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1、钻杆测试技术目 录一 概述(1)二 选择钻杆测试的原则(2)三 测试管柱、测试工具、井下仪表及地面流动控制装置的功能及技术规范(4)四 施工技术要求(37)五 安全保护工作(42)六 典型压力卡片分析(44)七 资料处理及地层参数计算(65)一、概述1钻杆测试在勘探开发过程中的作用钻杆测试在国外叫DST，它是Drill Stem Tesing的缩写，又叫地层测试。钻杆测试是在 钻井过程中对已被钻开的 油气层进行裸眼测试或在 完井之后 对油气层进行测试的总称。用钻杆柱或油管柱将地层测试器下到待测层段，进行不稳定试井，取得产层的产量，温度和井底开关井时间一压力关系曲线卡片，并取得流体样品。通过分析
2、解释获得在动态条件下地层和流体的各种特性参数，从而可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，既是最经济的“临时性”完井方法，又是尽早对井和地层作出评价的科学方法 根据测试数据和其他资料进行分析、计算，可以得到下列主要参数。 渗透率这是表明地层流体在岩石中流动的能力及其被采出的可能性，因此，在估价油气藏的潜在能量时有着极为重要的作用。 地层损害程度。地层被钻井液、固井液、射孔液、压井液的侵入以及地层部分打开、射孔不足、射孔孔眼堵塞等多种因素影响，使井筒附近渗透率降低、产量减少通过测试可以估算出地层被损害的程度，因此，目前国外采用酸化、压裂措施前后都必须进行钻杆测试，以便拟定措施方
3、案及观察措施效果，避免盲目采取措施而造成浪费 油藏压力。在测试过程中通过关井测压力恢复曲线，可外推出最高油藏压力，这个压力值对油藏工程的许多计算都是十分重要的 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 测试半径。测试过程中，在一定距离地层内流体发生位移，这个距离称为测试半径，也是油藏工程中的重要参数 6、边界异常。在测试半径内如有断层或边界存在，可以通过压力分析，计算出边界异常的距离和类型 钻杆测试还能计算出其他一些参数，供油藏评价和分析，这种方法与老的试油方法相比，显示出较大的优越性，所以，在石油天然气的勘探开发中具有十分重要的地位和作用 2国
4、内外钻杆测试发展概况 钻杆测试技术早在19世纪60年代，美国就在裸眼盐井里采用提捞方法进行测试，后来对油井也采用了先测试后下套管的完井步骤最早的地层测试器在1867年就出现了，美国的Halliburton和Johnston两家公司在1926年都研制出较完善的地层测试器，当时主要是获得地层的产量，到了1934年井下压力记录仪研制成功，才为钻杆测试创造了新的条件，这以后，压力记录仪便成为测量地层压力的唯一仪器，也是测试过程中获取地层资料的重要手段之一。1944年增加了反循环阀，使测试能文明施工，1950年又研制成可以多次开关并的测试阀并配有密闭取样器，从而使测试技术为正确分析和评估产层特性创造了良
5、好的条件。在这以后，美国一些从事测试的服务公司不仅有了较完善的地层测试器，而且还研制出了适应各种井况和条件的测试工具，如电缆地层测试器、膨胀式地层测试器、环空压力控制测试器等随着电子工业的发展，高精度电子压力记录仪也用于测试之中，提高了测试的精度在储集层评价方面，可运用压力恢复的早期数据和晚期数据来计算储层特性参数，为储集层的综合评价提供了更多的供选择的方法。 我国40年代在玉门曾应用过美国的地层测试器，50年代以后一直沿袭苏联的试油方法，由专门的试油队进行试油，速度慢、时效低，致使不少井被积压下来不能及时试油。60年代在四川、江汉等地开始研究地层测试技术，但由于井下工具简单，不能普遍应用。从
6、1978年开始，我国各主要油田先后从美国引进了一批地层测试器，建立了一批专业测试队伍，同时，全国推广应用这一技术，收到了明显的效果1989年在探井中应用地层测试器试油已占全部试油工作量的40以上。 二、选择钻杆测试的原则 在油气勘探阶段、钻探各类探井主要目的是发现和探明新含油气构造或新层系因此，在钻探过程中，遇有油气显示，应随即进行钻杆测试(一般在裸眼井段中)，以及时发现和评价油气层。钻杆测试是钻井过程中一种临时性完井技术，它可以完成上述任务。因此，在钻探各类探井时，应在设计中安排钻杆测试工作并为其创造必要条件当探井完钻后，也需应用地层测试技术进行完井测试工作，可以及时准确获取对油气层进行全面
7、工业性评价，为进一步勘探提供重要资料 1洲试时间的确定 测试时间以及开关并时间的分配对测试能否取得合格的资料至关重要。 1、裸眼井测试的时间主要是根据裸眼井的类别、井深、井身质量、钻井液性能来确定对沙泥岩裸眼井，由于地层比较疏松，容易造成坍塌、黏土膨胀、粘卡等事故，测试时间应控制在钻具允许在井眼内静止停放的时间以内，除起下钻之外，一般纯测试时间应在8h之内。如果在碳酸盐岩地层进行裸眼测试，纯测试时间可以适当延长，但也要根据测试层上部裸眼井段的长度和是否下技术套管而定。总之要为裸眼测试创造必要的条件，做到安全生产。 套管井测试时间的确定主要是以取全取准资料为主，既要测量储层的稳定产量，又要录取压
8、力恢复的完整数据。 2测试过程中开关井时间的分配原则 合理地分配开关井时间是录取高质量资料的关键，对于渗透率高、流动特性好的产层，开关井时间分配一般能满足录取资料的要求。对于渗透率较低、流动特性差的产层，开关井时间分配是否合理特别重要，否则，会导致测试失败。在确定开关井时间分配时，要根据地面显示的情况、产层渗透性好坏、井眼条件、甲方的技术政策等多种因素综合考虑。 裸眼井测试时，要根据井眼允许停留的时间来确定，对于砂泥岩裸眼井测试，一般采用初开35min，初关井1h，终开井12h，终关井24h为宜，果条件不允许，可以采用一开一关的 办法进行测试，开井12h，关井24h。对于碳酸盐岩地层的测试，可
9、以适当延关井时间，初开井30min以内，初关井2h，终开井24h，终关井48h。套管井测试时，主要按录取资料的要求要来确定开关井次数和时间，有时为了判断油藏的类型和计算储量，可能要开关井几天，求得在不同工作制度下的稳定产量，也可能采取三次开井三次关井的办法，来确定油藏是否有衰竭现象，也有时采用较长时间的关井，来录取是否有边界异常和是否达到径向流阶段资料。目前已有地面直读系统，可以在测试过程中直接将井底压力和温度数据，在地面计算机上显示并及时进行处理，能及时正确指导确定开关并的时间，以尽量短的时间得到满意的测试结果。 3测试垫及测试压差的确定 在测试中必须使钻杆柱内的压力小于地层压力，地层流体才
10、有可能流入钻杆柱内。这个压力差值对不同的地层应不相同，压差过大会损害油层或挤坏钻杆，压差过小又会导致地层流体流不出来，所以正确地设计测试压差和选择测试垫的类型是搞好测试的重要环节。 1压差过大容易引起下列情况发生。超过封隔器橡胶筒本身的承压能力，导致封隔器渗漏。由于测试地层结构疏松，容易引起严重出砂或地层坍塌，造成测试管柱被埋被卡，地层出砂会使测试阀、井下油嘴或筛管堵塞，由于砂粒高速流动，将测试阀刺坏，由于压差过大，会使油水或气水同层形成水锥损害油气层。 测试垫有下列几种水垫是最经济的一种，但悬浮能力较差，容易引进堵塞；泥浆垫即优质钻井液，但要控制垫的高度，气垫大部分采用氮气，优点是容易控制，
11、但价格太高。(3)推荐的压差。以封隔器胶筒所能承受压差，一般碳酸岩地层小于35MPa，砂岩地层小于20Mpa：以地层胶结物而言。推荐碳酸盐岩地层小于20MPa，沙泥岩地层小于20MPa。 三、测试管柱、测试工具、井下仪表及地面流动控制装置的功能及技术规范 钻杆测试是用钻杆或油管将封隔器、筛管、压力记录仪、测试阀、旁通阀、取样器、震击器、安全接头、反循环阀等井下工具和仪器组成的测试管柱，下入测试层段，让封隔器膨胀座封于测试层的上部，将其他层段和钻井液与测试层隔离开来，然后由地面控制，将井底测试阀打开，由于测试压差的作用，测试层段的地层流体经筛管的孔道和测试阀流入钻杆内，甚至流至地面。需要关并测压
12、力恢复时，仍由地面控制，关闭测试阀即可关井。其工作原理示意图见图1122。为适应各种井况和测试目的的需要，封隔器、测试阀及其他并下工具均具有多种不同的规格和各具特点的结构，这些工具的适当组合就可以构成许多不同的测试管柱。已经国产化的MFE测试器和TCP测试器各部件的图号、名称、规格、总成号见表1148，各种管柱组合见表1149。 1、常规测试管柱 所谓常规测试管柱主要是指目前普遍应用的以MFE和HST测试器为主组成的各种测试管柱，其特点是靠钻杆上提下放来打开和关闭测试阀，适用于陆地油田裸眼井或套管井。 1)MFE(多流测试器)测试管柱 以MFE多流测试器为主测试阀，按照裸眼并还是套管井，采用单
13、封隔器测试还是双封隔器跨隔测试，配合各种安全装置、循环装置和测压仪表等，可组成多种管柱，各种可能的组合管柱如图1123所示。 2)MFE测试管柱各部件的功能 (1)多流测试器 多流测试器是MFE测试管柱的核心部件，实际是个测试阀，它由换位机构、液压延时机构和取样机构组成。在起下管柱时阀是关闭的，只有施加压缩负荷时，经过延时阀才打开，通过管柱上提下放，可以实现多次开井和关井，而且在延时开井时，地面有自由下坠的开井显示，这样可以正确判断测试阀是处在什么位置上。取样机构可以在测试结束时取出地层流体的样品，5多流测试器取2500ml样品，3 3/4多流测试器取1200ml样品。多流测试器的结构如图11
14、24所示。 (2)旁通阀a江斯顿裸眼旁通阀旁通阀由主旁通阀、副旁通阀和延时机构组成。结构见图1125所示。副旁通阀用螺旋销钉固定在打开位置，当测试管柱下井遇到缩径井段时，由于阻力作用主通阀即可打开，延时机构只有承受拉力时才起作用，泥浆仍可通过封隔器心轴和副旁通孔流过，不至造成下井困难。管柱下到预定位置封隔器坐封后，当打开测试阀过程中主旁通阀引受压缩负荷而首先关闭，多流测试阀的心轴推动滑套剪断螺旋销，关闭副旁通阀，同时打开测试阀，此后副旁通一直处于关闭状态，测试结束后，对旁通阀施加9000kg(20000lb)的拉力时(对5工具)。延时机构延时12min，打开主旁通阀，使上下的压力平衡，便于封隔
15、器解封。 b套管旁通 套管旁通比裸眼旁通简单，下井时旁通阀处于打开状态，可以使通过心轴的泥浆从旁通阀流出，减小下井阻力，坐封封隔器时，对管柱旋转和加压，先把旁通阀关闭。在全部测试过程中旁通阀一直处于关闭状态测试完毕，解封封隔器时上提管柱，先把旁通阀打开，使封隔器上下压力平衡，有利于封隔器解封起出管柱时泥浆可通过旁通孔进入管柱心轴，通过封隔器，减少对地层的抽吸作用。 c跨隔旁通系统 跨隔旁通由位于上封隔器上面的上接头和下封隔器上面的下接头和一根连通上、下接头并一直伸到下封隔器下边的厚壁细管组成，它使上封隔器上方的泥浆与下封隔器下方的泥浆一直连通着，其作用是使泥浆静压力对上、下封隔器作用抵消，消除了损坏尾管的可能性一旦任一个封隔器失灵，地面上立刻有显示。3、泥浆柱一直压着下封隔器以下的层段，可
