地层测试

第七章地层测试工艺及监督第一节地层测试概述一、地层测试原理地层测试也叫钻杆测试，国外叫DST，是英文Drill Stem Testing的缩写。

地层测试是目前世界上及时准确评价油气层的先进技术，在钻井过程中或完井后通过对油气层进行开关井测试，可以获得在动态条件下地层的各种参数和流体性质，从而对产层作出定性或定量的评价。

地层测试属于不稳定试井方法之一。

其基本原理是，用钻杆或油管将测试工具（测试阀、封隔器、压力计等）送入井下待测位置，然后坐封好封隔器，将测试层与其它井段隔开，接着地面控制打开测试阀，造成井筒与地层之间有一个较大的压差，地层中的流体在压差的作用下流到井筒，经过测试管串流到地面。

通过地面操作可进行多次井下开关井，即可获得产层的产量和压力恢复曲线，最后关井可以采集到地层条件下的流体样品。

利用计算机试井解释软件分析处理井下压力记录仪测得的压力与时间的变化关系曲线，就可以计算出产层的特性参数。

二、地层测试录取的参数地层测试除了可直接取得产层的液性、产量、温度、压力、高压物性等数据外，还可经过计算求得产层的有效渗透率（K）、地层系数（Kh）、流动系数（Kh/μ）、井筒储集系数（c）、产层完善程度（表皮系数S、堵塞比DR、污染压降ΔPs）、流动效率（FE）、采液指数（J。

）、研究半径（ri）、边界距离（L）及边界类型等多项参数，并判别油藏的储集类型和计算各种类型油藏的特征参数。

如双重介质油藏的储容比（ω）、窜流系数（λ）；复合油藏的内区半径（r）、流动系数比（(Kh/μ)1/(Kh/μ)2）、储能系数比（(φC t h)1/(φC t h)2）；压裂井的裂缝半长（X f），裂缝导流能力（K f W）等等。

三、地层测试分类在国内，按地层测试井和测试方式的不同分为以下几种类型。

1.按地层测试井的类型分为钻井中途测试和完井测试。

2.按井眼的类型分为裸眼井测试和套管井测试。

3.按封隔器坐封的方式分为支撑式测试、悬挂式测试和膨胀式测试。

第四节模块式电缆地层测试器（MDT）地层测试是油气勘探中验证储层流体性质、求取地层产能最为直接、有效的方法。

常用的地层测试方法有完井射孔油管测试、钻杆测试（DST）和电缆式地层测试等。

电缆地层测试技术是从20世纪50年代中期开始发展、并逐步完善起来的地层测试技术，到目前为止，电缆地层测试技术的发展大致可划分为三个阶段。

第一个阶段以FT电缆地层测试仪为代表， FT电缆地层测试仪由一个单探针和一个取样筒组成测试仪的核心部分，每次只能取一个样或测一个压力数据，这代产品主要应用在1955-1975年间；第二个阶段的电缆地层测试仪以RFT（Repeat Formation Tester），即重复地层测试器为代表，从1975年使用到20世纪90年代，它较第一代产品有了很大的改进，增加了预测压室，即可以一次在井下实现无限次的重复测压，取样筒也增加到两个。

但由于不具备泵出功能和井下油气检测功能，第二代电缆地层测试仪主要用于地层测压，取样效果不够理想。

我国大部分油田都引进了该种类型的仪器，并在现场获得了较为广泛的应用，见到了一定的地质效果。

尽管RFT 的功能较FT有较大的改进，但人们仍然无法在地面准确判断井下到底获得的是什么样品，并且不能对取样时间和质量进行有效的控制。

为了解决上述问题，20世纪90年代，斯仑贝谢公司推出了第三代电缆地层测试仪—模块式动态电缆地层测试仪MDT（The Modular Formation Dynamics Tester Tool）。

与其上一代的重复性地层测试仪RFT相比，在探测器、探测方式、模块组合方式、解释方法等方面有了较大的改进，性能显著增强。

MDT于1992年引进我国油田，经过消化、吸收及应用研究，在油气勘探中应用见到了明显的地质效果。

值得说明的是，尽管MDT电缆地层测试具有快速、直观的特点，但是，它有一定的适用条件，与常规测井项目一样，其测试结果也需要出处理和解释，需要与之相适应的配套评价技术。

斯伦贝谢模块式地层测试(MDT测试)推荐做法（φ215.9井眼为例）1.MDT测试风险MDT（模块式地层动态测试器）测井技术在识别油气水层、判断油水界面和采集地层流体样品等方面有相当明显的优势，但是MDT是定点测量，受测试时间、电缆吸附粘卡等因素影响；测试仪器在不规则井眼、轨迹变化较大井眼或岩屑床较厚的井眼内移动时容易遇阻遇卡；井内钻井液中含有塑料小球、玻璃微珠以及钻井液净化不好含砂量大、固相高或含有较高的岩屑时会出现堵塞测试仪器管线和探针，这些因素都是造成MDT测井技术应用的风险。

(1)井身轨迹不平滑、狗腿度较大易导致电缆键槽卡钻；井径不规则导致下送测试仪器遇阻、上起测试仪器遇卡。

(2)钻井液性能不好，岩屑床清除不干净，易造成下放测试仪器遇砂桥或沉砂阻；钻井液清洁不好，钻井液中岩屑含量较高、自然密度过高、有害固相高、含砂量高、泥饼虚厚不光滑，钻井液润滑性差易造成电缆或仪器粘卡。

(3)钻井液失水大，形成的泥饼虚厚，测试仪器易发生下钻遇阻、上提遇卡，严重时发生测试仪器和电缆吸附粘卡或电缆键槽卡钻。

(4)封井钻井液中含有塑料小球、玻璃微珠或者钻井液净化不彻底含有较高的岩屑，表现为含砂量大、自然密度高，有害固相含量高时会出现堵塞测试仪器管线和探针。

(5)MDT测试期间，单点测试时间在8~12h，测试仪器静止时间长，易导致测试仪器粘卡或电缆粘卡。

(6)井口接拆仪器时防操作失误，发生井口落物。

(7)油气显示活跃的井，测井期间及时灌浆，加强坐岗观察，防止溢流风险。

2.钻进期间注意事项(1)优化井身轨迹，定向和后期调整期间尽量提前控制，避免出现较大狗腿，确保井身轨迹尽量平滑，避免电测期间电缆拉出键槽；(2)在馆陶组及以上软地层中施工期间，严禁定点循环，产生糖葫芦井眼；(3)东营组、沙河街组及以下易掉块、垮塌地层施工期间，严格按照《东营组沙河街组油泥岩施工推荐作法》进行施工，最大限度防止井壁出现锯齿状井眼；(4)施工期间保持与地质录井沟通，确保钻具组合和井深数据无误。

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。

第二章地层测试主要内容一、地层测试概述二、钻柱测试第一节地层测试概述油田地质研究的主要内容包括：油气田地质结构、油气水分布、油气藏的能量、储量计算等；其资料来源包括：地质录井、地球物理测井、试油或地层测试。

这三种类型的资料作用不同，录井、测井资料指出了油气层的位置，但只知道油气的层位是不够的，我们还应该弄清楚油气层产量、压力、产液性质、地层渗透率、流体样品等资料。

这样才能合理地开发、开采油气田，而这些资料的取得是通过地层测试来完成的。

1、概念地层测试（Formation Testing）：在钻井过程中或完井后对油气层进行测试，获得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。

是确定地层有无工业生产能力的一次暂时性完井。

基本原理：利用井下测试设备或工具使测试层与其它地层和井筒内钻井液隔离，而直接暴露在大气压下，在ΔP作用下流体便可进入钻杆中，进行测试。

速度快，获取的资料多，最经济的“临时性”完井方法。

2、分类①据测试时间分：中途测试：探井钻进过程中，钻遇油气层或发现重要油气显示时，中途停钻对可能的油气层进行测试。

一般在裸眼井中进行，岩性致密，井壁规则，早期评价。

完井测试：完井后进行的地层测试，又称为试油（试气）。

通常在套管井中进行，开井时间长，地层参数齐全，可靠程度高。

②据不同类型的井分：裸眼井测试：套管井测试：③据测试方式分：常规测试：封隔器下部只有一个测试层。

跨隔测试：在一口井有多层的情况下对其中某一层进行的测试，要求必须有两个封隔器将测试层的上部和下部都隔开。

3、测试方法：近些年来，无论国内、外，地层测试技术都被广泛应用着，大部分探井和部分生产井都要进行地层测试。

随着电子工业的飞速发展，地层测试技术，无论是测试工具方面，还是资料的处理都已日臻完善。

在开发、应用地层测试技术方面，美国、加拿大、法国是比较先进的国家，尤其美国，不但历史长，发展也快，可以作为西方石油发达国家的代表。

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 Testi ng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。

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。

常规地层测试技术规程
1. 地层测试的目的和意义，常规地层测试的主要目的是获取地
层的物理性质和流体特征参数，为油气勘探开发提供地质储层参数
的依据，评价地下储层的产能和储量，指导油气井的开发和生产。

2. 地层测试的方法和工具，常规地层测试包括岩心分析、测井、岩石物理实验等方法。

岩心分析是通过对地层岩心进行实验室分析，获取地层岩石的物理性质和流体特征参数；测井是通过测井工具在
井内进行测量，获取地层的物理性质和流体特征参数；岩石物理实
验是通过实验室对地层岩石进行物理性质测试，获取地层岩石的力
学性质、孔隙度、渗透率等参数。

3. 地层测试数据的解释和评价，常规地层测试获得的数据需要
进行解释和评价，包括对地层岩石的类型、孔隙结构、渗透性、地
层流体类型和含量等进行分析，评价地下储层的产能和储量。

4. 地层测试报告的编制，常规地层测试完成后需要编制地层测
试报告，报告中包括地层测试的方法、数据获取和处理过程、数据
解释和评价结果等内容，为后续油气勘探开发提供科学依据。

总的来说，常规地层测试技术规程是石油勘探开发中非常重要的一项规程，它为油气勘探开发提供了重要的地质储层参数和评价依据，对指导油气井的开发和生产具有重要意义。