地层测试技术.doc

地 层 测 试 技 术编写：陈保国中法渤海地质服务有限公司二OO二年十月目 录第一章绪论第一节概念一、地层测试的定义二、地层测试的分类第二节地层测试技术的发展第三节地层测试在油气田勘探开发中的作用第二章地层测试原理第一节地层测试器工作原理一、测试管串结构二、地层测试器工作原理第二节流动规律一、地层渗流二、垂直管流三、咀流第三章地层测试的设计第一节地层测试的内容第二节测试目的及选层原则一、测试目的二、各个勘探阶段的选层原则第三节测试程序第四章TCPDST联作测试工艺流程一、括管洗井二、下管井三、校深四、坐封隔器五、引爆射孔六、初流动七、初恢复八、终流动九、终恢复十、压井起管串十一、下桥塞打水泥塞封闭油层第五章DST测试资料录取一、初流动期二、初恢复期三、终流动期四、PTV样品的采集五、终恢复期六、压井反循环期第六章DST测试资料整理分析及应用第一节地层压力及地层温度第二节油气层产能第三节压力恢复曲线的分析及应用第七章与DST测试有关的其他问题一、DST测试容易出现的问题二、应对措施地 层 测 试 技 术第一章 绪论第一节 概念一、地层测试的定义地层测试，系指为搞清地层动态性质而对地层进行的一种动态测量。通常有两种：一种是由钻杆（或油管）配合的地层测试，另一种是由电缆配合的地层测试。前者称钻杆地层测试，后者称电缆地层测试。生产井中的试井与测井，也是一种电缆作业，通常也有两种形式：一是测压力恢复曲线的试井（测流压和井下取样也属于这种类型）；二是获取生产地层剖面的出水部份，各部份的流量、含水率、 流体密度、压力梯度、温度梯度等信息为目的的生产测井。二、地层测试的分类（一）钻杆地层测试（DST）钻杆地层测试（Dril Stem Test简称DST）。钻杆地层测试器，最初用于钻井中途，对发现层进行裸眼测试，经过中途测试证实该井有商业价值，就下套管完井，没有就弃井搬家，故钻杆地层测试，又称中途测试。后来，钻杆地层测试发展成为探井中途和完井测试的主要测试手段。根据其功能和特点，钻杆地层测试又分为：常规DST、TCP-DST、EDST三种1、常规DST指正压电缆射孔后，下测试管串进行测试的地层测试方法。优点：管串结构简单，成功率高。缺点：正压射孔，射孔后地层有二次污染，油气层的实际产能会受到影响。2、TCP-DSTTCP（tubing conveyed perforation）即油管输送射孔，TCP-DST即指油管输送负压射孔法的地层测试作业，也称TCP-DST联作。它是将射孔枪连接在地层测试器的下部，下井后造成地层负压条件后引爆射孔，立即诱流测试的一种地层测试方法。优点：a、地层在负压条件下一次射开。避免了射孔后对地层的二次污染，由于无二次污染，测试中清井时间短，清井容易彻底，油气层实际产能高；b、简化了测试工艺，缩短了测试周期。缺点；测试成功率相对于常规DST低。3、EDSTEDST指延长地层测试，E为elongation的缩写。延长测试，是流动时间比较长的地层测试，测试期对油井产出的油气进行较彻底的分离处理（三级分离）并回收原油。测试目的在于取得油田开发决策需要，而常规DST或TCP-DST测试所不能获取的资料。主要目的包括：a、了解底水油藏底水锥进情况；b、观察地层压力衰减规律，计算弹性产率及单井控制储量；c、观察油井产能递减规律；d、探测油藏边界等。为了提高决策的科学性，降低风险，延长测试将会越来越广泛被采用。（二）电缆地层测试随着科学技术的进步，各学科之间朝着两个方面发展，一是分工越来越细，一是互相渗透和容汇。地球物理测井也一样，本世纪下叶除了不断改进传统测井项目外，还开创了井壁取心，地层测试等项目。电缆地层测试的特点是测试器短小精干，由电缆起下，地面的控制面板控制测试器在井下工作，完成抽液测压的预测试和抽取地层流体样品等工作程序。电缆地层测试主要是在下套管前裸眼中进行（虽然也有套管射孔电缆地层测试器），它的主要功能是测压和取样。电缆地层试器一次下井可以在多个井点坐封测压，并抽取地层样品，是一种快捷经济的获取地层压力信息的测试方法。如在油气层井段进行系统测压，就可以建立使用价值极高的压力剖面。从压力剖面划分油气水层及其界面，并结合其他资料划分水动力系统。代表性的地层测试器有如下几种：1、FMT （Formation Multi-Tester） 多次地层测试器。2、RFT （Repeat Formation Tester）重复式地层测试器。3、MDT (Modular Formation Dynamics)动力模块地层测试器。4、PLT (Produce Log Tester)生产测井测试器。后者主要用于生产井，测量生产层段不同部位的流动压力、温度、流体密度及流量等参数，以帮助生产井的动态分析。第二节 地层测试技术的发展人类石油勘探和开发的活动和科技发展可以划分为4个阶段1、早期认识和油气苗利用时期这一阶段最早起源于中国，早在2000年前的汉朝，在四川的自贡市就有人用顿钻方法钻井开采地下盐水，并发现浅层气，利用天然气来熬盐。13世纪开始则对自贡、富顺和荣县一带的浅层气进行规模较大的开发利用。但对人类历史进程影响较大的大规模石油勘探开发活动则发源于美国。2、机械钻井和石油地质理论形成时期1859年美国人EL狄拉克在宾夕法尼亚州（PennSylvania）钻成了第一口油井，接着很快发现了油田。石油的开采给从事该行的老板带来了巨额的利润，因此促成了以美俄为首的西方国家采用当时较先进的机械钻井方法来进行大规模勘探和开采石油，并且从理论上研究石油天然气形成的地质原理，从1859年开始至20世纪20年代，初步形成了钻采工艺及石油地质理论体系，包括背斜构造成油学说及采收率的概念；3、综合勘探和系统开发时期从20世纪20年代至60年代，是世界石油产量增长最快的时期，该时期石油地质和油藏工程理论得到了显著发展。测井与试井方法相断建立并大规模推广应用。地震勘探和钻采工艺技术的发展对石油工业的发展都起着重要作用。4、现代石油勘探开发技术体系形成时期20世纪70年代以来，高精度电子压力计和高速电子计算机的出现使现代试井法形成和广泛应用，大大扩展了试井所能解决问题的广度和深度。另外勘探开发其他方面的技术也有很大的发展。石油科学技术的进步使勘探和开发的领域从陆地扩展到海洋，从气候地理环境好的地域扩展到气候地理环境坏的地域，从富矿扩展到贫矿，这时期的石油工业已发展到一个空前的高度。然而世界石油产量到达一定的高峰后必然行将滑坡和萎缩，大型油气田的发现将更加困难，将来石油勘探将向深层、高温高压层和低渗低产层进军。开发方面将更加重视采收率的提高和三次采油的投入。地层测试技术发展的足迹与石油勘探开发技术的发展同步，大致可以分为三个阶段。1、简单诱喷求产阶段此阶段相当于上述的第二个时期，即石油工业的初级阶段。此阶段地层测试的目的就是诱喷求产。对于裸眼中途测试，下一个地层测试器，将油气诱喷至地面，然后在地面将油气水分离并测量其流量；完井测试，主要指套管内的测试，则下油管进行替喷后求产；非自喷井则进行抽汲、提捞求产。见图1-1，图1-2。2、系统试井阶段此阶段相当于勘探开发阶段划分的第三个时期，即石油工业的中级阶段。这个阶段由于达西定律在地下径向流动形式的应用，采油指数概念的提出，以及井下压力计、温度计和取样器的发明和应用，使人们对油气的认识更加深入，对流体在地层中的渗流规律有比较清楚的认识。为了对油井进行配产，投产之前要求系统测试，即同一油层进行大小不同系列油咀的稳定流动测试，从而观察井下流动压力与产量、油气比、含水、含砂等关系求取精确的采油指数，选择最佳的生产油咀。系统试井的主要成果是系统试井图，见图1-3。3、现代地层测试阶段此阶段相当于勘探开发阶段划分的第四个时期，此时期由试井理论的提出及地层测试器的完善和改进，使得地层测试发生革命性的变化。现代地层测试与传统式的试油（即系统试井）相比，不但速度大大提高（传统试油1520天/层，DST 4天/层），而且获取的信息量及信息的精确度和真实性、可靠性都有极大的改善。第三节 地层测试在油气田勘探开发中的作用DST是油气田勘探开发中获取油气层产能、压力及流体性质等动态资料的唯一手段，是油气田勘探中不可缺少，无法代替的一环，是前期勘探成果的高度总结，是开发阶段的必要准备。现代DST可以直接获取以下四项资料：1、地层产能；2、地层压力及地层温度；3、地层流体样品；4、地层压力恢复曲线。通过压力恢复曲线分析，可以获得kh/、kh、k及表征地层受损害程度的表皮系数S，同时还可以探测油气层边界及大概形状，辨别储层介质性质等信息，根据压力衰竭情况计算单井控制储量等。以上这些信息无一不是油气层评价，油气储量计算及油气田开发方案编制不可缺少的参数。可以说，没有DST油气勘探将成为无意义，没有DST油气田开发将成为不可能。第二章 地层测试原理第一节 地层测试器工作原理一、测试管串结构（一）常规DST管串结构常规DST管串结构如图2-1所示。主要的井下工具组合为：下压力计托筒，筛管，RTTS封隔器，液压旁通，安全接头，上压力计托筒，液压旁通，LPR-N测试阀，ONMI阀，RD循环阀等。（二）TCPDST联作管串结构TCPDST联作管结构如图（2-2）所示。以TCP+APR管串为为例，自下而上，主要的井下工具组合为：射孔枪，玻璃接头，减震器，封隔器，安全接头，震击器，压力托筒，液压旁通，LPRN阀（井下多次开关测试阀），取样泄压阀，OMNI阀（多次开关循环阀），RD循环阀，放射性接头，伸缩节，悬挂器，水下采油树，防喷阀，流动头等。OMNI阀是一个多次开关的循环阀，测试期如需要可多次打开与环空建立循环体系。而RD阀是一次性循环节头，两者配合使用起到互补作用。二、地层测试器工作原理对油层的测试中，最常用的测试程序是两开两关，以两开两关测试为例来说明地层测试器组合工具在井下各个程序阶段的状态，以及如何完成测试任务，达到预期的目的。常规DST，在下DST管串前先进行正压射孔，井内充满压井液，如图2-1所示：1、下入测试管串：封隔器处于自由状态，封隔器上部的旁通阀处于打开状态，液压旁通的作用在于裸眼井测试时，下入过程中封隔器遇到缩径井段封隔器以外环空变窄时，泥浆得以从筛管进入，经过封隔器中心管从旁通过去，进入正常环空通道，保障管串顺利下入；测试阀处于关闭状态，测试阀的作用是实现井下多次开关，并在终流动末截获一定数量的井下流体样品；OMNI阀及RD循环阀均处于关闭状态，下管串期，LPRN测试阀以上钻杆与套管环空完全封闭隔绝，从而保障钻杆内水垫长度控制在设计范围以内。2初流动管串下到预定位置以后，坐封隔器（封隔器坐于射孔段顶 510m左右），封隔器坐好后，封隔器以上两个液压旁通自动关闭，至此整个测试期，封隔器以上各工具及钻杆内容积完全封闭，与套管环空隔绝，不受环空流体干扰，测试管串的流体及压力也不能泄露出去。随着LPRN阀打开（环空加压来实现）；LPRN阀上下管串全井贯通，这一瞬间井底所承受的回压，是水垫静液柱所形成的压力，它的数值可用下式计算：(21)Ph=Hw101.97 式中: Ph水垫压力，也即初流动初压力，MPa； H水垫长度，m；w 水垫或其他液垫液体的密度，g/m3；由于水垫长度可控，根据诱流压差的需要设计，Ph总是比地层压力Pi低，造成地层与井底一个流动压差P=Pi-Ph，地层流体在生产压差的推动下， 就从四周向井底流动，到达井底后如具备足够的能量就可以将流体举升至地面，形成自喷。初流动的目的是解除泥桨柱对地层压力的影响，为初关井测原始地层压力作准备。3、初关井关闭LPRN阀（环空泄压来实现），初流动即结束，初恢复开始测取原始地层压力。其他工具状态不变。4、终流动环空加压打开LPR-N阀，初恢复结束，终流动求产开始，其他工具状态不变。5、终关井环空泄压关LPR-N阀，终流动结束，终恢复开始测取压力恢复曲线，求地层动态参数，其他工具状态不变，从油藏工程角度讲，至此，测试程序已经完成，测试目的已经达到。以下是压井起管串的工艺程序。6、压井终恢复结束后，对于油气层而言，压井时应将封隔器以下井筒容积（称鼠洞）的油气挤进地层，以确保起管串过程不发生井喷，挤鼠洞流体进地层的方法通常有两种：1、上提管串，打开上、下液压旁通阀（控制悬重，不要拉松封隔器），从环空加压将鼠洞内的流体挤进地层。确认鼠洞内流体已全部挤进地层后，打开RD阀，进行反循环，将RD阀以上钻杆内的地层流体返出回收或烧掉。2、先打开RD循环阀反循环，将钻杆内地层流体返出处理。然后上提管串打开上、下旁通阀，从钻杆加压正挤将鼠洞地层流体挤进地层。第二节 流动规律测试过程，产出流体的流动规律，以自喷油井最为复杂，自喷油井，原油从油层流到计量站，要经四种流动过程，如图2-3所示： 1、原油沿油层流向井底；2、从井底沿井筒上升流动到井口 ； 3、通过油咀；4、沿地面管道流向分离器进行油、气、水分离并计量。四种流动途径，各有各的特点，自成规律。原油在地层中的流动为渗流；沿井筒的流动为垂直多相或单相流；通过油咀流动为咀流；沿地面管道的流动一般为多相水平管流。一、地层渗流当井底压力高于饱和压力时，整个地层流动为单相流，自然，水层和气层流体在地层中的流动过程也是单相流。一般情况下，从流体流线的几何形状看，又是径向流，如图2-4所示。稳定径向流规律服从径向达西公式：2kh(PR-Pwf)blnRrw(22)q0 =式中：q0原油流量，cm/sec；k油层有效渗透率，darcy;h油层有效原度，cm；PR油层压力，atm；Pwf井底流动压力，atm；b地下原油体积系数，无因次；地下原油粘度，CP；R供给半径，cm；rw井径，cm；海上测试过程，原油在地层中的流动一般为不稳定流动，即由于流动时间短，压力漏斗在不断扩大变化中，原油流动主要靠流体及岩石的弹性能量来驱动。但是，在某一短暂时间，可以看成供给半径是不变的，供给半径以外的压力是恒定的，这就符合稳定径向流的条件，其流动规律服从稳定径向流达西公式（也称丘比公式）。所谓稳定流动，即当流动压力漏斗到达供给边界后，由于边界压力恒定（如存在活跃的边水供给，注水开采等），流量及压力不再随时间而变化。见图24。所谓拟稳定流动，即有限油藏中一口井当流动压力漏斗到达油藏边界后，油藏中每一点的压力随时间的变化率都相同，也就是从这时起，流动压差不再随时间变化。见图25。若井底压力大大低于饱和压力，则近井带会出现油与气的双相流动；若地层孔隙中既有可动油又含有可动水时，地层流体流动也可能出现油与水的双相流。地层中的双相流动规律与各相在地层中的相渗透率有关。(2.2)q0=2K0h(pR-pwf)b00ln (R/rw)(2.3)q=2Kh(pR2-pwf2)bln (R/rw)(2.4)qw=2Kw h(pR-pwx)b ww ln (R/rw)式中：q0原油流量，cm3/s；q天然气流量，cm3/s；K0地层对油的相渗透率，darcy；K地层对气的相渗透率，darcy；Kw地层对水相的渗透率，darcy；b0地层原油体积系数，无因数；b地层天然气的体积系数，无因数；bw地层水的体积系数，无因数；0地下原油粘度，CP；地下天然气粘度，CP；w地下水的粘度，CP；其它符号同前。二、垂直管流当原油从地层流到井底后，所剩余的压力（井底流动压力）不但能足够举升原油至井口，而且到达井口后还剩余相当的压力，井口压力高于原油饱和压力，这种情况即出现单向垂直管流。（一）单向垂直管流这种流动和普通水动力学中水在垂直管中的流动规律是完全相同的。与水垂直流不同的是原油粘度，由于原油与水的粘度不同，流动过程中引起的摩阻损失也就不同。单向垂直管流的压力关系可用下式表示：Pwf=Ph+Pxf+Pwh (2.5)式中：Pwf井底流动压力，MPa；Ph液柱压力，MPa；Pxf磨擦阻力，MPa；Pwh井口压力，MPa；我国某高产油田，即属此类型。一些注水开发油田的油井，含水率高达90%以上，气液比很低，基本上也可以看做单相垂直管流。自然，自喷水井也是单相垂直管流，气井也是单相垂直管流，只是它属单气相垂流而不是液相垂流。单相垂直管流的能量来源主要是压力，能量消耗在克服液柱重力和流动磨擦力上。（二）多相垂直管流在油井中呈单相垂直流的虽然有，但毕竟是少数，大多数自喷油井是液、气两相或三相（油、气、水）混合流动。其中，当井底压力低于饱和压力时，自上而下整个油管内均为气液两相流，如果井底压力高于饱和压力，而井口压力低于饱和压力时，则原油中的溶解天然气在井筒中随液流提升至某一高度时开始从原油中离析出来，井中存在两个区域，下面是单相流，上面是两相流。界面应在饱和压力点稍高一点的地方。油管中坛加了气相后，油气混合物在井中流动和单相液流有较大的差别，流动中的能量供给与消耗关系变得复杂起来，气体从原油中分离出来，处于高压状态，随着油气流沿井筒上升，压力逐渐降低，气体随之膨胀，不断释放出气体弹性膨胀能量，该能量参与举升液体。膨胀能的大小与气量多少，压力变化范围有关。在液气两相垂直流动中，能量来源除压力外，气体膨胀的弹性能是个很重要的方面。实践表明，并非所有的气体膨胀能量都可以有效地举油，气体膨胀能否作有用功， 要看流体沿油管上升过程中气体的结构状态来决定。如图（2-5，a）所示，在油管中从低于饱和压力的某一点起，气体开始从油中分离出来，这时，由于压力高，气量少，气体都以小气泡状态分散有液相中，这种混合物的结构称为泡流。泡流阶段，气泡体积是很小的，由于油气比重差异较大，混合物向上流动时，气泡的流动速度Vg大于液相的流动速度VL，气泡从周围的油中超越而过，这种现象称为滑脱。泡流的特点是：液相连续，气体分散，气举油作用很小。如图（2-5，b）所示，当油气混合流体继续上升，压力逐渐下降，从油中分离出来的气更多，同时游离气体不断膨胀，小气泡合并为大气泡，直到几乎能占据整个油管断面，形成一段油，一段气的结构，这种流动形态，称为段塞流。段塞流阶段气塞托着油柱向上流动，气体的膨胀能在举油作有用功中发挥着较为有效的作用。在油气段塞结构中，油、气相对运动比泡流小得多，滑脱现象很小。在一般的产油井中段塞流占很大的比重。如图(2-5,C)所示，随着混合流体继续上升，压力进一步下降，气相体积继续坛大，活塞状的气泡不断加长以致串连在一起，形成油管中心是连续的气相而管壁为油环的流动结构，这种结构称之为环流。在环流结构中，两相都是连续的，气举油的作用主要靠磨擦携带，没有段塞流举油有效。如图（2-5,d）所示，油气混合流体沿油管继续上升，压力进一步下降，气体的体积流量继续加大。油管中央连续流动的气相芯子将愈来愈粗，沿管壁流动的油环原度愈来愈薄，绝大部分的油都以小油滴分散在气流中，这种流动结构称为雾流。雾流段气体是连续相，而液体是分散相。气体以极高的速度携带油滴喷出井。在雾流结构中，VL与V基本接近，油气间相对运动的速度差别很小。据以上讨论，垂直管流，油气两相沿管向上流动时，可能会出现的流动结构，自下而上依次为：纯油流、泡流、段塞流、环流、雾流，至于会不会所有流动结构都出现，那种结构为主，那种结构流动行程更长，主要取决于压力和气体的多少。若井底压力高，溶解气量少，饱和压力低，则纯油流动长，环流和雾流出现的可能性就少。相反，纯油流段就短，环流和雾流出现的机会就大。三、咀流油咀，是井口的一个节流装置，采油井安装在采油树上，地层测试中安装在阻流管汇上。如图27所示，生产中通过油嘴来节制流量从而控制井底流压和井口流压，使它在你希望的范围内。油嘴前的压力为油管压力Pt，油咀后的压力为PB，由于地层流体到达井口后体积流量很大，而油咀直径很小，因此，混合物流经油咀时流速极高，可能达到临界流动。所谓临界流动是流体的流速达到压力波在流体介质中的传播速度，即声速时的流动状态。当PB/Pt0.528时，油气混合流体的流速即可达到临界速度，临界条件下，该油咀的流量为最大流量。空气、油、盐水的临界流速（声速）分别为：335.4m/sec，1216m/sec，1700m/sec，一般认为在油气混合物中的声速小于单相介质的声速。临界流动条件下，即PB/Pt0.528时，流量公式如下：(26)q0=10.197PtdmCRn式中： q0 原油产量， m3/d；Pt 油压， MPa；d 油咀直径，mm；R 气油比， m3/m3；c、m、n 常数。由于流体性质的差别（2.6）式中的三个常数因地而异，在委内瑞拉的马拉开波湖区(27)q0=11.278Ptd1.88R0.65(28)我国某油田q0=0.867d1.7Pt 第三章 地层测试的设计第一节 地层测试设计的内容一、测试的基本数据1、井的类别2、构造位置3、地理位置4、经纬度及座标5、水深及补心海拔6、开钻日期及完钻日期7、完钻井深及完钻层位8、钻头程序及套管程序9、人工井底二、测试目的测试要求达到什么目的，通过测试需要解决什么问题。三、测试层基本参数测试层基本参数表测试层号射孔井段（m）射厚（m）层位及岩性电测参数（%）电测解释ShSw 四、测试程序测试程序，即地层的工作程序五、资料录取要求六、工艺要求针对测试井的具体情况要求采取的工艺。如a射孔方法，射孔枪及炮弹的型号，引爆方法等；b、完井液类型；c、测试管串类型，用钻杆，还是油管；d、液垫类型及诱喷压差；e、下井压力计类型及要求；f、层间封隔工艺要求等。第二节 测试目的及选层原则一、测试目的根据目前DST的功能和海上作业的特点，海上探井DST测试的主要目的或者说它的主要任务是：1、获得测试层准稳定状态流动的产能资料；2、获得测试层准确的地层压力及地层温度数据；3、获得测试层代表性的地层流体样品，包括PVT样品，常规分析样品及商品分析样品；4、获得测底试合格的压力恢复曲线资料。所谓准稳定状态流，即：a、在大规模油藏中，测试期由于流动期短，泄油半径未到达边界，但已足够大，这时井底流压与产量虽然还没有变化，但变化范围很小，可视作稳定；b、在小规模的油藏中测试期泄油半径已达到边界，这时如果边界为恒压边界，则流动可达到稳定状态；如果是封闭油藏，则流动呈现拟稳定流态。海上测试，一个重要的原则是尽量缩短测试周期，一般的DST不要求探边，只要达到准稳定状态流即可，探测范围也就是200400m，此范围内压力波扫描所遇到的地质现象都能搞清楚。流动时间定了，关井恢复时间也就定了，所以测试既是快速的，但获取的信息又是丰富的，多方面的。因为现代海上钻井快速特别快，地层测试也要快，最好地层测试的时间不要超过钻井时间，否则地层测试工艺技术就要彻底改革了。我们要认清DST的功能，能得到的，一个也不要少，不能得到的，一个也不能多。要求不够是浪费资源，要求过份是不合理，就容易出问题。但对于非自喷层，确切的产能资料无法获得，压力恢复曲线也要非常的测试方法才能获得。二、各个勘探阶段的选层原则不同勘探阶段，测试目的不同，选层原则也不同，应以经济效益为中心，优化测试方案，统筹测试层位。1、预探井，以发现商业油气层为目的。选层原则：a、测试最有可能商业发现的油气层；b、测试对勘探有指导意义的潜在商业油气层。2、评价井以评价已证实的含油气层为重点，通过整体测试确定油气藏类型、面积、压力系统、油气水边界、产能及其他油气藏评价资料，为计算油气田储量和编制油气田开发方案提供依据，选层原则：a、重点测试预探井中已证实的商业油气层，搞清其在本构造的含油面积及横向变化；b、测试物性界限层以尽可能扩大储量；c、必要时测试底水层以取得水性资料。3、合试原则海上地层测底，原则上不进行合试，若单层较薄，可将隔层不厚而岩性物性相差不大的邻层进行合试，隔层厚度以不超过20m为宜。第三节 测试程序测试程序，系指人为控制的地层工作程序，即流动和恢复的次数，强度及其时间分配。由于海上测试安全问题及费用昂贵等因素，应在保证取全取准资料的条件下尽量缩短测试时间。一、油层测试程序一般采取两次流动，两次恢复的测试程序。a、初流动，时间一般为1015min，初流动的目的是卸掉泥浆对地层压力的影响，为初关井测原始地层压力作准备。b、初恢复时间应以测得静止的地层压力为标准。若不使用SR0电子压力计时，初恢复时间应为初流动时间的810倍。C、终流动，即求产测试流动期，在这个流动期间要测取油层产能资料，采集代表性地层流体样品，同时也为终关井测压力恢复曲线打基础 ，求产测试根据不同的流动特点，取资料有不同的要求。自喷油层：在层流状态下，单相原油在地层中的流动服从达西径向流动定律，即流量和压差成直线关系，要求取得一个油咀的稳定流量资料即可。在以往的测试中，有另一种做法，即担心一个油咀流量资料求出来的采油指数不准，测了几个油咀的流量，同时又怕测试时间太长，结果每个油咀流动均未到达稳定。所有流量偏高，即使指示曲线线性关系再好，采油指数也不准，以偏高的流量来解释压力恢复曲线，得到的结果有两个错误：一是有效渗透率偏高，二是表皮系数偏低，甚至出现负值。非自喷层：地层流体不能到达地面，整个流动期的流动均表现在井下，称段塞流，地层流动压力及流量都在随时变化，是个不稳定流动，取不到稳定流量资料，为了测取压力恢复曲线，要求液面到达静止之前关井恢复（最好是流动液面上到静止液面的2/3左右高度），以避免“自然关井”现象发生。d、终恢复，终恢复时间应以测得合格的压力恢复曲线为标准，在不使用SR0电子压力计时，终恢复时间应为终流动时间的两倍。二、气层测试程序由于气体流速快，在地层中的流动为紊流，径向达西流动定律已被打破，流量与流动压差的关系不再是简单的直线关系，不能像油层那样用类似采油采数的指标来描述气层的生产能力，描述气层生产特征是气流方程式，表代气层生产能力的指数是无阻流量。如何来确定气流方程式，求得无阻流量呢？一般采取的测试程序：1、两开两关或三开三关的回压法测试程序此种测试程序称为“常规回压试井”，由美国Pierce和Rawlines1929年提出。即求产流动期连续测取34个油咀的稳定流动资料，然后关井恢复。见图31。a、初流动：由于气井流动快，清井时间短，清井任务放在初流动阶段，清井完成以后粗测一个流量，作为二、三次流动选择油咀作参考。初关井：初关井的目的在于测取原始地层压力，如果初流动期短可用实测静止地层压力的方法求原始地层压力，如果初流动期长，可通过压力恢复曲线外推方法求得。时间分配，以测得静止地层压力为标准，初流动时间长时，以测得合格压力恢复曲线为标准，在不使用SR0时，初关时间为初流动时间的23倍。终流动：终流动期测得34个油咀的稳定流动资料，并采集流体样品，如果搞三次流动则第一次主流动只需测得一个油咀的稳定流动资料即可。终关井：测取对应于终流动的压力恢复曲线。时间分配应服从压力恢复曲线解释的需要，如果不使用SRO电子压力计时，关井时间应不少于终流动时间的2倍。 2、改进的等时试井a、等时试井常规试井是在稳定条件下进行的，即每个油咀流动要求达到稳定，这就使得流动求产时间很长，特别是地层渗透率低时。于是Cullender1955年提出一种“等时试井”方法，即以一油咀流动一段时间（不必到达稳定）然后关井到达稳定，再换第二个油咀流动一段时间（流动时间与第一个油咀相同），然后再关井达到稳定，如此循环测试34个油咀，最后再测一个稳定流动油咀，然后关井测压力恢复曲线。见图3-2。6、改进的等时试井对于海上测试 来讲，等时试井时间还嫌太长。1959年美国Katz等人提出了一种改进的等时试井方法，测试程序与等时试井一样，但每个油咀流动过后的关井时间不要求达到稳定，而是与开井时间相同，最后一个油咀流动要求达到稳定。见图3-3及图3-4。第四章 TCPDST联作测试工艺流程常规DST，即电缆射孔DST，目前在海上已很少用，我们以TCPDST联作为例，阐述工艺流程及特点。工艺流程图括管洗井下管串、灌液垫校深坐封隔器二次校深安装地面采油树连接钻台管汇试压初流动初关井终流动终关井反循环压井起管串油气层封闭作业。 一、括管洗井TCPDST测试的第一道工序是括管洗井。由于固井时可能给套管壁留下一些泥浆，水泥浆固结后造成套管内径不规则，直接影响封隔器坐封后的密封性，为确保测试管串封隔器坐封严密，测试期不渗漏，下测试管串前必须下钻对坐封井段上下清括三次，并大排量循环泥浆，井口过筛将固体杂质筛滤干净。为了保证负压射孔前整个井简清洁干净，地层射开后诱喷清井容易，下管串前最好用海水将井内泥浆替出，并大排量循环洗井至进出口水性基本一致。二、下管串按预先设计好的测试管串图的顺序先后下TCP射孔枪及井下工具组合，并灌注液垫对井下工具进行试压。如果作业平台为浮式钻井船，则在下测试管串前先行伪下水下采油树（悬挂器十钻杆），以确定悬挂器以上管串结构及地面采油树的伸空位置。井下测试阀以下三支储存式电子压力计及一支机械式压力计，以连续测量井下压力、温度，有条件的井最好下SRO电子压力计，以便作随试分析。 目前在浮式钻井船使用最普遍的测试管串为TCP-APR管串，见图2-2。下井工具在地面要作功能试验和试压，配合接头长度要丈量准确，丝扣涂油。下井钻铤、钻杆或油管长度要丈量准确，通径除锈。整个测试管串测试期确保不漏，为了确保不漏，超过2500m的气井或高压油气井，测试管串最好用油管。三、校深由于测试管串比较长，管串自身的重量拉伸及受井下温度热胀冷缩的影响，管串长度下井后会有明显变化，常表现为伸长，拉伸增长率与管重、钢级、管径大小、井下温度及井斜率等因素有关，很难用计算方法确定。因此，坐封前后都要进行校深，以确保射孔位置无误。南海西部常用简单而有效的校深方法是：双同位素校深法。下套时在距油气层顶界80m左右套管接箍处放一同位素，下测试管串时在循环阀上方连接一个放射性同位素短节。校深时先用套管放射性记号校准仪器深度，然后再测出测试管串放射性短节的深度，如果实际深度与设计深度不符合，则按深差上提或下放。四、引爆射孔 初流动引爆方法常见的有以下几种：a、棒击点火引爆；b、环空加压点火引爆；c、油管加压延时点火引爆；d、棒击点火-环空加压点火或油管加压点火的双引爆。TCP-DST联作的特点是，射孔枪引爆后初流即开始，所以在引爆射孔枪前应做好流动测试的所有准备工作。a、引爆前10分钟环空加压打开井下测试阀，以保证测准液垫压力。b、井口试压完毕即卸掉压力，放完阻流管汇上游测试管线的试压水；c、数据头安装好压力表及温度计；d、装好油咀，倒好地面流程所有闸阀；e、消防降温喷淋系统接通喷水；f、通知值班船起锚游弋至平台上风位置待命；g、点燃燃烧头火种；h、锅炉起动（初开井前2小时起动）。如引爆射孔成功，环空压力有闪动，测试管有振动，井口有流动显示，指示初流动已经开始（气井则将清井任务也放在初流动段完成）。初流动的目的是卸压诱流，为测取地层原始压力作准备。五、初恢复初恢复的目的是为了测取原始地层压力。求取原始地层压力的方法有两种：第一种是实测静压，这种方法一般用于油井测试，因为油井测试初流动期短，可以用不太长的时间直接测得地层静止压力（一般关井时间为流动时间的1020倍）。初关井期长短取决于初流动时间和地层渗透率高低。第二种方法是，利用初恢复压力曲线求取原始地层压力。这种方法一 般使用于气井测试或初流动期较长的油井测试。因为气井测试清井阶段也放在初流动期，所以流动期比较长，实测原始地层压力需要关井时间比较长，为缩短测试周期，可用压力恢复曲线霍纳解释方法外推求取原始地层压力。六、终流动终流动期也叫主流动期，终流动的目的是为了求产，并为测取终恢复压力曲线作准备。它要求流动时间比较长，达到准稳定流态，所测得的产能数据才精确可靠。取样也在流动后期阶段进行。七、终恢复终恢复是为了测取对应于终流动的压力恢复曲线，是地层测试的主恢复期。这次恢复主要用于求取地层流动系数kh/、地层系数kh及渗透率k，评价井壁附近污染程度，观察地层压力衰减情况，计算研究半径，分析探测范围内有无不渗透边界等。通常地层测试，终恢复完成后即宣告结束，如测试负有特殊任务，还可以进行多次流动和恢复，如求取出砂极限压差，凝析气层反凝析极限压差等。八、压井起管串终恢复完成后马上进行压井工作，压井的目的是为了安全、文明、干净起出测试管串，并为下步下桥塞和打水泥塞封闭地层作准备。压井程序一般是：1、打开液压旁通，环空加压将鼠洞内油气挤入地层；2、打开反循环阀用压井液进行反循环将管内油气排出；3、松拍克用压井液正循环，直至井静。九、下桥塞打水泥塞封闭油层凡油层、CO2产层和水层，测试完成后均需打水泥塞封闭，如井段短，注水泥施工困难时，可以先下桥塞再在桥塞上面注一段水泥塞，以确保上下封隔，确保上返测试层资料的真实性和可靠性。桥塞位置应坐于射孔井段顶5m以上。 第五章 DST资料录取一、 初动期记录：a、开井操作过程；b、时间；c、井口流动观察软管流动显示情况；开井后，地面如无流动显示，应检查测试树总阀、旁通生产阀、观察软管阀是否处于打开位置，油咀管汇两翼阀门及旁通阀是否处于关闭位置，开井操作是否到位，井下测试阀是否打开。通过检查无误，井下压力数据同时表明井下无流动时，应重新开井。如果是TCPDST联作则要审查射孔枪是否引爆成功，如果不成功则要进行捞棒重投作业。d、井口、井底压力及温度变化；手工操作，主要记录井口压力。前10min每1min记录一次，10min后每5min一次。井口温度于井筒流体到达地面后每1