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1、1,？,第一章 重复式地层测试器,2,一：地层测试器的分类,1、钻杆地层测试器,是试井或试油的一种。测试时，先定位，然后用分隔器隔住要测试的井段，用射孔等方法打开油气层，用各种抽取方法得到地层得产油、产气量、产水量、K流体性质等参数。,优点：对储集层压力影响的范围可 达到几百米左右，可以测量到储集层得边界。,RFT，Schumberger公司产品，费用高。,3,2、电缆地层测试器,是一种微型试井设备，价格低，但不能测量储集层的边界，对储集层压力影响范围在3米以内。,3、电缆地层测试器的类型,RFT：重复式的地层测试器（Schumberger公司的，国内应用最多。Repeat Formation
2、 Tester),FMT:多次地层测试器 （西方-ATLAS公司的。比RFT，用得少，Formation Muti-Tester),SFT:选择式电缆地层测试器 （哈里伯顿公司得 ，国内使用很少用。Select Formation Tester),4,MDT:组件式地层动态测试器 （九十年代初 Schemberger 推出的一种新型的电缆地层测试器），它是井眼成像测井MAXIS-500上的一支重要井下仪器。,CWFT：套管井地层测试器（哈里伯顿公司的，八十年代推出的一种新仪器。国外用）,二：电缆测试器与其它测井的区别,1、测量的资料：压力随时间变化的坐标图 （点测）,2、测量某一储集层经过抽吸
3、后压力场的变化。压力是地层的直接地质参数，其它测井方法，测量的是间接的物理量，他们间接地反映储集层的情况。,5,3、点测方式，不是连续测量。,4、测量是下井仪器定位在井中某一深度位置静止不动，而其它测井在测井时时沿着井筒匀速运动。,三：测量过程,（一）：仪器的结构,6,（二）：测量过程,1、RFT测量,1）先测量一条GR或SP曲线,2）确定取样深度和预测试点深度,据SP或GR定出储集层所在的深度位置，结合地质设计和事故情况，确定电缆地层测试器进行流体区域的两个深度点和若干个预测试深度点。,3）测量,7,GR曲线定位,仪器放置在预定深度、吸管对准测试层位,启动下井仪的液压系统,封隔器推靠井壁,关
4、闭取样管（吸管）、穿透泥饼紧贴地层（在其周围形成一个密封区）,打开取样伐、活塞回抽时流体通过过滤器进入预测室（两个预测室）第一预测室（低流速）、第二预测室（高流速）,预测完,打开堵塞及倒泄阀使液压系统高压释放,8,借助泥浆柱压力使支撑板、密封垫、取样管收回,并将预测室流体排至井中,清洗取样管和过滤器,作好下一次测试准备,获得一个压力测试记录,2、预测试压力曲线,9,RFT的记录 RFT记录的是过滤取样器入口处的压力-时间关系曲线。这种仪器能同时记录模拟和数字两种压力曲线，如图1-5所示，曲线图的纵坐标表示时间，横坐标表示压力，以模拟量记录的压力-时间曲线表示在图的左边一条记录道上，以数字量记录
5、的压力-时间曲线表示在图的右边四条记录道上，这四条记录道的横坐标相应为四个不同的数量级压力单位，它们分别为10000、1000、100和10p，所记录的压力为各道压力之和。,10,在斯伦贝谢的CSU系统上进行的压力记录又分为三个大的记录道，左边的模拟记录为一个大的记录道，右边的四道数字记录为一个大的记录道，中间数据记录为一个大的记录道。数据记录直接用数字将每隔2s所测试到的压力数值打印在图的相应位置上，如图1-6所示。为了便于读数和应用，模拟记录道的压力坐标分为10格，数字道中各记录道的压力坐标分为5格，时间坐标每隔6s出现一次细水平线，每隔30s出现一次粗水平线。,11,p,时间，s,a,b
6、,c,d,e,p1,p2,t0,t1,t2,f,a、泥浆柱压力（地层静压力）。由于泥浆重量所施加的泥浆柱静压力。,b、封隔器与泥饼接触时由于泥饼被压缩引起的压力。,c、第一预测试开始时的压力，取样器抽吸时产生压力降低（t0前）。,泥浆柱压力,地层压力,g,。,。,。,。,。,。,。,。,。,h,i,泥浆柱压力,2、预测试压力曲线,12,d、第一预测试过程中的流动压力 。,e、第二预测试开始时的压力,f、第二预测试过程中的流动压力,g、第二预测试结束时的压力 。,h、地层压力 。,i、测试点的泥浆柱静水压力 。,13,根据压力曲线特征，一般可能出现以下几种情形：,1预测试时未能达到有效封隔,14
7、,2预测地层为干层或渗透性极差的地层,15,3预测地层渗透性差或较差的地层,16,4预测地层渗透性较好的地层,17,5预测试或取样过程中取样管堵塞,18,把测试过程看成球形径向流动，压力降从点源开始以球形向外传播，等压面是以点源为中心的球，流体以垂直等压面的方向呈径向流入测试器。,四、 求地层渗透率,1、假设条件,19,2 压降法求K的理论关系,根据质量守恒定律，球形流动的连续方程可写为：,式中 球形流动中球的半径； 地层流体密度； 地层流体流入预测室的流量； 地层孔隙度。 由于 ,代入前式，得,20,根据达西定律，球形流动关系为：,当流体为不可压缩时 ，结合上面两式， 得：,式中 K地层的渗
8、透率； 流体粘度； P压力。,21,对于不可压缩的球形流动公式：,流体流动呈球形流动的特征就意味着流体主要在靠近探测器周围的小体积中流动。在压降周期中，由于抽取少量流体，作用时间很短，通常很快就能达到稳定流动的条件，即:,这时球形流动方程式可以写为：,22,积分得：,于是有,在外边界处，有：,或者,说明测试压力只是r的简单函数。,23,对上式积分得：,由于brw，有rwb0，则：,整理,24,上式是球形流动计算地层渗透率的公式。由于地层流体实际的流动并非球形流动，还会受到井眼的影响，因而在计算地层渗透率时引入了流动形状校正系数C，此时有：,实际应用中,K=5660 q /DP,25,在利用这一
9、公式计算地层渗透率时，应分别对每一预测试进行计算，然后取两个渗透率的平均值作为地层的渗透率。例如，按上式计算设第一预测室的渗透率为K1, 第二预测室的渗透率为K2,则：,单位： K：10-3 m DP:psi(磅/英寸2） q:流量 ml/s :粘度 cp,K=（K1+K2）/2,26,p,时间，s,a,b,c,d,e,p1,p2,t0,t1,t2,f,泥浆柱压力,地层压力,g,。,。,。,。,。,。,。,。,。,h,i,泥浆柱压力,3 压力恢复法求K的公式,A 球形流动,K s1856 （q1/ms）2/3（Ct）1/3,ms：斜率 Ct：压缩系数,27,B 径向流动,Kh88.4（ q/m
10、sh ）,mh：斜率 h：地层厚度,28,五、取样分析,1.样品成分分析,1).气-油比(GOR),2).气-水比(GOW),29,3).含水量(WC),4）求出地层水的百分含量,设采出水的电阻率为，地层水的电阻率为，泥浆滤液的电阻率为mf，地层水的百分含量为，则：,30,2.计算地层渗透率,在与预测试相同的条件下，可根据采出流体的流量计算渗透率。取样时，地层流体流量的计算方法有两种：一种是取样器的体积除以充填时间；另一种 是根据取样喷嘴大小和采出压力利用图,取样时流体大多为双相或多相。在这种情况下，粘度就不能再采用单相时的，而是把采出流体粘度的加权平均值作为近似粘度值。如在采出流体中，测得水
11、的体积为，粘度为；油的体积为Vo，粘度为o；气的体积为g，粘度为g，则： =（Voo+Vgg+Vww）/（Vo+Vg+Vw） 压差计算公式为： 地 式中 地原始地层压力； 取样器压力。,31,六、压力剖面分析,（一） 地下压力的分类,1、分类（按地下压力的来源分）,静水压力,地静压力,地层压力,32,2、地静压力 ： 储集层的上覆沉积物的重量造成的（也称上覆地层压力）,3、静水压力 ： 也称水压力或流体静压力。在储集层内，随着深度的增加，水柱静止重量造成的压力。 PHY=0.0098H f （Mpa),4、地层压力 ：作用在地层孔隙空间中流体上的压力，地层压力基本是由地层内流体重量引起的，而储
12、集层内所含流体以水为主，尤其常受水压力而运移。尤其从生油岩进入储集层后，所受地层压力的主要来源不再是地静压力，而是静水压力。 P=0.987H(1-f) rma+f rf （Mpa),33,泥浆柱压力=1.422 rf H,（二）压力梯度与流体密度的关系,1、将压力时间剖面转化为压力深度曲线。 点测：深度已知、压力从压力-时间曲线读出地层压力值，由此可作出深度-压力曲线,2、压力梯度： 单位深度上的压力变化 rf= P/（H *1.422） g/cm3 由此可将压力梯度转换为地层内流体密度，并通过对密度随深度的关系来探测油气水的界面，因rf不同压力梯度也不同，当由此的连通性好时，油、气、水界面
13、非常明显。,34,3、判断流体性质,气的密度小-压力梯度也小-压力剖面上斜率也低,油的密度较大-压力梯度也较大-压力剖面上斜 率也较小,水的密度大-压力梯度也大-压力剖面上斜率也大,气,油,水,35,根据地层静止时的水力学关系有：,式中 f流体密度； 重力加速度； D压力梯度。 若地层水为淡水，即cm3，则可计算出淡水的静水柱压力梯度为0.4336s/ft，因而有：,36,在上式中，PD的单位是lbft(磅/英尺)。若采用mbar(磅毫巴/米)为单位，则：,若采用Mpa(兆帕/米)为单位，则： f=101.97PD 若采用psi(磅/米)为单位，则 ： f=0.7032PD,37,3、泥浆柱压力的油气显示,泥浆循环充分，井底至井口泥浆密度均匀，泥浆颗粒的悬浮性好，井内泥浆液面保持稳定，则泥浆柱的压力梯度在每个深度点上该是相同的。,井内泥浆液面上升，井中的某个深度上地层压力大于泥浆柱压力或泥浆柱压力梯度明显减小，储集层很可能是油气层。,38,水,