:2011－09－05

楊虎，男，1982年生，工程師，從事測井監(jiān)督工作。E-mail:yanghu@cnooc.com.cn。

1008－2336(2011）04－0080－04