测试工艺概述.docx

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测试工艺概述

测试工艺概述

一、地层测试

地层测试是指钻井中途或完井之后，沟通地层到井底的通道，将地层流体诱流到地面，按一定的程序进行测试，搞清地层流体产能、性质、地层压力、温度及动态特点的整个工艺过程。

其目的在于，为油气层评判和科学制定油气田开发方案提供可靠的资料和参数，以进一步加快勘探速度，提高勘探成功率，降低成本，增加效率。

地层测试能够直截了当取得地层产能、地层压力及温度、压力复原曲线及地层流体样品等四项资料。

通过地层测试达到以下目的：

●证实所钻构造是否存在工业油气层；

●探明油气田的含油面积及油水或气水界面；

●结合电缆地层测试资料探明气、油、水层的纵向分布及是动力系统；

●搞清油、气层的产能、压力、温度及渗透率等动态特点参数；

●搞清井下及地面地层流体性质；

●观看地层压力衰减，探明油（气）层连通范畴，估算单井操纵储量；

●观看边界显示，运算不渗透边界距离；

●搞清油气层受损害的程度，运算理想产能；

●搞清地层水性质为测井说明提供参数。

二、地层测试类型

依照工艺特点和测试的差异，地层测试分为以下三类：

a．钻杆地层测试（DST）；　　　　　

b．TCP+DST联作测试；

c．延长测试（EDST）。

三、测试设计的重要性

海上测试是一项系统工程，这项工程完成得好坏，不但与测试时期的工作有关，而且与测试前的钻井和完井作业质量有关。

如钻井期对油层爱护较好，井身较规则，固井质量好，测试层段无窜槽现象，这些差不多上测试成功的前提条件。

就测试作业而言，有如下四个紧密相关的环节：

测试设计、工艺施工、资料录用和资料说明。

每个环节都关系着测试质量，其中测试设计又是首要的工作，一个优秀的测试设计（包括工艺设计和测试方案设计）应该是，针对不同地层、测试层段、井身条件和测试目的，采取有效的工艺方法和测试方案。

使测试既能满足取资料要求，又能达到施工安全、快速和低成本。

　地层测试设计差不多内容：

第一章拟测试井的差不多数据

a．构造位置；e．开钻日期及完钻日期；

b．地理位置；f．完钻井深及完钻层位；

c．经纬度及坐标；g．钻头程序及套管程序；

d．水深及补心海拔；　　h．人工井底。

　第二章拟测试井段的固井质量

第三章　拟测试层差不多参数差不多参数包括：

测试顺序、射孔井段和厚度；产曾厚度、岩性、泥质含量、孔隙度、含水饱和度、电测说明结论等。

第四章测试程序　是指人为操纵的测试工作程序，即流淌和复原的次数、强度及其时刻分配。

由于海上测试钻井平台安全及测试费用昂贵等因素，应在保证取全取准资料的条件下尽量缩短测试时刻。

a．油层测试程序，一样采取两次流淌，两次复原的测试程序。

●初流淌时刻分配一样为5—10min。

但对钻井液侵入深的中、低渗地层，应适当延长初流淌时刻。

●初复原时刻应以测得静止地层压力为标准。

若不使用SRO电子压力计时，初复原时刻应为初流淌时刻的8—10倍。

●终流淌即求产测试流淌期，在那个流淌期间要测取油层产能资料，采集代表性地层流体样品，同时为终关井测取压力复原曲线打下基础，求产测试依照不同的流淌特点，取资料有不同的要求：

　自喷油层：

要求达到稳固流淌，取得一个油咀的稳固流量资料。

　非自喷油层：

地层流体不能到达地面，整个流淌期均表现在井下，为段塞流，地层流淌压力及流量都在随时变化，是个不稳固流淌，取不到稳固流量资料。

为了测取复原曲线，要求液面到达静止之前关井复原（最好是流淌液面上升到静液面的左右高度），以幸免“自然关井”现象发生。

●终复原时刻应以测得合格的压力复原曲线为标准，在不使用SRO电子压力计时，终复原时刻应为终流淌时刻的两倍。

b.气层测试程序，气井测试要取得3—5个工作制度的流量数据，以建立气流方程式，求取无阻流量，以评判气层产能。

有条件时，最好进行多次流淌多次复原的测试，以求真表皮系数（S）。

海上气层测试，应采纳回压法或改进的等时法测试。

●回压法测试在渗透率比较高，流淌容易达到稳固的地层中采纳，为了测得真表效应系数，可进行三次流淌三次复原的测试程序。

初流淌：

初流淌赋有清井任务，时刻以排完水垫、封隔器以下井段压井液及井壁污物为标准。

末期粗测一个流量，作为二、三次流淌油咀选择的依据。

初关井：

初关井的目的在于测取原始地层压力。

假如清井期短可用测静压的方法求原始地层压力，假如清井期长，可通过压力复原曲线外推方法求得。

时刻分配：

测静压关井时刻应为流淌时刻的8—10倍；测压力复原曲线关井时刻应满足压力复原曲线分析的需要。

在不使用SRO电子压力计时，关井时刻应许多于流淌时刻的两倍。

第二次流淌：

测得一个油咀的稳固流量数据。

时刻分配以流淌到达稳固流态为标准。

第二次复原：

测取对应于第二次流淌的压力复原曲线。

时刻分配应服从压力复原曲线的需要，如不使用SRO电子压力计时，关井时刻应许多于二次流淌时刻的2倍。

第三次流淌：

为主流淌期，第三次流淌期应测得3—4个油咀的稳固流量资料。

第三次复原：

测取对应于三次流淌的压力复原曲线。

时刻分配原则同二次复原。

●改进的等时法测试，正式测试前的清井流淌同回压法测试。

清井流淌完成后，关井复原测取原始地层压力，然后进行四次流淌和关井的测试，第三次流淌时刻和关井复原时刻相等，前三次流淌不要求达到稳固，但最后一次流淌要求达到稳固。

c.压井液密度运算常规射孔，压井液柱所形成的回压应超过地层压力约2Mpa为合适。

因此压井液密度应为：

ρwk=102（ρ+2）/Dw

式中：

ρwk——压井液密度，g/cm3；

ρ——地层压力，MPa；

Dw——井深，m。

d．液垫类型的选择及液垫高度的运算方法水垫，一样采纳淡水，对自喷能力弱的井应采取氮气垫或柴油垫。

水垫高度应依照地层固结程度、渗透率高低而定。

关于高渗疏松，易出砂的地层，开井压差要小，水垫宜高；关于低渗而固结程度好的地层，开井压差要大，水垫宜低。

通常中、高渗地层开井压差操纵在4—6Mpa范畴；低渗坚硬地层开井诱流压差能够超过10Mpa。

水垫高度运算：

hw=102（p_△p）_△h

式中：

hw——水垫高度，m；

△p——开井压差，Mpa；

p——地层压力，Mpa；

△h——井下测试阀与射孔井段中部距离，m。

e.射孔要求电缆射孔，要紧确定射孔枪的外径、孔密和压井液密度。

关于7in以上套管一样采纳101.6mm（4in）射孔枪；孔密13—39sh/m任选，对钻井中污染严峻和岩性致密的测试层可选用高密度射孔枪；压井液密度的设计，应符合液柱压力高于地层压力的2—3Mpa。

四、作业前预备

1、资料预备

a．收集本作业区（或构造）的油气水分布特点及油气藏特点等资料；

b．.收集打算作业井的地质录井（岩屑、岩心、气测、钻井液等）资料和钻井（井身结构、井斜数据）资料；

c．收集测井资料，重点是油气水层说明成果；

d．编制地层测试设计书。

2、现场预备

1）、接井

a．裸眼完成井

●测井终止后，下钻清刮测试井段和坐封位置三次，并循环钻井液，按测试压井液要求调整至合格；

●套管试压至抗内压强度的80%或推测最大工作压差的1.2倍；防喷器试压按施工需要；

●封井器功能完好，试压至估量最高关井压力的1.3倍。

b．套管完成井

●射孔前对封隔器坐封位置套管上下清刮3次；

●套管试压及防喷器试压要求同裸眼完成井；

●电测固井质量作业终止后，下钻探水泥塞深度，如测试口袋没有留够，则应钻水泥塞使口袋符合测试要求；

●固井质量如不合格，需在测试井段（包括油层上部5m）挤水泥合格后，方可接井；假如在测试作业时期挤水泥封窜，挤水泥时刻不计入测试时效分析；

●按测试要求大排量循环压井泵2周清洗井底，调整钻井液，使之达到测试压井液要求。

c．压井液要求

●压井液密度应满足压井液柱形成井底回压大于地层压力2Mpa-3Mpa；

●压井液中固相杂质应〈0.1%；

●压井液粘度应适中；

●如利用钻井液则需按设计需求进行调整，并筛除固相杂质，直至进出口性能一致。

d．设备的预备

●对下井地层测试器及配套工具进行检查和功能试验，并按额定工作压力的80%或推测最大工作压差的1.2倍试压，稳压10min为合格。

对LPR-N氮气室充气；

●对水下测试树、防喷器、地面测试树和油咀管汇进行检查和功能试验，并按额定工作压力的80%或推测最大地面关井压力的1.2倍试压，稳压10min为合格；

●设备及其相匹配的外表，按测试流程安装好，经检查、校对、功能试验和试运转合格后，并要求分段试压，稳压10min为合格：

a）．地面采油树至油咀管汇试压5000psi，如是高压气井依照合计要求选定试压标准；

b）．油咀管汇至加热炉进口试压2000psi；

c）.加热炉至分离器进口和旁通阀试压1200psi；

d）.分离器油、气、水出口阀试压1000psi；

e）.分离器至油气管汇试压800psi；

f）.分离器至燃烧头管线试压400psi。

e.管串预备

●下井管串按设计及施工打算书要求，在现场进行复查核实；

●油管丈量与试压

●对油管进行编号、丈量，用通径规通径，清除油管内的铁锈及污物，用柴油清洗丝扣，并检查丝扣及管体，如有损害均应剔除不得下井；

●按编号顺序将油管下井并分段试压，试压按工作压差的1.2倍，或油管内抗压强度的80%，稳压10min为合格；试压完成后起出立柱排列于钻台。

五、地层测试（DrillStemTesting简称DST）工艺

　　１）．射孔枪选定射孔枪型、孔密、相位角，

　　２）．浮式钻井船

●下入水下采油树悬挂器，以确定水下采油树的安装位置，下入悬挂器+5in钻杆（5in钻杆底部涂白漆），让悬挂器坐于抗磨补心上；关防喷器底部闸板及中闸可变闸板；打开防喷器闸板，起出悬挂器；丈量悬挂器至防喷器闸板之间的距离（以闸板在钻杆白漆段所留下的痕迹为准），记录抗磨补心至转盘的距离及当时潮差；

1．井眼预备

2．压井液性能要求

a．为了便于清井和爱护油气层，下入管串前应尽可能替入海水，并大排量洗井至进出口水质一致；

b．若需用压井液压井时，压井液性能要紧考虑测试周期，封隔器上下压差不超过封隔器工作压差的80%，测试终止后便于压井，及套管抗挤压条件等；

c．若要求完井液压井测试，先用海水大排量洗井2周后再替入完井液。

3．管串要求

1）．TCP+DST联作管串除地层测试器及组合配套工具外，还应具备以下功能：

●保证负压的构成；

●保证能顺利引爆；

●保证射孔校深能顺利完成。

２）．测试管串要求：

a．下油层套管时在估量的测试层位顶界以上80—90m做一放射性记号；

b．测试阀上部做一放射性记号；

c．射孔井段上端要留有1．5—3m空枪以保证安全；

d．枪管上部要配备为防止液垫沉淀或测试管内壁铁锈沉淀埋点火头的玻璃接头；

e．为保证玻璃接头打碎后撞击棒先到达点火头，玻璃接头以下，点火头以上要配一根油管，下井前灌上洁净的无固相液体；

f．为减小射孔枪爆炸时所引起的震动，玻璃接头以上连接1-2根油管后再连接减震器；

g．通管除锈，保证测试管串内壁洁净，顺利引爆。

４．负压值的确定

1）．负压设计原则

a．关于渗透性好的疏松岩层，负压值不宜大，以幸免流淌初期出砂，但也要保证顺利诱流；

b．关于渗透性差的致密岩层，负压要大，以促使顺利诱流，但要保证套管和测试工具、管串的安全，不致遭到破坏。

2）．最小负压值的运算

不论是致密地层依旧非致密地层，均可用下式运算最小负压值：

油层△ρm=24.13/k0.37（5）

气层△ρm=17.24/k0.17（6）

式中：

△ρm——TCP射孔最小负压，Mpa；

k——地层渗透率，10-3μm2。

3）．最大负压值的确定

a．致密地层最大负压值，取套管破坏强度的80%，或下井工具、管串破坏强度的80%；

b．非致密层的最大负压值△ρx按下式运算：

油层△ρx=24.82-20×△t（7）

气层△ρx=32.75-25×△t（8）

或

油层△ρx=16.13×ρb-27.58（9）

气层△ρx=20×ρb-32.40（10）

式中：

△t——声速测井曲线上、下围岩△t平均值，μs；

ρb——放射性测井曲线地层体积密度，g/cm3。

4）.选用值的确定

求出最小负压和最大负压后，先运算两者的中值，然后再依照压井液滤液侵入深浅、岩性特点及体会来确定选用值。

５.下管串

a.在钻台坡道下边要有射孔人员按下枪顺序挂钢丝绳，防止顺序倒错；

b.下枪时，井口应有2-3个射孔人员负责连枪，上扣。

每支枪都必须检查传爆管情形。

用提升接头吊枪时，应当在井口往中接头上端装O圈，涂O圈油，再进行连接，枪的丝扣用管钳上紧即可；

c.有油管钳的井场，油管紧扣均用油管钳；

d.下井速度不能超过0.5m/s，要求操作平稳，严禁快放急刹；

e.接管柱上扣时锁紧转盘平稳上扣，每下入10柱灌液垫一次，灌最后一次液垫，应由监督确认；

f．第一测试层，管柱下至预定位置后先行测井校深，然后坐封二次校深，直至深度符合要求。

６．校深

1）．双同位素法校深将小伽玛仪器下入测试管串，先测出套管的同位素尖峰，用以校正电缆深度，然后再测管串上放射性接头的深度，使可确定射孔位置。

2）．伽玛曲线对比法目前国外和陆地油田TCP校深多采纳此法，其管柱上也需放一个放射性接头，但套管上没有同位素标记。

方法是将小伽玛仪器下过放射性接头后，上提测一段GR曲线，出图后与CBL图上的GR曲线进行对比，以两条曲线上明显的尖峰或拐点对准，用CBL上曲线的深度，推出小伽玛仪所测放射性尖峰的深度，然后按下式运算调整距离（△D）；

△D=D1-D3（11）

式中：

D1——射孔层段顶界深度，m；

D3——为推出的管串上放射性标记的深度，m。

此法在GR曲线平直无明显尖峰或拐点时将十分困难。

3）．自然伽玛CCL曲线对比法用GR、CCL综合测井仪，下过管串上装有标准接箍或注有强磁性的接头，测一条CR+CCL曲线。

用Ⅱ.3.5.2条所述的GR对比法，以CBL图上GR深度推出管串上标准接箍或强磁性记号的深度按（11）式运算求得△D，调整上提或下放距离。

７．引爆射孔枪

1）．引爆前的预备

TCP+DST联作测试的特点是，射孔枪引爆后，初流淌即开始，因此在引爆射孔枪前要作好开井的预备。

2）．引爆

a．机械式点火头的引爆

●机械式点火头在引爆之前，预备好点火棒，棒头要做好铜印模，井斜〈40°的井，点火棒能够不加滚轮，井斜〉40°的井应在棒的首尾各加一节滚轮，以保证棒自由滑落；

●环空加压打开井下测试阀,投棒引爆。

b．环压点火头的引爆

引爆压力的设计应高于打开测试阀的压力，而低于打开循环阀的压力。

c．延时点火头的引爆

　　通常是用密度比较小的压井液加压或用液氮经油管加压，所加压力应高于设计的引爆压力，然后赶忙泄压，以便在延时引爆时的时刻内能使井下压力复原负压。

如过了延时时刻仍不见发射，则可重新加压。

d．双引爆点火头的引爆

●机械和环空双引爆点火头，任一种方式先行引爆均可

●机械和油管正加压双引爆，是把油管正加压的点火头装在枪的尾部，在投棒未能引爆时才加压引爆，因为加压引爆时井内已不是负压，因此正加压引爆是备用方法。

3）．TCP引爆监测井口引爆操作完成后，应紧密凝视各种监测系统，判断射孔是否已发射。

a.在井口手扶或耳贴管柱，枪爆时应有明显的震动和声感；

b．检波器或加速度计配合录音机或记录仪监测，此法在半潜式钻井船不易见效；

c．观看环空压力表，由于引爆时射孔弹产生的气体压力和过后地层压力作用于测试管柱，使封隔器有向上的小距离移动，此移动足以使环空压力有所增加，增压范畴约0.345—0.689Mpa（50—100psi）；

d．依照井口气泡头流淌显示情形也能够观看判定是否引爆。

4）．引爆情形不明的处理

a.关于机械点火方式，棒在井内时，应进行钢丝作业，下捞棒工具将棒捞起，并在井下作棒击动作，以求再次引爆，此操作完成后，仍不见引爆时应捞棒出井，循环压井液起管串；

b．关于环空加压或油管加压引爆或延时引爆的点火，均咳提高压力再次引爆，但环空加压不能接近打开反循环阀的压力。

5）．射孔后的作业

TCP+DST联作测试的特点在于负压状态下一次射孔。

射孔成功后按测试程序进行作业。

五、资料录用

1．射孔

记录内容：

●压井液类型及性能：

●射孔方法：

常规（正压）射孔：

负压射孔、估量负压数值及负压射孔施工方法；

●校深方法及深度误差；

●射孔时刻；

●射孔枪型、尺寸、相位角、炮弹型号、每次射开井段；

●发射起出射孔枪后检查哑炮井段、弹数、长度，运算发射率。

如哑泡分散，发射率低于80%时，该枪重射；如哑泡集中于一段，且厚度超过1m时，补射该段；

●观看井口及钻井液地面变化，记录显示情形。

2．下管串

应记录内容：

●时刻；

●管串类型；

●井下压力计、温度计类型、编号、技术规范及深度；

●液垫性质、长度及Cl-含量；

●封隔器类型及深度。

3.初流淌期

观看并记录；

●开井操作过程；

●时刻；

●观看流淌显示情形；

●记录井口压力及温度变化：

前10min每1min记录一次，10min后每5min一次；井筒流体到达地面后每15min记录一次井口温度；运算机系统前10min每0.5min记录一次压力，10min后每5min记录一次井口、井底压力及温度；

●开油咀闸门放喷时刻及油咀尺寸。

3.初复原期

观看记录

●时刻；

●关井操作过程；

●手工记录井口压力变化；前10min每1min一次，10min后每15min一次；运算机记录：

前10min每20s记录一次井口、井底压力，10min-1h每1min记录一次井口、井底压力、温度，1h后每5min记录一次井口、井底压力、温度。

4.测取原始地层压力

a.油层测试初流淌期极短，初关井时刻以测得原始地层压力为目的。

压力稳固的标准为：

以15min为一记录点，相邻三点压力变化不超过0.05%视为稳固。

若初流淌时刻长，也可用初复原Horner曲线外推压力作为原始地层压力。

b．气层测试初流淌期较长，难以实测原始地层压力，一样以初复原Horner曲线外推压力作为原始地层压力。

初关井时刻，以测得合格的压力复原曲线为标准。

5．求产流淌期

1）．清井时期气井初流清井时期同油井，应记录内容：

a．开井时刻；

b．开井操作过程；

c．手工记录井口压力温度变化：

初期每1min一次，正常后每5min一次；井口温度每15min一次；运算机系统，初期每1min一次，正常后每5min记录一次全套数据；

c．水垫到达井口的时刻；

d．压井液到达井口的时刻；

e．油气到达井口的时刻；

f．地面取样分析结果：

原油含水及沉淀物的百分含量、水样Cl-含量及气样组份含量，并通过样品分析结果和对喷出物的观看，判定是否喷净；

2）．喷净标准

a．油层：

原油中水及沉淀物含量〈1%；

b．含水油层：

水样与地层水Cl-含量差不多一致（相邻三点Cl-含量变化不超过5%）；

c．气层：

一样将清井时期放在初流淌期。

判定喷净方法要紧靠对喷出物的观看，水垫喷完后有一股压井液，此为封隔器以下井段的压井液；压井液喷完后，若属纯气流呈青烟色；带水时呈白雾状；纯天然气点燃火焰呈兰色；带盐水时呈黄色；带地面水时呈淡红色。

喷净后进入分离器流程粗测一个流量数据，以供复原曲线说明及求产流淌选择油咀时作参考。

3）．正常测试时期

a．手工记录数据：

●每15min读取井口压力、温度一次；

●每30min读取分离器压力、温度及各个液体流量计数据，运算油水流量一次；

●每30min读取气体流量计的气流气流温度、差压、静压数据，运算天然气流量一次；

●每2h从分离器取样测量油、气密度；

●每15min从井口取样测取原油含水及沉淀物一次；

●每30min取气样作气组份分析一次，并监测H2S含量变化；

●每30min从分离器取水样作Cl-含量电阻率及PH值分析一次。

b．运算机自动记录系统，以5min间隔记录测试全套数据，以30min间隔运算油、气、水流量。

4）.油、气、水流量运算

清井洁净后，应及时进分离器流程进行计量及通过燃烧器燃烧。

关于井口压力低，气油比极低，无法使用分离器计量的井层可直截了当进入计量罐计量。

关于非自喷井层不使用泵轴，计量方法见公式（17）。

a.油流量运算

qo=△qo×（1440/△t）×Fm×K×（1-Shr）×（1-Bsw）（12）

式中：

qo——标准条件下油流量，m3/d；

△qo——流量表在采集间隔△t时刻内的产量，m3；

△t——数据采集时刻间隔，min；

Fm——流量表校正系数；

K——原油温度体积校正系数；

Shr——原油出分离器后的体积收缩系数；

Bsw——分离后原油含水及沉淀物的百分率。

b.水流量运算

qw=△qw×（1440/△t）×Fm（13）

式中：

qw——水流量，m3/d；

△qw——在采集间隔△t时刻内的流量表产量，m3；

△t——数据采集时刻间隔；min；

Fm——流量表校正系数。

c.天然气流量运算

天然气计量，在分离器孔板流量计中进行。

目前在海洋测试作业的分离器配备的孔板流量计，常见的方法兰接法，法兰顶及孔板下游取压，天然气流量通用运算公式为：

qg=C×Fpb×Fb×Ftb×Ftf×Fg×Fpv×Ff×Y（Pf×hw）1/2（14）

式中：

qg——标准状况下（0.101MpaA,20℃）的天然气流量，m3/d；

C——常数，法制单位下为533.8857,若h。

用Kpa表示，则c=16.8830;

Fpb——基础压力系数，Fpb=0.10MPa/基础压力，MpaA;

Ftb——基础温度系数，Ftb=（273+基础温度，℃）/293；

Fb——差不多孔板系数，查表；

Ftf——天然气流淌温度系数，ftf=（288.6/273+实测气流温度，℃）1/2，或查表；

Fg——天然气密度系数，fg=（1/γg）1/2；

γg——天然气相对密度；

Fpv——超压缩系数，依照分离器气体压力、（Pf）、气流温度及气比重查表或查图；

Ff——雷诺系数，雷诺系数接近于己于人，通常只用于商业性测量，现场测试可忽略；

Y——膨胀系数，依照d/D与hw/Pf值差图或表；d——孔板直径，mm；

D——测气管线内径，mm；

Pf——分离器内气体静压力，MpaA；

Hw——孔板流量计孔板前后压差，Mpa或Kpa。

6．流淌稳固标准

压力变化：

油层1h内波动不超过0.05Mpa;

气层1h内波动不超过0.03Mpa;

产量变化：

油层1h内波动不超过5%；

气层1h内波动不超过3%。

7．稳固流淌时刻

通常要求稳固时刻为2-4h。

8．取样要求

1）．常规分析样品凡有地层流体产出的测试层，都应取得常规分析地层流体样品。

a．取样地点

●流体进入分离器正常测试的井层，在分离器取样；

●非自喷层则在反循环过程中取样，或用井下取样器取样。

b．取样方法：

原油或水用常压排放法：

天然气用真空瓶灌注法；

c．取样数量：

原油：

2×5L；地层水：

2×5L；

凝析油：

2×5L；天然气：

1×20L。

2）．PVT样品凡工业性油气层都应取得PVT地层流体样品。

a.分离器取样条件：

终流淌（主流淌期）井下流淌压力、井口压