電纜地層測試雙掛儀器取樣探針優(yōu)選技術(shù)

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。

1 EFDT雙掛儀器取樣面臨的難題

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。

2 EFDT雙掛儀器及探針介紹

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。

3 EFDT雙掛儀器探針優(yōu)選

3.1 影響因素分析

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。

3.2 技術(shù)思路與作業(yè)要點

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

4 技術(shù)應(yīng)用效果分析

4.1 A井常規(guī)雙探針高效取樣

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

4.2 B井大極板取得稠油樣

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

4.3 C井大極板(小半部分)探針高效取樣

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

5 結(jié)論

（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。