鉆井中途油氣層測試儀(ERCT)及其在渤海油田的應用＊

余 強 劉樹鞏 劉書民 馮永仁 龐希順 周明高

(中海油田服務股份有限公司 北京)

鉆井中途油氣層測試儀(ERCT)及其在渤海油田的應用＊

余 強 劉樹鞏 劉書民 馮永仁 龐希順 周明高

(中海油田服務股份有限公司 北京)

文章從系統構成、儀器特點和現場作業三個方面對增強型儲層特性測試儀(ERCTTM)的研制與應用進行了介紹;對ERCT的儀器結構特點和現場數據快速處理軟件進行了重點闡述,并詳細介紹了ERCT在渤海某井的作業情況及數據、PVT樣品分析。通過渤海數口探井的實驗性作業,ERCT工程化樣機地面系統與井下儀器的各項功能實現得到了充分驗證,達到了設計指標,得到了作業者的認可。

地層測試器;模塊化;現場應用

0 引 言

電纜地層測試器目前是唯一能進行地層動態測試的測井儀,可以對地層的有效滲透率、產能、地層的連通情況、衰竭情況做出評價,特別是求取地層的有效滲透率方面,在所有的測井方法中可以說是無與倫比的[1]。同一般的鉆桿測試相比,更是具有簡便、快捷、經濟、可靠的優點,在海洋石油勘探中使用這項技術,可部分取代試油和鉆桿地層測試工藝,減少井口占用時間,降低成本。上世紀九十年代,西方三大油田服務公司相繼推出了各自的具備連續泵排和流體實時分析能力的第三代電纜地層測試器,作業應用效果很好,斯倫貝謝的MDT[2]和貝克休斯RCI先后進入中國陸地與海上地層測試作業服務市場,占據了主導地位。2001年中海油田服務股份有限公司在國家863重大專項支持下立項研發這種新一代模塊化電纜地層測試技術,于2009年成功推出具有自主知識產權的第三代模塊化電纜地層測試器——鉆井中途油氣層測試儀(ERCT),在渤海及海外緬甸作業區塊實現商業應用,取得了不錯的應用效果。

1 作業系統

ERCTTM地層測試器作為中海油服自主研發的ELIS—II整裝測井系統的標準配置儀器,現場作業時需掛接在ELIS—II地面系統上,其作業系統構成如圖1所示。可利用成熟的ELIS地面軟硬件系統和井下常規儀器組合,為地層測試作業提供井下電纜張力、泥漿電阻率測量,深度校正,電纜傳輸等輔助功能,大大提高了系統作業的可靠性與穩定性。

圖1 ERCT作業系統構成框圖

由于目前國內海上探井測井作業中廣泛使用貝克-阿特拉斯公司的5700系統,因此ERCT地層測試器在掛接 ELIS—II地面系統設計之初就考慮了掛接5700測井系統作業的問題。在渤海作業中,ERCT成功地與5個5700測井拖撬的地面系統進行了掛接,系統連接非常簡單方便。

2 井下儀器

2.1 ERCT地層測試器各項參數及性能指標

1)儀器耐溫：150℃

2)儀器耐壓：137.9 MPa(20 000 psi)

3)最大工作壓力：110.3 MPa(16 000 psi)

4)適用井徑范圍：140 mm～559 mm

5)預測體積：0.1 cm3～280 cm3

6)PVT可移運取樣筒：566 ml×2個

7)多PVT取樣能力：350 ml×6(可串接4～8節)

8)常規取樣筒：1 600 ml/1 850 ml 2個

9)流體電導率測量范圍：0.15 s/m～20 s/m流體密度計測量范圍：0～2 g/ml

10)地層滲透率要求：≥5 mD

2.2 ERCT地層測試器特點

ERCT地層測試器的儀器設計采用多項專利技術,具有以下幾個特點[3]：

1)基于總線的模塊化設計：便于根據實際作業情況配置儀器,短節間采用快速連接技術,易于擴展功能,方便現場操作;

2)集成度高：關鍵零部件采用集成方式插裝在儀器上,使維護保養簡單快捷,提高儀器使用率;

3)PVT取樣筒：壓力補償式井下單相地層流體取樣筒,預充氮氣可補償由于溫度降低導致壓力降低油氣分離,確保取到保持地層特性的樣品;

4)反注入模塊：可攜帶三個酸液筒,在開發井中模擬酸化效果,為油田開發提供參數;

5)雙探針設計：可獲得垂直滲透率,可靠性更高,可實現取樣時放松電纜;

6)儀器各液壓短節均采用高強度鈦合金棒料作為基體,采用在基體上加工超細深孔形成內部流體管線的設計方式,既有效的減輕了儀器自身重量,也提高了儀器液壓系統和泵抽管線的可靠性。

3 處理解釋軟件

3.1 現場數據快速處理軟件

由于測試地層參數的不確定性和鉆井井筒狀況的復雜性,現場沒有足夠的時間和資料對測試數據進行完整詳細的分析,ERCT現場數據快速處理軟件對壓力記錄數據的定性分析,即通過測試記錄的壓力響應,快速估算地層壓力和地層有效滲透率(壓降流度)。軟件主要功能是在作業現場對地層測試數據進行初步處理,實現壓力曲線自動繪制,自動/手動提取壓力曲線特征點,壓降/球型模型計算流度,多點壓力綜合分析泥漿壓力梯度及油/氣/水界面等功能,對測試數據、測試質量進行統計,最后以圖形化形式輸出生成測井圖。現場快速數據分析是檢查測試數據質量的依據,也是下一步ERCT測試數據定量分析的基礎。

3.2 綜合處理解釋軟件

ERCT地層測試資料綜合解釋軟件基于ELIS測井數據綜合處理解釋平臺——EGPS系統,針對ERCT地層壓力測試數據建立解析滲流模型,并根據流體流動的達西滲流特征進行流型識別,分析ERCT測試資料壓力、流量和時間的反映關系,計算出指導性的壓降流度數值;對于符合壓力恢復分析方法條件的測點,能夠計算出球形流地層壓力及流度、徑相流地層壓力及流度。基于地層壓力與深度的分布關系,計算出全井段各層位的壓力梯度,并根據壓力梯度大小解釋得出全井段油水層分布,計算油水(氣油)界面。最終根據以上解釋成果,用5種方法進行測試點產能預測。

4 渤海油田應用

ERCT地層測試器自2009年實現技術定型后,首批產業化制造儀器于2010年4月交付現場作業。截止2011年7月先后在渤海油田和緬甸C2區塊投入地層測試作業服務,共計作業20井次,作業時效100%,無井口損失時間,體現出了很高的可靠性。

下面以渤海某井X1為例,介紹ERCT工程化樣機在渤海作業應用的具體情況。

井況信息：

井別：預探井

測量段井徑：12.5 in

泥漿類型：PEM

泥漿比重：1.3 g/cc

井底溫度：108℃

測井作業組合：①電法/聲波;②放射性;③地層測試;④井壁取芯

在2 710 m～2 721 m鉆遇一套砂層,從常規測井曲線可以排除是水層的可能性,中子—密度交會情況看基本沒有氣層特征,見圖2,通常這種曲線為油層特征,但是也存在中子—密度交會特征不明顯的氣層。

圖2 X1井2 700 m～2 725 m測井圖

資料計算的上部地層流體密度為0.857 9 g/cm在該層設計了3個 ERCT測壓深度點,應用測壓3,如圖3所示,證明了上述砂層為油層,此外3深度點的測壓資料還可以得到相應深度的地層滲透率。

圖3 X1井測壓數據圖

為了得到該層的原油高壓物性資料,在2 720 m進行PVT取樣,取樣前泵抽排泥漿濾液過程中流動壓力高于3 700 psi=25.517 MPa,ERCT具有過壓取樣的功能,給樣品加壓后取樣筒內的壓力高于地層壓力,使樣品由井下提到地面在溫度降低的情況下不因壓力低于泡點壓力而脫氣。樣品提到地面后經測試,在室溫下的壓力為32.77 MPa。

對PVT樣品進行分析可以得到包括泡點壓力、氣油比在內的參數和油藏溫度下原油粘度與壓力的關系曲線等。PVT樣品參數見表1。

分析得到的原油飽和壓力8.24 MPa,在PVT樣品取樣泵抽過程中的流動壓力和樣品到達地面的打開壓力都高于原油飽和壓力,整個過程中沒有發生脫氣現象,所以該PVT樣品為有效樣品。

表1 PVT樣品參數表

5 結 論

通過ERCT在渤海地區的使用情況看應用效果好,從解決問題能力方面形成如下結論：

1)用ERCT測壓資料計算的地層流體密度能夠幫助確定地層流體性質并確定層內不同地層流體的界面。

2)測井解釋中的疑難層可以通過取樣進行驗證。

3)對油氣層可以用 ERCT取PVT樣,以便獲得油氣層的高壓物性參數并預測其產能。

[1] 谷 寧,陶 果,劉書民.電纜地層測試器在滲透率各向異性地層中的響應[J].地球物理學報,2005,48(1)

[2] 陸大衛,寧從前.MDT測井技術在我國陸上油氣勘探中的應用[J].中國石油物探,2003,8(1)

[3] 周明高,劉書民,馮永仁,等.鉆井中途油氣層測試儀(FCT)研究進展及其應用[J].測井技術,2008,32(1)

Pang Xishun and Zhou Minggao.Application of the enhanced reservoir characteristic tester to Bohai oilfield.

Yu Qiang,Liu Shukong,Liu Shumin,Feng Yongren,

This paper introduces the development and application of an enhanced reservoir characteristics tester(ERCTTM)from the system structure,equipment characteristics and field operations.On ERCTformation tester equipment,focuses on the structural features and on-site data processing software and gives the operation situation,logging data and analysis of PVT samples of a well in Bohai oilfield.Through the experimental operations of several wells in Bohai oilfield,the function of surface system and downhole tools of ERCT have already been fully verified,achieving the design targets,and has been accepted by the oil company.Now the ERCT tools have been achieved industry manufacture,the first batch of products has been delivered the customers,which are used in Bohai oilfield and oversea market.

formation tester;modular;application

TE353

B

1004-9134(2011)06-0023-03

本項目來源于“十一·五”國家863重大專項——《鉆井中途油氣層測試儀工程化集成及應用(2006AA090101)》

余 強,男,1977年生,工程師,西安石油大學測試計量技術及儀器專業碩士畢業,目前在中海油田服務股份有限公司從事地層測試儀器及方法研究。郵編：101149

2011-05-12

姜 婷)

PI,2011,25(6)：23～25

·計算機與通訊技術·