RFT重复式电缆地层测试器(测井应用)

（4）对不均质地层，可以测量地层垂直渗透率及水平渗透率； （5）油田开发过程是一个动态调整过程，为弥补油田产量的递
减，或为提高采油速度，或为改善水驱波及效率以提高采收 率，常需打一些加密调整井。 对于调整井，地层静压剖面实际上是油藏在某一部位的累积出 油剖面，地层静压大小可直观地反映储层动用程度，反映注 水见效情况，反映注入水水线在纵向上及横向上的推进情况， 可以为合理开发油田提供决策依据。
第一节 电缆地层测试器发展史
②可以通过对样品的分析给出地层流体样品的气 油比、含水率，测出地层流体样品API相对密 度；所装的最高温度计可给出取样点地层温度； 可计算出地层流体粘度、地层有效渗透率及地 层产率特征。
第一节 电缆地层测试器发展史
③仪器的液压系统动力源是钻井液柱静压，通过仪器内压 力倍增器增压，使液压系统产生高压。 ④所有的液压阀(包括推靠阀、取样阀、样品密封阀、倒 泄阀、平衡阀)都通过地面控制通电，将爆炸阀打开，而 实现液压控制。 ⑤压力计采用多圈式弹簧管压力传感器， 电位器与弹簧 管末端相联，输出电压信号， 因此测压精度低，约为 0.5%。
PF压力达到满泵压力 3500psi 后，可以在地面对可变压力 控制阀（VPC）和取样阀操作，进行地层流体的采样；
测试取样完成后，要将仪器的推靠器活塞回缩，液压动力 油腔产生泵回压力（PR），在 PR作用下推靠器活塞被缩 回，同时将VPC系统复位，为下一个测试点的测试做好准 备。
第一节 电缆地层测试器发展史
第一节年Schlumberger公司又推出组装式地层动态测试 (MDT－Modular Formation Dynamics Tester)；
➢ 特点：可抽排泥浆滤液、有电阻率识别和光学识别、取 真样、多取样、有双封隔器、有三探测器、可自由组合， 有人称为压力成像系统，是第三代电缆地层测试器。

地层测试与井下流体取样分析技术进展杨兴琴;王书南;周子皓【摘要】回顾了地层测试与井下流体分析技术领域的发展过程；以光学流体分析、声学流体分析、核磁共振流体分析等井下流体分析技术以及聚焦取样、低冲击取样等低污染取样技术为例,对取得突破性进展的关键技术进行了分析和总结；认为目前该项技术研究重点正转向随钻地层压力测试与流体分析取样,所要面对的挑战主要来自于钻铤的强冲击振动、钻柱的巨大扭力、井下流体静压力、钻屑磨蚀及高温高压等恶劣钻井环境条件.提出了相应的研发策略建议.%Technologies of formation testing and fluid sampling have made considerable progresses in recent years, more and more new techniques and apparatuses are being developed. This paper reviews the developing processes and the fundamental changes in this field. It investigates key technologies based on case studies of downhole fluid identification using optical, acoustic and magnetic resonance techniques, and of low level contamination sampling with focused sampling and "low shock" sampling techniques. It is considered that the research focus in this field is turning to the formation testing and sampling while drilling with challenges from harsh drilling environments including high level shocks and vibrations of drill collars, great torques of drill string, huge static pressure of downhole fluid, severe abrasion of cuttings, and high pressure and high temperature. Some suggestions are given for their research and development.【期刊名称】《测井技术》【年(卷),期】2012(036)006【总页数】8页(P551-558)【关键词】电缆地层测试;随钻地层测试;压力测试;单相取样;低污染取样;流体识别【作者】杨兴琴;王书南;周子皓【作者单位】中国石油集团测井有限公司技术中心,陕西西安710077;中国石油大学地球科学学院,北京102249;中国地质大学地球物理与信息技术学院,北京100083【正文语种】中文【中图分类】P631.83;TE927.60 引言自从1955年首支地层测试器投入商业化应用以来，地层测试与流体取样技术经历了多个重要发展时期。

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。

MDT测井技术简介
1992年，斯伦 贝谢公司推出MDT 模块式地层动态测 井技术，它采用模 块化设计，引入了 泵出模块、光学流
体分析模块、流动
控制模块、双分隔 器模块等新技术， 仪器性能大大提高。
MDT测井技术简介
• MDT测井技术已开发出多种应用，主要包括：
– MDT可以连续测量地层压力，根据一口井的地层压力数据可 准确地作出地层压力剖面，进而得到井眼剖面流体梯度，确 定出气—油和油/气－水界面；在开发井中，用这些压力数据 能够了解储层中的流体流动情况。 – 利用MDT井下流体分析与取样技术，可实时地观察地层流体 特征，从而直接确定地层是否含有油气；同时可采集到高质 量的PVT地层流体样品，用于油气特性的实验室分析。 – 通过对MDT测压过程的分析，可以计算储层流体的流度和储 层渗透率，为产能预测及油气藏开发提供依据。 – 利用多口井的MDT测压资料，可以监测井间、层间的压力干 扰情况。
10
47
GR(API)
110
SP(mv)
-30 70
(m)
解 释 结 论
RT(Ωm)
0.5 50 180
AC(us/ft)
40
MDT测试成果
MDT快速识别多层系低阻油层
冀东油田在海上重点探井中 集中应用MDT技术，对快速识别多 层系低阻油层、加快南堡滩海勘 探取得了显著的效果。 老堡南1井在Ng、Nm、Ed多层 系见良好显示，为及时了解各层 组的含油性，系统地采用了MDT测 井。 共成功测压19点、LFA分析12 点、取样6桶。利用MDT快速直观 地判断出多套层系的油藏分布特 征，大大加快了油气层识别、评 价的节奏，避免了无效试油，缩 短了钻井平台占用时间。
第二阶段：MDT测井技术局部推广应用效果

第十二章电缆地层测试电缆地层测试是一种测井作业项目，但所录取的资料是储层的纵向压力分布和储层流体样品，其资料解释分析属于压力动态分析。

电缆地层测试，对于确定储层内流体的分布，判断产层水动力系统的连续性具有独特的作用，所取流体样品对测井解释有重要的辅助诊断作用。

第一套电缆地层测试器是1955年斯伦贝谢(Shlumkerger)测井公司研制成功的，其功能是抽取地层流体样品。

60年代发展的电缆地层测试器增加了测压功能。

1974年斯伦贝谢公司生产的重复地层测试器(Repeat Formation Tester，简称RFT)其性能又有改进，一次下井可以进行多点测压并可取得两个地层流体样品。

同类产品还有多次地层测试器(Formation Multi—Tester简称FMT)，和选择式地层测试器(Selective Formation Tester)简称SFTJ。

80年代，电缆地层测试技术的发展主要有两点：(1)加强了测试器对各种地层的适应性。

如：研制了长探针和大探针，大面积封隔器，同时出现了双探针RFT测试器等，从而电缆地层测试在松软地层，硬地层及裂缝性灰岩中都能进行，(2)应用高精度压力计使所测压力资料更加精确，同时在中低渗透率地层中有可能获得合格的压力恢复曲线，使不稳定试井在电缆地层测试中的应用成为现实。

电缆地层测试的主要特点是：①由电缆起下，主要在探井及评价井的裸眼中进行。

②快速，经济。

每测一点，全部作业时间仅需几个小时，纯测试时间仅几十秒钟。

③一次下井可以进行多点测压并取得两个地层流体样品。

④安全。

全部作业在泥浆压井情况下进行，测试全过程无流体到达地面。

电缆地层测试可以直接获得地层压力及压力剖面，压力恢复曲线，地层流体抽汲压降等三项资料。

这三项资料中最有价值的是一，三两项，从地层压力剖面可以获得许多有用的地层流体分布信息。

虽然从压力恢复曲线可以解释出渗透率及表皮系数，但是，合格的压力恢复曲线只有在合适范围的渗透性地层中才有可能获得。

MDT 测井技术在大庆油田复杂油气藏中的应用摘要：MDT 测井技术是井下流体的测压取样技术，是勘探过程中验证储层流体性质、求取地层产能最为直接、有效的方法。

常规测井方法可以间接地确定储层流体性质，但由于常规测井资料受众多因素的影响，存在大量的多解性和不确定性，这使得复杂油气藏的测井评价工作难度极大。

MDT 测井可以直接识别储层的流体性质，从而比较准确地识别油气水层，提高复杂油气层解释符合率。

本文首先介绍了MDT 测井技术的基本原理以及该仪器适用的地质条件，之后总结了MDT 测井的测前设计原则。

最后，通过具体实例验证了该测井方法在大庆油田复杂油气藏中的应用效果。

关键字：MDT；测压；流体取样；大庆油田武越，任纪明，蔺建华（中国石油测井有限公司大庆分公司）0引言目前，我国陆上油气勘探的难度越来越大，测井油气储层评价面临着诸多地质难题，如复杂岩性油气藏、低阻砂岩油气藏、碳酸盐岩裂缝-孔洞型油气藏等，而传统测井技术存在分辨率低、直观性差、测井解释符合率较低等问题，使得复杂油气藏的勘探效率较低，严重制约着我国油气勘探工业的进一步发展[1]。

因而需要一项能够快速识别油气层、全面提高测井解释符合率的技术。

MDT，即模块化动态地层测试器，作为一项重要的油气层评价技术在油气勘探中发挥着重要的作用。

MDT 测井技术是20世纪90年代初国外推出的新一代电缆地层测试技术之一，现已在在大庆油田广泛应用。

MDT 的出现为复杂油气藏的勘探起到了极其重要的作用，对于油田降低成本、提高勘探效益具有重要的意义。

1MDT 测井技术简介电缆式地层测试器是在原有地层流体取样的基础上，吸收钻杆地层测试和钢丝地层测试功能发展起来的一种测井方法。

它使用电缆将压力计和取样桶下到井内，测量地层压力传输数据，采集地层流体样品，从而对储集层做出评价。

自1995年斯伦贝谢公司推出第一代电缆地层测试器（FT ）以来，电缆地层测试技术得到了很大的发展。

MDT 是斯伦贝谢公司即重复式地层测试器（RFT ）之后推出的新一代电缆地层测试器（见图1）。

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。

２ １年 ４月 ００
国 外 测 井 技 术
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总第 １６期 ７
两种 电缆地层 测试器 在 Ｌ ＡＰ测井系统上 的应 用 Ｅ
赵全胜 汪 冲 谢 岗 王联 国
将 两种 电缆 地层 测 试 器 ＲＦ Ｂ和 Ｓ Ｔ Ｃ 与 Ｌ Ａ ６０ Ｔ－ Ｆ Ｔ－ Ｅ Ｐ ０Ｂ测 井 系统配 接后 ， 国外 测 井市场 的推 在
广蕴 飓。
关键词： 电缆地层测试器； 渗透率 ； 压降分析 法； 压力恢复分析 法 经过 流速测试 ， 可以通过下 降及恢复的压力数据来
，
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一
渗透率也能通过测试过程 中记 录的压力恢复 数据来估算。当两个预测室都被充满 以后 ， 探针 内 的压力上升到地层 的原始静态压力 ， 流动及压力传 播 的几何形状影响了渗透率 的计算 ， 压力恢复过程 中探针 的压力响应是两个预测室压 降响应 的重叠 ， 基于球形流动模式的计算 ， 在一个无限均匀 的介质 里导 出如 下表 达式 ：
形 的 ， 为 在 预 测试 期 问 实 际 流 量很 小 ， 态 的准 因 稳
不等 ， 在整个取样过程 中， 仪器记录连续的压力值 ，
包括记 录在取样简装满地层液后 的压力恢复数据 ，
半球形流动模式被快速地建立起来 ， 压降可用下式 来描述 ：
第一作者简介 ： 全胜 （９２ ， 高级 工程 师 ， 事测井专业培训及技 术支持 工作 。 赵 １７－） 男， 现从
１０ ０ ） ０１１
（ 中石油长城钻探测井公司 国际业务项 目部 北京

2、测试设备及工作原理
2、测试设备及工作原理
a 定位 仪器下井后，由自然伽马或自然电位校深， 使探针对准测试层位。
b 推靠 启动电动油泵并通过液压系统驱动封隔器 和支撑板伸出，使封隔器紧贴井壁的一边，压缩泥 饼，形成探针周围与地层的密封隔离，探针则穿过 泥饼插入地层。支撑板(推靠板)则紧靠在背面的井 壁上。
1、概述
80年代末,阿特拉斯公司又推出了改进型的重复地层测 试器FMT(Formation multi-test),称之为第二代产品。 在第一代产品基础上增加了石英压力传感器,减少了测量 误差。随着石油勘探的发展，这种仪器远不能满足要求， 首先是所测量的地层压力受泥浆影响较大，常常显示过压。 其次是流体取样大都是污染流体，难以取到真实地层流体， 且在出砂层中易封堵，给取样造成很大困难。还有提供的 测量参数较少。
2、测试设备及工作原理
如果采样，图中也记录采样时的流动压力，工具解封后 ，又可记录到泥浆柱压力。
第二栏为时间记录，较新RFT程序的深度道为时间记 录，而在本栏内每隔12s打印出一个瞬时压力值。
第三栏为数字压力记录，用4个检流计在四条道上显示 压力值，分别表示十进位的1000位、100位、10位和个位 psi数值。
1、概述
MDT能够将进入仪器的泥浆滤液排入井筒，使用电阻率 计及光学分辨技术进行观测，当样品中的泥浆滤液已排净， 仪器开始进入地层真实流体时，即可停止排放，而将真实 样品按指令引进某一取样室，最后密封，而且可以保证流 体压力高于或等于地层静压。这种真实样品可供高压物性 分析，这种技术优于目前的试井井下取样，也优于钻杆地 层测试（DST）的井下取样。
c 预测试 在预测试室内抽液，引起地层流体流动， 然后观察和记录压力降落与恢复的过程。

Ξ
收稿日期: 200 7- 08 - 12
110
内蒙古石油化工 2008 年第 4 期
K d1= 5660q1Λ�∃ P 1 K d2= 5660q2Λ�∃ P 2 式中: q1 = 10�t1, 为第一预测室流量 (cm 3 �s) q2 = 10 �t 2, 为第二预测室流量 (cm 3 �s) t1 和 t2 分别为第一、 第二预测室抽吸 10cm 3 地 层流体所用时间 ( 秒) ; Λ 为流动流体粘度 ( 厘泊 ) ; ∃ P1 = P地 - P 1 ∃ P2 = P地 - P 2 式 中: P 1 和 P 2 分别 为第 一、 第 二预测 室压 力 (p s i) ; P 地为地层压力 (p si)。 取 K d1、 K d2 的算术平均值, 即为该深度点的渗透 率值。 根据这一公式, 在 R F T 测试结果图上读出需要 的 t1、 t2 值及泥浆压力和地层压力值后, 计算出的某 井的渗透率如下:
图 1 R F T 仪器 工作 原理 示意 图 图 2 压力测试记录曲线示意图
1. 2 技术指标 可以在 8 至 14- 3�4 “的裸眼井内使用额定值 压力: 137. 8M Pa 温度: 175℃ 测量精度: + �- 1Pa 测量范围: 0- 137. 8M Pa 取样桶体积: 3. 786L 或 10. 409L 1. 3 具体过程为 1. 3. 1 当探针被推向井壁之前 , 平衡阀是开的 , 流 线压力与外界压力平衡 , 此时 , 压力计显示的是外界 压力 , 即泥浆柱压力。 1. 3. 2 探针被推向井壁密封后 , 平衡阀关闭 , 探针 阀门打开 , 第一预测室开始抽吸, 流线压力低于地层
压力, 形成压差 , 使地层流体进人流线 , 并记录第一 预测室压力 P 1。 1. 3. 3 第一预测室抽吸结束, 第二预测 室接着抽 吸 , 其抽吸速度比第一次要快, 压差自然就比第一预 测室时大, 并记录第二预测室压力 P 2。 1. 3. 4 第二预测室抽吸结束后 , 随着探针周围的压 力不断恢复 , 最终达到地层压力 P 地。 1. 3. 5 测试完成后, 探针收回复原 , 探针阀门关闭 , 平衡阀打开与外界压力系统连通, 再次记录泥浆柱 压力 P 泥。 在整个测试过程中, 探针附近的地层压力与流 线压力是连通的 , 压力变化的全过程被流线中的应 变压力计完整地记录下来, 形成一条压力随时间变

6-8
5-82
第一节 钻柱测试
概念：在钻井过程中，以钻柱作为地层流
体流到地面的导管，对地层进行测 试评价的一种手段。。 按井分类：裸眼井测试 套管井测试
按测试方式分类：常规测试 跨隔测试
常规测试：封隔器下部只有一个测试层
跨隔测试：在一口井有多个油层的情况下 对其中某一层进行测试。因此， 必须有两个或两组封隔器将测 试层封隔开。
压力卡片是在地层动态条件 下取得的，是其它静态方法所 不能比拟的。 测试器不能在井下停留过长 的时间，因此所取资料也存在 一定局限性。
测试工具及原理 钻柱测试的主要成果 钻柱测试压力卡片的解释和应用
测试工具下井， 压力升高至钻井液 静液柱压力。
静液柱压力 初关井压力 终关井压力 测试器起出， 压力逐渐降低
RFT（Repeat Formation Tester） FMT（Formation Multi Tester）
油气井测试
单井测试
多井测试
在油、气井生产过程 中进行的地层测试。
抽油机 采油树 泵下装置
单井测试
抽油井 自喷井 气井
2-211 2-221 3-23 4-201 3-21 4-20 5-181 4-19 4N19 4-181 3N182 4-18 2-192 3-191
典型压力卡片的定性分析
测试工具下井， 压力升高至钻井液 静液柱压力。
静液柱压力 初关井压力 终关井压力 测试器起出， 压力逐渐降低
初始 静液柱压力 初流动 结束压力 初流动开始压力
终流动结束压力
终流动开始压力
合格压力卡片应具有的特征
④开井压力曲线急剧下降， 关井后压力曲线逐渐上升或有规则上升。 ⑤流动压力曲线与关井压力恢复曲线光滑， 无异常突变。 其压力变化点与开关井时间一致。 ⑥终流动压力的终止点压力值 与回收液体总高度折算的回压相符合。

•确定地层流体性质
•计算地层的流体密度
•确定气油界面和油水界面
•识别储集层的垂直连通性
RFT 资料在油田开发中的应用
RFT 测井一次下井可以测出一口井所有目 的层的分层地层压力， 因而成为油田动态监
测和动态分析最直观、最有效、最经济的手段。
•了解动用储量 •调整注采对应 •调整注采关系
发现未动用油层 增加水驱效果 恢复地层压力
RFT测试记录下列资料：
泥浆柱压力 最终关井压力 压力-时间数据
•可以在15.24– •额定值
37.4cm的裸眼井内使用
压 力： 温 度： 测量精度： 测量范围： 取样桶体积：
137.8MPa 177 oC +/- 6896Pa 0-137.8MPa 3.786L或10.409L
磁
1、什么是测井（学）？
• 是应用地球物理学的一个重要分支学科， 它是用各种专门仪器放入井内，沿井身测 量钻井地质剖面上地层的各种物理参数随 井深的变化曲线，并根据测量结果进行综 合解释来判断岩性，寻找和评价油气层及 其它矿藏资源的一门应用技术学科。
• 它还包括测井方法和基础理论研究。
1、单井裸眼井地层评价：划分岩性与
4、钻井采油工程
钻井工程中
测量井眼的井斜、方位和井径等几 何形态的变化，估算地层的孔隙流 体压力和岩石的破裂压力、压裂梯 度，确定下套管的深度和水泥上返 高度，检查固井质量、确定井下落 物位置、钻具切割等。
进行油气井射孔，检查射孔质量、 酸化和压裂效果，确定出水、出砂 和窜槽层以及压力枯竭层位等等。
组合测井
自然伽马
自然电位（自然伽马*） 井径 视电阻率
*饱和盐水钻井液的情况下
**目的层电阻率大于20Ω m的情况下 ***气井情况下