隨鉆實(shí)時(shí)地層測(cè)試器在渤海X 油田的應(yīng)用

肖 通，余 強(qiáng)，魏 哲，張 沖，蘭鐵坤

（中海油田服務(wù)股份有限公司，河北省三河市 065200）

渤海X 油田儲(chǔ)層連續(xù)性較好，具有中高孔滲的儲(chǔ)集特征。由于油田已投產(chǎn)多年，地層壓力不斷下降，不同區(qū)塊注采情況也各不相同，部分層位相繼出現(xiàn)欠壓和超壓現(xiàn)象，最大欠壓2.3 MPa，最大超壓2.5 MPa。為探明儲(chǔ)層壓力，規(guī)避井漏、井涌等鉆井風(fēng)險(xiǎn)，驗(yàn)證目前油藏的衰竭情況，決定在12ST01 井使用隨鉆實(shí)時(shí)地層壓力測(cè)試器（IFPT）進(jìn)行地層壓力測(cè)量[1]。

1 IFPT 功能介紹

675 型IFPT 是國內(nèi)自主研發(fā)并進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用的首款隨鉆地層壓力測(cè)試器，可用于φ215.9 mm～φ 266.7 mm 井眼的地層壓力測(cè)量作業(yè)。總體結(jié)構(gòu)采用模塊式設(shè)計(jì)，主要模塊包括推靠坐封鉆鋌模塊、精密測(cè)壓泵抽模塊、液壓系統(tǒng)模塊、測(cè)控電路模塊及電池組模塊。

IFPT 可在任意井斜角條件下測(cè)試地層壓力，應(yīng)用地面指令傳輸系統(tǒng)（CDL），實(shí)現(xiàn)隨時(shí)通過改變排量下傳指令開啟或關(guān)閉工具工作的功能。推靠座封模塊的功能是在IFPT 與地層之間建立一個(gè)封閉的流體流動(dòng)通道，以防止泥漿及地層中沙粒的侵入。IFPT 開始工作后，將伸出探針推靠至井壁，地層流體通過探針內(nèi)流道流入測(cè)壓抽汲泵。探針最大伸長量超過60 mm，外表設(shè)計(jì)為圓柱面，與地層形成密閉空間，以實(shí)現(xiàn)與井壁弧度完全貼合，達(dá)到有效隔絕泥漿的效果；特殊情況下旋轉(zhuǎn)鉆具即可切斷探針，避免發(fā)生卡鉆事故。IFPT 采用了電機(jī)-絲杠-活塞形式的測(cè)壓泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制抽汲量與抽汲速度。經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，抽汲量控制精度可達(dá)到0.1 mL，抽汲速度控制精度達(dá)0.1 mL /s，抽汲速度為0.1～2.0 mL /s，為精確測(cè)壓、計(jì)算流度提供了技術(shù)保證[2-4]。 IFPT 采用2 個(gè)壓力計(jì)同時(shí)測(cè)量地層壓力，石英壓力計(jì)作為主傳感器，應(yīng)變型壓力計(jì)作為備份傳感器。同時(shí)使用兩種壓力計(jì)可實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，在保證測(cè)量精度的前提下能夠提高溫度變化的補(bǔ)償響應(yīng)速度，提高測(cè)量時(shí)效。IFPT 還采用另一種應(yīng)變型壓力計(jì)用于檢測(cè)環(huán)空壓力，為監(jiān)測(cè)井況、保障井下安全提供參考依據(jù)。

2 現(xiàn)場(chǎng)施工

12ST01 井區(qū)主要含油氣層系在平面上受井組累積注采比差異影響，中部和邊部壓力分布不均勻，縱向上受層內(nèi)產(chǎn)注不均衡、層間汲水（產(chǎn)液）能力差異影響，部分主力層段存在超壓欠壓的情況，給后期開發(fā)工作帶來了挑戰(zhàn)。

12ST01 井為X 油田的一口開發(fā)調(diào)整井，老井眼12 井的投產(chǎn)時(shí)間為2016 年，井點(diǎn)附近采出程度低，存在較大潛力。為驗(yàn)證目前油藏的衰竭情況，弄清儲(chǔ)層壓力及其相關(guān)儲(chǔ)層的物性參數(shù)，指導(dǎo)后續(xù)采油生產(chǎn)作業(yè)，決定對(duì)12 井進(jìn)行側(cè)鉆作業(yè)，作業(yè)過程中使用IFPT 進(jìn)行地層壓力測(cè)量。

作業(yè)側(cè)鉆點(diǎn)為井深1 499 m 處，開窗側(cè)鉆后，下入馬達(dá)加隨鉆電阻率伽馬測(cè)井工具以及隨鉆測(cè)壓工具進(jìn)行定向鉆進(jìn)，鉆進(jìn)至2 350 m 完鉆后，上提至測(cè)壓目的深度進(jìn)行隨鉆測(cè)壓作業(yè)。

定向鉆井鉆具組合：φ215.9 mm PDC 鉆頭+φ 171.5 mm 馬達(dá)（1.15°）+φ184.0 mm 扶正器+φ171.5 mm 伽馬電阻率測(cè)井工具+φ171.5 mm IFPT 工具+φ 171.5 mm MWD 工具+φ171.5 mm 非磁鉆鋌+φ171.5 mm 浮閥+φ171.5 mm 濾網(wǎng)短節(jié)+φ127.0 mm 加重鉆桿+φ171.5 mm 震擊器+φ127.0 mm 加重鉆桿+φ 127.0 mm 鉆桿。在下鉆及正常鉆進(jìn)過程中，IFPT 處于休眠狀態(tài)。鉆進(jìn)至2 350 m 后，循環(huán)至井眼清潔，倒劃眼至目的深度開始進(jìn)行隨鉆測(cè)壓作業(yè)[5]。

現(xiàn)場(chǎng)地層壓力測(cè)量過程大致分為以下幾個(gè)步驟：①粘卡測(cè)試，開泵600 L/min 的狀態(tài)下保持鉆具靜止10 min，之后開啟轉(zhuǎn)速及正常排量活動(dòng)鉆具，觀察懸重與扭矩有無異常；②鉆具停止轉(zhuǎn)動(dòng)，降低排量至1 700 L/min，將井下工具面擺至井眼高邊位置30L-30R 左右，上下活動(dòng)鉆具釋放扭矩，參數(shù)一切正常的情況下進(jìn)行鉆具深度校正；③上提鉆具至測(cè)壓點(diǎn)，頂驅(qū)轉(zhuǎn)動(dòng)鎖死，發(fā)送測(cè)壓指令，鉆具保持靜止，排量保持穩(wěn)定，開始測(cè)壓，測(cè)壓結(jié)束后（大約10 min），可緩慢上提活動(dòng)鉆具，等待回傳測(cè)壓數(shù)據(jù)（約12 min），數(shù)據(jù)上傳結(jié)束后，再一次進(jìn)行粘卡測(cè)試，之后正常活動(dòng)鉆具，完成測(cè)壓作業(yè)，起鉆至下一個(gè)測(cè)點(diǎn)。

測(cè)壓的過程大致可分為4 個(gè)步驟（圖1）：①第一次抽汲的目的是利用抽汲力破壞井壁上的泥餅，并利用汲入的流體清理管線，使探針流體通道與地層連通，并判斷探針與地層是否正常密封；②第二次抽汲的目的是進(jìn)行一次調(diào)查預(yù)測(cè)試，根據(jù)壓降與壓力恢復(fù)過程估算地層滲透性；③第三與第四次抽汲為正式的測(cè)壓過程[6-8]。

圖1 測(cè)壓的四個(gè)步驟

3 地層壓力數(shù)據(jù)分析

測(cè)壓過程中，根據(jù)測(cè)壓曲線以及測(cè)壓參數(shù)就可以現(xiàn)場(chǎng)判斷測(cè)點(diǎn)質(zhì)量，一般分為四種測(cè)壓類型，即干點(diǎn)、致密點(diǎn)、漏封以及有效點(diǎn)。例如：在深度為1 790.65 m 處，測(cè)前泥漿壓力為15.25 MPa，測(cè)后泥漿壓力為15.28 MPa，測(cè)壓抽汲量為5 mL，測(cè)壓抽汲速度為0.34 mL /s，地層壓力為1 3.36 MPa，流度為16.65 ×10-3μm2/ cp， 測(cè)試評(píng)價(jià)為有效點(diǎn)（圖2）。

圖2 12ST01 井在深度1 790.65 m 處的測(cè)壓曲線

在深度為1 971.55 m 處，測(cè)前泥漿壓力為16.54 MPa，測(cè)后泥漿壓力為16.62 MPa，測(cè)壓抽汲量為3 mL，測(cè)壓抽汲速度為0.25 mL /s，地層壓力與流度無法計(jì)算，測(cè)試評(píng)價(jià)為致密點(diǎn)（圖3）。

圖3 12ST01 井在深度1971.55 m 處的測(cè)壓曲線

12ST01 井測(cè)壓設(shè)計(jì)了7 個(gè)測(cè)壓點(diǎn)，成功測(cè)壓7個(gè)點(diǎn)，測(cè)試成功率100%。其中5 個(gè)為有效點(diǎn)，2 個(gè)為致密點(diǎn)，隨鉆測(cè)壓曲線形態(tài)正確，能夠反映地層壓力特征，詳細(xì)測(cè)試數(shù)據(jù)見表1。

表1 12ST01 井地層壓力實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)

如表1 所示，探針測(cè)深為1 790.65 m 和1 856.25 m 處兩個(gè)測(cè)壓點(diǎn)的地層壓力系數(shù)為1.25 和1.23，測(cè)量壓力比原始地層壓力升高明顯，反映本段地層壓力超壓；探針測(cè)深為2 038.95 m、2181.34 m、2 234.03 m處三個(gè)測(cè)壓點(diǎn)的地層壓力系數(shù)為1.01、0.89、0.97，其中2181.34 m 處存在地層壓力虧空，其他兩點(diǎn)的測(cè)量壓力接近原始地層壓力，地層能量未見明顯變化，考慮后兩點(diǎn)海拔深度為同一深度，表明部分地層在平面上存在地層壓力不均的情況。應(yīng)用IFPT 測(cè)壓技術(shù)驗(yàn)證了儲(chǔ)層壓力的變化情況，為后期調(diào)整開發(fā)注采計(jì)劃提供了重要的依據(jù)。

4 結(jié)論

（1）IFPT 是繼哈里伯頓GEO-TAP，貝克休斯TesTrak、斯倫貝謝StethoScope 之后的第四種進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用的探針類隨鉆地層壓力測(cè)試器。12ST01 井成功應(yīng)用IFPT 測(cè)定了儲(chǔ)層壓力及其他物性參數(shù)，增加了對(duì)油藏以及對(duì)井下風(fēng)險(xiǎn)的了解，能夠制定一系列 鉆完井措施來有效地規(guī)避鉆井風(fēng)險(xiǎn)并獲得最大產(chǎn)量。

（2）675 型IFPT 設(shè)計(jì)了探針主動(dòng)回收裝置以及可折斷探針結(jié)構(gòu)，井下風(fēng)險(xiǎn)安全可控，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)地層壓力和流體數(shù)據(jù)并做出實(shí)時(shí)判斷，大大提高了鉆井時(shí)效，規(guī)避了常規(guī)電纜作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。