隨鉆測(cè)壓工具StethoScope在渤海油田的應(yīng)用

任 宏，李 欣，劉新新，賈 雍

（中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津 300452）

隨鉆測(cè)壓工具StethoScope在渤海油田的應(yīng)用

任 宏，李 欣，劉新新，賈 雍

（中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津 300452）

摘 要：在油田開(kāi)發(fā)過(guò)程中，地層壓力是衡量地層能量的重要指標(biāo)，合理的地層壓力是搞好油田穩(wěn)定和調(diào)整挖潛的重要條件。隨著油田的勘探開(kāi)發(fā)，地層能量開(kāi)始衰減，在很大程度上影響了開(kāi)發(fā)效果，因此及時(shí)準(zhǔn)確了解地層壓力的情況就顯的尤為重要。介紹了StethoScope工具特點(diǎn)、測(cè)壓流程及其在渤海油田應(yīng)用效果分析，對(duì)該技術(shù)的推廣應(yīng)用有很好的借鑒和指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞：隨鉆測(cè)壓；StethoScope；地層壓力；壓力分析

Application of Formation Pressure Testing Tool StethoScope to Bohai Oil Field

REN Hong, LI Xin, LIU Xinxin, JIA Yong

（CNOOC Energy Technology & Services Ltd. Project & Technology Co. Tianjin 300452, China）

Abstract:The formation pressure can indicate the formation energy in the development of oil field, and the appropriate formation pressure is an important condition for oil field development and adjustment. With the development of oil field, the formation energy will decrease, which might affect the development of oil field greatly. Therefore, it is very important to know the pressure condition quickly and correctly. In this paper, the character of StethoScope tool is introduced, and the pressure flow measuring process and the testing results are analyzed, which is significant for its wide application.

Keywords:pressure test while drilling; StethoScope; formation pressure; pressure analysis

為了獲取渤海油田目前儲(chǔ)層的壓力數(shù)據(jù)，摸清已開(kāi)發(fā)油氣藏壓力衰竭情況，規(guī)避鉆井風(fēng)險(xiǎn)，認(rèn)知未開(kāi)發(fā)油氣藏的物性和含油氣性，為后續(xù)布井提供依據(jù)，在P井應(yīng)用了斯倫貝謝公司研發(fā)的隨鉆測(cè)壓工具StethoScope。該工具是目前較先進(jìn)的壓力測(cè)試系統(tǒng)，不僅能在直井中作業(yè)還可以在大斜度和水平井中進(jìn)行測(cè)壓作業(yè)，同時(shí)在鉆井過(guò)程中就能進(jìn)行壓力測(cè)試，及時(shí)準(zhǔn)確地獲得地層壓力數(shù)據(jù)。

1　StethoScope工具介紹

在隨鉆測(cè)壓領(lǐng)域，StethoScope是較為安全可靠的測(cè)試系統(tǒng)，由于座封活塞的存在，可以使儀器在井筒0～360°范圍內(nèi)任意角度進(jìn)行測(cè)量，探針設(shè)計(jì)上吸取了MDT的經(jīng)驗(yàn)，采用D-型設(shè)計(jì)，保證探針能準(zhǔn)確安裝到位，同時(shí)保證探針不會(huì)產(chǎn)生位移，探針內(nèi)部采用Q-型自動(dòng)密封圈，保證探針內(nèi)部不會(huì)產(chǎn)生額外孔隙[1,2]，如圖1所示。不同尺寸的儀器適用于不同的井眼，StethoScope工具參數(shù)如表1所示。

圖1　儀器簡(jiǎn)圖

表1 StethoScope工具參數(shù)

表2 StethoScope壓力測(cè)試模式

圖2　Type0測(cè)壓過(guò)程

圖3　時(shí)間優(yōu)化模式測(cè)壓過(guò)程

應(yīng)用StethoScope進(jìn)行地層壓力測(cè)試時(shí)可以選擇固定模式或時(shí)間優(yōu)化模式。固定模式即預(yù)測(cè)試的測(cè)試流速、泵抽體積和測(cè)試總時(shí)間都固定。根據(jù)不同地層有4個(gè)優(yōu)化測(cè)試組合，如表2所示Type0，在地層流度量級(jí)已知或可以估算的情況下應(yīng)用該模式有較好的測(cè)試效果，測(cè)壓過(guò)程如圖2所示。若地層物性未知，工具可以根據(jù)預(yù)測(cè)試自動(dòng)計(jì)算得到地層流度，從而選擇合適的測(cè)試流速和泵抽體積來(lái)進(jìn)行壓力測(cè)試，該模式即為時(shí)間優(yōu)化模式，它同樣有四個(gè)測(cè)試組合如表2所示Type1 和Type2，時(shí)間優(yōu)化模式的測(cè)試時(shí)間均為5 min。Type1和Type2的區(qū)別在于如何判斷泥餅破裂即是否與地層溝通并降至地層壓力之下，Type1僅用一個(gè)壓力預(yù)測(cè)試進(jìn)行判斷如圖3左所示，Type2則利用一系列小體積的壓力預(yù)測(cè)試判斷如圖3右所示。由于Type2預(yù)測(cè)試時(shí)壓降較小，因此對(duì)于流度較

低的地層或膠結(jié)不好易出砂的地層有較好的適用性[3]。

2　StethoScope優(yōu)缺點(diǎn)分析

（1）與傳統(tǒng)電纜測(cè)壓相比，StethoScope不僅可以在直井中獲得壓力數(shù)據(jù)還可應(yīng)用于大斜度井和水平井。

（2）StethoScope可以與其他隨鉆測(cè)井工具組合實(shí)現(xiàn)在打鉆過(guò)程中獲取壓力數(shù)據(jù)。

（3）通過(guò)實(shí)時(shí)傳輸?shù)孛嫦到y(tǒng)可以有效的控制工具探頭的方向，提高測(cè)壓成功率。

（4）StethoScope有多種測(cè)壓模式適合不同的地層，在保證鉆具安全的情況下獲得質(zhì)量較高的數(shù)據(jù)。

（5）與傳統(tǒng)電纜測(cè)壓相比，StethoScope的費(fèi)用較高。

（6）壓力測(cè)試在停泵的情況下測(cè)試更準(zhǔn)確，為了避免卡鉆的風(fēng)險(xiǎn)通常在開(kāi)泵的情況下進(jìn)行壓力測(cè)試，這可能會(huì)造成一定的測(cè)量誤差（所測(cè)壓力稍高于靜水狀態(tài)下測(cè)量的地層壓力），需進(jìn)行壓力校正以獲取準(zhǔn)確的地層壓力[4]。

3　StethoScope測(cè)壓流程

本井測(cè)壓時(shí)選擇的模式是Type1-B模式，其測(cè)壓流程主要包括以下幾個(gè)方面：

（1）粘卡測(cè)試：在不停泵的情況下，停轉(zhuǎn)時(shí)間分別5、10、15 min后再開(kāi)頂驅(qū)開(kāi)轉(zhuǎn)速，看鉆具是否粘卡，若無(wú)異常則進(jìn)行測(cè)壓作業(yè)。

（2）校深：測(cè)壓鉆具組合里帶有ARC，可以同時(shí)得到伽馬和電阻率兩條曲線，鉆進(jìn)過(guò)程中便可通過(guò)伽馬和電阻率曲線確定目的層，通過(guò)GR來(lái)定位保證測(cè)壓點(diǎn)的深度準(zhǔn)確。

（3）探針到達(dá)設(shè)計(jì)深度后發(fā)送指令，調(diào)整工具位置，盡量使探針朝向高邊避免在低邊吸入沉積巖屑造成測(cè)壓失敗，工具接到指令后座封、測(cè)壓，測(cè)試結(jié)束后數(shù)據(jù)通過(guò)Telescope上傳到地面，上傳的數(shù)據(jù)主要包括：環(huán)空壓力、地層壓力、壓力降、流度和溫度[5]等，實(shí)時(shí)上傳的壓力數(shù)據(jù)如圖4所示。

圖4　實(shí)時(shí)測(cè)壓數(shù)據(jù)

4　隨鉆測(cè)壓數(shù)據(jù)應(yīng)用分析

油田位于渤海西部海域，構(gòu)造上海四大斷層貫穿整個(gè)油田，油田平面上被次級(jí)斷層分為東南、中、西三個(gè)高點(diǎn)，均為斷背斜構(gòu)造。油田于1997 年12月正式投產(chǎn)，開(kāi)發(fā)層段為沙二段和沙三段油層，投產(chǎn)初期采用4口井進(jìn)行衰竭開(kāi)發(fā)，2002年在中高點(diǎn)實(shí)施2口調(diào)整井，2005年2口井轉(zhuǎn)注，形成二注四采不規(guī)則井網(wǎng)注水開(kāi)發(fā)，為了獲取現(xiàn)階段油田主要目的層位的壓力數(shù)據(jù)，為后期開(kāi)發(fā)方案提供依據(jù)，在P井應(yīng)用StethoScope工具進(jìn)行隨鉆壓力作業(yè)。

本井設(shè)計(jì)測(cè)壓點(diǎn)24個(gè)，實(shí)際測(cè)壓點(diǎn)26個(gè)，有效壓力點(diǎn)20個(gè)，測(cè)壓點(diǎn)主要在沙二段和沙三段主力油層，測(cè)壓數(shù)據(jù)如表3所示，壓力數(shù)據(jù)的質(zhì)量類(lèi)型主要分為：穩(wěn)定、近穩(wěn)定、未穩(wěn)定和致密，Schlumberger公司給出的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如表4所示，隨鉆測(cè)壓系統(tǒng)也是根據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)來(lái)拾取可靠的地層壓力，該評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)在實(shí)際應(yīng)用中效果較好，StethoScope工具在國(guó)外應(yīng)用已較為成熟，國(guó)內(nèi)也在逐漸應(yīng)用，其測(cè)壓結(jié)果與電纜測(cè)試（RCI、MDT等）所測(cè)地層壓力基本吻合。

圖5是目前所測(cè)地層壓力與原始地層壓力對(duì)比圖，從圖中看出E3S2-I和E3S2-II目前地層壓力高于原始地層壓力約1 MPa左右；油組Ⅲ低于原始地層壓力7 MPa左右，油組Ⅳ低于原始地層壓力7～9 MPa，油組Ⅴ低于原始地層壓力9～12 MPa；層位E2S3的油組Ⅰ和Ⅱ，目前地層壓力低于原始地層壓力3 MPa左右。

從對(duì)比圖上看出沙二段1、2油組地層壓力略

高于原始地層壓力，顯示前期的注水起到了補(bǔ)充地層能量的作用，壓力還算穩(wěn)定；沙二段3、4、5油組地層壓力跟原始地層壓力相比下降較大，表明該油組地層壓力衰減嚴(yán)重，后期應(yīng)布注水井對(duì)其及時(shí)注水以補(bǔ)充地層能量提高采油效率，沙三段1、2油組地層壓力略低于原始地層壓力，但也要引起足夠重視，如果后續(xù)繼續(xù)開(kāi)發(fā)該油組為保證較好的開(kāi)發(fā)效果也應(yīng)適當(dāng)注水，以及時(shí)補(bǔ)充地層能量。

表3　P井隨鉆測(cè)壓數(shù)據(jù)

表4　壓力數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

原設(shè)計(jì)鉆進(jìn)至沙二段鉆井液密度提到1.32 g/ cm3，由于測(cè)壓數(shù)據(jù)顯示沙二段Ⅲ油組壓力虧空嚴(yán)重，實(shí)際鉆進(jìn)到該層位時(shí)控制鉆井液密度在1.30 g/cm3避免井漏，同時(shí)在鉆進(jìn)期間通過(guò)向膠液中加入PF-SZDL等堵漏劑提高地層承壓能力，維持井壁穩(wěn)定，減少漏失，避免鉆井風(fēng)險(xiǎn)。在固井作業(yè)方面針對(duì)于本井壓力虧空提出采用低密度高強(qiáng)度

水泥技術(shù)，解決易漏失井固井問(wèn)題。正是本次測(cè)壓提供了可靠的壓力數(shù)據(jù)，為后續(xù)鉆井作業(yè)提供依據(jù)來(lái)適當(dāng)調(diào)整鉆井參數(shù)、泥漿性能以及固井工藝等措施，為鉆井作業(yè)順利結(jié)束奠定了基礎(chǔ)。

圖5　所測(cè)地層壓力與原始地層壓力對(duì)比圖

5　結(jié)束語(yǔ)

本次StethoScope隨鉆測(cè)壓摸清了渤海油田主要目的層的壓力衰竭情況，有效避免鉆井作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)油田的后續(xù)開(kāi)發(fā)有重要的指導(dǎo)意義。隨著石油勘探開(kāi)發(fā)力度的加大尤其是大斜度井和水平井的增多，為了及時(shí)準(zhǔn)確的獲取地層壓力數(shù)據(jù)，改善油田開(kāi)發(fā)效果，提高采油效率，隨鉆測(cè)壓工具將會(huì)有更廣闊的應(yīng)用舞臺(tái)。

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作者簡(jiǎn)介：第一任宏，男，1984年生，工程師，2008年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)（華東）勘查技術(shù)與工程專(zhuān)業(yè)，從事測(cè)井監(jiān)督工作。E-mail：renhong2@cnooc.com.cn。

收稿日期：2014-03-10；改回日期：2014-11-10

文章編號(hào)：1008-2336（2015）01-0086-05

中圖分類(lèi)號(hào)：TE271

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI:10.3969/j.issn.1008-2336.2015.01.086