涂春趙
(中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司,天津 300459)
電纜地層測試是證實儲層流體性質(zhì)、進行儲層評價最為直接有效的方法之一,在海上油田勘探作業(yè)中,發(fā)揮著越來越重要的作用[1]。在渤海油田的砂巖儲層勘探評價中,Enhanced Formation Dynamics Tester (簡稱EFDT)儀器是應(yīng)用最多的電纜地層測試儀器,近年來隨著工具改造升級,可以將大極板探針和常規(guī)探針同時入井,形成探針雙掛儀器(以下簡稱EFDT雙掛儀器),一次入井為電纜取樣作業(yè)提供了多種探針選擇。電纜取樣作業(yè)的關(guān)鍵在于用盡可能短的泵抽時間取得代表性流體樣品[2],如何合理選擇取樣探針是其中關(guān)鍵措施之一。
大極板探針與常規(guī)探針的主要區(qū)別在于二者的探針面積不同,取樣作業(yè)時的優(yōu)缺點對比如下:
(1)大極板探針擁有更大的過流面積,在泵速相同的情況下,過流面積越大儀器管線內(nèi)部壓力與地層壓力的壓差越小,可以有效防止漏封、出砂、供液不足等情況。但是過流面積越大,需要泵排的地層流體也就越多,取得代表性儲層流體樣品的時間就越長,給取樣作業(yè)帶來了更多風(fēng)險,如電纜吸附卡、儀器黏卡等[3-13]。
(2)常規(guī)探針的過流面積相對較小,需要泵排的地層流體相對較少,取得代表性流體樣品的時間相對短。但是容易引起壓差增大,從而造成漏封、出砂、供液不足等情況,導(dǎo)致取樣作業(yè)成功率降低。
綜上可以看出,有必要結(jié)合取樣儲層特點,建立EFDT雙掛儀器的取樣探針優(yōu)選技術(shù),在合適泵速的情況下,選取最優(yōu)的過流面積,保證取樣作業(yè)成功率的同時盡可能降低取得代表性儲層流體樣品的泵抽時間,提升作業(yè)效率,降低作業(yè)風(fēng)險。
EFDT增強型儲層特性測試儀是一種模塊化、泵抽式電纜儲層測試儀[11]。近年來隨著工具升級,應(yīng)用雙掛短節(jié)可攜帶常規(guī)探針和大極板探針同時入井(圖1),較傳統(tǒng)常規(guī)組合減少了更換探針的時間,為單次入井提供了多種探針選擇。以2019至2020年為例,探針雙掛儀器基本實現(xiàn)在渤海探井作業(yè)點的全覆蓋,使用頻率較高。
圖1 EFDT雙掛儀器連接示意圖Fig. 1 Connection diagram of EFDT double hanging instrument
雙掛儀器中大極板探針長度約為0.52 m,兩個常規(guī)探針之間距離0.4 m。常規(guī)探針和大極板探針對比如圖2所示,大極板探針的過流面積為30.22 in2,常規(guī)探針的過流面積為0.79 in2。
圖2 常規(guī)探針與大極板探針對比圖Fig. 2 Comparison between the conventional probe and the large plate probe
近年對大極板探針再次進行改造升級,將流體通道隔離,將之前兩個吸鼻共用一個密封面改為兩個單獨密封部分(圖3)。大極板(小半部)過流面積為10.07 in2,大極板(大半部)過流面積為20.15 in2。這樣可以有效避免因一點漏封導(dǎo)致整個泵抽取樣的失敗。
圖3 改造前后大極板探針對比圖Fig. 3 Comparison of large plate probe before and after transformation
當(dāng)前EFDT雙掛儀器可供選擇的探針組合按過流面積由小到大排序見表1。
表1 EFDT雙掛儀器不同探針組合過流面積對比Table 1 Comparison of overcurrent areas of different probe combinations of EFDT double hanging instrument
取樣作業(yè)時大極板探針以及兩個常規(guī)探針泵抽時流體均會在儀器內(nèi)部的主管線內(nèi)匯合,如果大極板兩部分探針或常規(guī)雙探針坐封處的儲層流體性質(zhì)相同且物性接近的話,經(jīng)過兩個探針的流體性質(zhì)變化也是基本一致的,不會影響對流體性質(zhì)變化的判斷。
探針選擇的主要考慮因素有井眼條件、儲層性質(zhì)、流體性質(zhì)和泵抽效率[3-13]。
(1)井眼條件
井壁規(guī)則與否直接影響到取樣時探針的坐封效果,螺旋井眼、鋸齒狀井眼等很可能造成常規(guī)探針或大極板探針坐封失敗,從而無法進行探針選擇。
(2)儲層性質(zhì)
疏松砂巖儲層取樣時容易造成出砂、漏封,低孔滲儲層取樣時容易造成壓差過大無法實現(xiàn)連續(xù)泵抽。另外,儲層中夾層多或厚度薄,也不利于大極板或常規(guī)雙探針泵抽。
(3)流體性質(zhì)
儲層中的原油性質(zhì)會影響取樣作業(yè)時的泵抽壓差,稠油取樣時會造成泵抽壓差增大,需要更大的過流面積或降低泵速來降低壓差,防止出現(xiàn)漏封、出砂、供液不足等情況。
(4)泵抽效率
取樣時探針與儲層的接觸面積越多則過流面積越大,但同時需要泵排的濾液量也會越大,取得代表性地層流體樣品需要泵抽的時間越長,所以在相同泵速下探針的過流面積越小越有利于提高泵抽效率。
取樣作業(yè)原則:在安全壓差下,盡可能少地泵排濾液,盡快抽到具有代表性的地層流體,減少泵抽時間,降低作業(yè)風(fēng)險。
探針優(yōu)選建議:
(1)非疏松砂巖或低孔滲儲層建議使用常規(guī)單探針或常規(guī)雙探針進行取樣;若泵抽時發(fā)現(xiàn)壓差過大接近安全生產(chǎn)壓差或泵速較低,再考慮更換大極板探針。
(2)稠油或易出砂儲層優(yōu)先使用大極板探針進行取樣;若泵抽時壓差不大,建議關(guān)掉大極板探針其中的一個吸入口,根據(jù)壓差選擇關(guān)掉大半部分還是小半部分。
(3)低孔滲儲層優(yōu)先使用大極板探針進行取樣;若泵抽連通之后,建議關(guān)掉大極板其中一個吸口,根據(jù)壓降調(diào)整泵速,控制在安全壓差以內(nèi),防止出砂或漏封。
總的思路是:壓降合適的情況下,過流面積越小,需要泵排的濾液量就越少,越有利于抽純,從而高效取得代表性地層流體樣品。
取樣作業(yè)需要針對不同區(qū)塊綜合考慮各方面因素,建立探針優(yōu)選技術(shù)現(xiàn)場實施示意圖如圖4所示。
圖4 探針優(yōu)選技術(shù)現(xiàn)場實施示意圖Fig. 4 Schematic diagram of the field implementation of the probe optimization technology
本井設(shè)計在1 857 m進行取樣,取樣層位在館陶組,儲層為細(xì)砂巖,該點取樣目的為證實是否為純油層。結(jié)合鄰井資料和常規(guī)曲線,儲層物性較好,無稠油特征,出砂生產(chǎn)壓差在750 psi左右,優(yōu)先使用常規(guī)探針。常規(guī)測井曲線如圖5所示。
圖5 1 857 m常規(guī)測井曲線圖Fig. 5 1 857 m conventional logging curve
常規(guī)探針在1 857 m坐封成功,測壓流度50.62×10-3μm2/(mPa·s),流度較高但考慮到儲層埋藏較淺,采用常規(guī)雙探針同時泵抽。初始壓降400 psi左右,隨著走泵壓降有減小趨勢,最后穩(wěn)定在340 psi左右;繼續(xù)泵抽,參數(shù)變化明顯,泵抽60 min,泵出流體26 L時灌樣,樣桶容積1 800 mL,其中氣880 mL、油920 mL。證實該層為純油層。取樣參數(shù)變化如圖6所示。
圖6 1 857 m取樣參數(shù)變化圖Fig. 6 Variation diagram of 1 857 m sampling parameters
本井設(shè)計在2 223.5 m進行取樣,取樣層位在館陶組,儲層為細(xì)砂巖,該點取樣目的為證實流體性質(zhì)。結(jié)合鄰井資料分析儲層中可能存在重質(zhì)油,常規(guī)曲線看物性較好,出砂生產(chǎn)壓差在450 psi左右。優(yōu)先使用大極板探針。常規(guī)測井曲線如圖7所示。
圖7 2 223.5 m常規(guī)測井曲線圖Fig. 7 2 223.5 m conventional logging curve
大極板探針在2 223.5 m坐封成功,泵抽15 min,泵出流體4 L后,出現(xiàn)油信號,壓差快速增大至800 psi,及時切換至低泵速,壓差降至300 psi之內(nèi),繼續(xù)泵抽。泵抽120 min,泵出流體15.6 L后,灌終樣。取得純油500 mL,油質(zhì)很稠。取樣參數(shù)變化如圖8所示。
圖8 2 223.5 m取樣參數(shù)變化圖Fig. 8 Variation diagram of 2 223.5 m sampling parameters
本井設(shè)計在2 490 m進行取樣,取樣層位在館陶組,儲層為細(xì)砂巖,該點取樣目的為證實流體性質(zhì)。結(jié)合鄰井資料分析儲層為中輕質(zhì)油,常規(guī)曲線看中子密度曲線無交會,儲層物性一般,出砂生產(chǎn)壓差在500 psi左右,優(yōu)先使用大極板探針。常規(guī)測井曲線如圖9所示。
圖9 2 490 m常規(guī)測井曲線圖Fig. 9 2 490 m conventional logging curve
大極板探針在2 490 m坐封成功,整個大極板泵抽聯(lián)通后逐步提高泵速,壓差小于100 psi,考慮泵抽效率減少泵排濾液的體積,關(guān)閉大極板探針(大半部分),用大極板(小半部分)繼續(xù)泵抽,壓差增大至210 psi,繼續(xù)泵抽至60 min,灌終樣,取得450 mL純油樣。證實儲層為純油層。取樣參數(shù)變化如圖10所示。
圖10 2 490 m取樣參數(shù)變化圖Fig. 10 Variation diagram of 2 490 m sampling parameters
(1)經(jīng)過改造升級的EFDT雙掛儀器可以一次入井常規(guī)探針和大極板探針,一次入井為取樣作業(yè)帶來了多種探針選擇,實用性很強。
(2)雙掛儀器取樣探針技術(shù)優(yōu)選技術(shù)通過選取合適的探針過流面積來盡量減少取樣作業(yè)時泵抽濾液總量,有效提高了該儀器取樣作業(yè)效率。
(3)該技術(shù)在實際應(yīng)用中取得較好效果,為測井解釋儲層評價提供了重要依據(jù),可行性非常高,覆蓋面廣,非常適合渤海油田的勘探及作業(yè)現(xiàn)狀,值得進一步推廣。
(4)該技術(shù)的成功應(yīng)用證明針對不同區(qū)塊、不同儲層,合理選擇過流面積是控制泵抽壓差、提升泵抽效率的有效措施之一,在后續(xù)的生產(chǎn)和儀器研發(fā)工作中可以進行深入研究。