CFT地層測(cè)試技術(shù)在大慶油田外圍油藏評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

劉秀慶 張光州 馬營(yíng) 張羽 王佐

摘要：CFT地層測(cè)試采用單層封隔、泵抽和電子傳感技術(shù)，能在套管井內(nèi)快速準(zhǔn)確的取得儲(chǔ)層的地層壓力資料及地層流體樣本資料，并可利用地層壓力資料計(jì)算單層的產(chǎn)能情況，從而進(jìn)行產(chǎn)能預(yù)測(cè)、固井質(zhì)量串槽檢查等;利用取得的地層流體樣本分析資料可以輔助測(cè)井解釋進(jìn)行流體性質(zhì)判別及地層污染判別。隨著油藏評(píng)價(jià)的繼續(xù)進(jìn)行，評(píng)價(jià)工作的重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到了向斜區(qū)內(nèi)。存在薄差層多、油水關(guān)系復(fù)雜等難點(diǎn)。CFT地層測(cè)試技術(shù)的投入使用，為有效解決外圍油藏評(píng)價(jià)測(cè)井解釋難點(diǎn)提供了新的方法。實(shí)際應(yīng)用表明，CFT地層測(cè)試技術(shù)為儲(chǔ)層流體性質(zhì)及地層壓力認(rèn)識(shí)提供了重要依據(jù)，能部分滿足儲(chǔ)層評(píng)價(jià)和工程評(píng)價(jià)的需要。

關(guān)鍵詞：CFT地層測(cè)試技術(shù);流體性質(zhì)判別;地層壓力;產(chǎn)能預(yù)測(cè);測(cè)井解釋

Abstract：The CFT formation testing technique，which adopt the single packer，pump exhausting and electronic sensing technology，can obtain the formation pressure and fluid sample data of the reservoir in cased hole quickly and accurately，thus，we can use the formation pressure data to calculate the monolayer capacity，to do the productivity prediction and to do the well cementing quality and channeling inspection，etc;we can use the sample analysis data of the formation fluid to assist in logging interpretation of fluid property and formation pollution discrimination.With the continued evaluation of reservoir evaluation，shift working emphasis to the syncline region.There are thin and poor reservoir，complicated oil-water relationship difficulties.The application of CFT formation test technology，providing a new effective way to solve the interpretation difficulties in peripheral reservoir evaluation.The practical application shows that，the CFT formation test technology had provided very important basis for pfreservoir fluid property and formation pressure discrimination，it can meet part of the needs in reservoir and engineering evaluation.

Keywords：CFT formation test technology;The fluid property discriminant;Formation pressure;Productivity prediction;Log interpretation

一、引言

電纜地層測(cè)試最近十幾年來(lái)在技術(shù)裝備、資料解釋、工業(yè)應(yīng)用等方面均取得了質(zhì)的飛躍，為試油測(cè)井事業(yè)和石油工業(yè)的高速發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)[1]。目前國(guó)內(nèi)各油田廣泛使用的電纜地層測(cè)試儀器大多從國(guó)外測(cè)井公司引進(jìn)，其原理、功能基本類似。Wireline Casing Formation Tester（CFT）電纜泵抽式地層分層測(cè)試器是一種新型套管內(nèi)電纜地層測(cè)試儀，儀器實(shí)現(xiàn)了套管內(nèi)作業(yè)，采用分辨率較高的電子傳感裝置，能夠測(cè)得更為精確的地層壓力;利用泵抽排功能，可以最大程度的將泥漿濾液從地層排出，從而取得真實(shí)的地層流體樣品。作為最接近套后試油工藝的新一代電纜地層測(cè)試儀，儀器具有直接測(cè)壓、產(chǎn)能預(yù)測(cè)、固井質(zhì)量串槽檢查、流體性質(zhì)判別及地層污染判別等多方面功能，能夠得到多個(gè)儲(chǔ)層重要參數(shù)，為外圍油藏評(píng)價(jià)測(cè)井解釋工作提供了重要資料。

二、CFT地層測(cè)試技術(shù)簡(jiǎn)介

1.CFT地層測(cè)試儀器工作原理

電纜泵抽式地層分層測(cè)試器（Wireline Casing Formation Tester）簡(jiǎn)稱CFT。主要針對(duì)已經(jīng)下入套管的評(píng)價(jià)控制井或生產(chǎn)井，為及時(shí)了解地層壓力、地層參數(shù)和地層流體性質(zhì)而實(shí)施的快速測(cè)試儀器。測(cè)試器井下部分由電子短節(jié)、液壓短節(jié)、機(jī)械短節(jié)組成（如圖1所示），地面部分由控制面板、調(diào)壓面板、升壓面板組成。測(cè)試器下井后由自然伽瑪儀跟蹤校對(duì)待測(cè)目地層，開(kāi)始進(jìn)行測(cè)試，首先封隔器坐封，觀察壓力變化。泵抽一定量井液并作適當(dāng)時(shí)間停留，出現(xiàn)穩(wěn)定的地層壓力，再經(jīng)過(guò)一定時(shí)間泵抽排液，待地層流體滲出后抽取流體樣品，解封，上提儀器并取樣。

2.CFT地層測(cè)試的地質(zhì)應(yīng)用

與一般試油方式相比，CFT地層測(cè)試儀器具有施工方便、測(cè)試層位深度準(zhǔn)確、可單層封隔測(cè)試等特點(diǎn)。其地質(zhì)應(yīng)用范圍主要有以下幾個(gè)方面。

1）快速評(píng)價(jià)儲(chǔ)層的流體性質(zhì)

CFT地層測(cè)試對(duì)單個(gè)射孔層封隔后，通過(guò)反復(fù)抽吸排液，排除封隔段內(nèi)混合液體，取得地層流體樣品，為快速了解地層流體的物理、化學(xué)性質(zhì)提供輔助依據(jù)。

2）推算地層原始?jí)毫?/p>

壓力資料是調(diào)整油水井生產(chǎn)措施的主要依據(jù)，常規(guī)測(cè)試大多測(cè)取全井段壓力，難以掌握單層壓力變化，而掌握了單層的壓力變化，通過(guò)分析便可了解儲(chǔ)層的開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)。CFT地層測(cè)試技術(shù)能實(shí)現(xiàn)對(duì)單層壓力的及時(shí)監(jiān)測(cè)，利用泵抽過(guò)程中的地層壓力變化與時(shí)間的關(guān)系，可以準(zhǔn)確推算測(cè)試層的地層靜止壓力。另外可以根據(jù)獲得的地層原始?jí)毫Υ笮∨袛嗲穳海瑥亩ㄐ耘袛鄡?chǔ)層泥漿侵入對(duì)測(cè)井曲線影響的情況。

CFT采用的壓力計(jì)算方法為半對(duì)數(shù)分析法[2]：測(cè)試層在徑向流動(dòng)情形下，壓力變化（圖2）與時(shí)間的對(duì)數(shù)（常用對(duì)數(shù)）成直線關(guān)系，運(yùn)用這一關(guān)系可準(zhǔn)確推算測(cè)試層的目前地層靜止壓力。其方法公式為：

—壓力變化量;P1—目前地層靜止壓力;P2—恢復(fù)壓力。T1—泵抽時(shí)間（最后一個(gè)泵抽單趟）;T2—壓力恢復(fù)時(shí)間。

其中：（A—系數(shù);Q—流量;u—流體粘度;B—流體體積系數(shù);K—滲透率;h—地層厚度）;P2（恢復(fù)壓力）與的關(guān)系曲線稱為半對(duì)數(shù)壓力恢復(fù)曲線。壓力恢復(fù)曲線是一條直線，直線的斜率為：使用原理：以P2作為Y軸，以作為X軸。當(dāng)T2趨于無(wú)窮大時(shí)，趨于1， 趨于零，P2趨于等于P1。把壓力恢復(fù)曲線延長(zhǎng)，讓它與=1相交，交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Y軸壓力就是測(cè)試層的目前地層靜止壓力。

3）儲(chǔ)層產(chǎn)能預(yù)測(cè)

CFT地層測(cè)試直接測(cè)取單層地層壓力及流體性質(zhì)，通過(guò)相應(yīng)的公式可以計(jì)算出單層產(chǎn)液量，產(chǎn)液量計(jì)算公式為：

L—測(cè)試地層產(chǎn)液量;B—流體體積系數(shù);Q—泵抽排量;H—射孔厚度;P1—目前地層靜止壓力（地層壓力）;P2—流動(dòng)壓力（即流壓）;P3—油柱壓力。

根據(jù)測(cè)試提供的油水分析數(shù)據(jù)，在計(jì)算所得地層產(chǎn)液量L的基礎(chǔ)上，可以計(jì)算得出地層的產(chǎn)油量和產(chǎn)水量。

—測(cè)試地層產(chǎn)水量;—含水飽和度（測(cè)試分析數(shù)據(jù)表提供）;—測(cè)試地層產(chǎn)油量;—油的相對(duì)密度（測(cè)試分析數(shù)據(jù)表提供）。

為驗(yàn)證方法的有效性，對(duì)8口井9組產(chǎn)能數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析（詳見(jiàn)表1），CFT地層測(cè)試產(chǎn)能預(yù)測(cè)符合率達(dá)到88.9%。

4）水串位置判斷

由于受個(gè)別固井質(zhì)量不高的影響，在相鄰兩層之間的水泥環(huán)位置極易出現(xiàn)串槽現(xiàn)象，利用CFT地層測(cè)試所得的地層壓力變化曲線，可以較為便捷的確定其位置。

另外，CFT地層測(cè)試技術(shù)對(duì)于欠壓、低孔、低滲的儲(chǔ)層，由于受到取樣器容積較小，泵抽效率不足等條件限制，所取樣品受侵入帶影響較大，有待在后續(xù)工作中進(jìn)一步改進(jìn)。

三、實(shí)例分析

1.徐1Ⅹ-4井應(yīng)用效果分析

徐1Ⅹ-4井是三肇凹陷徐家圍子向斜內(nèi)的一口評(píng)價(jià)控制井，對(duì)本井1、2號(hào)層（圖3）進(jìn)行CFT測(cè)試，測(cè)試結(jié)果為1號(hào)層流體樣品含油花較多，2號(hào)層取樣流體含少量油花。對(duì)水樣進(jìn)行分析，、總礦化度與區(qū)域水性不符，結(jié)論為泥漿濾液，結(jié)合測(cè)得的壓力資料（地層壓力系數(shù)分別為0.83和0.79），綜合分析認(rèn)為，地層欠壓導(dǎo)致供液能力不足，致使地層受到污染，兩層應(yīng)為油層。對(duì)該井1-10號(hào)層進(jìn)行試油，日產(chǎn)純油7.2噸，計(jì)算表皮系數(shù)為1.125，證實(shí)了本井存在地層污染的情況。同時(shí)也說(shuō)明了CFT地層測(cè)試在輔助測(cè)井解釋過(guò)程中流體性質(zhì)判別的重要作用，特別是根據(jù)獲得的測(cè)試樣品分析結(jié)合地層原始?jí)毫Υ笮∨袛嗍欠袂穳海瑥亩ㄐ耘袛鄡?chǔ)層泥漿侵入對(duì)測(cè)井曲線影響的大小。

2 升5Ⅹ-2井應(yīng)用效果分析

升5Ⅹ-2井是三肇凹陷升西向斜內(nèi)的一口評(píng)價(jià)控制井，對(duì)該井葡萄花5、7號(hào)層進(jìn)行CFT地層測(cè)試（見(jiàn)圖4），測(cè)試結(jié)果為7號(hào)層日產(chǎn)水7.8噸，5號(hào)層日產(chǎn)油46.2噸（見(jiàn)表2）。在隨后開(kāi)始的試油測(cè)試中，日產(chǎn)純油為49.2噸。與CFT測(cè)試結(jié)果出現(xiàn)矛盾，為了進(jìn)一步摸清地質(zhì)情況，對(duì)本井的試油方案進(jìn)行變更：下放管柱單卡7號(hào)層，測(cè)得7號(hào)層日產(chǎn)水16.8噸。根據(jù)CFT測(cè)試的壓力資料（見(jiàn)表2），綜合分析認(rèn)為本井5號(hào)層壓力為16.8MPa，7號(hào)層壓力為14.7 MPa，兩層之間的壓力差為2.1 MPa，而層間距只有11.2米，且5號(hào)層產(chǎn)能較強(qiáng)，兩層合試時(shí)抑制了7號(hào)層水的產(chǎn)出。本井CFT測(cè)試資料實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)層流體的有效識(shí)別，促進(jìn)了本區(qū)的測(cè)井解釋認(rèn)識(shí)。

3.南扶27Ⅹ-298井應(yīng)用效果分析

對(duì)南扶27Ⅹ-298井葡萄花1、3號(hào)層進(jìn)行CFT測(cè)試，通過(guò)壓力推算，兩層地層壓力系數(shù)均小于1.0，均為欠壓層。兩層所取樣品主要為水，含少許原油。預(yù)測(cè)日產(chǎn)液量分別為1.52、0.85噸。在隨后的試油測(cè)試中，兩層日產(chǎn)純油4.00噸。分析認(rèn)為1號(hào)層地層壓力稍小于液柱壓力，3號(hào)層地層壓力稍大于液柱壓力，但物性較1號(hào)層差，連通性不好。兩層均為欠壓層，且地層滲透性較好，地層受污染嚴(yán)重，因此在測(cè)試時(shí)間內(nèi)所取到樣品的流體性質(zhì)不能代表原狀地層的流體性質(zhì)。

另外通過(guò)對(duì)CFT測(cè)井曲線分析，測(cè)試1號(hào)層時(shí)電纜張力有較大上升趨勢(shì)，說(shuō)明封隔段以下的3號(hào)層壓力虧空嚴(yán)重（圖5），測(cè)試3號(hào)層時(shí)其壓力恢復(fù)又好于1號(hào)層，解封后壓力與液柱壓力相同（圖6），由此判斷兩層之間在套管外有串槽現(xiàn)象。

圖5為液柱壓迫儀器電纜張力上升，儀器上封隔受壓緩慢下移，移至最上部射孔眼后，由于液柱與封隔段連通，出現(xiàn)壓力瞬間突變接近液柱壓力。

四、結(jié)論

1、CFT地層測(cè)試能在套管井內(nèi)快速準(zhǔn)確的取得儲(chǔ)層的地層壓力資料及地層流體樣品資料，并可利用地層壓力資料可計(jì)算單層的產(chǎn)能情況，從而進(jìn)行產(chǎn)能預(yù)測(cè)。

2、利用CFT地層測(cè)試取得的地層流體樣本分析資料，可以輔助測(cè)井解釋進(jìn)行流體性質(zhì)判別及地層污染判別。

3、利用CFT地層測(cè)試過(guò)程中地層壓力變化曲線，可以對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行固井質(zhì)量、串槽檢查。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 盧德唐.現(xiàn)代試井理論及應(yīng)用[M].北京：石油工業(yè)出版社，2009：92-102.

作者簡(jiǎn)介：

劉秀慶，中油測(cè)井公司大慶分公司技術(shù)支持中心，集團(tuán)公司技能專家.地址：中油測(cè)井公司大慶分公司技術(shù)支持中心;郵編：163412;

張光州，中油測(cè)井公司大慶分公司技術(shù)支持中心，集團(tuán)公司技能專家.地址：中油測(cè)井公司大慶分公司技術(shù)支持中心;郵編：163412;馬營(yíng)：中油測(cè)井公司遼河分公司，集團(tuán)公司技能專家.地址：中油測(cè)井公司遼河分公司;

張羽 中油測(cè)井公司大慶分公司技術(shù)支持中心 高級(jí)工程師

王佐 中油測(cè)井公司長(zhǎng)慶分公司儀器裝備中心 工程師

通訊作者：劉秀慶，中油測(cè)井公司大慶分公司技術(shù)支持中心，測(cè)井工，集團(tuán)公司技能專家.地址：中油測(cè)井公司大慶分公司技術(shù)支持中心;