电缆地层测试双挂仪器取样探针优选技术

2022-08-09涂春赵

海洋石油 2022年1期

涂春赵

（中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津 300459）

电缆地层测试是证实储层流体性质、进行储层评价最为直接有效的方法之一，在海上油田勘探作业中，发挥着越来越重要的作用[1]。在渤海油田的砂岩储层勘探评价中，Enhanced Formation Dynamics Tester (简称EFDT)仪器是应用最多的电缆地层测试仪器，近年来随着工具改造升级，可以将大极板探针和常规探针同时入井，形成探针双挂仪器（以下简称EFDT双挂仪器)，一次入井为电缆取样作业提供了多种探针选择。电缆取样作业的关键在于用尽可能短的泵抽时间取得代表性流体样品[2]，如何合理选择取样探针是其中关键措施之一。

1 EFDT双挂仪器取样面临的难题

大极板探针与常规探针的主要区别在于二者的探针面积不同，取样作业时的优缺点对比如下：

（1）大极板探针拥有更大的过流面积，在泵速相同的情况下，过流面积越大仪器管线内部压力与地层压力的压差越小，可以有效防止漏封、出砂、供液不足等情况。但是过流面积越大，需要泵排的地层流体也就越多，取得代表性储层流体样品的时间就越长，给取样作业带来了更多风险，如电缆吸附卡、仪器黏卡等[3-13]。

（2）常规探针的过流面积相对较小，需要泵排的地层流体相对较少，取得代表性流体样品的时间相对短。但是容易引起压差增大，从而造成漏封、出砂、供液不足等情况，导致取样作业成功率降低。

综上可以看出，有必要结合取样储层特点，建立EFDT双挂仪器的取样探针优选技术，在合适泵速的情况下，选取最优的过流面积，保证取样作业成功率的同时尽可能降低取得代表性储层流体样品的泵抽时间，提升作业效率，降低作业风险。

2 EFDT双挂仪器及探针介绍

EFDT增强型储层特性测试仪是一种模块化、泵抽式电缆储层测试仪[11]。近年来随着工具升级，应用双挂短节可携带常规探针和大极板探针同时入井（图1），较传统常规组合减少了更换探针的时间，为单次入井提供了多种探针选择。以2019至2020年为例，探针双挂仪器基本实现在渤海探井作业点的全覆盖，使用频率较高。

图1 EFDT双挂仪器连接示意图Fig. 1 Connection diagram of EFDT double hanging instrument

双挂仪器中大极板探针长度约为0.52 m，两个常规探针之间距离0.4 m。常规探针和大极板探针对比如图2所示，大极板探针的过流面积为30.22 in2，常规探针的过流面积为0.79 in2。

图2 常规探针与大极板探针对比图Fig. 2 Comparison between the conventional probe and the large plate probe

近年对大极板探针再次进行改造升级，将流体通道隔离，将之前两个吸鼻共用一个密封面改为两个单独密封部分（图3）。大极板（小半部）过流面积为10.07 in2，大极板（大半部）过流面积为20.15 in2。这样可以有效避免因一点漏封导致整个泵抽取样的失败。

图3 改造前后大极板探针对比图Fig. 3 Comparison of large plate probe before and after transformation

当前EFDT双挂仪器可供选择的探针组合按过流面积由小到大排序见表1。

表1 EFDT双挂仪器不同探针组合过流面积对比Table 1 Comparison of overcurrent areas of different probe combinations of EFDT double hanging instrument

取样作业时大极板探针以及两个常规探针泵抽时流体均会在仪器内部的主管线内汇合，如果大极板两部分探针或常规双探针坐封处的储层流体性质相同且物性接近的话，经过两个探针的流体性质变化也是基本一致的，不会影响对流体性质变化的判断。

3 EFDT双挂仪器探针优选

3.1 影响因素分析

探针选择的主要考虑因素有井眼条件、储层性质、流体性质和泵抽效率[3-13]。

（1）井眼条件

井壁规则与否直接影响到取样时探针的坐封效果，螺旋井眼、锯齿状井眼等很可能造成常规探针或大极板探针坐封失败，从而无法进行探针选择。

（2）储层性质

疏松砂岩储层取样时容易造成出砂、漏封，低孔渗储层取样时容易造成压差过大无法实现连续泵抽。另外，储层中夹层多或厚度薄，也不利于大极板或常规双探针泵抽。

（3）流体性质

储层中的原油性质会影响取样作业时的泵抽压差，稠油取样时会造成泵抽压差增大，需要更大的过流面积或降低泵速来降低压差，防止出现漏封、出砂、供液不足等情况。

（4）泵抽效率

取样时探针与储层的接触面积越多则过流面积越大，但同时需要泵排的滤液量也会越大，取得代表性地层流体样品需要泵抽的时间越长，所以在相同泵速下探针的过流面积越小越有利于提高泵抽效率。

3.2 技术思路与作业要点

取样作业原则：在安全压差下，尽可能少地泵排滤液，尽快抽到具有代表性的地层流体，减少泵抽时间，降低作业风险。

探针优选建议：

（1）非疏松砂岩或低孔渗储层建议使用常规单探针或常规双探针进行取样；若泵抽时发现压差过大接近安全生产压差或泵速较低，再考虑更换大极板探针。

（2）稠油或易出砂储层优先使用大极板探针进行取样；若泵抽时压差不大，建议关掉大极板探针其中的一个吸入口，根据压差选择关掉大半部分还是小半部分。

（3）低孔渗储层优先使用大极板探针进行取样；若泵抽连通之后，建议关掉大极板其中一个吸口，根据压降调整泵速，控制在安全压差以内，防止出砂或漏封。

总的思路是：压降合适的情况下，过流面积越小，需要泵排的滤液量就越少，越有利于抽纯，从而高效取得代表性地层流体样品。

取样作业需要针对不同区块综合考虑各方面因素，建立探针优选技术现场实施示意图如图4所示。

图4 探针优选技术现场实施示意图Fig. 4 Schematic diagram of the field implementation of the probe optimization technology

4 技术应用效果分析

4.1 A井常规双探针高效取样

本井设计在1 857 m进行取样，取样层位在馆陶组，储层为细砂岩，该点取样目的为证实是否为纯油层。结合邻井资料和常规曲线，储层物性较好，无稠油特征，出砂生产压差在750 psi左右，优先使用常规探针。常规测井曲线如图5所示。

图5 1 857 m常规测井曲线图Fig. 5 1 857 m conventional logging curve

常规探针在1 857 m坐封成功，测压流度50.62×10-3μm2/(mPa·s)，流度较高但考虑到储层埋藏较浅，采用常规双探针同时泵抽。初始压降400 psi左右，随着走泵压降有减小趋势，最后稳定在340 psi左右；继续泵抽，参数变化明显，泵抽60 min，泵出流体26 L时灌样，样桶容积1 800 mL，其中气880 mL、油920 mL。证实该层为纯油层。取样参数变化如图6所示。

图6 1 857 m取样参数变化图Fig. 6 Variation diagram of 1 857 m sampling parameters

4.2 B井大极板取得稠油样

本井设计在2 223.5 m进行取样，取样层位在馆陶组，储层为细砂岩，该点取样目的为证实流体性质。结合邻井资料分析储层中可能存在重质油，常规曲线看物性较好，出砂生产压差在450 psi左右。优先使用大极板探针。常规测井曲线如图7所示。

图7 2 223.5 m常规测井曲线图Fig. 7 2 223.5 m conventional logging curve

大极板探针在2 223.5 m坐封成功，泵抽15 min，泵出流体4 L后，出现油信号，压差快速增大至800 psi，及时切换至低泵速，压差降至300 psi之内，继续泵抽。泵抽120 min，泵出流体15.6 L后，灌终样。取得纯油500 mL，油质很稠。取样参数变化如图8所示。

图8 2 223.5 m取样参数变化图Fig. 8 Variation diagram of 2 223.5 m sampling parameters

4.3 C井大极板(小半部分)探针高效取样

本井设计在2 490 m进行取样，取样层位在馆陶组，储层为细砂岩，该点取样目的为证实流体性质。结合邻井资料分析储层为中轻质油，常规曲线看中子密度曲线无交会，储层物性一般，出砂生产压差在500 psi左右，优先使用大极板探针。常规测井曲线如图9所示。

图9 2 490 m常规测井曲线图Fig. 9 2 490 m conventional logging curve

大极板探针在2 490 m坐封成功，整个大极板泵抽联通后逐步提高泵速，压差小于100 psi，考虑泵抽效率减少泵排滤液的体积，关闭大极板探针(大半部分)，用大极板(小半部分)继续泵抽，压差增大至210 psi，继续泵抽至60 min，灌终样，取得450 mL纯油样。证实储层为纯油层。取样参数变化如图10所示。