钻井中途油气层测试仪(ERCT)及其在渤海油田的应用＊

余 强 刘树巩 刘书民 冯永仁 庞希顺 周明高

(中海油田服务股份有限公司 北京)

钻井中途油气层测试仪(ERCT)及其在渤海油田的应用＊

余 强 刘树巩 刘书民 冯永仁 庞希顺 周明高

(中海油田服务股份有限公司 北京)

文章从系统构成、仪器特点和现场作业三个方面对增强型储层特性测试仪(ERCTTM)的研制与应用进行了介绍;对ERCT的仪器结构特点和现场数据快速处理软件进行了重点阐述,并详细介绍了ERCT在渤海某井的作业情况及数据、PVT样品分析。通过渤海数口探井的实验性作业,ERCT工程化样机地面系统与井下仪器的各项功能实现得到了充分验证,达到了设计指标,得到了作业者的认可。

地层测试器;模块化;现场应用

0 引 言

电缆地层测试器目前是唯一能进行地层动态测试的测井仪,可以对地层的有效渗透率、产能、地层的连通情况、衰竭情况做出评价,特别是求取地层的有效渗透率方面,在所有的测井方法中可以说是无与伦比的[1]。同一般的钻杆测试相比,更是具有简便、快捷、经济、可靠的优点,在海洋石油勘探中使用这项技术,可部分取代试油和钻杆地层测试工艺,减少井口占用时间,降低成本。上世纪九十年代,西方三大油田服务公司相继推出了各自的具备连续泵排和流体实时分析能力的第三代电缆地层测试器,作业应用效果很好,斯伦贝谢的MDT[2]和贝克休斯RCI先后进入中国陆地与海上地层测试作业服务市场,占据了主导地位。2001年中海油田服务股份有限公司在国家863重大专项支持下立项研发这种新一代模块化电缆地层测试技术,于2009年成功推出具有自主知识产权的第三代模块化电缆地层测试器——钻井中途油气层测试仪(ERCT),在渤海及海外缅甸作业区块实现商业应用,取得了不错的应用效果。

1 作业系统

ERCTTM地层测试器作为中海油服自主研发的ELIS—II整装测井系统的标准配置仪器,现场作业时需挂接在ELIS—II地面系统上,其作业系统构成如图1所示。可利用成熟的ELIS地面软硬件系统和井下常规仪器组合,为地层测试作业提供井下电缆张力、泥浆电阻率测量,深度校正,电缆传输等辅助功能,大大提高了系统作业的可靠性与稳定性。

图1 ERCT作业系统构成框图

由于目前国内海上探井测井作业中广泛使用贝克-阿特拉斯公司的5700系统,因此ERCT地层测试器在挂接 ELIS—II地面系统设计之初就考虑了挂接5700测井系统作业的问题。在渤海作业中,ERCT成功地与5个5700测井拖撬的地面系统进行了挂接,系统连接非常简单方便。

2 井下仪器

2.1 ERCT地层测试器各项参数及性能指标

1)仪器耐温：150℃

2)仪器耐压：137.9 MPa(20 000 psi)

3)最大工作压力：110.3 MPa(16 000 psi)

4)适用井径范围：140 mm～559 mm

5)预测体积：0.1 cm3～280 cm3

6)PVT可移运取样筒：566 ml×2个

7)多PVT取样能力：350 ml×6(可串接4～8节)

8)常规取样筒：1 600 ml/1 850 ml 2个

9)流体电导率测量范围：0.15 s/m～20 s/m流体密度计测量范围：0～2 g/ml

10)地层渗透率要求：≥5 mD

2.2 ERCT地层测试器特点

ERCT地层测试器的仪器设计采用多项专利技术,具有以下几个特点[3]：

1)基于总线的模块化设计：便于根据实际作业情况配置仪器,短节间采用快速连接技术,易于扩展功能,方便现场操作;

2)集成度高：关键零部件采用集成方式插装在仪器上,使维护保养简单快捷,提高仪器使用率;

3)PVT取样筒：压力补偿式井下单相地层流体取样筒,预充氮气可补偿由于温度降低导致压力降低油气分离,确保取到保持地层特性的样品;

4)反注入模块：可携带三个酸液筒,在开发井中模拟酸化效果,为油田开发提供参数;

5)双探针设计：可获得垂直渗透率,可靠性更高,可实现取样时放松电缆;

6)仪器各液压短节均采用高强度钛合金棒料作为基体,采用在基体上加工超细深孔形成内部流体管线的设计方式,既有效的减轻了仪器自身重量,也提高了仪器液压系统和泵抽管线的可靠性。

3 处理解释软件

3.1 现场数据快速处理软件

由于测试地层参数的不确定性和钻井井筒状况的复杂性,现场没有足够的时间和资料对测试数据进行完整详细的分析,ERCT现场数据快速处理软件对压力记录数据的定性分析,即通过测试记录的压力响应,快速估算地层压力和地层有效渗透率(压降流度)。软件主要功能是在作业现场对地层测试数据进行初步处理,实现压力曲线自动绘制,自动/手动提取压力曲线特征点,压降/球型模型计算流度,多点压力综合分析泥浆压力梯度及油/气/水界面等功能,对测试数据、测试质量进行统计,最后以图形化形式输出生成测井图。现场快速数据分析是检查测试数据质量的依据,也是下一步ERCT测试数据定量分析的基础。

3.2 综合处理解释软件

ERCT地层测试资料综合解释软件基于ELIS测井数据综合处理解释平台——EGPS系统,针对ERCT地层压力测试数据建立解析渗流模型,并根据流体流动的达西渗流特征进行流型识别,分析ERCT测试资料压力、流量和时间的反映关系,计算出指导性的压降流度数值;对于符合压力恢复分析方法条件的测点,能够计算出球形流地层压力及流度、径相流地层压力及流度。基于地层压力与深度的分布关系,计算出全井段各层位的压力梯度,并根据压力梯度大小解释得出全井段油水层分布,计算油水(气油)界面。最终根据以上解释成果,用5种方法进行测试点产能预测。

4 渤海油田应用

ERCT地层测试器自2009年实现技术定型后,首批产业化制造仪器于2010年4月交付现场作业。截止2011年7月先后在渤海油田和缅甸C2区块投入地层测试作业服务,共计作业20井次,作业时效100%,无井口损失时间,体现出了很高的可靠性。

下面以渤海某井X1为例,介绍ERCT工程化样机在渤海作业应用的具体情况。

井况信息：

井别：预探井

测量段井径：12.5 in

泥浆类型：PEM

泥浆比重：1.3 g/cc

井底温度：108℃

测井作业组合：①电法/声波;②放射性;③地层测试;④井壁取芯

在2 710 m～2 721 m钻遇一套砂层,从常规测井曲线可以排除是水层的可能性,中子—密度交会情况看基本没有气层特征,见图2,通常这种曲线为油层特征,但是也存在中子—密度交会特征不明显的气层。

图2 X1井2 700 m～2 725 m测井图

资料计算的上部地层流体密度为0.857 9 g/cm在该层设计了3个 ERCT测压深度点,应用测压3,如图3所示,证明了上述砂层为油层,此外3深度点的测压资料还可以得到相应深度的地层渗透率。

图3 X1井测压数据图

为了得到该层的原油高压物性资料,在2 720 m进行PVT取样,取样前泵抽排泥浆滤液过程中流动压力高于3 700 psi=25.517 MPa,ERCT具有过压取样的功能,给样品加压后取样筒内的压力高于地层压力,使样品由井下提到地面在温度降低的情况下不因压力低于泡点压力而脱气。样品提到地面后经测试,在室温下的压力为32.77 MPa。

对PVT样品进行分析可以得到包括泡点压力、气油比在内的参数和油藏温度下原油粘度与压力的关系曲线等。PVT样品参数见表1。

分析得到的原油饱和压力8.24 MPa,在PVT样品取样泵抽过程中的流动压力和样品到达地面的打开压力都高于原油饱和压力,整个过程中没有发生脱气现象,所以该PVT样品为有效样品。

表1 PVT样品参数表

5 结 论

通过ERCT在渤海地区的使用情况看应用效果好,从解决问题能力方面形成如下结论：

1)用ERCT测压资料计算的地层流体密度能够帮助确定地层流体性质并确定层内不同地层流体的界面。

2)测井解释中的疑难层可以通过取样进行验证。

3)对油气层可以用 ERCT取PVT样,以便获得油气层的高压物性参数并预测其产能。

[1] 谷 宁,陶 果,刘书民.电缆地层测试器在渗透率各向异性地层中的响应[J].地球物理学报,2005,48(1)

[2] 陆大卫,宁从前.MDT测井技术在我国陆上油气勘探中的应用[J].中国石油物探,2003,8(1)

[3] 周明高,刘书民,冯永仁,等.钻井中途油气层测试仪(FCT)研究进展及其应用[J].测井技术,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

本项目来源于“十一·五”国家863重大专项——《钻井中途油气层测试仪工程化集成及应用(2006AA090101)》

余 强,男,1977年生,工程师,西安石油大学测试计量技术及仪器专业硕士毕业,目前在中海油田服务股份有限公司从事地层测试仪器及方法研究。邮编：101149

2011-05-12

姜 婷)

PI,2011,25(6)：23～25

·计算机与通讯技术·