渤海油田疏松砂巖儲層高效取樣技術及其應用

任宏，張國強，李欣，王榮飛

1.中海油能源發展股份有限公司 工程技術分公司 （天津 300459）

2.中海石油(中國)有限公司 天津分公司 （天津 300459）

電纜地層流體取樣是儲層評價的一種最直接、最有效的評價手段，在油氣田勘探開發中應用非常廣泛[1]，有效地層流體樣品的獲取能直接反映儲層的流體性質，對測井解釋及區域評價起到至關重要的作用[2]。渤海油田新近系地層較淺，地層較疏松壓實作用差[3]，取樣過程中易出現漏封現象造成取樣失敗，很大程度影響儲層評價和儲量申報，如何有效避免漏封并提高作業效率對油氣田勘探意義重大。

渤海油田新近系地層明化鎮組、館陶組為河流相沉積，其巖性主要以砂、泥巖為主，在進行電纜地層流體取樣時有以下2個難點：①淺層疏松砂巖取樣成功率低。地層埋深淺，壓實作用差，電纜地層流體取樣時在較大壓差作用下易漏封，造成取樣失敗，影響儲層評價[4]。②淺層疏松砂巖取樣效率低。在疏松砂巖儲層取樣漏封后，往往反復無規律重新座封泵抽，作業時間長[5]；或者直接放棄該點取樣，取樣效率低。

1 疏松砂巖儲層高效取樣技術

渤海油田新近系儲層取樣常用的電纜地層測試儀器是中海油服自主研發的增強型地層動態測試儀（EFDT），它具有測量地層壓力、采集地層流體、估算地層滲透率、預測產能、預測油氣水界面、判斷儲集層之間的連通性等能力[6]。該儀器可匹配多種類型探針，其常規探針模塊由上下2個派克組成，如圖1所示。

圖1 EFDT常規探針

1.1 取樣原則

疏松砂巖取樣過程中若出現漏封，傳統做法是無規律地更換取樣點不斷嘗試，取樣成功率不高，極大地影響了作業效率，增加作業成本。通過不斷實踐總結發現泵抽過程中即使漏封，短時間內泥漿濾液不會迅速污染儲層，即“原點”泵抽效果依然存在，基于此創新提出“貼靠原點取樣”作業方法，能大幅提升作業效率，其具體作業方法如下：①泵抽取樣過程中若漏封，盡量在原深度點嘗試重新座封并取樣；②EFDT漏封后不解封，嘗試用另一個派克繼續泵抽取樣，提高作業效率；③取樣過程中若漏封可快速上提下放儀器串，以調整座封方位，并回到原取樣深度點附近座封取樣。

1.2 小壓差低泵速取樣

電纜地層流體取樣時易發生漏封，往往是在大壓差作用下座封位置井壁不穩定垮塌致使探針漏封造成取樣失敗，因此減小泵抽壓差是避免取樣漏封的有效措施[7]。

根據達西公式Q=KAP/L，其中Q為流量，K為比例系數，A為截面積，P為泵抽壓差，L為長度[8]。要減小P可通過減小流量Q或增大截面積A來實現，因此降低泵抽壓差可通過以下措施來實現：①泵抽取樣過程中降低泵速從而降低流量Q，達到降低壓差的作用；②優選大面積探針(圖2）進行取樣作業，通過增大截面積A達到降低泵抽壓差的作用，進而降低取樣漏封的概率[9]，各探針過流面積對比見表1；③對于渤海常用地層測試儀器EFDT，作業時通常只使用單派克作業，若一個派克損壞才使用另一個派克，對于易漏封砂巖儲層取樣效果較差。通過實踐發現通過雙派克同時泵抽可以變相增大截面積，可有效達到降低泵抽壓差的作用[10]（圖3），從而提高取樣成功率。

圖2 大截流面積電纜地層測試探針類型

表1 探針過流面積對比

圖3 雙派克泵抽取樣

1.3 優化探針組合與探針雙掛

渤海油田疏松砂巖電纜地層測試作業通常會進行測壓和取樣作業，但常規探針在取樣時易漏封，大極板探針由于面積大有較大的深度誤差不適合測壓作業，通過改進工藝應用雙掛探針，有效解決這一難題。所謂雙掛探針指的是在原來單探針模塊的基礎上再加一個探針模塊，形成雙探針模塊，即常規探針模塊+大極板探針模塊，如圖4所示。大極板探針由于面積較大，不適合進行測壓作業，雙掛探針可實現常規探針測壓，大極板探針取樣，因此雙掛探針組合可在滿足測壓的同時一次下井完成疏松砂巖儲層測壓和取樣作業，大幅提升作業效率。

圖4 雙掛探針組合

2 技術應用效果分析

2.1 BZ13-2某井原深度點高效取樣

本井設計在1 699 m取樣，取樣層位在明化鎮組，該層位巖性為砂巖和泥巖，取樣點位置較淺易出現泵抽漏封問題，從常規曲線上看儲層為油層，如圖5所示，該點取樣目的為獲取油樣。

圖5 BZ13-2-X常規曲線圖

圖6 BZ13-2-X泵抽參數變化圖

取樣過程如圖6所示，常規探針在1 699 m泵抽62 min電導率（COND2）由40 S/m降到10 S/m漏封，解封后重新在該深度點座封泵抽100 min電導率（COND2）由12 S/m降至5 S/m再次漏封，解封后活動儀器串再次在1 699 m座封泵抽40 min電導率（COND2）由5 S/m降到1 S/m后，決定灌樣，井口轉樣取得1 600 mL純油樣。從整個取樣過程中發現在原深度點重新座封取樣保留了漏封前的泵抽效果，取樣效率更高，第三次座封僅用40 min即取得純油樣。

2.2 BZ29-6某井“雙掛”探針高效取樣

BZ29-6構造位于渤海南部海域，取樣層位在明化鎮組，巖性為砂巖和泥巖，設計在1 477.5 m進行取樣，從常規曲線上看儲層為油層，如圖7所示，該點取樣目的是為獲取油樣。

鑒于該取樣點較淺、儲層疏松，常規探針取樣漏封概率非常大，在常規探針完成測壓后直接用大極板探針進行取樣，泵抽110 min后電導率由53 S/m降至1 S/m灌樣取得2 250 mL純油樣。大極板探針坐封面積大，從而減少泵抽壓差，未出現漏封現象，“雙掛”探針的應用有效，提高一次入井成功率，大幅節約作業時間。

圖7 BZ29-6-X常規曲線圖

3 結論

疏松砂巖儲層高效取樣技術適用性強，通過創新作業思路優化探針組合能有效解決淺層疏松砂巖在電纜地層流體取樣時易漏封、取樣效率低等技術難題，切實提高了取樣成功率，為測井解釋儲層評價提供了可靠保障。與傳統做法相比能大幅減少泵抽時間，提高儀器單次入井作業成功率，現階段渤海油田淺層疏松砂巖仍有較大的勘探潛力，應用前景非常廣闊。