地层测试
2地层测试06
钻柱测试压力卡片的解释和应用
（二）应用压力资料确定地层参数 原理
• 分析压力恢复和降落曲线
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 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
• 终关井压力
终流动结束压力
终流动开始压力
•基于压力恢复的基本公式： 霍纳和马修斯 马修斯等人建立起来的公式 霍纳 马修斯 假设条件：油藏为无限大、地层均质、流体为单相并微 可压缩、流体的流动符合平面径向流等。 • 霍纳(Horner)法： 法 霍纳
5-162 5-151 4-152 4-141 6-141 5-142 5-131 7-131 6-132 7-122 7-111 6N112 6-121 5-122 5-111 6-101 4-132
最常用的一种多井试井， 一般以一口井作为激动井， 另一口或数口井作为观测井。 激动井改变工作制度， 造成地层压力的变化。
初始 静液柱压力
终关井压力
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
钻柱测试器压力记录示意图 （二开二关油井压力卡片）
钻柱测试的主要成果 （二）油、水、气的计算
1．油、水产量的确定 ．
压力卡片 油、水、气的计算 地层条件下的流体样品
自喷时：通过油嘴和分离器的控制，确定油水产量。 非自喷时：根据钻杆内液面的高度计算测试井的产量。
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
第7章地层测试工艺A
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：地层测试
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。
常规地层测试技术及测试工具简介
通过地层测试，可以达到下列目的： 1 及时验证地层中是否产油气及产油气 的能力。 2探明油气藏边界、油水边界、气水边 界及油藏类型。 3提供计算油气地质储量的所必须的部 份参数。 4了解固井质量，探测套管损坏及管外 窜槽情况。
二、地层测试与常规试油相比具有较大的 优势主要表现在： 1）录取地层资料比常规试油准确而且全 面。其中某些地层测试录取的资料是常 规试油无法得到的。 2）能够很好地保护地层。由于地层测试 一般是将常规试油的多道工序合成一道 工序来作，大大缩短了空井的时间，减 轻了钻井液对地层的浸泡和污染，
4）下放测试管柱，换位槽下行，J形销 移至“D”位置，无自由下落显示，测试 阀关闭。 5）慢慢上提管柱，换位槽上行，J形销 移至换位槽底部“A”的位置，测试阀关 闭。 这样反复上提下放管柱，便可以进行多次 井下开关井。
维护95mmMFE测试器的换位机构 1.将换位外筒夹在虎钳上，卸掉上接头。 2.松开虎钳，把换位外筒部分往前窜，虎 钳夹于延时外筒楞角部分，拧紧，卸 掉花键外筒。 3.从花键套上卸下换位销。 4.清洗上接头，花键外筒，花键芯轴，花 键套和止推垫圈。 5.检查花键槽有无损伤，换位销有无变形， 止推垫圈有无变形，发现问题及时修 理或更换零部件。
6.取出上接头内的两只13304号“O”型圈 和花键外筒上部的13249号“O”型圈。 7.将两只13304号“O”型圈装入上接头， 将1 只13249号“O”型圈装入花键外筒， 把换位销装在花键套上。 8.沿花键槽滑动花键套，观察花键套滑动 是否顺畅，灵活。 9.给花键芯轴和花键套涂满黄油，摆正六 个止推垫圈。 10.把花键外筒套在花键芯轴上，拧紧与 延时外筒间的连接螺纹。 11.把上接头装在花键芯轴上并拧紧连接
MFE地层测试器的组成： MFE地层测试器是一套完善的测试工具 系统，包括多流测试器、锁紧接头和PT封隔器等。95mmMFE多流测试器与 127mmMFE测试器的结构和原理大致相 同，多流测试器是工具的关键部件，由 换位机构、延时机构和取样器三部分组 成。
地层测试(MDT测试)推荐作法
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
地层测试技术
MFE地层测试器主要部件 1.MFE多流测试器 取样机构
地层测试技术
MFE地层测试器主要部件 2.裸眼旁通 组成：主旁通阀、副旁通阀、计量阀组成 作用： ➢ 起下钻遇到缩径井段时，泥浆从管柱内
部经旁通通过，从而减少起下钻虹力和 抽汲作用。 ➢ 测试结束时，平衡封隔器上下方的压力。
地层测试技术
地层测试技术
地层测试技术
• 地层测试又称为钻杆测试，国外称为 DST，是Drill Stem Testing 的缩写。 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 产层做出评价、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。
地层测试技术
MFE地层测试常用管柱组合 MFE常规测试管柱 ➢ 压力计+筛管+压力计托筒+卡瓦封隔器
安全接头+液压震击器+液压锁紧接头 +MFE测试器+油管+反循环阀+油管。
地层测试技术
MFE地层测试常用管柱组合 MFE跨隔测试管柱 ➢ 压力计+盲接头+卡瓦封隔器+安全接头
+筛管+压力计托筒+剪销封隔器+液压 震击器+液压锁紧接头+MFE测试器+油 管+反循环阀+油管。
地层测试技术
全通井APR地层测试 APR地层测试器的特点 ➢ 可操作性强，成功率高。 ➢ 对高压油气井和超浅井测试特别有利。 ➢ 可对地层进行酸洗或挤注作业。 ➢ 适合于含有害气体层测试。 ➢ 对大斜度井测试特别有利。 ➢ 综合作业能力强。
地层测试技术
全通井APR地层测试 APR测试管柱 自上而下依次是钻杆 (油管)、伸缩接头、
1[1].3_地层测试概论
![1[1].3_地层测试概论](https://img.taocdn.com/s3/m/fe91bc71a58da0116d17496c.png)
3、活动管汇
连接控制头、钻台管汇和分离器（或防喷管线）的长度、方向可调的 高压活动管汇。
4、显示头
用途：显示井下测 试阀是否打开。
原理：连接于控制 头之后的活动管汇 中，当井下测试阀 打开后，地层流体 流入管柱，压缩管 内空气，在水桶中 产生气泡。
按井的类别分为： 裸眼井测试 套管井测试；
按作业方式分为； 单封隔器(常规)测试 双封隔器(跨隔测试) 联合作业测试；
按测试工具操作方式分为： 提放式操作工具（MFE、HST）测试 压控式操作工具（PCT、APR）测试
四、地层测试配套设备
（一）地面设备 地层测试的主要地面设备除了井架、
封井器、加热装置、油气分离器、计量 装置、燃烧装置外。还有一套特殊的地 面控制装置。主要包括：投杆器、控制 头、活动管汇、钻台管汇和显示头等。
不同类型的测试工具，其测试器的结构和 原理不同，但其作用是相同的。将在具体的测 试工具中介绍。
2、封隔器 作用：在环空中起封闭隔离作用。将封隔器上下 的环空隔离成互不相通的两段。 类型：
按其适用的井类分为裸眼封隔器和套管封隔器；
按其座封方式分为：扩张式、膨胀式、卡瓦式 (PT封隔器)、剪销式等。
（1）裸眼封隔器
地层测试技术起源于1867年，由美国人Burr 和Wakelee发明。
二、地层测试的基本原理
采用钻柱或油管将专门的测 试工具下入井下，用封隔器将井 筒内的钻井液或压井液与储层封 隔， 通过钻柱或油管内的液垫高 度建立和控制流动压差，在地面 控制井下开关井，完成诱喷、取 样、求产、测压等任务。
三、地层测试的分类
适用于裸眼井测 试。其特点是胶筒较 长，膨胀度大，能满 足不规则井眼的密封。
地层测试技术
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。
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常规测试
教材P63
跨隔测试
中途测试 完井测试 常用钻柱测试、电缆测试
电缆测试
用电缆将测试器下至测试层进行测试
RFT（Repeat Formation Tester） --斯伦贝谢公司
FMT（Formation Multi Tester） --贝克阿特拉斯公司
钻柱测试的主要成果 （一）压力卡片
压力卡片 油、水、气产能 地层条件下的流体样品
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
钻柱测试器中有两个压力计
上压力计
(管内压力计）
•记录从地层流入钻杆的流体压力
测试阀
旁通阀
•测量支撑管与井壁之间
环形空间内的压力
下压力计
封隔器
（下压力计用于检查）
筛管
正常：两个压力计记录的压力基本相同； 筛管孔眼被堵塞：两个压力计压力不同
（属于测井的范畴）
教材P74
RFT工作原理示意图
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
自
教材85-98
学
（大港实习）
多井测试
求解井间地层特性参数以及井间流体流动状况
干扰试井
一口井作为激动井， 另一口或数口井作为观测井。 激动井改变工作制度 （井间压力响应）
压力卡片
•
初关井
关闭
教材66
测试阀 旁通阀 封隔器 筛管
初关井压力
•C2点到D点： 初关井的压力恢复过程。
(如果关井时间足够长， D点压力将是地层静压力)。
第二次开井 和关井
压力卡片
•
打开
教材66
第二次开井
优点
在裸眼井中完成， 浸泡时间短，油层伤害小
适用条件：岩性较致密、井壁较规则、 地层不垮塌、井身状况较好
•完井测试
在完井之后进行的地层测试， 亦称为试油（气）。
优点 开井时间长，所取得地层参数齐全， 还可进行分层测试。
教材P63
中途测试 完井测试 常用钻柱测试、电缆测试
钻柱测试（DST）
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
第一章 钻井地质
单井地质设计
井别 直井地质设计 定向井地质设计
地质录井
钻时、岩心、荧光
岩屑、钻井液、气测 综合、其它录井
完井及其资料整理
回顾
第二章 地层测试
钻井地质（1） 地层测试（2）
陈堡油田陈3断块K2t1-K2c油藏剖面图
资料录取
地层测试
•钻井地质录井 •测井
测试
油气层的层位
油气层的分布规律
测试阀 关闭 旁通阀 打开
封隔器 松开
•将测试工具起 至地面，
•取出流体样品
二、钻柱测试的主要成果
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
测试阀 旁通阀 封隔器 筛管
教材66
•压力卡片 •油、水、气产能 •地层条件下的流体样品
钻柱测试器压力记录示意图 （二开二关油井压力卡片）
•
打开 座封
教材66
初流动开始压力
测试阀 •测试层段处的压力急速下降到C1点，
然后，井内流体开始流动
旁通阀
封隔器
C1为什么比大气压高？
筛管
（采用水垫或氮气垫)
压力卡片
打开 座封
教材66
•
测试阀 旁通阀
封隔器 筛管
初流动结束压力
•开井后，流体不断从地层通过筛管 进入钻杆， 压力逐渐上升，直到关井
注：第一次开井一般不取样， 污染比较严重
教材64
测试阀 旁通阀
测试阀 打开 旁通阀 关闭
（2）开井
•测试层内流体 经筛管和测试阀 流入钻杆内。
封隔器
封隔器 坐稳 （封隔器承受液柱压力）
筛管
筛管
如果井很深，井底的钻井液柱压力高，
习惯上在钻杆中，部分充水，这样经过封
隔器的压力差不致太大，这叫作水垫。
开井
未加水垫或气垫时，测试层在开井瞬间的回 压接近于1个大气压。
教材66
压力卡片
关闭 打开 松开
教材66
下入井内
测试阀
钻柱测试器压力记录示意图
（二开二关油井压力卡片）
旁通阀
A段：随工具下井深度增加而增加的
封隔器
钻井液静液柱压力。
筛管
压力卡片
•
关闭 打开 松开
教材66
初始静液柱压力
测试阀
旁通阀 封隔器 筛管
工具下到井底后， 钻井液静液柱压力达到最大
压力卡片
第一次开井
地面控制设备
教材64
测试工具 封隔器
测试设备： 测试工具、（接在钻杆下部） 封隔器、 地面控制设备。
（一）测试工具
多流测试器（MFE） 压力控制测试器（PCT）
多流测试器（MFE）
（美国1961年研制）
反循环阀
旁通阀 安全接头
测试器 震击器
应用广泛，裸眼井和套管井 （单层或多层测试）
压力计和筛管
教材64
井间示踪剂测试
向井内注入携带有示踪剂的流体， 在邻近的生产井中检测示踪剂的开采动态。
教材98-101
第二节 钻柱测试
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。
• 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
教材63
一、测试工具及原理
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
通过对油气层进行测试，获取 油气层产量、 压力响应、 产液性质 地层渗透率 流体样品等资料。
----动态信息
教材P63
地层测试简介 钻柱测试
第一节 地层测试简介
地层测试
t
中途测试
完井测试
油气井测试
教材P63
•中途测试
在探井钻进过程中，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。
液压标准工具（HRT） 封隔器
适用条件： 套管井，单层测试
（二）测试原理 （以MFE测试为例）
测试阀 关闭
四个过程：
•下入井内 •开井 •关井 •从井内取出
（1）下入井内
旁通阀 打开 封隔器 松开
筛管
•井筒内的钻井液 由筛管经旁通阀 和环形空间返至 地面
教材64
将测试器接在钻杆底部， 下至测试层段。
大压差下，流体容易流出，获得最大产能。
（3）关井
测试阀 旁通阀 封隔器 筛管
测试阀 旁通阀 封隔器 筛管
测试阀 关闭
旁通阀
•测量该层的
压力恢复曲线
封隔器
•取样器取
筛管
流体样品（终流动）
教材65
关井
测试阀 旁通阀 封隔器 筛管
教材65
测试阀 旁通阀 封隔器 筛管
测试阀 旁通阀 封隔器 筛管
（4）从井内提出
封隔器
MFE测试器示意图
不适用于斜井和海洋井
压力控制测试器（PCT）
（70年代研制）
压力控制 测试系统 示意图
教材65
•适用于斜井和海上钻井
与多流测试器的区别： （1）用液压装置控制测试过程
地面控制， 适用于难于用钻杆操纵的斜井
（2）测试管柱中配有伸缩接头
伸缩接头、安全接头
平衡管内压力变化。
压力控制测试器