1.1地层测试器发展及现状
1 钻杆式地层测试器
钻杆式地层测试器是一种重要的地层测试方法，在国内外陆上石油勘探开发中应用十分广泛。它是钻井过程中或完井之后，利用钻杆或油管柱将地层测试器送到待测层位，操作钻杆柱或油管柱座封封隔器，使被测地层与环空钻井液隔离，然后操作管柱或对环空加压，按设计开启和关闭井下测试阀，释放钻井液对待测地层流体的压力，使地层流体流入管柱内，井下压力计和温度计记录井下压力和温度；按测试要求多次开关测试阀，完成测试作业。在测试后期采集地层流体。测试结束后封隔器解封，提出地层测试器，即可获得清洁的地层流体，并且能进行探边测试。采用钻杆式地层测试器测得的数据，由于测试流量大、时间长，当压力扰动传播到上部或下部非渗透界面时，一般采用柱形压力恢复分析。但钻杆式地层测试器存在着测试时间长，测试费用高，测试层中生产的流体需要处理，这使其在海洋石油勘探开发中应用受到限制。另外，钻杆式地层测试还存在无法确定油水界面及各向异性地层渗透率等缺点。
2 重复式地层测试器
重复式地层测试器是斯伦贝谢公司1974年研制出来的，斯伦贝谢公司称之为RFT。阿特拉斯公司和哈里伯顿公司分别研制出来功能类似的产品，分别称为FMT 和SFT。各公司的仪器尽管性能各有优劣，但仪器结构和主要功能相似。目前我国能够独立研制重复式地层测试器，而且国内石油勘探应用的电缆地层测试器主要是重复式地层测试器。FRT 的井下仪器可耐高温高压，外壳用特殊钢材制造。仪器下部有两个取样筒，一个容积为3780cm3，一个容积为10409 cm3。在裸眼井内测试，一次下井可以根据需要无数次地测取地层压力，并可以采集两支地层流体样品。在套管井内测试，一般每次下井可测多次地层压力和取两支流体样品。RFT 有两个预测室，容积均为10 cm3，两个预测室活塞运动速度恒定，即抽吸流量恒定。第一预测室抽吸流量约为44cm3/min，需要12-14s其活塞才能到达其行程终点。第二预测室抽吸量约为122cm3/min，大约需要7s其活塞才能到达其行程终点。FMT 与RFT相类似，但是只有一个预测室。其取样筒体积有3875 cm3、4000 cm3、10000cm3、20000 cm3四种，可根据不同的地层情况进行选择。重复式地层测试器预测压力记录包括三项不同信息，即井内静液柱压力、地层关井压力和预测时抽液所诱发的短暂的地层压力变化。这些信息可以用来了解地层渗透率，鉴别油藏中可流动体及气、油、水的接触面，估计油藏垂向连通性，研究油层的生产特性和油藏的递减方式等。
重复式地层测试器可以提供以下主要的信息：
（1）井筒泥浆柱的静压剖面：
（2）一口井各储层地层静压和压力梯度的垂直分布；
（3）储层有效渗透率的垂直分布；
（4）油层油气水界面的判定；
（5）流体取样测试点的地层生产特性测定；但是，重复式电缆测试器存在以下几方面的问题：
（1）仪器预测试室活塞移动速度不能调节，对不同的地层和流体条件适应能力差；
（2）预测试室容积小而且不能连续排液，仪器探测半径小，压力恢复曲线的代表性差；（3）不能现场测定地层流体的泡点压力，不能保证压力测试和取样时探头处压力在泡点压力以上，因此压力测试精度不高，同时也影响取样质量；
（4）仪器只有一个探头，对地层垂向渗透率和各向异性测试精度低；
（5）不能现场实时监测和分析泵入仪器的地层流体，所以不能合理地确定采样开始时刻，导致采样质量下降或浪费钻井时间。
20 世纪90 年代斯伦贝谢等西方石油公司研制出了组合式地层测试器。组合式地层测试器采用模块化设计，可以根据测试需要安装不同的功能模块，仪器工作灵活性大。与重复式地层测试器相比，加大了预测室体积，增加了流动控制组件、连续泵排组件、多个取样筒、流体样品自动识别系统等；仪器的探测半径大，取样质量高，仪器一次下井可以对多点地层取样，对地层垂向渗透率和各向异性测试精度高。其中，斯伦贝谢推出的组装式地层动态测试器、阿特拉斯公司推出的油藏特性测试仪及哈里伯顿公司研制的油藏描述仪，代表了电缆式地层测试器发展的前沿。
组合式地层测试器结构和功能有如下的共同特征：
（1）仪器的模块化提高了多用途的选择性；
（2）压力测量采用高速响应、高精度的石英电子压力计使压力测量精确；
（3）根据不同的地层特性，在地面控制和选取最佳的测试参数（流速、测试室体积等），保证取样流动压力一直高于饱和压力，因而能实现对各种地层的取样和测试；
（4）具有较大的预测试室容积和连续泵排功能；
（5）利用单探头和双探头组件的不同组合可以根据已知流量下的压力响应，反演渗透率的空间分布，得到储集层的垂向渗透率和地层的非均匀质性；
（6）利用连续泵代替预测试室活塞排出侵入的泥浆滤液含量，决定开始采样时刻；这项功能在采用油基钻井液的系统中尤为重要；
（7）采用多取样筒组件，仪器一次下井可以取得多层地层流体样品。
1）模块式地层测试器MDT
1992 年，斯伦贝谢推出了模块式地层动态测试器。MDT 除了必备的供电组件、液压动力组件外，提供了多种可选组件：探头组件、取样组件、排出组件、双探头组件、流动控制组件、光学流体组件、双封隔器组件[8]。MDT 不但具有上述组合式地层测试器的共同特征，还可以完成如下测试功能：
（1）利用电阻率测量和实时光谱分析方法识别流体，可以有选择的取样，获取更高质量的剔除泥浆滤液影响的真实地层流体样品；
（2）使用双封隔器组件可以进行微型DST 测试，提高低渗油藏测试的速度和准确性；2）油藏特性描述仪RCI
1995 年阿特拉斯公司推出了油藏特性测试仪，其结构和功能与MDI相似，包括供电组件、液压动力组件、探头组件、取样组件、排出组件、双探头组件、光学流体组件[9]。RCI不但具有上述组合式地层测试器的共同特性，还可以完成以下测试功能：
（1）流体识别系统采用了电导率传感器，电容传感器以及具有17 个光感通道的近红外流体分析装置，可以识别油气水三相，减少了样品的污染评价盲点，保证获取高质量的、剔除泥浆滤液影响的真实地层流体样品；
（2）它提供了地层流体泡点压力实时测定装置，能够井下测定地层流体的泡点压力，从而通过流速控制系统保证在测试和取样过程中井底流压高于泡点压力，从而更加有效地保证取样流体的单相性，提高采样质量和测试数据的精度。
（3）在软件方面，采用三维仿真模型预定采样时间，在输入地层压力、污染半径、清洁区域及污染区域的渗透率、地层及流体性能、压降及流速等参数后，软件将计算出一个理想的测试时间和结果。
3）油藏描述仪RDI
哈里伯顿公司研制出了油藏描述仪，其结构和功能与MDI及RCI相似，包括供电组件、液压动力组件、探头组件、取样组件、排出组件、双探头组件、光学流体组件[10]。RDI 不但具有上述组合式地层测试器的共同特征，还可以完成如下功能：
（1）采用了数字控制技术，能够在测试过程中连续监测所取样的流体样品，并且精确调节地层测试流体流如采样筒的速度和压力；
（2）由于仪器中采用了大功率的泵排电机和高效率的液压系统，可以很快排掉探针周围的侵入流体，如泥浆滤液等；渠道真实的地层流体。泵可以连续的排出40加仑的地层流体，扩大了仪器的探测范围，减少了采样管储集效应的影响；
（3）通过采样管中前后放置的石英压力计，可以现场测量地层流体的粘度。
（4）该仪器结合配套的解释软件，在泵排和采样过程中可以实时测定地层及流体的各性能指标：流体的电阻率和电容，流体粘度，流体的密度，流体泡点压力，流体压缩系数，地层的水平渗透率，地层的球向渗透率以及地层的各向异性；
（5）在测试数据的软件解释方面，RDI 采用了可视化实时控制软件，提供了生动的人机对话界面。
1.2.MDT构成、功能
MDT模块式地层测试器是斯伦贝谢公司第三代电缆地层测试仪,与其它两代(第一代FT、第二代RFT)电缆地层测试仪相比较,在地层测试技术和服务上取得了极大的进步。具有较强的组合能力,在流体动态实时监测,严格压力控制取样,双封隔器整段封隔测试以及多探针同时测量等方面有优点,在石油天然气勘探中取得了极大的成绩。标准的MDT测试仪是由供电模块、液压模块、单探头模块、取样模块、MDT流体管线系统、双探针系统几个部分组成。可选模块由多探针系统、流量控制模块、泵出模块、光学流体分析仪模块、多取样模块和双封隔器模块及部分组成。所谓模块式地层测试器，是指地层测试器由多个模块组成，根据不同的测试目的和地层条件，可以选择合适的模块加以组合下入井筒中，完成一次地层测试。地层测试器的主要功能模块有供电模块、液压动力模块、封隔器模块、探头及测压模块、流动控制模块、取样筒模块、流体识别模块、泵排模块以及资料解释模型与方法等软件模块。根据不同的测试目的，这些模块有不同的组合方式。
功能：
模块式地层测试器MDT的基本功能主要包括以下几个部分：
（1）精确测量沿井筒各点的地层压力；
（2）取出高质量的地层流体样品(保持地层压力、剔除泥浆滤液影响的真实地层流体)；
（3）根据不同的地层特性，在地面控制并选取最佳的测试参数(流速、测试室体积等)，因而能实现对特殊(如低渗)地层的取样和测试；
（4）能够实时测量地层流体的泡点压力，同步控制和监测流过仪器和流人采样室的流体性能。
1.3测试设计：
MDT测前设计主要考虑的因素
2.2.1储层井眼的规则程度
MDT的测量必须保证井眼规则，井眼垮塌较严重或锯齿状井眼时，MDT座封不住，无法将地层中的流体泵出。同时还要考虑裂缝性储层和储层的非均质性，尽量不要将座封点定在裂缝段和砾石上（MDT的探头较小）。另外还需注意的是如果裸眼井段过长，测井时电缆很容易被井壁吸附，在这种情况下，MDT做LFA分析的时间不宜过长或测井过程中注意活动电缆，实在无法进行正常测井，可要求通井。
一般来说，MDT测量的最佳井眼条件是8.5in，对12in钻头井眼须加长推靠器。为车79井测井曲线综合图，现场解释人员通过综合分析，认为3515-3522m储层物性较好，阵列感应电阻率正差异，电阻率最高可达10Ωm，是一个有利储层，决定进行测压和光学流体分析。但是从第一道井径测井曲线来看，井眼极不规则，呈锯齿状，最大井眼尺寸可达14in(钻头直径8.5in),故由于受井眼影响，试了几次，均未成功，最后只得放弃。
在大井眼中进行MDT测井时，也有应用很成功的例子，如图2-2为卡6井测井曲线综合图，E2-3a组砂层厚2.3m（3257.2-3259.5m），其电阻率为3.8-4.2Ωm，密度孔隙度为21.7-25.5%，井径为11.8英寸。MDT在此层3257.7m处通过加长推靠器进行LFA分析，获取10.39升原油，为快速确认油层立下汗马功劳。
2.2.2 泥浆条件
MDT测井之前井内泥浆应有足够的稳定时间，最佳情况应是没有泥浆漏失和井内出液，以使测压资料更加准确。
为降低电缆吸附和粘卡风险，应尽可能调整泥浆性能，降低泥浆滤液滤失量，减薄泥饼厚度，一般应将泥浆滤失量控制在4cm3以内，泥饼厚度不超过0.5cm。为保证井眼通畅，减小施工时测井仪器遇卡风险，要求钻井队在泥浆中加入润滑剂、防卡剂及堵漏剂，这些材料可提高常规测井成功率，但易造成MDT仪器管线和探管堵塞。
如果井内泥浆易造成电缆吸附和粘卡，为了弄清疑难层，解决地质问题，应尽量采用井下流体光谱分析，主要原因是：避免电缆吸附和粘卡的手段是在测量过程中活动电缆，活动电缆会影响测压的效果，而对井下流体光谱分析影响较小。
测井过程中（LFA分析），已采取了一切必要的措施，在很短的时间内，电缆被吸附，或MDT测井之前，发现电缆很容易被吸附，则先选最重要的点做LFA分析和取样，直至确认储层的流体性质。
如图2-3为沙105井测井曲线综合图，在2227-2232m井段内储层岩性为含砾砂岩，为三叠系韭菜园组一套储层，电阻率20-30Ωm，密度2.38g/cm3，井眼规则，储集条件非常好，但由于泥浆中加有玻璃微球，堵住了仪器的测压室入口，使仪器在井内多次被卡，无法进行正常的MDT测量。
莫102井地理上位于玛纳斯县莫索湾镇东约40km，盆5井东南约1.5km处；构造上位于准噶尔盆地腹部中央坳陷马桥凸起盆5井北背斜；主探侏罗系三工河组、兼探白垩系和侏罗系西山窑组。在侏罗系三工河组S22砂层组测压10个点（图2-4），最初的想法是想通过地层压力建立压力剖面，确定气和油的界面，在实际测井过程中，由于储层的物性对于MDT来说，不够理想，所测的压力点均有超压现象，在20多个测点中，仅有9个点超压现象不严重，但由于在测压过程中，电缆吸附现象严重，活动了测井电缆，故对测压仍然产生了影响，利用这些点仍然无法计算合理的地层流体密度。在4252.7m进行LFA分析，见到油气显示，也就是说，活动电缆对井下流体光谱分析影响较小（图2-5）。
2.2.3 储层岩性
通常情况下，MDT测井在分选较好的砂岩储层中测量效果较好，但对高孔、高渗的砂砾岩储层和火山岩储层，有时同样也可进行MDT测井，对此类储层，最好直接采用LFA进行流体性质分析。当然双分隔器测试也是一种方法。
沙丘6井2532-2547m储层为石炭系顶部火山岩，CMR孔隙度达18%-24%，渗透率达10-193×10-3μm2，孔、渗都比较高，是难得的好储层。MDT在2545.1m进行LFA井下流体光谱分析，取样获10.4升原油，这也是MDT首次在准噶尔盆地石炭系取到了原油（图2-6）。
沙103井二叠系1584-1593m储层岩性为砂砾岩，电阻率8-12Ωm，密度2.24g/cm3，录井油气显示在该段较为活跃，MDT在1587m进行LFA分析，见明显油气层显示，并取获10.4升油样（图2-7）。
2.2.4 孔隙度、渗透率
从历年准噶尔盆地200多口井的MDT资料的732个LFA/LFA井下流体分析数据中，我们统计了分析点的孔隙度、渗透率的分布范围(图2-8、2-9)。图中可见孔隙度主要在10-33%之间变化；白垩系地层的分析点孔隙度下限为15%，侏罗系地层的孔隙度下限值为10%，
二叠系地层孔隙度下限值为11%。渗透率的下限为0.5md。图2-9显示渗透率与流度间具有正比相关性，MDT测量的流度越大，则该点的渗透率也越大。
北34井是阜康凹陷东斜坡二道河子地层圈闭的一口预探井，主要目的层为侏罗系三工河组，钻井取心显示岩心为分选较好的砂岩，但密度孔隙度较低，密度值2.5g/cm3，现场解释认为是油气层，共测17个干点，在较高孔隙度处没有测成，而只在孔隙度较低的2760.44m 处测到地层压力，地层流度较高为26md/cp，LFA分析时，也只有此点可以泵出流体，12分钟见到原油，经46分钟即取到10.4升原油，确认油层厚度近20m（图2-10、2-11）。
2.2.5 储层厚度
根据准噶尔盆地近五年176口井MDT测井情况，分析认为通常一个储层最少测压3-4个点才能准确求取地层流体密度，而一般厚度小于3-4m的储层，由于各测压点之间的相互影响，无论其物性怎样，用测压建立压力剖面，求取地层流体密度的准确度都不高，特别对准噶尔盆地的侏罗系以下地层。对较薄的储层，采用LFA分析，但应在LFA分析之前测量地层的压力值。
图2-12为独1井沙湾组测井曲线图，在904.5-908.5m、910-914m均为4m厚的地层中各测压3个点，密度值均在2.26-2.3g/cm3之间，904.5-908.5m井段3个点回归的流体密度为0.8194g/cm3，910-914m井段3个点回归的流体密度为0.7468g/cm3，两层根据MDT测压确定流体性质为油气，后904.5-908.5m试油，5mm油嘴日产气491m3，水43.28m3，为含气水层。
Lu2180井白垩系1272.0-1274.2m储层，厚2.2m，电阻率5Ωm，密度值2.14g/cm3，井场在该层测压三点（表2-2），由于厚度原因，后两点测完后，第一点虽经多次反复仍为增压点，致使后两点成为无效点，造成不必要的资金浪费。因此，在该情况下建议使用LFA 进行油气识别。
2.2.6测压深度间隔
通常情况下，用地层压力资料计算流体密度时，压力点越多越好，但最佳情况是压力点深度间隔为2m左右，当地层较薄时，压力点间隔也最好不要小于1m。
1.4.测试过程
地层测试器的工作过程：模块式地层测试器的测压过程与RFT相似。由于多了流体识别和泵排的功能，取样过程与RFT有所不同，具体步骤：
（1）根据测试目的任务要求，选择适当的功能模块，在地面上完成地层测试器的组装；
（2）利用成像测井(如FMI)等手段在井筒中对模块式地层测试器进行定位；
（3）关闭平衡阀，依靠液压动力马达，将仪器探头推靠(或封隔器座封)至井壁上；
（4）设置一个合适的速度移动活塞，抽取地层流体，抽吸过程中对进入仪器的地层流体进行识别，在确信污染物(泥浆及其滤液)含量在允许范围内时，将地层流体样品泵人取样筒；
（5）重新选择测压及取样点，重复上述过程，进行多次取样。
MDT的预测试仪器过程是：打开预测室，会立即产生一个压降过程，在压降阶段之后，预测试室被地层流体充满，进人探测器的地层流体就会停止流动(相当于试油的关井)。这时，探测器管线内的压力就会逐渐升高，即探测器周围的地层流体压力开始恢复，通过扩散最终达到与地层压力平衡。通常，如果压力恢复时间足够长的话，MDT测井数据能够较为真实地反映测层的地层压力。但是，在实际的测试过程中，由于采用的测试方法不同，或测试事故等各种原因，测试数据有时并不能反映出真实的地层压力，即压力有时并没有恢复到真实的地层压力，测试就已经结束。因此，需要根据已有数据对地层压力进行外推才能得到一个可靠的地层压力值。
1.5.测试中问题
MDT技术是定点测量,测试时间长,存在着电缆吸附粘卡的风险;仪器最大外径为12. 7 cm,仪器组合长度一般在18~22m,在井内移动过程中存在着遇阻遇卡的双重问题;若井内泥浆中岩屑较多或加入了塑料小球,则会导致MDT管线堵塞、阀门封闭不严等问题。特别是在大斜度井中,仪器斜躺在井中,可以预期到摩擦阻力大大增加,增添了遇阻遇卡的风险。
常见工程问题及因素：
1.纠正深层遇卡的错误认识。开始,我们一直认为井底的泥浆静液柱压力值高,渗透压差大,遇卡的风险相对较高。事实并非如此,因为随着井深的增加,地层压实程度也随之变大,孔隙条件与浅层相比要差得多,泥浆滤液的渗滤要慢得多,相应地,浅层泥浆渗滤较快,井壁形成的泥饼要比深层厚,因而,浅层遇卡的几率比深层大得多。
2. 大井斜、大狗腿度是MDT 测井不容忽视的问题。首先,MDT测井在大井斜几乎所有电缆都直接贴靠在井壁上,随时存在着吸附的可能性。如果泥饼较厚,电缆会深陷在泥饼中,只要有2～3 min 的停留,就会完全被吸附住。如果某个地层孔渗条件较好,泥浆滤失较快,也会成为粘卡电缆的危险井段。狗腿度给MDT 测井带来仪器遇阻遇卡的双重问题。
3. 不能在泥浆中加入塑料小球。塑料小球对增大井壁光滑度、减少测井仪器遇卡、提高测井一次成功率有很大帮助。但对MDT 测井却是非常不利的,塑料小球会堵塞管线,停留在泵出模块内的弹簧上或卡在阀门上,导致仪器发生故障。
4. 在选择测量MDT项目的井位时,应考虑到泥浆体系对地层的影响。在一些区块,为了保护油气层免受泥浆污染,往往要在钻井液中采取屏蔽暂堵措施,在距离井壁几厘米的范围内形成暂堵层,阻止对油气层的进一步的污染。但此暂堵层会对MDT 的泵出测试产生一定影响,降低泵出效率。
5. 对于气层的泵出测试,要限制地层流体的流速,否则,高速气流会刨蚀、磨损泵的阀门和密封圈。在对庙105x1 井的一个气层测试时,由于未对流速加以限制,几乎是在气流推动活塞运动的情况下泵出,结果气流侵蚀了泵的4 个球阀底座。
6. 增加泥浆上的投入,改善井下状况(润滑、泥饼等) 。充分注意泥浆失水对测井的影响,把失水降到最低限度。
7. 测井时间超过24 h 要组织钻井队通井,冲掉虚泥饼,调整泥浆性能,可以大大降低电缆粘卡的风险。
2.MDT Modular Formation Dynamics Tester地层测试原理及地质应用
2.1 仪器原理
MDT的主要应用是作地层压力测试，测试样点处的地层压力值，回归出压力梯度，进而判断可能的流体类型。也可以直接从样点取出地层中的流体，作进一步化学分析。
LFA模块通过透射光谱分析和反射光谱分析实现了取样过程中流体性质的实时检测。LFA模块不仅可以在井下直接识别和验证地层流体的性质,而且大大地提高了取样的代表性和成功率,它是MDT作业中应用最多、效果最突出的模块之一。通过对流线中流体透射光谱的分析,可以确定流体的性质和相对含量,反射光谱的分析可以指示流线中是否有气体的存在以及气体含量的高低。
2.1.1利用透射光光谱进行油水检测，
水峰波长分布在1 450~2 000 nm,其他分布区域主要反映的是油的特征。波长<1 500 nm 时,从大到小主要是油基泥浆滤液、凝析油、轻质油、中质油和重油的波长范围,油质越重,波长越大,两个水峰之间的波长段为油气的综合响应。
2.1.2反射光测试
MDT测试管线中的流体主要为气、水、油三种相态,而气、水、油三种物质发生全反射的临界角是不同的。其中,气体发生全反射的临界角最低。如果仪器光源的入射角略大于气体的全反射临界角,把反射光的接收窗口调整到只接收气体反射光的位置,反射光接收窗口接收的就只有气体反射光,而无其它流体的反射光,分析反射光的光谱和强度即可反映气体的相对体积。
2.2地质应用及现状
MDT测试资料核心解释手段为外国公司独有，只做服务;技术不公开、不转让，解释软件不出售;缺乏有效的数据分析解释手段，限制了MDT测井技术在油田勘探开发中大范围的应用。MDT可以减少试油，降低成本，加快勘探开发进程。
在油田的勘探开发中具有以下5个方面的主要用途:
(1)快速、准确识别储层流体性质油气水;
(2)近原始地层流体的获取,为实验室提供高质量的地层流体样品，得出流体的组分、相态及各种物性参数；
(3) 根据已知流速下的压力响应，反演渗透率的空间分布，从而确定储层的渗流能力及预测产能
(4)测量地层压力,建立地层压力剖面,预测油(气)水界面及油藏类型;
(5)结合其它测井资料进行储层产能预测。可以测量地层污染系数的垂直分布。
与DST钻杆试井相比，MDT探针深入地层较浅，其探测深度一般只有几个ft,因而易受井筒环境影响，并且探测较浅也制约其应用。
2.3MDT测试储层适应性
在测试时，MDT的抽吸探头和观测探头坐封在同一储层，由抽吸探头抽吸地层流体引起压力波动，2个观测探头接收压力波动，在压力波动传播到储层上下不渗透边界之前，当2个探头的压力变化达到拟线性时，可根据其压力资料建立解释模型。
垂直观测探头解释模型见式（1），水平观测探头解释模型见式（2），联立式（1）和式（2）可求得测试层水平渗透率和垂直渗透率。
式中：pi为原始地层压力，MPa；pVP→t→为测试时间t时垂直探头压力，Pa；pHP→t→为测试时间t时水平探头压力，Pa；Kh为水平渗透率，10-3μm2；Kv为垂直渗透率，10-3μm2；zVP为抽吸探头距垂直观测探头的垂直距离，m；rw为井眼半径，m；t为测试时间，s；q为测试流量，m3·s-1；μ为流体黏度，mPa·s。
要想适合三探头MDT测试解释模型，必须满足以下3个条件：1）在测试期间，3个探头共同坐封在同一储层；2）在测试时间内，保证2个观测探头压力变化达到拟稳态；3）在2个观测探头压力变化达到拟稳态之前，压力波动不会传播到储层上下不渗透边界，即保证压力传播在球形流动状态。
如果测试时间可以无限长，不管储层渗透率如何变化，总会使得观测探头的压力变化达到拟稳态，进而满足测试参数解释要求，这时MDT垂直距离固定的2个观测探头，直接决定了MDT能够测试的最小地层厚度。MDT的垂直观测探头与水平观测探头之间的距离为0.7 m，测试时垂直探头的压力变化达到拟稳态所需时间内的压力传播半径应为0.92 m，假设MDT的抽吸探头坐封在储层中间位置，此时要求储层的最小厚度为1.84 m。但是，在实际测试过程中，不可能保证抽吸探头准确地坐封在储层中点，这就需要一个安全系数，一般取1.1，这样就需要最小的储层厚度约为2 m。也就是说，现有的MDT测试仪器，能够在储层厚度大于2 m的储层进行测试，才能够达到一定的测试解释精度。关富佳
3. MDT测井资料的现场解释
3.1 MDT压力测试资料的解释
MDT可以在预测试时和流体分析或取样过程之前对地层压力进行测量，MDT压力测试的压力记录包括三项信息：井内静液柱压力、地层关井压力和预测试室抽液所产生的短暂的地层压力变化。预测试压力记录可显示封隔器与井壁的座封情况，在井场可作为检查仪器工作状态是否良好的依据，进而用以确定测压质量和是否可以在测试点进行流体分析及取样。预测试压力数据可以计算渗透率、确定油气水界面，评价地层连通情况，研究油层生产特性。但是，由于预测试室的容积较小（最大只有20立方厘米），预测试压力的探测深度有限，记录数据受侵入带(裸眼井)影响较大，从而使资料定量解释应用的精度受到限制。
1 MDT压力测试资料的定性分析
为了更好地理解与解释MDT资料，首先必须对MDT压力曲线进行定性分析。压力曲线的定性分析是进行资料解释的准备与前提，也是井场上帮助确定储集层不可缺少的分析手段。另外，流体分析与取样的确定都是建立在对MDT压力曲线定性分析的基础之上的。定性解释是定量解释的前提，定量解释是最终目的。
1.1 MDT预测试模拟压力记录曲线分析
图5-1为MDT预测试压力记录曲线图。第一道记录的曲线为：应变压力计压力(实线、蓝色)、石英压力计压力(实线、红色)、流体温度(长虚线、桔黄色)、流体电阻率(长短虚线、黑色)；第二道记录的曲线为：时间推移(数字)、电动机速度(点线、绿色。根据此条曲线，可以鉴别仪器工作的不同阶段)；第三道记录的曲线为：应变压力计压力数字记录；第四道记录的曲线为：石英压力计压力数字记录；第五道记录的曲线为：应变压力计压力个位；第六道记录的曲线为：石英压力计压力小数部分。
A段是压降时期或阶段，为预测试室抽取地层一定量流体产生压降的阶段，据此阶段的数据可进行压降资料定量分析；B段是压力恢复时期或阶段，这段时间仪器在井下静止不动，地层流体通过探头和流线流入仪器，使压力逐渐上升，直至恢复到地层原始压力，据此阶段的数据可进行压力恢复资料的定量分析。
图5-2为MDT预测试压力恢复记录曲线图。按时间顺序分成七步来叙述。
第一步：仪器下放到指定深度，打开平衡阀，仪器记录到测试深度点处由泥浆重量所施加的泥浆柱静压力，压力变化对应图中a以前的线段；
第二步：推靠臂推向井壁，与井壁相对应的探头的探管刺穿泥饼插入地层，探头上的封隔器向井壁靠拢并压向井壁，这时封隔器及泥饼被压缩。由于推靠力使压力值略有升高，压力变化对应图中点b；
第三步：接着探管中的小活塞的收回，使井下仪器内的测试空间经过过滤器与地层相通，管线中的流体体积填补小活塞让出的空间，它使测试压力下降，测试探头继续压迫井壁，压力变化对应图中点c；
第四步：当探管中的小活塞滑到探管根部停止运动时，封隔器继续向井壁压迫，使压力继续回降，一直到仪器完全固定于井壁为止，对应图中d点。然后预测试开始，测试室中的活塞滑动，以常数流量q的流速使流体充满预测试室，形成e段，压力很快下降到一个平台；
第五步：预测试活塞到达终点后，仪器保持不动，但是由于压力扩散，还有地层流体流入探管。压力开始升高(f)，最后恢复到地层原始压力。是否结束预测试由地面的测井工程师来控制，监视压力曲线的变化是否已经低于压力计的分辨率，如果是，则仪器收腿。这样操作可以保证测量到地层压力；
第六步：如果地层测试设计要求进行地层流体取样，就要确定预测试压力显示密封情况与地层的渗透性如何。如果渗透性好而且井下仪器密封良好，则可以打用取样阀门，进行地层取样。如果不进行地层取样，则进行第7步；
泥浆柱静压力
仪器收腿
压力恢复直至与地
层压力达到平衡
预测试室抽取一定的
地层流体，产生压降
探管插入地层
推靠臂伸出
泥浆柱静压力
图5-1 MDT预测试压力记录曲线图
第七步：打开通向泥浆的平衡阀门，再测一次泥浆柱压力(g)，回缩封隔器与支撑臂到初始位置，为下一个测试深度做好准备。
以上就是预测试测压过程中压力随时间变化各步的定性说明，假定测量条件和压力曲线
的形状是很理想的，但是实际情况远非那么简单。
时间(秒)
图5-2 MDT 预测试压力恢复记录曲线图
以定性分析为基础，对比各种实际的非理想的压力记录曲线与理想曲线的差别，就可以初步判定地层渗透性的高低等问题。 1.2 判断地层渗透性
进行预测试时，压力计记录到流体流动所产生的压力变化。当活塞以一定的速度运动时，随着预测试室活塞的运动，流体流进预测试室。如果地层渗透率很高，预测试室活塞排出的累计流量与流体进入预测试室的累计流量相等，活塞运动产生的压降小；但当地层渗透率低时，流体进入预测试室的累计流量就跟不上预测试室活塞排出的累计流量，活塞运动所产生的压降较大。图5-3a 、b 、c 及d 显示了4种不同渗透率地层的压力记录。
流度 194md/cp 20md/cp 1.8md/cp 0.2md/cp
a b c d
压力 (psi) a b
c
e d
f g
图5-3 MDT预测试压力曲线定性估算渗透率
图5-3a是流度为194md/cp的地层，它属于高渗透性地层。它的压力曲线基本是一条直线，这条直线显示的压力常数接近于地层压力。预测试活塞的运动产生的压力变化压力计已经不能分辨。这说明液体抽取量只是地层所包含的流体相对无穷小的一部分。
图5-3b是流度为20md/cp的地层，它属于好渗透性地层。它的压力变化已经具有理论分析的所有特征，只是曲线变化幅度不大。
图5-3c是流度为1.8md/cp的地层,它属于中等渗透性地层。它的曲线幅度幅度更高了，且基本接近图5-2的理论模型曲线。
图5-3d是流度为0.2md/cp的地层,它属于低渗透性地层。图中的曲线变化几乎已经显示不出与抽取的流量之间的关系。预测试活塞排出的容量大于地层流入预测试室的容量。这种记录对于使用者来说，可以知道这是一个低渗透性储集层。
从图5-3中可以看到，压力恢复的速度主要取决于地层的渗透率，如果渗透
率高，则压降小，压力恢复很快；如果渗透率低，则压降大，恢复所需时间也较长。实际上，在致密的地层中，压力可以降到负值(压力计通常按psi来刻度，负的压力值表明压力降到大气压之下)。
1.3 增压现象
增压是指一个连通的油气藏所包含的若干个储集层中，有一个储集层的地层压力比其它储集层都高，压力增高的原因是泥浆侵入储集层造成的。当储集层渗透率较小(一般小于0.5毫达西)时，往往容易产生增压。
在钻井时，为了保证不发生井喷，必须使井眼中泥浆柱的压力大于地层的压力。当钻头打开一个储集层时，由于泥浆柱压力大于地层压力，泥浆滤液就要流入具有渗透性的地层。
在高、中渗透性储集层中，泥浆流入储集层的渗滤速度快，泥浆中的固体悬浮颗粒会沉淀在井壁上，并且在短时间内在井壁上形成很厚的没有渗透性的泥饼。井壁的封闭作用为地层中压力达到重新平衡创造了条件。当进行MDT测试时，往往已经有了足够的时间使井壁附近的储集层的压力恢复到初始地层压力。
在低渗透性储集层，情况就不同了。泥浆滤液渗滤的速度慢，在井壁上形成的泥饼薄且有一定的渗透性。由于井壁上的泥饼没能将储集层与井筒很好的分隔开，泥浆柱中的高压不断向储集层中扩散。这个过程一直持续到测量MDT。因此MDT测试的时间距离钻头打开储集层的时间越长，储集层中的压力越接近泥浆柱的压力，这就造成了增压。
为了更好地理解增压，我们需要引入三个概念。在钻井时，由于在井筒中的泥浆滤液要流入地层，泥浆的总量会减少，这被称为泥浆失水。当井筒中的泥浆在循环时，称这时的泥浆滤液侵入地层为动态失水；当泥浆在井筒中静止时，称这时的泥浆滤液侵入地层为静态失水,一般在低渗透性储集层中容易发生。动态失水时期一般是储集层在井壁上形成泥饼或是泥饼被清除掉以后（例如被测井仪器或通井作业清除）又重新形成的过程中产生的；静态失水一般在低渗透性储集层中容易发生。泥浆滤液侵入储集层的性质在动态与静态失水之间有很大差别。
根据国外在实验室中的模型井所作的实验，用膨润土重晶石泥浆进行测试的结果如图5-4所示，动态失水流量qL1(是以在井筒上的单位长度的总流量来定义的)开始时很高，为5.5毫升/分/米，然后开始下降。经过大约15个小时，井壁上形成了泥饼，这时qL1接近常数，入图所示为0.114毫升/分/米。在动态渗滤21小时后，泥浆循环停止，开始测量静态失水流量qL2(定义同qL1)。
如图5-5所示，0.055毫升/分/米的初始静态渗滤流动是动态渗滤稳定流量0.114毫
升/分/米的一半左右。在静态渗滤期间，qL2随时间减小，在经过21小时后接近常数，为0.036毫升/分/米。
总结对比两种渗滤可知，动态和静态渗滤都是以减小的方式变化，最终接近常数。
图5-4 动态渗滤流量与时间关系图图5-5 静态渗滤流量与时间关系图
综上分析认为，在MDT测试时，由于地层测试只能测量出砂面靠近探头（流动相）的压力，如果泥饼不能在井壁和砂面之间提供有效的密封，那么，井眼流体将流入到地层中，导致探头（流动相）的压力要高于离井眼一定距离的地层中不受干扰的压力。在低渗透率地层中这一效应更大。
如图5-6描述了泥浆侵入前后的4种情况，A：当侵入开始前，泥浆的压力一般高于地层的压力；B：侵入开始后，泥饼没有形成之前，井壁附近有一压力过渡带，泥浆的动态失水产生增压现象就是这种情况；C：对高渗透层，泥浆侵入结束后，泥饼渗透率为零，井壁附近没有压力过渡带；D：对低渗透层，泥浆侵入结束后，泥饼的封闭作用不好，有一定的
增压可以用以下原则来判断：
1、比较相邻储层的压力；
2、MDT的渗透率大于0.5×10-3μm2的储层，可能不易产生增压作用；
3、分析压力恢复曲线，即压力恢复总时间超过2分钟，可视为可能的增压点。
避免或尽量降低增压的方法：
1、应确保泥浆系统形成低渗透率的泥饼，这样可以尽量减少滤液向地层的漏失；
2、保持泥浆压力和地层压力之间的正压为最小；
3、尽量避免在准备进行预测试的地层重复进行电缆作业，以保护泥饼的完整性；
4、使压力测量点向下延伸，并避免在目的层段附近进行对比测井。在仪器上使用适当的6片扶正器；
5、在压力测量前避免通井/循环作业，否则容易重新引起渗滤过程；
6、在斜井中，应该考虑将封隔器/探头定向在井眼高端。井眼低端容易形成钻屑堆积，因此渗透率可能更低；
7、避免在粗糙或冲刷的井段进行测试。这些层段对泥浆滤液的向井流动产生更大的表面积，与直井段比较，更容易形成增压；
8、选择最有可能提供良好密封性的封隔器探头组合。在预测试之后，我们常常观察到不稳定和稳定增压的压力，这是由于密封性差造成的，由于泥饼受到破坏或性能比较差会持续产生增压。
1.4 固相阻塞带
固相阻塞带有两种情况，一种是储集层由于泥浆中的悬浮颗粒进入孔隙喉道，使得在井壁附近形成一层环状的渗透率低于原状地层的地带；另一种是由于探管挤入地层导致在探管附近的地层破碎产生裂缝，这些裂缝形成一个高于原状地层渗透率的地带。这个地带的体积大约是几个立方厘米。固相阻塞带的存在有时会严重影响MDT资料的解释结果。
根据常规地层侵入均质模型(即井眼泥浆、泥饼、侵入带、原状地层)，往往有一些问题得不到正确的解释。如当某一深度上岩心渗透率很高，而MDT测试资料显示为低渗透性储集层，即常规地层侵入均质模型计算的渗透率与岩心分析渗透率相差甚远。这就提出了更全面、复杂的非均质储集层模型（图5-7）。
研究表明，用非均质柱状模型可以很好地解决上述问题。该模型比均质模型多了一层环柱状固相阻塞带，这是由于泥浆滤液的侵入携带了部分悬浮颗粒进入储集层。泥浆中的许多悬浮颗粒的直径都小于储集层的孔道直径，在形成泥饼的过程中，井壁这层界面就象一层筛子，将一些直径大的颗粒挡在井壁上，直径小的进入孔道。同时，在井壁处直径大的颗粒堵塞井壁上的孔隙通道，在井壁内由于孔道直径在流动方向上是变化的，使进入孔道的颗粒堵塞了孔道。在井壁内与井壁外两个现象反复进行，累积到井壁外形成了约1cm厚的泥饼，在井壁内形成约2cm厚的固相阻塞带。
为了简化模型，常取点源半无限空间为基本模型。因为探管直径很小，与井径相比为点源；另外在这种情况下，井筒圆周的曲率很小，可以用平面近似，所以可以将探管所接触的井壁看作是一个平面。图5-8的模型对应于非均质柱状模型。
图5-7 MDT测试的非均质储集层模型
图5-8 MDT测试的非均质球形流动模型
1.5 干点
是指测量的储层压力恢复到原始地层压力，需要很长的时间（一般几个小时-几十个小时），为了保证测井时效及设备安全，中断压力恢复。这种地层一般都为低孔、低渗的储层，而不是指真正意义上的不产液层。
1.6 影响测试资料质量的因素：
1、仪器本身的机械故障和井眼质量
a、密封失效
b、探测器被堵塞或部分堵塞
c、探测器接触不良
2、地层流体中混有气体（在测试中，由于气体在导管中流动时，随着压力的降低，会产生膨胀现象，测试时，压力的下降，天然气发生膨胀作用越明显，气体的膨胀堵塞了流体流动的部分通道，使流体流动不是恒定的进入；对于含气的致密层，由于没有地层流体的进入，预测室被膨胀的气体充满，压力曲线以某一压力值缓慢变化）；
3、测压时，由于电缆易被地层吸附，必须移动电缆，使得测量结果不稳定；
4、增压和干点测试是导致测试数据可信度降低、并造成最后的流体密度计算失败的主
要原因。
2.三种渗透率对比分析
前述压降分析、球形压力恢复分析、柱形压力恢复分析三种估计渗透率的方法，通常提供三种不同的渗透率值。并且，将这三种数值与岩心分析渗透率比较，又会发现或大或小的差异。怎样理解这些不同或差异?是我们在选择应用计算的渗透率时需要弄清的问题。
首先，电缆地层测试与其它测井方法一样，对地层情况都有其适应条件。这些条件包括：仪器特性、测试方法、测量环境和测量对象。就仪器本身来看，MDT预测试室容积可调(5cm3、10cm3，最大20cm3)，压力计的分辨率一般只有1psi(应变压力计)或0.1psi(石英压力计)。因此，预测试取样的压降探测半径只有2-4cm左右，压力恢复的探测半径也只有1-2m左右。探测半径的差异说明压力下降和压力恢复反映了不同范围内地层岩石的渗透性，并且受到的影响因素也不尽相同。由于压降的探测半径特别小，故受到泥饼、地层表皮损害、钻井液滤液的影响就特别大，所以压降分析渗透率的可靠性也特别低。柱形压力恢复主要受地层水平径向渗透率的影响，而球形压力恢复同时受地层径向和垂向渗透率的影响，因此比前者受到地层各向异性的影响就大一些。另外，就本质来说电缆地层测试只能反映其探测范围内可动流体的相渗透率，压力下降和压力恢复的可动流体相态以及饱和度都不尽相同，会造成差异。它们和岩心分析渗透率相比较，所反映的对象往往不同，求出的渗透率代表的意义也有差异，所以自然不会完全吻合。
其次，就解释方法来看，都是将实际的复杂情况简化为一定条件下的理想情况，通过理论分析建立解释模型，然后将测试记录数据转换为渗透率。不同的解释模型与实际情况的拟合程度不同，计算过程所用中间参数的精度及累计误差有所差异，即使对同一研究对象计算结果也会有差异。
总体来说，压力恢复分析法在本质上比压降法精确得多。
3 MDT压力资料的应用
3.1判断地层的渗透性
预测试的模拟压力曲线可以较好地估计探头附近的地层渗透性。高渗透性地层，预测试活塞抽动时引起的压降小，关井后很快又恢复到地层压力；中等渗透性地层，关井后恢复到地层压力较慢；低渗透性地层，关井后恢复到地层压力更慢；极低渗透性地层，不仅压力降低大，而且压力恢复至地层压力所需的时间特别长(见图5-3)。
1.3.2鉴别油藏的流体性质、相界面及垂向连通性
MDT预测试记录的关井压力，对中、高渗透层来说，基本上就是地层静压，对低渗透层，MDT测试往往未达到稳定，需要用压力恢复曲线图外推求出地层静压力。将井剖面上所有测试点的地层压力与深度作图，通过一定的换算关系，就可用压力梯度得到地层流体密度，从而，可识别地层流体性质(气、油、水)，确定气油水界面。压力梯度线的拐点，指示出气-油和油-水界面；压力梯度线的明显段裂，意味着油藏垂向上有非渗透性隔层存在，油藏不是一个压力系统。
图5-17为一口井利用MDT测压资料确定油水界面图。从图中可以看到，在2929m有一个明显的拐点，即为油水界面。
油水界面
拐点
流体密度：0.7547g/cm3
流体密度：0.9543g/cm3
图5-17 压力梯度线拐点指示油水界面
钻井液密度：1.10g/cm3
地层压力梯度
图5-18 压力梯度线确定油藏垂向连通性
图5-18为一口井利用MDT测压资料确定油藏垂向连通性图。从压力梯度线来看，没有明显的段裂，即油藏为一个压力系统。
1.3.3分析油藏生产动态
不同时期MDT测试得到的井内压力分布剖面同原始地层压力剖面比较，可以分析油层的衰竭情况，预测油层产出流体性质的变化，估计井内层间干扰。通过多口井之间压力变化比较，可以扩大MDT在油藏管理中的应用。横向连通的油层具有均匀的油藏压力分布，不连续性则表示有断层或非渗透隔层的存在。
在油藏开采过程中压力递减均匀，则其压力分布平行于原始流体梯度；若压力递减不均匀，这时的压力分布会复杂化。
1.3.4压力资料回归计算储层流体密度
在压力与深度剖面上，对同一压力系统、不同深度进行测量所得到的地层压力数据，理论上呈线性关系，直线的斜率即为该压力系统的压力梯度。压力梯度通过简单的换算即可得到储层流体密度，可以表达为：
422.1???=
H P
f ρ （5-1）
式中：ρf ——测压层流体密度，g/cm3；
ΔP ——同一压力系统任意两个有效测压点间的压差，psi ； ΔH ——同一压力系统任意两个有效测压点间的深度差，m 。
由于油、气、水的密度不同，在储层流体压力系统上就表现为压力梯度的差异，这是用MDT 识别流体类型的物理基础（图5-19、表3-1）。
表3-1 天然气、石油和水的密度与压力梯度表
地层流体密度为：气层：0.23--0.35g/cm3，油层：0.71--0.87g/cm3，水层：大于1.0g/cm3， 油、气混层：0.60--0.70g/cm3，油、气、水混层：0.89--1.1g/cm3。
图5-19 天然气、石油和水的密度与压力梯度图
用测得的压力数据进行流体密度回归时应进行多种方法组合回归、综合分析，由于测压点有许多增压点，若有一个点压力值有1-2个PSI 的偏差，将会影响回归结果。通常情况下，用压力资料计算流体密度时，压力点越多越好，但最佳情况是压力点间隔为2m 左右，当地层较薄时，压力点间隔也最好不要低于1m 。
图5-20、3-21为卡001井MDT 测量压力点的线性回归图，该层MDT 共测压7个点，除2个为增压点外，其余5个点回归流体密度为0.9494g/cm3，为水层；若用中间三个点进行回归，得流体密度为0.7595g/cm3，为油层。通过分析研究常规测井资料及3430.0m OFA 分析（未见油气）资料，综合解释为水层，故第一种回归方法可行。
图5-20
卡001井MDT 测压判断流体密度线性回归图
图5-21 卡001井OFA 分析图
对一口井，可进行多砂层回归和单砂层回归，如呼001井是多层一储，而大多数井则为一砂一储（图5-22）。
1.3.5 利用泥浆压力值判断泥饼的密封性
MDT 不仅记录了地层的压力数据，还在对每个点测量的前后记录了泥浆的液柱压力值，
深 度：3430m ，泵 时 间：2.12h
泵出体积：132.2L ，分析结果：未见油气显示
利用泥浆压力的变化可以判断井内泥浆是否漏失。
莫6井位于准噶尔盆地腹部中央坳陷马桥凸起莫2井西1号背斜圈闭。钻探目的是了解莫2井西1号背斜圈闭的含油气性；主探侏罗系三工河组，兼探侏罗系头屯河组和白垩系。
根据MDT-LFA分析前所测压力资料，计算三工河组S2地层压力系数在1.00-1.03（石英压力计）或0.99-1.03（应变压力计）之间，可以看出本井地
图5-22 呼001井MDT测压判断流体密度线性回归图
层压力系数基本接近1.0，且变化较小，表明没有压力异常显示；而泥浆压力测前与测后数值相差较大,石英压力计差值为4.93-27.66psi，应变压力计差值为7.15-27.23psi，由此可判断地层有泥浆漏失现象（表3-2）。
表3-2 莫6井MDT-LFA测试数据表
1.3.6测压压力资料的重新计算
通常我们使用的压力资料是MAXIS-500系统快速处理软件得到的，要想得到更为精确的压力资料，须在GeoFrame系统上对测压资料进行重新处理。
表3-3和图5-23为莫003井井场所测地层压力和斯伦贝谢北京处理中心处理的MDT资料地层压力比较情况，从中可以看出：经过处理而得到的地层压力和井场所测地层压力误差均小于0.5psi，处理的地层压力均大于井场所测地层压力，但这对储层流体密度的计算并没有影响。
表3-3 莫003井井场处理与北京处理结果对比数据表
1准确度可以定义为测量值与被测量的真值之间的符合程度或接近程度。 2分辨率是指仪器能够在输入信号中检测到的最小变化量，也就是仪器反映的被测物理量的最小变化。 3灵敏度用来表示一台仪器或一个仪器系统某一部分的输出信号和输入信号之间的关系，即灵敏度=(输出信号的变化量)/(输入信号的变化量)。 4测量误差是实际的测量值与真值之差。 5测量仪器的校检是用相对标准来确定测量仪表或测量系统测值读数（有时是电输出量）与机械输出量之间的过程。 6绝对压力指液体，气体或蒸汽垂直作用在单位面积上的全部压力，包括流体本身的压力和大气压力。表压力等于绝对压力与大气压力之差，是相对压力。 7试油（气）是指探井钻井中和完井后，为取得油气储层压力、产量、液性等参数，提交要求的整套资料的全部过程，是最终确定一个构造或一个圈闭是否有油气藏存在和油气藏是否具备开采价值的依据。 8流动压力是在自喷求产过程中特定的工作制度下所测得的油层中部压力（简称流压）。 9当自喷井试油求产结束后在正常生产状态下将压力计下至油层中部深度，停放30~120min 然后关井，测出地层压力由生产状态到静止状态的变化过程，在这个过程中压力随关井时间的变化关系可以形成一条曲线，通常称压力恢复曲线。 0正压射孔是射孔时，静液柱压力大于地层压力。射孔时，静液柱压力小于地层压力称为负压射孔。 1喉道是指两个颗粒间联通的狭窄部分，是易受损害的敏感部位。 2 DST是钻杆地层测试是指在钻井过程中或完井之后对油气层进行测试，获得在动态条件下地层和流体的各种特性参数，从而及时准确的对产层做出评价。 3测试半径是在测试过程中由于地层流体发生物理位移，对一定距离的地层将产生作用，这个距离为测试半径又为调查半径。 4油、气田生产所部署的井统称为开发井，包括滚动井、投产井、注水井、观察井等。 5堵塞比DR是指实测生产压差与理论生产压差之比。 6流动效率FE表示地层在受到污染的产量与未受到污染情况下产量之比。 7抽汲诱喷发就是利用带有密封胶皮及单流阀的抽子，通过钢丝绳下入井中，进行上、下高速运动。 8提捞诱喷发就是用一个钢制的捞筒，通过钢丝身下入井内，一筒一筒的将井内液体捞出地面，从而降低井中液柱的高度，达到渗流的目的。 9注水泥塞上返试油计划是在很短时间内，从地面将一定数量的水泥浆顶替到已试油层与待试油层之间的套管中，待水泥浆凝固后形成-水泥塞，封住已试油层，然后再射开上面试油层段，进行诱喷，求产等工作。 1测试仪器可分为（指示仪表）、（记录仪表）、（控制仪器）。 2测量仪器的组成（敏感元件）、（放大元件）、（指示和记录元件）。 3指示器分为两类（模拟式）和（数字式）。 4测量误差是（实际的测量值与真值之差）。 5测量误差分为（过失误差）、（系统误差）和（偶然误差）。 6油层能量大小的标志是（油层压力的大小）。 7测量大气压的油表叫（气压表），测量表压力的仪表是（压力表或压力计），测量负压力的仪表叫（真空表）。 8压力计的种类很多，按工作原理分为（液柱压力计）、（弹性式压力计）、（电气式压力计）
地震地层压力预测 摘要 目前，地震地层压力预测方法归纳起来可以分为图解法和公式计算法两大类10余种。本文对各种地震地层压力预测方法进行了系统地归纳和总结，并对各种方法的特点、适用性以及存在的问题进行分析和讨论.在此基础上，就如何提高压力预测的精度，提出了一种简单适用的改进措施，经J1.K地区的实测资料的验证，效果良好。 主题词地层压力地震预测正常压实异常压实 引言 众所周知，油气层的压力是油气层能量的反映，是推动油气在油层中流动的动力，是油气层的“灵魂”。因此，在石油和天然气的勘探开发中，研究油气层的压力具有十分重要的意义。 首先，在油气田勘探中，研究油气层压力特别是油气层异常压力的分布，以及预测和控制油气层压力的方法，不仅可以保证安全快速地钻进，而且可以正确地设计泥浆比重和工程套管程序;同时也可以帮助选择钻井设备类型和有效安全正确的完井方法等。这些都直接关系到钻井的成功率以及油气田的勘探速度等问题。其次，在油气田开发过程中，准确的压力预测以及认真而系统的油气层压力分布规律的研究，不仅可以帮助我们认识和发现新的油气层，而且对于了解地下油气层能量、控制油气层压力的变化，并合理地利用油气层能量最大限度地采出地下油气均具有十分重要的意义。 多少年来，人们在异常地层压力(这里主要指异常高压或超压)预测方面进行了种种尝试，然而直到本世纪70年代以来，随着岩石物理研究的不断深人以及地震技术的不断提高，才真正使得地层压力的地震预测成为现实。 对于异常高压地层，一般表现为高孔隙率、低密度、低速度、低电阻率等特点，因此，凡是可以反映这些特点的各种地球物理方法均可用于检测地层压力。但是，由于各种测井方法均为“事后”技术，这就使得在初探区内利用地震方法进行钻前预测显得尤为重要。与此同时，地震地层压力预测还可以提供较测井方法更为丰富的空间压力分布信息。 利用地震资料进行地层压力预测，主要是利用了超压层的低速特点，因为在正常情况下，速度随深度的增加而增加，当出现超压带时，将伴随出现层速度的降低。可见，取准层速度资料是预测地层压力的关键之一，而选择合适的地层压力预测方法同样是一个十分重要的环节。 到目前为止，地震地层压力预测的方法名目繁多，但就总体而言，大致可分为图解法和公式计算法两大类。本文将对各种地震地层压力预测方法的内容、特点、应用效果以及存在的问题等作一系统全面的叙述。在前人研究工作的基础上，就如何提高地震地层压力预测的精度，本文提出一种简单而实用的改进措施，经JLK(吉拉克)地区实际资料的计算，效果良好。 地震地层压力预测方法综述 图解法 在所有地震地层压力预测方法中，最为直观简便的方法莫过于图解法了。按照判定超压层方式的不同，又可细分为等效深度图解法、比值法和量板法三种。 等效深度图解法 等效深度图解法(或可形象地称之为直接趋势线判别法)是以页岩压实概念为基础
地层压力快速测试解释技术 1．地层压力分布原理： 常规的地层压力是严格遵循达西定律，对于油井的分布曲线应 该是这个规律的。 在不同的压力点其恢复曲线也不同，但最终的地层压力在影响 半径处是相同的。 p r 由上图表明流动过程中如果确定不同的初始压力点，也可以计算出地层re（影响半径）处的地层压力 2压力恢复曲线的测试： 压力恢复曲线的测试是油田油井常用的测压手段，起测试的压力数据是压力-时间变化曲线。常规的测试一般测试地层压力需要3天
以上的时间，而低渗透油藏需要10多天甚至一个月以上的时间来判断和计算地层压力。 P t 3地层压力快速计算的原理： 由地层压力分布曲线和压力测试曲线，看，在同一个井底压力的初始点，测试曲线稍微滞后一点。但压力趋势是一致的，也就是说压力恢复曲线的测试实际就是压力分布曲线的测试。 在这个基础上，我们将t时刻的井底测试压力认为是距生产井r 处的压力传递过来的反应。于是就有了 pt=pr pt----t时刻的井底测试压力 pr---r处的压力于t时刻传递到井筒
基于上述原理，我们就可以利用短时间内的压力恢复曲线来计算地层re处的压力了。 4测试时间要求： 因为地层恢复过程有一些不可预料的因素，而且，测试仪器的精度等一些客观因素，在分析计算的时候，需要大量的数据来修正计算误差。所以低渗透游藏一般测试时间安排至少一天，如果是常规油藏，测试时间4-6小时就可。 测试数据密度点要求：因为是短时间测试，需要高密度和高精度的压力传感器，一般设置为30秒一个测试压力点即可。 5低渗透油藏的新的测试方法： 由于油井恢复速度慢，至少一天的时间，担心影响产量，可以测试对应水井，但要求是水井的注水压力高。在地面用压力传感器和计算机自动化采集压降数据4-6小时即可。这样是以水井的影响半径处的地层压力来替代油井的测试。以减少测试时间。 6 技术优点： 不占大量的生产时间，快速动态的分析地层压力变化。计算方法合理，利用测试密度点是为了得到地层压力分布曲线的曲率，尤其适应低渗透油藏的测试计算。因为老油田具备一些大孔道，其低渗透层的压力恢复规律反而被掩盖了。必须通过分层解释技术来分析。 7 技术要求： 要求开放式测试数据，不下封隔器，常规的测压数据就可以，水
地层测试技术 地层测试(formation testing)是在在钻井或油气井生产过程中，对目的层段层进行的测试求产，地层测试可以测取地层压力数据，采集地层流体样品，从而对地层的压力、有效渗透率、生产率、连通情况、衰竭情况等进行评价，为建立最佳的完井方式、确定下部措施和开发方案提供依据，是进行油田勘探开发的重要技术手段。其方法一般有：①随钻地层测试：通过钻杆末端的钻杆测试器；②电缆地层测试：利用电缆下入绳索式测试器；此外广义的地层测试还包括常规的试油试气、钻杆地层测试、生产测井、试井等。 钻杆地层测试—DST（drill stem test)是使用钻杆或油管把带封隔器的地层测试器下入井中进行试油的一种先进技术。它既可以在已下入套管的井中进行测试，也可在未下入套管的裸眼井中进行测试；既可在钻井完成后进行测试，又可在钻井中途进行测试。它们座封隔离裸眼井底,解脱泥浆柱压力影响，使地层内的流体进入测试器，进行取样、测压等。钻杆(中途)测试减少了储层受污染的时间和多种后续井下工程对储层的影响，可以有效保护储层，是对低压低渗和易污染油气层提高勘探成功率的有效手段之一。中途测试往往也使油气提前发现，争取了时间，易于安排下步工作。 电缆地层测试是使用电缆下入地层测试器，电缆地层测试仪器又称之为储层描述仪，是 目前求取地层有效渗透率和油气生产率最直接有效的测井方法，同一般的钻杆测试相比，它具有简便、快速、经济、可靠的优点，在油田开发中有重要作用。电缆地层测试目前应用的主要是组件式电缆地层测试器，仪器结构包括电气组件、双探头组件、石英压力计组件、流动控制组件和样品筒组件几部分。根据用户的需求，可以单独测量地层压力及压力梯度，或者同时采集多个地层流体样品。 MFE（mulitflow evaluator）被称为多流测试器，是斯伦贝谢公司研制的地层测试器，用 它可实现钻井中途裸眼井段测试和多层段间的跨隔测试。MFE测试技术是通过钻杆或油管 将专用测试仪器及管串组件传输下到欲测试目的层段，利用封隔器座封实现管柱内腔体与环空的阻隔，使地层流体在人为控制压差的条件下顺利流动进入管柱，从而摸清目的层压力、液性和产能等数据资料。压差的人为控制是通过开关操作井下特殊工具实现的，可进行流动生产和关井压恢等条件下测试的多次往复转换。
地层压力检测 钻进时，井内压力的控制是使井眼压力处在地层孔隙压力和地层破裂压力之间。既不发生井喷，又不压破地层，钻井的整个过程中要随时测试地层孔隙压力、井内液柱压力和地层破裂压力的平衡情况。 一、压力完整性测试 1、dc指数法 dc指数法是通过分析钻进动态数据来检测地层压力的一种方法。其原理是钻进速度在钻头类型；钻头直径；水眼尺寸；钻头磨损；钻压；转速；钻井液类型；钻井液密度；钻井液粘度；固相含量、颗粒大小及在钻井液中的分布；泵压；泵速相对不变的条件下和地层压力、地层岩性有关。 正常情况下，随井深的增加岩石的强度增大，钻速下降，但进入异常压力过渡带，正常趋势发生变化。 这是由于地层的欠压实作用，地层的空隙度大硬度小，所以利用随井深钻速的变化能检测异常高压层的到来。 根据钻速模式：Ｒ=aN(W/D)d
式中：Ｒ－钻速,ft/h; a－可钻性系数，对于大段页岩，视为1； Ｎ－转数，r/min; Ｗ－钻压，klbf; Ｄ－钻头直径，in； d－指数，无因次。 由钻速方程，可得出d指数的表达式为： d指数可用来检测从正常到异常压力的过渡带。但没有考虑钻井液密度的影响现场上用修正d指数， 式中：ρn－地层水密度（从当地地层水含盐量中查出）g/cm3 ρm－所用密度g/cm3 d用下式表达 式中：Ｒ－钻速m/h; N－转速r/min; Ｗ－钻压t；Ｄ－钻头直径mm； Ｌ－进尺m；Ｔ－钻时min。
若Ｗ的单位用KN(千牛)，则 由于0.0547R N 一般小于1，所以在d中，Ｒ 增大，则d减小，故d反映地层的压实情况与ΔＰ。压实差、孔隙多，地层压力大，ΔＰ减小，钻速可增 加。 运用d c指数求地层压力可按下述方法进行： (1)、列表，准备记录和计算 表的内容包括：井深Ｈ，进尺Ｌ，钻时Ｔ，钻速Ｒ，转速Ｎ，井径Ｄ，钻压Ｗ，地层水密度ρ0,钻井液密度ρm大，dc地层压力PP。 (2)、取点记录,计算dc,填入表内.在钻速慢的地层每1m-3m取1点，在钻速快的地层,可5、10、15、30m取1点。 (3)、在半对数纸上作dc－Ｈ图。 纵坐标：井深Ｈ，选适当比例
地层测试管柱（Formation Test Stings） 不同的测试工具，按不同的形式连接，就可以组成不同的测试管柱，以满足不同井的测试要求。下图是MFE测试工具常用的测试管柱，自上而下分述如下： 1、反循环阀（reversing valve）：在测试结束后，用于替出测试管柱中的地层流体和循环压井。通常用投棒或蹩压的方法把反循环阀打开，使测试管柱内与套管环空连通，然后从环形空间泵压，将测试管柱内的地层流体反循环出地面。未进行抽汲的非自喷井测试，反循环替出的油水量计量是否准确，直接影响测试资料的可靠性。 2、上压力计（upper gauge）：上压力计安装在多流测试器的上部，也叫监漏压力计，主要用于监测测试管柱的漏失情况，记录各次开井流动时的压力变化。在测试工具下井时和测试时的关井期间，若测试管柱不漏失，上压力计记录的应是一条水平的直线。 3、多流测试器（Multi-Flow Evaluator）：是该类测试工具的关键部件，所以也叫MFE，由换位机构、延时机构的取样机构组成。它借助于测试管柱的上、下运动来打开或关闭的。测试工具下井时，MFE是关闭的。终流动结束，在解封后起测试管柱时，取样机构自动关闭，取得地层条件下的流体样品。 4、震击器（shock sub）：当测试管柱下部的筛管或封隔器遇卡时，上提管柱施加一定拉力，可使震击器产生一个强烈的震击力而具有解卡的功能。 5、旁通阀(bypass valve)：旁通阀主要有两个作用，一是在测试管柱在井眼中起下遇到缩径井段时，压井液可从封隔器芯轴内孔经旁通阀的孔流过，使测试管柱顺利起下；二是测试结束时，旁通阀打开，使封隔器上下方压力平衡，便于封隔器解封。 6、安全接头(safety sub)：安全接头是一种安全保护装置，在封隔器及其以下工具遇卡后，用震击器也无法解卡时，可反转测试管柱，从安全接头反扣粗牙螺纹处倒开，把安全接头以上的工具和管柱取出。 7、封隔器(packer)：封隔器起着把测试层与其他层段以及钻井液或压井液隔离开来的作用。封隔器的橡胶筒受到压缩负荷后可以胀大，也可以通过向筒内充入液体而膨胀，然后与套管或井壁贴紧，起到密封和隔离作用。 8、筛管或开槽尾管(screen pipe or slotted liner)：是地层流体进入测试管柱内的入口通道。筛管钻有孔，开槽尾管开有槽，其里面还有钻有孔的过滤管。孔和槽的尺寸较小，一般情况下能阻止流体中携带的泥饼或岩屑颗粒进入工具，以免堵塞测试阀、工具芯轴孔道等。 9、下压力计(lower gauge)：用于测量开井流动压力和关井恢复压力，可对其进行测试资料处理，计算油层参数。一般要下两支压力计，其中一支的传压孔与测试管柱内部相通，所以叫内压力计；另一支压力计的传压孔直接与测试层相通，叫外压力计。
MFE地层测试器 一、特点 MFE地层测试器是一套完整的井下开关工具，整套测试工具借助于钻杆的上、下运动操作和控制井下工具的各种阀，具有操作方便、动作灵活可靠，地面显示清晰的特点。测试时在地面可以比较容易地观察和判断井下工具所处的位置，并能获得任意次开井流动和关井测压期。MFE地层测试器是大庆油田最早使用的地层测试工具，有127mm（5″）工具，适应于裸眼井测试和168mm(6 5/8″)以上的套管井测试；有108mm(4 1/4″)工具，适应于140mm(5 1/2″)以上的套管井和裸眼井测试;95mm(3 3/4″)工具，适应于140mm(5 1/2″)以上的套管井测试；79mm(3 1/8″)工具，适应于114mm(4 1/2″)小直径套管井测试。但在使用中存在换位机构易损、心轴易堵、高产井截流、封隔器易泄压等问题。 二、结构 MFE测试器主要由换位机构、延时机构、取样机构三大部分组成。 1、换位机构 包括花键心轴、花键套、J型销、止推垫圈。 花键心轴与上部油管相连，受地面控制，只能上、下运动，不能转动。J型销与花键套钉为一体并插入换位槽内，当花键心轴上、下运动时，拔动花键套转动，但不能上下移动。J型销从一个位置换到另一个位置，下方测试阀也从一个位置换到另一个位置（上下位置改变），达到开井和关井的目的。止推垫圈充分保障了花键套的轴向旋转。如图1-1-1： （1）下井时，J型销通常在A位置，测试处于关闭状态； （2）下置预定位置加压坐封后，换位槽下行，延时几分钟后，管柱自由下落，测试处于开井状态，J型销此时处于在B位置； （3）慢慢上提管住，换位槽上行，出现自由行程，J型销移置C处，测试处于关闭状态；
地层测试概述 一、地层测试的概述 什么叫地层测试？在钻井工程建立起地层通道——井眼之后，使地层流体流入井筒甚至喷出地面，并对流体和产层通过一系列测试，搞清流体性质、产能及取得各种地层特性参数资料的整个工艺过程，就叫做地层测试。 二、地层测试的目的 地层测试的目的主要有以下七种： 1、搞清地层流体性质（包括地面的和地层条件下的两种）及产出能力。 2、搞清产层有效厚度及有效渗透率。 3、搞清产层压力及温度。 4、搞清地层损害程度。 5、搞清测试过程中有无衰竭现象。 6、搞清地层中的油、水界面位置或油、气或气、水界面位置。 7、搞清测试半径、边界显示及单井层控制地质储量等。 三、地层测试的种类 地层测试按施工方式的不同可分为两类，既常规测试（俗称试油）和钻竿式地层测试（简称DST）。DST测试又可分为裸眼中途测试和套管完井测试两种。 钻竿地层测试，不管哪种测试，按照实现井下开关的操作方式可分为以下三种： 1、旋转式：通过旋转一定圈数的钻竿（管串）来实现井下开关井。如来因斯公司的常 规式和跨隔式DST测试工具等。 2、提放式：通过提放一定距离的钻竿（管串）来实现井下开关井。如江斯顿公司的 MFE测试工具和哈里巴顿公司的常规测试工具等。 3、环空压力控制式：通过对测试管串外的环空加压和放压来实现井下开关井。如哈里 巴顿公司的LPR－N式江斯顿公司的PCT式测试工具等。 四、钻竿式地层测试（DST）工作原理 DST测试管串下井时，作为实现井下开关井的测试器（阀）是关闭的，测试器以上的官腔（再抗外挤压力以内）可以和大气连通，所以说最低压力可以达到一个大气压力。当管串下到预定位置，使分隔器坐封后便截断了地层与环形空间压井液的通道。此时施以外力（或旋转或提放钻竿或环空加压），使测试器突然打开，地层流体便会在地层压力或加垫诱喷压差的作用下流入井筒（即测试管串空腔）甚至喷出地面。 诱喷压差大小的控制，可以通过对管串的加垫来调节。所以加垫是指在测试器之上加入一定数量的气体或液体，使其对测试器产生一定的回压来减少诱喷压差。选择合理的诱喷压差对钻竿式地层测试来说是非常重要的一个环节，它直接关系到测试的成败。因为这个初诱喷压差既要能解除井壁及井筒附近地层的堵塞或污染，使地层流体迅速流入井筒、喷出地面，又不能导致破坏地层结构，造成井壁坍塌或引起地层严重出砂。
一、开始一个新的项目 Create a Project: Step 1—Specify Project General Information 创建一个项目：步骤1—具体项目的概要信息 Project location 项目位置 Project name 项目名字 Description 描述 Analyst 分析人员 Default depth unit 默认深度单位 Copy library as a well into project 复制库文件作为一口井到项目中
Create a well—step 1: Specify Data Source 创建一口井—步骤1：具体的数据来源Source well 井的来源 None 没有 From a well in this project (copy well information only) 来自于这个项目中的一口井（只复制井的信息） From a well in this project (Copy well information and all data inside this well) 来自于这个项目中的一口井（复制井的信息和这口井的所有数据） From an LAS file 来自一个LAS文件 View generation 视图生成 Automatically create views using the system default views 用系统默认的视图自动创建视图 View name generate schemes 视图名字产生方案
Create a Well – Step2: Collect Well General Information 创建一口井—步骤2：选择井的概要信息 Well name 井的名子 Description 描述 Operator 操作人员 Analyst 分析人员 Unique Well Identifier 井的唯一标识符 Rig name 钻探设备名字 Status状态 Well type 井的类型 Security level 安全级别 Spud date 开钻日期 Completion date 完钻日期 Depth unit 深度单位 Air gap 空气间隙 Water depth 水深 Elevation 海拔 Total MD 总测量深度 Total TVD 总实际垂直深度
1.1地层测试器发展及现状 1 钻杆式地层测试器 钻杆式地层测试器是一种重要的地层测试方法，在国内外陆上石油勘探开发中应用十分广泛。它是钻井过程中或完井之后，利用钻杆或油管柱将地层测试器送到待测层位，操作钻杆柱或油管柱座封封隔器，使被测地层与环空钻井液隔离，然后操作管柱或对环空加压，按设计开启和关闭井下测试阀，释放钻井液对待测地层流体的压力，使地层流体流入管柱内，井下压力计和温度计记录井下压力和温度；按测试要求多次开关测试阀，完成测试作业。在测试后期采集地层流体。测试结束后封隔器解封，提出地层测试器，即可获得清洁的地层流体，并且能进行探边测试。采用钻杆式地层测试器测得的数据，由于测试流量大、时间长，当压力扰动传播到上部或下部非渗透界面时，一般采用柱形压力恢复分析。但钻杆式地层测试器存在着测试时间长，测试费用高，测试层中生产的流体需要处理，这使其在海洋石油勘探开发中应用受到限制。另外，钻杆式地层测试还存在无法确定油水界面及各向异性地层渗透率等缺点。 2 重复式地层测试器 重复式地层测试器是斯伦贝谢公司1974年研制出来的，斯伦贝谢公司称之为RFT。阿特拉斯公司和哈里伯顿公司分别研制出来功能类似的产品，分别称为FMT 和SFT。各公司的仪器尽管性能各有优劣，但仪器结构和主要功能相似。目前我国能够独立研制重复式地层测试器，而且国内石油勘探应用的电缆地层测试器主要是重复式地层测试器。FRT 的井下仪器可耐高温高压，外壳用特殊钢材制造。仪器下部有两个取样筒，一个容积为3780cm3，一个容积为10409 cm3。在裸眼井内测试，一次下井可以根据需要无数次地测取地层压力，并可以采集两支地层流体样品。在套管井内测试，一般每次下井可测多次地层压力和取两支流体样品。RFT 有两个预测室，容积均为10 cm3，两个预测室活塞运动速度恒定，即抽吸流量恒定。第一预测室抽吸流量约为44cm3/min，需要12-14s其活塞才能到达其行程终点。第二预测室抽吸量约为122cm3/min，大约需要7s其活塞才能到达其行程终点。FMT 与RFT相类似，但是只有一个预测室。其取样筒体积有3875 cm3、4000 cm3、10000cm3、20000 cm3四种，可根据不同的地层情况进行选择。重复式地层测试器预测压力记录包括三项不同信息，即井内静液柱压力、地层关井压力和预测时抽液所诱发的短暂的地层压力变化。这些信息可以用来了解地层渗透率，鉴别油藏中可流动体及气、油、水的接触面，估计油藏垂向连通性，研究油层的生产特性和油藏的递减方式等。 重复式地层测试器可以提供以下主要的信息： （1）井筒泥浆柱的静压剖面： （2）一口井各储层地层静压和压力梯度的垂直分布； （3）储层有效渗透率的垂直分布； （4）油层油气水界面的判定； （5）流体取样测试点的地层生产特性测定；但是，重复式电缆测试器存在以下几方面的问题： （1）仪器预测试室活塞移动速度不能调节，对不同的地层和流体条件适应能力差； （2）预测试室容积小而且不能连续排液，仪器探测半径小，压力恢复曲线的代表性差；（3）不能现场测定地层流体的泡点压力，不能保证压力测试和取样时探头处压力在泡点压力以上，因此压力测试精度不高，同时也影响取样质量； （4）仪器只有一个探头，对地层垂向渗透率和各向异性测试精度低； （5）不能现场实时监测和分析泵入仪器的地层流体，所以不能合理地确定采样开始时刻，导致采样质量下降或浪费钻井时间。
1．总论 在石油及天然气勘探过程中，为了对钻进过程中遇到的油气显示层段能尽量做出准确评价，目前除采用地质综合录井、地球物理测井、岩心分析等基本方法外，还采用了地层测试技术；不过前几个只是直接或间接地确定油、气、水层，而只有通过后者才能确定储层产能和地层动态参数。 （一）、地层测试技术的目的 地层测试又叫钻杆测试,国外叫DST,是Drill Stem Testing的缩写。它是指在钻进过程中或完钻之后对遇到的油气显示层段不进行完井而用钻杆或油管下入测试工具进行测试，获得在动态条件下地层和流体的各种特性参数，从而及时准确地对产层作出评价。这种方法速度快、获取的资料多，是最经济的“临时性”完井方法。 在我国，通常把钻井过程中进行的地层测试称为中途测试；把下完套管，完钻之后进行的测试称为完井测试或套管测试。无论是哪种测试，都是用钻杆或油管将地层测试器下入待测层段，进行不稳定试井，测得测层的产量、温度、开井流动时间、关井测压时间，取得流动的流体样品和实测井底压力-时间关系曲线卡片。 钻杆测试的具体目的是： ①探明新地区、新构造、新层位是否有工业性油气流，验证油、气层的存在； ②查明油气田的含油面积及油水或气水边界，油气藏的驱动类型和产油、气能力； ③通过分层测试，取得分层测试资料，计算出储层和流体的特性参数，为估算油、气储量和制定油气田开发方案提供依据。 通过钻杆测试取得的时间-压力卡片，结合试井分析理论，可以得到下列主要参数： ①渗透率我们最关心是的流体流动时的平均有效渗透率，通过地层测试可以获得这一最有价值的参数； ②地层损害程度通过测试资料可计算出地层堵塞比和表皮系数； ③油藏压力通过关井压力恢复曲线可外推出原始油藏压力； ④衰竭在正常测试条件下，如果在测试过程中发现油藏有衰竭，可以推断所控制的地质储量，判断油藏是否有开采价值； ⑤测试半径是指测试过程中因流量变化所引起的压力波前缘传播深入地层的径向距离，也叫调查半径； ⑥边界显示在测试半径内如有断层或边界存在，可通过压力曲线分析计算出距离，还可确定边界类型。 钻杆测试与传统试油方式相比，具有下列优点： ①及时钻井过程中，通过气测、泥浆录井或岩屑录井和电测等资料，一旦发现油气显示，就可立即进行钻杆测试，弄清楚地层和流体情况，可以及时发现油、气层，避免漏
MFE地层测试工具（一） 1. MFE地层测试工具的特点及适用条件 MFE地层测试工具是一种常规测试工具，它通过上提下放管柱实现井底开关井，可用于不同尺寸的套管井和裸眼井的地层测试，具有成本低、操作保养方便、环境适应性强等特点，是目前国内普及率最高的一种测试工具，它有95mm和127mm两种主要规格。 2. MFE地层测试工具的工作原理及施工过程 MFE地层测试工具是一套完整的测试工具系统，包括多流测试器、旁通阀和安全密封封隔器等。MFE地层测试工具的工作原理如图1所示。测试分四个步骤： 图1 1）下井 下井时多流测试器的测试阀关闭，旁通阀打开，安全密封不起作用，封隔器的橡胶筒处于收缩状态。 2）流动 测试工具下至井底后，下放管柱加压缩负荷，封隔器胶筒受压膨胀，紧贴井壁起密封作用，旁通阀关闭，多流测试器的液压延时机构受压缩负荷后延时，经过一段时间后管柱出现自由下落现象，测试阀打开，地层流体经筛管和测试阀流入钻杆，进入流动期。 3）关井 关井恢复时，上提管柱至指重表读数有某一瞬间不增加时（此点称为自由点），多流测试阀的心轴上行，继续上提管柱至超过自由点8.9~13.35KN的拉力，立即下放管柱至原加压坐封负荷，测试阀关闭，进入关井恢复期，并把流动结束时的地层流体收集在取样器内，流动和关井的次数视测试情况而定，其操作方法与上面相同。4）起出 关井结束后，上提管柱给旁通阀施加拉伸负荷，经过一段时间延时旁通阀打开，平横封隔器上下的压力，安全密封恢复至下井状态，封隔器的胶筒收缩，可以将测试工具安全地起出井眼。 3、MFE地层测试工具各主要部件的结构和原理 1）MFE多流测试器 多流测试器是整套工具的核心部位。它由换位机构、延时机构和取样机构三部分组成。
一、地层压力预测软件有： 1.JASON软件 Jason软件是一套综合应用地震、测井和地质等资料解决油气勘探开发不同阶段储层预测和油气藏描述实际问题的综合平台。 Jason 的重要特点就是随着越来越多的非地震信息（测井，测试，地质）的引入，由地震数据推演的油气藏参数模型的分辨率和细节会得到不断的改善。用户可根据需要由Jason 的模块构建自己的研究流程。 其反演模块包括： InverTrace：递归反演 稀疏脉冲反演 InverTrace_plus：稀疏脉冲反演 RockTrace：弹性反演 InverMod：特征反演 （主组分分析） StatMod：随机模拟 随机反演 FunctionMod：函数运算 压力预测原理：由JASON反演出地层速度，速度计算垂直有效应力，进而求出孔隙流体压力。 2、地层孔隙压力和破裂压力预测和分析软件DrillWorks/PREDICTGNG 软件功能: ?趋势线(参考线)的建立 --手工 --最小二乘方拟合 --参考线库 ?页岩辨别分析 ?上覆岩层梯度分析 --体积密度测井 --密度孔隙度测井 --用户定义方法(程序) ?孔隙压力分法 --指数方法 电阻率、D一指数 声波、电导率 地震波 --等效深度方法 电阻率、D--指数 声波 --潘尼派克方沾 --用户定义方法(程序) ?压裂梯度分法 --伊顿方法
--马修斯和凯利方法 --用户定义方法(程序) ?系统支持项目和油井数据库 ?系统支持所有趋势线方法 ?系统包括交叉绘图功能 ?用户定义方法(程序) ?包括全套算子 ?系统支持井与井之间的关联分析 ?系统支持岩性显示 ?系统支持随钻实时分析 ?系统支持随钻关联分析 ?多用户网络版本 数据装载功能: ?斯仑贝谢LIS磁盘输入 ?斯仑贝谢LIS磁带输入 ?CWLS LAS输入 ?ASCII输入 ?离散的表格输入 ?井眼测斜数据 ?测深/垂深表格 用户范围: ?美国墨西哥湾 ?北海 ?西部非洲 ?南美 ?尼日利亚三角洲 ?南中国海 ?澳大利亚 DrillWorks/PREDICTGNG 与其它软件的区别?世界上用得最多的地层压力软件 ?钻前预测、随钻监测和钻后检测 ?用户主导的软件系统 ?准确确定 --上覆岩层压力梯度 --孔隙压力梯度 --破裂压力梯度 ?使用下列数据的任何组合来分析地层: -地震波速度 -有线测井
1 钻杆式地层测试器 钻杆式地层测试器是一种重要的地层测试方法，在国内外陆上石油勘探开发中应用十分广泛。它是钻井过程中或完井之后，利用钻杆或油管柱将地层测试器送到待测层位，操作钻杆柱或油管柱座封封隔器，使被测地层与环空钻井液隔离，然后操作管柱或对环空加压，按设计开启和关闭井下测试阀，释放钻井液对待测地层流体的压力，使地层流体流入管柱内，井下压力计和温度计记录井下压力和温度；按测试要求多次开关测试阀，完成测试作业。在测试后期采集地层流体。测试结束后封隔器解封，提出地层测试器，即可获得清洁的地层流体，并且能进行探边测试。采用钻杆式地层测试器测得的数据，由于测试流量大、时间长，当压力扰动传播到上部或下部非渗透界面时，一般采用柱形压力恢复分析。但钻杆式地层测试器存在着测试时间长，测试费用高，测试层中生产的流体需要处理，这使其在海洋石油勘探开发中应用受到限制。另外，钻杆式地层测试还存在无法确定油水界面及各向异性地层渗透率等缺点。 2 重复式地层测试器 重复式地层测试器是斯伦贝谢公司1974年研制出来的，斯伦贝谢公司称之为RFT。阿特拉斯公司和哈里伯顿公司分别研制出来功能类似的产品，分别称为FMT 和SFT。各公司的仪器尽管性能各有优劣，但仪器结构和主要功能相似。目前我国能够独立研制重复式地层测试器，而且国内石油勘探应用的电缆地层测试器主要是重复式地层测试器。FRT 的井下仪器可耐高温高压，外壳用特殊钢材制造。仪器下部有两个取样筒，一个容积为3780cm3，一个容积为10409 cm3。在裸眼井内测试，一次下井可以根据需要无数次地测取地层压力，并可以采集两支地层流体样品。在套管井内测试，一般每次下井可测多次地层压力和取两支流体样品。RFT 有两个预测室，容积均为10 cm3，两个预测室活塞运动速度恒定，即抽吸流量恒定。第一预测室抽吸流量约为44cm3/min，需要12-14s其活塞才能到达其行程终点。第二预测室抽吸量约为122cm3/min，大约需要7s其活塞才能到达其行程终点。FMT 与RFT相类似，但是只有一个预测室。其取样筒体积有3875 cm3、4000 cm3、10000cm3、20000 cm3四种，可根据不同的地层情况进行选择。重复式地层测试器预测压力记录包括三项不同信息，即井内静液柱压力、地层关井压力和预测时抽液所诱发的短暂的地层压力变化。这些信息可以用来了解地层渗透率，鉴别油藏中可流动体及气、油、水的接触面，估计油藏垂向连通性，研究油层的生产特性和油藏的递减方式等。 重复式地层测试器可以提供以下主要的信息： （1）井筒泥浆柱的静压剖面： （2）一口井各储层地层静压和压力梯度的垂直分布； （3）储层有效渗透率的垂直分布； （4）油层油气水界面的判定； （5）流体取样测试点的地层生产特性测定；但是，重复式电缆测试器存在以下几方面的问题： （1）仪器预测试室活塞移动速度不能调节，对不同的地层和流体条件适应能力差； （2）预测试室容积小而且不能连续排液，仪器探测半径小，压力恢复曲线的代表性差； （3）不能现场测定地层流体的泡点压力，不能保证压力测试和取样时探头处压力在泡点压力以上，因此压力测试精度不高，同时也影响取样质量； （4）仪器只有一个探头，对地层垂向渗透率和各向异性测试精度低； （5）不能现场实时监测和分析泵入仪器的地层流体，所以不能合理地确定采样开始时刻，导致采样质量下降或浪费钻井时间。 3 组合式地层测试器 20 世纪90 年代斯伦贝谢等西方石油公司研制出了组合式地层测试器。组合式地层测试器采用模块化设计，可以根据测试需要安装不同的功能模块，仪器工作灵活性大。与重复式地层测试器相比，加大了预测室体积，增加了流动控制组件、连续泵排组件、多个取样筒、流体样品自动识别系统等；仪器的探测半径大，取样质量高，仪器一次下井可以对多点地层取样，对地层垂向渗透率和各向异性测试精度高。其中，斯伦贝谢推出的组装式地层动态测试器、阿特拉斯公司推出的油藏特性测试仪及哈里伯顿公司研制的油藏描述仪，代表了电缆式地层测试器发展的前沿。 组合式地层测试器结构和功能有如下的共同特征： （1）仪器的模块化提高了多用途的选择性； （2）压力测量采用高速响应、高精度的石英电子压力计使压力测量精确； （3）根据不同的地层特性，在地面控制和选取最佳的测试参数（流速、测试室体积等），保证取样流动压力一直高于饱和压力，因而能实现对各种地层的取样和测试； （4）具有较大的预测试室容积和连续泵排功能； （5）利用单探头和双探头组件的不同组合可以根据已知流量下的压力响应，反演渗透率的空间分布，得到储集层的垂向渗透率和地层