BFT電纜地層測試在河南油田的應(yīng)用資料

BFT電纜地層壓力測試應(yīng)用一、電纜地層壓力測試儀器測量資料可以得到以下用途：取得目的層系統(tǒng)壓力，可用于地層的壓力剖面分析。取得目的層壓力同時(shí)測量泥漿柱壓力，可用于了解泥漿液柱密度在井中的分布。開發(fā)井測量壓力，可用于獲得開發(fā)井的單層壓力衰減情況。水淹油層壓力測量，可用于分析油層水淹部位，來水方向。探井系統(tǒng)壓力測量，可用于劃分油氣水接觸界面。在壓力測量同時(shí)，可用于獲得測量層的可流動(dòng)流體的相滲透率。目前我國大部分油田油氣生產(chǎn)都處于高含水階段，大部分油層都被水淹，河南主要油田也不例外。如何識(shí)別油層水淹部位和來水方向是地質(zhì)工程急要解決的問題，而開發(fā)井的壓力測量是解決這個(gè)問題不可替代的簡便方法。至2011年12月31日，BFT儀器在河南油田當(dāng)年已測量77井次、741個(gè)點(diǎn)，有43井一支儀器測量成功，34口井兩支儀器完成。測井成功率100%，沒有二次上井，資料質(zhì)量可靠。這77口井都是油田開發(fā)井，河南油田開發(fā)30多年，處于高含水期開發(fā)，下面舉出一些例子，說明壓力測量在油田開發(fā)中的應(yīng)用。

口二、 確定井中泥漿靜液密度泥漿靜液柱壓力與泥漿液柱垂直高度有如下關(guān)系：PmAhB(1)式中Pm----泥漿柱壓力，MPa；A---壓力梯度(斜率)，MPa/m；h---泥漿靜液柱垂直高度，m；B---截距MPa。公式（1）當(dāng)泥漿靜液柱垂直高度等于零，h=0，則PmB，也就是說在地面測量的壓力，它不等于零，應(yīng)為1個(gè)大氣壓。因此，理論上B1大氣壓0.101325MPa。泥漿靜液柱垂直高度不等于測井的深度，測井的深度是已知的，而泥漿柱垂直高度往往不知道。如何確定泥漿靜液柱垂直高度是計(jì)算泥漿柱壓力梯度的重要的問題。泥漿柱垂直高度與測井深度的關(guān)系見圖8。鉆臺(tái)面CkBm 地面測測泥漿液面井量深點(diǎn)井筒度泥漿液柱高度 壓力儀器hp圖1井中泥漿液沒有灌滿井筒泥漿柱垂直高度與測井深度的關(guān)系從圖1，泥漿靜液柱的高度h有如下的關(guān)系：h(dcm)(2)把公式（2）代入（1），則有如下關(guān)系：PmA(dcm)B(3)式中d----壓力測量點(diǎn)的測量深度，m；c---泥漿出口處距鉆臺(tái)面的高度，m；m---泥漿靜液面距泥漿出口處的高度，m。公式（3）變形：PmAd(AcAmB)(4)實(shí)際上c值泥漿出口處距鉆臺(tái)面的高度，處在空氣中，Ac值應(yīng)為大氣壓力，它與B值相當(dāng)，因此（Ac-B）其值接近零。因此公式（4）近似有：PmAd(Am).(5)當(dāng)m=0，即井筒灌滿泥漿液，則有：PmAd.(6)公式（6）說明，當(dāng)井筒灌滿泥漿液，泥漿液柱的壓力梯度A，可以用壓力與測量深度進(jìn)行回歸確定。如果井筒泥漿液沒有灌滿，式（5）則有：PmAd(Am)AdB(7)公式中m是泥漿靜液面距泥漿出口處的高度，處于空氣中，為了估計(jì)m值，必須用泥漿靜液柱的壓力梯度來計(jì)算，公式（7）表明，井筒泥漿液沒有灌滿，用測井深度計(jì)算測量壓力時(shí)，必須減去沒有灌滿泥漿井筒那部分的壓力，則有：(Am)B(8)那么，泥漿液面距泥漿出口處的高度，有：B(9)mA公式（9）表明，可以用公式（1）的斜率和截距估計(jì)泥漿液面距泥漿出口處的高度。公式（6）中的A確定方法，把壓力測量點(diǎn)的垂深度作橫坐標(biāo)，把壓力作縱坐標(biāo)，進(jìn)行回歸。在回歸時(shí)，截距設(shè)置=0，可得到斜率A.。井筒泥漿靜液柱的密度用下公式確定：denmA/V(10)式中A---壓力梯度(斜率)；denm---泥漿靜液柱密度，g/cm3。V---系數(shù)，如果測量壓力單位為MPa，V=0.009805或取V=1/102，如果測量壓力單位為psi，V=1.422。下表是在回歸時(shí)，截距設(shè)置=0，截距設(shè)置≠0得到斜率計(jì)算的泥漿密度g/cm3.。由表看出截距設(shè)置=0，計(jì)算的泥漿密度與鉆井液實(shí)際泥漿密度基本一致。表1計(jì)算的泥漿密度與鉆井液實(shí)際泥漿密度截距設(shè)置=0截距設(shè)置≠0實(shí)際泥漿密度g/cm3井號(hào)泥漿密度g/cm3泥漿密度g/cm3古新26051井1.61.6417021.6雙H14-16井1.3968521.5192041.4雙H6-708井1.3458721.3356761.34雙新8-6井1.241.2643041.3古23051井1.721.713081.72古24071井1.2460621.2460621.25雙K6-18井1.191.1867091.18雙K6-15井1.2031280.989011.22古新2706井1.7027321.9270441.71雙新資1井1.2541081.2541081.27圖2幾口井，地層壓力測量過程中測前，測后泥漿液柱壓力測量比較，由圖可以看出，測前，測后泥漿液柱壓力測量基本一致，符合測量質(zhì)量要求。泥漿柱壓力古23051井1817.5測前泥漿柱壓力Mpa測后泥漿柱壓力Mpa1716.51615.5y=0.0169x15R2=0.997314.5850900950100010501100垂深m泥漿柱壓力MPa雙K6-1830測前泥漿柱壓力Mpa25測后泥漿柱壓力Mpa201510y=0.0117x5R2=0.9986005001000150020002500垂深m泥漿柱壓力MPa雙K6-1530測前泥漿柱壓力Mpa測后泥漿柱壓力Mpay=0.0118x5R2=0.9334005001000150020002500垂深m

泥漿柱壓力 古24071井141210測前泥漿柱壓力Mpa6測后泥漿柱壓力Mpay=0.0122xR=0.987642085090095010001050垂深m泥漿柱壓力MPa雙新資125測前泥漿柱壓力Mpa測后泥漿柱壓力Mpa1510y=0.0123x2R=0.96485013001350140014501500155016001650垂深m泥漿柱壓力 雙H14-16井353025測前泥漿柱壓力Mpa15測后泥漿柱壓力Mpa10y=0.0137x5R2=0.96970175018001850190019502000205021002150垂深m圖2地層壓力測量過程測前，測后泥漿液柱壓力三、確定開發(fā)井的單層壓力變化油層壓力是油田開發(fā)中重要參數(shù)， 是衡量油田開發(fā)水平最重要的技術(shù)特征。 因此油層壓力測量是了解油田開發(fā)動(dòng)態(tài)不可少的工作。油田開發(fā)油層壓力變化近似“ U”特征，即油層壓力由高到低又到高的過程。油層開發(fā)， 原油流出，壓力由油層的原始壓力下降，到無水采油期結(jié)束，油層開始注水或邊水侵入，油層水淹，油層壓力上升。目前河南油田處于注水開發(fā)階段。油層壓力處于注水上升階段，壓力上升的程度取決于注水力度。因此，壓力監(jiān)測是注水控制壓力重要的依據(jù)。雙 K6-18井和雙K6-15井是雙河油田開發(fā)井。開采層位同為 VI油層，圖3是這兩口井同時(shí)測量壓力剖面，由圖可以看出，兩口井測量時(shí)壓力基本相同，地層連通性好，壓力一致。垂深(米）016001700180019002000210022002300

5101520壓力(Mpa)25壓力(雙K6-15Mpa)壓力雙(K6-18 Mpa)地層原始壓力(Mpa)VI圖3雙K6-18井和雙K6-15井壓力剖面四、同時(shí)測量泥漿柱壓力，可以了解泥漿密度在井中的分布圖4是兩口井的泥漿靜液柱的壓力剖面，雙 H6-708井，不同深度的泥漿靜液柱的壓力系數(shù)基本一致，它的泥漿密度基本一致。而雙 H14-16井，不同深度的泥漿靜液柱的壓力系數(shù)隨深度的增加而增加， 壓力系數(shù)的增加是泥漿密度隨深度的增加造成的。 這是泥漿中顆粒沉淀的結(jié)果。泥漿柱測量點(diǎn)的壓力系數(shù)1.43雙H14-16壓力系數(shù)y=0.0001x+1.14871.42雙H6-708壓力系數(shù)R2=0.78721.411.41.391.381.37y=2E-06x+1.33831.36R2=0.00141.351.341.33175018001850190019502000205021002150垂深m圖4兩口井的泥漿靜液柱的壓力剖面五、探井系統(tǒng)壓力測量，可以劃分油氣水接觸界面圖5這是一口探井，通過壓力測量剖面，可以清楚劃分油氣水界面。深度2450m247024902510253025502570壓力psi25901760油氣界面1782.9m1770g=5.3938x-11683R2=0.976117801790o=0.8648x-376.22R2=0.99931800油水界面1801.2mw=0.6897x+64.82818102R=1182018301840水層氣層油層1850圖5 通過壓力測量剖面，可以劃分油氣水界面六、水淹油層壓力測量，可識(shí)別水淹部位油田開發(fā)過程中，油層水淹是必然趨勢， 地層中水的流動(dòng)，是受地層壓力控制的。 地層壓力變化和指向是確定識(shí)別油層水淹部位最主要的依據(jù)。 油層水淹，油層不是一下子整層水淹，而是從局部水淹開始， 慢慢擴(kuò)展為整層水淹。 驅(qū)替油的地層水來自何方？是來自油層的底部或頂部，還是中部？這是油田開發(fā)中不可回避的問題。 對于原始油氣層， 層內(nèi)的壓力系數(shù)基本不變，當(dāng)油氣層被動(dòng)用或被水淹，層內(nèi)的壓力系數(shù)有變化。從層內(nèi)的壓力系數(shù)變化特征可以識(shí)別油氣層的水淹部位。下面給出河南油田的例子。1、油層中部水淹層例子厚油層被水淹，油層內(nèi)壓力系數(shù)有變化， 局部壓力較大，壓力系數(shù)較大為主要來水部位。如K6-15井1984-1995井段，這是整個(gè)油層被水淹的例子， 但從壓力剖面可以發(fā)現(xiàn)水淹的主要部位，見圖6和表2.。圖6中左部是測量的目前地層壓力（psi），右部是測井資料處理結(jié)果。該層原始是統(tǒng)一壓力系統(tǒng)，油層被水淹后，油層內(nèi)壓力系數(shù)有變化，中部壓力系數(shù)較大，BFT滲透率高，是首先來水主要部位，水淹程度高，含油飽和度低。頂部，底部壓力系數(shù)小，水淹程度較高，含油飽和度較稍高。這油層厚度大（ 1981-1996米），測量的壓力點(diǎn)少，只有3點(diǎn)，僅靠這3點(diǎn)要準(zhǔn)確確定來水主要部位，有點(diǎn)勉強(qiáng)。因此，要準(zhǔn)確確定來水主要部位，最好每米測量一點(diǎn)。圖6

油層中部主要來水部位例

子表2井測量點(diǎn)目前地層目前地層BFT滲測井來水部位號(hào)深度壓力psi壓力系數(shù)透率md水淹類型含油飽和度198419980.71277122.3150%中水淹層雙1987.424470.8715253.9930%強(qiáng)水淹層中部K67214035.950%中水淹層2、油層底部水淹例子油層局部被水淹，壓力變化有起伏特征。配合測井資料處理結(jié)果可以識(shí)別。如雙 K6-18井1986-2004m井段，原始油層是統(tǒng)一壓力系統(tǒng)滲透性地層，油層被水淹后，油層內(nèi)壓力有變化，底部壓力最大，中部BFT壓力較小，這是由于底部是來水主要部位，水由下向上移動(dòng)，水淹方向由下向上，底部強(qiáng)水淹，中部中水淹。上部壓力較大，是因?yàn)轫敳窟€保留原始油層的無水采油狀態(tài)，是油層特征。測井曲線顯示，底部測井深電阻率曲線小于微電阻率，表明是水層的特征，中部是深電阻率曲線等于微電阻率，表明是油水層的特征，上部深電阻率曲線大于微電阻率，表明是油層的特征。測井資料處理結(jié)果表明頂部含油飽和度達(dá)70%，中部含油飽和度達(dá)60%，底部含油飽和度只有30%，含油飽和度從頂部到底部由高到低，由油層段向水層段過度。因此頂部生產(chǎn)原油有潛力。見圖7和表3。測量壓力psi230023502400245025002550198619881990199219941996199820002002測量點(diǎn)深度m2004圖7油層底部水淹層例子表3井號(hào)測量點(diǎn)深地層壓力地層壓力BFT滲透率BFT測井解釋來水部位度mpsimd系數(shù)解釋結(jié)論含油飽和度雙K6-181986.824240.86156.13弱水淹層70%1992.423520.83118.8中水淹層60%2002.225300.88165.6強(qiáng)水淹層30%低部七、測量點(diǎn)的可流動(dòng)流體的相滲透率。地層的滲透率可以從不同的方法得到：①電纜地層測試滲透率， 是地層流體流動(dòng)滲透率。 電纜地層測試儀器能夠在抽取地層流體的同時(shí)記錄探頭壓力與時(shí)間的變化關(guān)系，通過測量壓力，時(shí)間，流量數(shù)據(jù)求取地層的滲透率，它具有動(dòng)態(tài)特征，能夠反應(yīng)流體在地層中流動(dòng)特性，是地層沖洗帶流體流動(dòng)相滲透率，是快速識(shí)別儲(chǔ)集層特性的最重要方法。②地層測試滲透率，是整個(gè)產(chǎn)層的流體流動(dòng)平均相滲透率。 DST測試是求取整個(gè)儲(chǔ)層厚度上的平面徑向流體相滲透率，它是估計(jì)地層生產(chǎn)能力的最重要參數(shù)。③地面巖心滲透率，是用地層的巖心在地面分析的滲透率。 地面巖心分析的滲透率是氣（氦氣）滲透率，它與取樣巖性和測量壓力方法有關(guān)，由于巖心分析的滲透率資料多， 是評價(jià)油層的重要數(shù)據(jù)。④測井計(jì)算滲透率，測井方法計(jì)算的滲透率是近似氣滲透力， 基于地面巖心分析的孔隙度，滲透率進(jìn)行回歸，得到滲透率與孔隙度的關(guān)系，然后用測井得到的孔隙度計(jì)算滲透率。測井得到的孔隙度是非常廣泛的，但地面巖心分析的孔隙度， 滲透率是有限的。因此， 具有以點(diǎn)帶面的特性。⑤核磁共振滲透率， 核磁共振測井通過測量地層孔隙度， 求取滲透率，是屬于靜態(tài)滲透率。以上5種滲透率都反應(yīng)地層滲透特性，都可識(shí)別滲透性地層還是非滲透性地層，它們都反應(yīng)油氣層滲透特性。 但獲取的滲透率方法各有利弊， 各種滲透率數(shù)值彼此之間的相關(guān)性不是很好。電纜地層測試儀器得到的流體滲透率， 最具反應(yīng)本地層點(diǎn)流動(dòng)特性。 是滲透率取得最經(jīng)濟(jì)的方法。電纜地層測試滲透率可從壓降法計(jì)算地層滲透率得到：kdq(11)cpspi式中