地層測(cè)試新技術(shù)在油田勘探開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用

馬文平

（大慶油田試油試采分公司試采大隊(duì)，黑龍江大慶163412）

伴隨著我國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)產(chǎn)業(yè)深入發(fā)展，面臨的勘探條件越來(lái)越復(fù)雜，遇到的勘探問(wèn)題也越來(lái)越多，傳統(tǒng)的地層測(cè)試技術(shù)已經(jīng)難以滿(mǎn)足實(shí)際油田勘探開(kāi)發(fā)的要求。在這一背景下，加強(qiáng)對(duì)地層測(cè)試新技術(shù)的應(yīng)用非常重要，從而能夠克服各種困難的勘探條件，提高地層資料獲取的完整性與準(zhǔn)確性，這對(duì)于推動(dòng)石油勘探開(kāi)發(fā)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展有著重要意義。

1 地層測(cè)試技術(shù)作用價(jià)值

在油田勘探開(kāi)發(fā)過(guò)程中應(yīng)用地層測(cè)試技術(shù)，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是借助鉆桿或者油管，將一些專(zhuān)門(mén)工具運(yùn)輸至井下，比如分隔器、開(kāi)關(guān)井工具等，從而在井下建立一個(gè)臨時(shí)的完井系統(tǒng)，并從中獲取一些地層信息，比如壓力響應(yīng)、油氣層產(chǎn)量、流體樣品等資料，從而為后續(xù)油田勘探看法提供非常關(guān)鍵的信息技術(shù)支持。相較于一般的試油技術(shù)，地層測(cè)試技術(shù)有著更為顯著的優(yōu)勢(shì)，比如測(cè)試成本低、獲取的信息全面完整、測(cè)試效率高等?？偠灾?，地層測(cè)試在油田勘探開(kāi)發(fā)過(guò)程中有著以下幾點(diǎn)重要作用價(jià)值：①能夠在短時(shí)間內(nèi)高效獲取一些地層數(shù)據(jù)信息，從而便于相關(guān)人員對(duì)地層中所含油氣進(jìn)行一個(gè)相對(duì)更準(zhǔn)確地評(píng)估。②該技術(shù)在實(shí)施過(guò)程中不需要太多套管，整體應(yīng)用效率更高，且有效節(jié)約了勘測(cè)成本。③地層測(cè)試技術(shù)的測(cè)試范圍非常廣闊，能夠探測(cè)到地層邊界的具體位置[1]。④能夠?qū)τ吞镩_(kāi)發(fā)增產(chǎn)措施效果進(jìn)行一個(gè)合理的預(yù)測(cè)，同時(shí)在進(jìn)行增產(chǎn)措施施工中，該技術(shù)對(duì)相應(yīng)施工也能夠起到一定的指導(dǎo)作用。⑤能夠?qū)尉约暗貙觾?nèi)部信息進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而為后續(xù)油田勘探開(kāi)發(fā)提供良好的依據(jù)。

2 油田勘探開(kāi)發(fā)過(guò)程中地層測(cè)試新技術(shù)的應(yīng)用

2.1 高溫高壓測(cè)井技術(shù)應(yīng)用

高溫高壓井是一種比較特殊的油氣井，如何對(duì)該井進(jìn)行地層測(cè)試，一直以來(lái)都是國(guó)內(nèi)外油田勘探開(kāi)發(fā)者共同面臨的一項(xiàng)難題。比如在國(guó)內(nèi)，由于相關(guān)設(shè)備、條件尚未發(fā)展成熟，從而導(dǎo)致測(cè)試技術(shù)在高溫高壓井測(cè)試中應(yīng)用依然受到諸多的限制，存在很多技術(shù)難題尚未解決，難以達(dá)到預(yù)期勘探目標(biāo)。比如常見(jiàn)的技術(shù)難題有井下閥門(mén)無(wú)法徹底關(guān)閉、壓力計(jì)受高溫高壓影響容易損壞等，但近些年隨著我國(guó)一些勘探單位從國(guó)外引入了一些先進(jìn)的勘探設(shè)備，再加上結(jié)合實(shí)際國(guó)情，自主進(jìn)行相關(guān)專(zhuān)用測(cè)試設(shè)備的研發(fā)，比如新型減震壓力計(jì)托管、井下關(guān)井閥等，從而在針對(duì)高溫高壓測(cè)井過(guò)程中，有效解決了上述技術(shù)難題。并且經(jīng)過(guò)多次技術(shù)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，如今已經(jīng)形成了一套比較成熟且測(cè)試效果較好的高溫高壓測(cè)井技術(shù)。

該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，需要做好以下幾點(diǎn)工作：①做好高溫高壓測(cè)試前的準(zhǔn)備工作，由于高溫高壓井內(nèi)的條件比較惡劣，存在諸多的影響因素，因此在正式對(duì)該井進(jìn)行測(cè)試時(shí)，需要做好以下準(zhǔn)備工作：首先，在測(cè)井前，需要對(duì)用到的井簡(jiǎn)安全性進(jìn)行評(píng)估，確保其不會(huì)在測(cè)試中發(fā)生安全故障問(wèn)題。其次，針對(duì)井下管柱與套管，同樣需要將其置于不同工況條件下，做好安全穩(wěn)定性評(píng)估工作，保證其能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行。最后，在正式進(jìn)行高溫高壓井測(cè)試前，還需要先模擬一遍整個(gè)測(cè)試過(guò)程，確保正式測(cè)試時(shí)萬(wàn)無(wú)一失。②科學(xué)合理選擇測(cè)試工藝與管柱結(jié)構(gòu)。針對(duì)高溫高壓井的地層測(cè)試，通常會(huì)選擇采用射孔測(cè)試聯(lián)作工藝。而針對(duì)井下管柱，則會(huì)選擇全通徑管柱工具，要求管柱結(jié)構(gòu)不能太過(guò)復(fù)雜，具體可由射孔槍、篩管、高減震電子壓力計(jì)托管、RTTS 分隔器、井下關(guān)井閥等構(gòu)件組成[2]。③準(zhǔn)備試油設(shè)備。相較于傳統(tǒng)試油而言，針對(duì)高溫高壓井的試油更加系統(tǒng)復(fù)雜，因此需要做好充足的設(shè)備準(zhǔn)備工作，確保一次性試油成功。首先，針對(duì)地上設(shè)備，要求井口控制裝置可選擇高壓采油樹(shù)，嚴(yán)格遵循相關(guān)要求，做好試壓工作。同時(shí)以實(shí)際的試油要求為依據(jù)，針對(duì)地面分離計(jì)量設(shè)備，可以設(shè)計(jì)兩條求產(chǎn)流程，第一個(gè)流程為主要流程，第二個(gè)流程則起到輔助作用。同時(shí)還需要做好以下地面設(shè)備的準(zhǔn)備：比如“高壓分離器”、“金屬密封線(xiàn)管”、“法蘭連接”等，最后將上述設(shè)備做好組裝，并以地面測(cè)試流程為依據(jù)，做好試壓實(shí)驗(yàn)。其次，針對(duì)井下測(cè)試設(shè)備準(zhǔn)備，則主要做好傳統(tǒng)橡膠密封件的更換，通過(guò)將其替換為耐高溫高壓比較強(qiáng)的橡膠密封件，從而更好地適應(yīng)井下環(huán)境，并且相關(guān)工具設(shè)備在替換前，都需要事先經(jīng)過(guò)壓力試驗(yàn)與探傷工作，從而確保工具設(shè)備不存在“隱疾”，能夠正常穩(wěn)定發(fā)揮功能。最后，還應(yīng)準(zhǔn)備專(zhuān)門(mén)的射孔器材，要求準(zhǔn)備的器材能夠適應(yīng)井下最高壓與最高溫度。④在實(shí)際應(yīng)用方面，比如針對(duì)某高溫高壓井，在實(shí)際進(jìn)行地層測(cè)試時(shí)，遇到的一種比較常見(jiàn)的問(wèn)題便是井下閥門(mén)受高溫高壓影響，無(wú)法徹底關(guān)閉，導(dǎo)致自身所獲取的壓力恢復(fù)資料不夠真實(shí)，無(wú)法將地層中實(shí)際的壓力、有效滲透效率等關(guān)鍵信息反映出來(lái)?；诖?，我們可以在高溫高壓井測(cè)試技術(shù)中應(yīng)用一種新型井下關(guān)井閥門(mén)，并且在壓力超出106MPa的深井中進(jìn)行測(cè)試應(yīng)用，該新型閥門(mén)憑借強(qiáng)大的抗壓抗高溫能力，徹底關(guān)閉自身，處于一個(gè)良好的密封狀態(tài)，最終獲得了真實(shí)完整的地層資料，成功完成了本次高溫高壓井地層測(cè)試。

2.2 含硫化氫井地層測(cè)試技術(shù)應(yīng)用

含硫化氫井是在后續(xù)進(jìn)行深度油田勘探中常見(jiàn)的一種油氣井，因此加強(qiáng)該井的地層測(cè)試也越來(lái)越重要。在實(shí)際進(jìn)行該地層測(cè)試技術(shù)應(yīng)用方面，需要我們做好以下幾點(diǎn)工作：①明確施工方案，在實(shí)際測(cè)試含硫化氫井時(shí)，一般會(huì)產(chǎn)生測(cè)試—射孔聯(lián)作工藝，由于含硫化氫井內(nèi)部存在大量硫化氫，在實(shí)際測(cè)試時(shí)，很容易污染壓井液，并對(duì)上述油層管造成腐蝕影響，該項(xiàng)工藝在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中能有效避免出現(xiàn)上述問(wèn)題。在測(cè)試工作制度方面，應(yīng)嚴(yán)格遵循保證地層資料準(zhǔn)確性的原則，可采用一開(kāi)一關(guān)井工作制度，將開(kāi)關(guān)井時(shí)間盡可能地壓縮，同時(shí)盡力避免管柱在井下進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間浸泡，從而能夠減輕硫化氫對(duì)管柱帶來(lái)的腐蝕。②科學(xué)合理選擇測(cè)試設(shè)備。針對(duì)地面計(jì)量設(shè)備，要求所有的設(shè)備、管線(xiàn)、閘門(mén)等均具有防硫功能，同時(shí)在設(shè)備運(yùn)行的周邊，還需要配置專(zhuān)門(mén)的硫化氫監(jiān)測(cè)儀，從而能夠?qū)崟r(shí)把握硫化氫的濃度變化。同時(shí)做好地面流程設(shè)計(jì)，要求能夠隨時(shí)進(jìn)行關(guān)井、壓井等測(cè)試，并保證上述測(cè)試的安全性，同時(shí)還要能夠及時(shí)進(jìn)行消除硫化氫。為達(dá)到上述流程設(shè)計(jì)目標(biāo)，應(yīng)注意做好中和裝置、火把噴淋裝置的準(zhǔn)備工作，從而更好保證地面設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)安全，及時(shí)消除硫化氫帶來(lái)的危害。針對(duì)井下設(shè)備，同樣要求所有設(shè)備均具有防硫功能，相應(yīng)的工具在下井前，必須要先做好探傷，保證設(shè)備安全。同時(shí)針對(duì)井下測(cè)試工具的選擇，同樣使其具備防硫功能。③在實(shí)際進(jìn)行應(yīng)用過(guò)程中，針對(duì)某含硫化氫井，該井鉆深為5425m，需要進(jìn)行地層測(cè)試的井段為4854～4868m井段，在鉆井是，通過(guò)借助綜合錄井儀，測(cè)得井內(nèi)硫化氫含量為110～485ppm，通過(guò)借助地面硫化氫監(jiān)測(cè)儀，測(cè)得井口的硫化氫含量為650～4000ppm。在實(shí)際進(jìn)行測(cè)試過(guò)程中，通過(guò)采用射孔測(cè)試聯(lián)作工藝，并采用了全體防硫測(cè)試工具及設(shè)備，測(cè)試工作制度為一開(kāi)一關(guān)，同時(shí)還配置了火把噴淋裝置、堿式壓井液等裝置，從而更好地預(yù)防硫化氫帶來(lái)的污染與腐蝕危害，最終順利我水泥廠(chǎng)本次地層測(cè)試任務(wù)。

2.3 低滲透儲(chǔ)層測(cè)試技術(shù)應(yīng)用

針對(duì)低滲透儲(chǔ)層，在實(shí)際進(jìn)行地層測(cè)試時(shí)，所獲取的測(cè)試資料常出現(xiàn)一些問(wèn)題，比如壓力測(cè)試穩(wěn)定性不足，液性沒(méi)有得到穩(wěn)定落實(shí)等，最終導(dǎo)致地層測(cè)試失敗。而之所以會(huì)造成這一問(wèn)題，主要原因就在于忽略了低滲儲(chǔ)層的低滲流特征，從而導(dǎo)致井筒很容易受到儲(chǔ)集效應(yīng)的影響，壓力很難短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)，只能夠收取少量的測(cè)試回收液，最終導(dǎo)致地層樣品不合格，缺乏實(shí)際參考分析價(jià)值。為有效解決這一問(wèn)題，我們一方面需要充分考慮低滲儲(chǔ)層本身所具備的特征，另一方面，還應(yīng)加強(qiáng)新設(shè)備的引入，并進(jìn)一步改進(jìn)傳統(tǒng)的管柱結(jié)構(gòu)，成功將MFE 測(cè)試工具與APR 測(cè)試工具組合在一起，形成一套有效的低滲透測(cè)試工具，解決傳統(tǒng)低滲透測(cè)試遇到的難題。

在實(shí)際應(yīng)用方面，以某評(píng)價(jià)井為例，該井深度為2685m，測(cè)井井段為2475～2513m，為了更好地適應(yīng)低滲透儲(chǔ)層的特點(diǎn)，在具體進(jìn)行管柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，采用了如下結(jié)構(gòu)配置，安裝從下到上的順序，相關(guān)結(jié)構(gòu)配置具體為油管、循環(huán)接頭、MFE、高量層電子壓力計(jì)、RD取樣器、RD 循環(huán)閥、RTTS 分隔器。之所以進(jìn)行上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要是因?yàn)槠渚哂幸韵聨c(diǎn)明顯的優(yōu)勢(shì)，比如通過(guò)應(yīng)用RTTS 封隔器，主要是因?yàn)樵摲飧羝髂軌虺惺芊浅４蟮臏y(cè)試壓差，這是一種非常明顯的優(yōu)勢(shì)，在這一優(yōu)勢(shì)作用下，能夠?yàn)楹罄m(xù)低滲地層生產(chǎn)帶來(lái)非常大的生產(chǎn)壓差。不僅如此，對(duì)RTTS分隔器而言，一般自帶水錨，當(dāng)油管壓力比環(huán)空壓力高時(shí)，水力錨會(huì)自動(dòng)張開(kāi)，從而能夠有效阻止管柱出現(xiàn)上移問(wèn)題，從而防止對(duì)采集的地層資料造成不利的影響[3]。同時(shí)采用RD循環(huán)閥門(mén)，用其替代傳統(tǒng)的裸眼旁通，當(dāng)再次遇到油管壓力比環(huán)空壓力高的情況時(shí)，閥門(mén)能夠輕松承受，不會(huì)出現(xiàn)滲漏問(wèn)題，從而有效提升測(cè)試的成功率。在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，選擇將RD 取樣器與分隔器上部進(jìn)行連接，能夠有效縮短其與地層的距離，從而能夠提升地層流體樣品獲取的準(zhǔn)確性。除此之外，在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，還采用了量程與精度均比較高的電子壓力計(jì)，因此能夠更好地滿(mǎn)足資料錄取的要求，從根本上提升低滲儲(chǔ)層測(cè)試的準(zhǔn)確性，獲得了完整的地層質(zhì)量，比如通過(guò)獲得的半對(duì)數(shù)曲線(xiàn)和雙對(duì)數(shù)曲線(xiàn)資料來(lái)看，具體如圖1、圖2所示，可知該測(cè)試層屬特低滲透儲(chǔ)層，且具有增產(chǎn)潛能。因此我們向甲方建議增加射孔段長(zhǎng)度，采取酸壓措施對(duì)地層進(jìn)行改造，在隨后進(jìn)行的酸壓完井測(cè)試中，測(cè)試氣產(chǎn)量由酸壓前820m3/d上升至40000m3/d，彰顯了測(cè)試結(jié)果的作用價(jià)值。

3 總結(jié)

圖1 評(píng)價(jià)井半對(duì)數(shù)曲線(xiàn)

圖2 評(píng)價(jià)井雙對(duì)數(shù)曲線(xiàn)

綜上所述，地層測(cè)試技術(shù)是一項(xiàng)較為系統(tǒng)復(fù)雜的技術(shù)，并且該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，一般會(huì)面臨各種復(fù)雜的條件。比如低滲儲(chǔ)層、高溫高壓井等，上述這些測(cè)試場(chǎng)景均比較特殊，實(shí)際面臨的測(cè)試條件也比較惡劣，因此采用傳統(tǒng)的地層測(cè)試技術(shù)很難保證測(cè)試的效果?；诖?，需要加強(qiáng)新型地層測(cè)試技術(shù)的應(yīng)用，一般是通過(guò)在原本測(cè)試技術(shù)的基礎(chǔ)，引入一些先進(jìn)的測(cè)試工具設(shè)備，加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)有設(shè)備的設(shè)計(jì)改進(jìn)等，從而更好地適應(yīng)地層測(cè)試復(fù)雜的環(huán)境，有效提升地層測(cè)試的成功率，為石油勘探開(kāi)發(fā)順利開(kāi)展提供有力保障。