第四节：地层测试

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。

地层测试技术及资料解释评价第一节地层测试原理及发展概况第二节地层测试分类与测试工具第三节地层测试管柱与开关井工作制度第四节地层测试优越性第五节地层测试作业与钻井队（试油队）配合要求第六月节地层测试压力卡片分析第七节地层测试产量、压力和温度的求取第八节地层测试资料解释的有关概念及其参数的含义第九节地层测试资料解释方法第十节主要类型地层的压力曲线特征第十一节地层测试资料应用1地层测试技术及资料解释评价第一节地层测试原理及发展概况一、地层测试原理和录取的参数地层测试也叫钻杆测试，国外叫DST，是英文Drill Stem T esting 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，然后座封好封隔器，将测试层与其它井段隔开，接着通过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（下测试工具时管柱内是空的），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。

地层测试除了可直接取得产层的液性、产量、温度、静压、高压物性1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ΔP s)、流动效率(FE)、采液指数(J O)、研究半径（r i）、边界距离（L）及边界类型等于20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（г）、流动系数比（(Kh/μ)1/(Kh/μ)2）、储能系数比（(ФСt h)1/(ФСt h)2）,压裂井的裂缝半长（χf）、裂缝导流能力（K f W）等等。

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。

常用地层测试工具一、地层测试目的地层测试又叫钻杆测试，在国外称为DST（Drill Stem Testing）。

它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，从而及时准确地对地层作出评价。

用这种方法进行试油，能直接获得或计算出的地层和地层流体的参数有30项之多，并且相对常规试油时间短、速度快、效率高，因此它在国内外石油和天然气勘探和开发中占有很重要的位置。

在我国，把钻井过程中进行的地层测试称为中途测试；把套管完井后的测试称为完井测试或套管测试。

这两种测试都是用钻杆或油管柱将地层测试器下入待测层段，进行不稳定试井，测得产层的产量、温度、开井流动时间、关井测压时间，取得流动的流体样品（高压物性）和实测井底压力—时间曲线。

根据所获得的测试数据和其它资料进行分析、计算得到下列主要参数：（1）渗透率：这是实测的平均有效渗透率，只有通过地层测试才可能提供这一最有用的参数。

（2）地层损坏程度：由于地层被钻井液、固井液、压井液侵入以及地层部分打开、射孔数目或深度不足、射孔孔眼堵塞等多种因素影响，使井筒附近渗透率降低、产量减小。

通过测试可以计算出地层堵塞比和表皮系数。

（3）油藏压力：通过关井测压力恢复可推出原始油藏压力。

（4）衰竭：如果在测试过程中发现油藏压力有衰竭现象，可以根据衰竭情况推断这个油藏是否有开采价值，可估计所控制的地质储量。

（5）测试半径：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，这个距离称为测试半径，也叫调查半径。

用这个参数可确定井距大小。

（6）边界显示：在测试半径内如有断层或边界存在，可通过压力分析计算出距离，借助于其他资料，还可确定边界异常的类型。

二、基本原理及功能介绍进行一次地层测试所需的井下工具至少包括以下部分：压力记录仪、筛管、封隔器、测试阀、循环阀等。

辅助工具有震击器、安全接头、旁通阀、伸缩接头、液压锁紧接头等。

1、测试原理地层测试是获得地层流体样品、估算地层参数和确定地层有无工业生产能力的一次暂时性的完井。

第四章 测试卡片的解释第一节 储层流体的物性油气藏是由油气储层、隔层、夹层及盖层等以特定层序组合构成的。

油气储层简称储层。

储层包括储集油气的岩石以及其中的流体。

储层流体是指储存于岩石孔隙中的石油、天然气和水。

石油和天然气是多组分烃类物质的混合物。

储层深埋于地下，储层流体处于高温、高压状态，特别是原油中含有大量的天然气。

因此，地下储层流体的物理性质与其在地面时相比有极大的差异。

油、气组成是影响其高压物性特征的内因；温度、压力是外因。

一、天然气的高压物性天然气是从地下采出的可燃气体。

天然气的高压物性参数，如组成、相对密度、压缩因子、粘度等，是石油工程的基础数据。

天然气是以石蜡族低分子饱和烃为主的烃类气体和少量非烃类气体组成的混合物。

天然气的组成是影响天然气物理性质和品质的主要因素。

(一) 天然气的相对密度 天然气的相对密度定义为：在标准状态(20℃，0.101MPa) 下，天然气密度与干燥空气密度的比值，即： Υg ＝a g ρρ式中： Υg ——天然气的相对密度； g ρ——天然气的密度，kg ／m 3；a ρ——干燥空气的密度，kg ／m 3。

天然气的相对密度与其相对分子质量成正比。

不同类型的天然气，其相对分子质量和相对密度差别较大。

天然气的相对密度一般在0.5—0.8之间。

个别含重烃或其他组分多者，相对密度可能大于1。

(二) 压缩因子目前在石油工程中广泛应用的是压缩因子状态方程。

压缩因子状态方程的实质是引入压缩因子用于修正理想气体状态方程，即：PV ＝nZRT式中 Z ——压缩因子(compressibility factor) 。

压缩因子的物理意义为：在给定温度和压力条件下，实际气体所占的体积与理想气体所占有的体积之比，即：Z ＝实际V / V 理论压缩因子反映了相对于理想气体，实际气体压缩的难易程度。

当Z ＝1时，实际气体相当于理想气体；当Z ＜l 时，实际气体比理想气体易于压缩；当Z ＞1时，实际气体比理想气体难于压缩。