随钻地层压力测试地面模拟实验设计.pdfVIP

国 外 测 井 技 术 2010年第6期 WORLD WELL LOGGING TECHNOLOGY · 基础科学 · 随钻地层压力测试地面模拟实验设计 韩雄 夏宏泉 陈平 郑华林 西南石油大学石油工程测井实验室 摘 要：随钻地层压力测试(PWD)是随钻测井(LWD)的一个重要分支，国内关于这方面的研究 目前 尚处于起步阶段，属于前沿技术。实时准确地获取地层压力可以及时识别异常压力层，确定合理的 钻井液密度，防止井下溢流、井喷、井漏和井塌遇卡等复杂情况，优化钻井工艺，实现优质高效安全 钻井，提高钻井效率。由于井下随钻地层压力测试过程较为复杂，技术要求高，不同于常规裸眼井的 电缆地层测试 (RFT)，因此需要事先开展地面模拟实验，对测试的影响因素和参数进行分析与初 步确定，以及预测可能出现的异常情况。本文从FP~A_理论分析入手，合理地设计了随钻地层压力测 试地面模拟实验，并给出了其地面模拟实验所涉及的抽吸速度和测试时间等参数的计算公式及相 关结论，为具体开展地面模拟实验奠定了坚实的理论基础。 关键词：地层压力测试；随钻测井；FRA；渗透率 0 引言 们可以把测试中抽取地层流体的过程简化为一个三 维半无限大边界的渗流模型，其截面示意图如图 1 随钻地层压力数据的获取有两条途径，一是使 所示。 用随钻测井资料间接获取，二是采用随钻地层压力 由渗流力学理论 ，可以解出在不同的渗流半径 测试仪直接测量求得。其中利用随钻地层压力测试 r处的压力变化规律。 仪资料解释地层压力时，常用到地层流率分析(FRA) 模型l【1。由FRA理论分析可知，在地面模拟井下的随 钻地层压力测试，要保证其可靠性，那么就要求地面 模拟实验与井下压力测试在探头处的压力变化方程 具有一致性，并且以相同的抽吸速率达到抽吸平衡 时，在探头处产生的压降AP相同，最终压力恢复值 也要相 同。为此，本文开展了随钻地层压力测试地面 q 模拟实验的设计研究。其地面岩心模拟实验的渗透 率K、孔隙度 可由测井资料计算得到或由常规岩 心物性分析实验提供。 l 地面模拟实验可行性分析 在井下进行地层压力测试，按照实际的井眼尺 图 1三维半无限大边界渗流截面图 寸和针孔插入式探头尺寸，其比值大约为20。从工 ①压力下降过程： 程应用角度来讲，其比值在 1O倍以上就可以认为探 P(，．，，)斗 ql* (t )(1) 头尺寸与井眼尺寸之比具有无穷小的关系。因此，我 基金项 目：此研究属国家重大专项 “随钻地层压力测量装置研制”项 目资助●深题编号：2008ZX05026—001—09)。 作者简介：韩雄 (1985-)，男，在读硕士，从事油气井工程研究。 国 外 测 井 技 术 2010年 12月 ②压力恢复过程： r— r——一 附，r)：一2ql／咖 1+ (；J )(tAt)(2) 其中 ： (3) K 注：Pi为地层压力 (MPa)； 为地层流体粘度 (10mPa．s)；K为地层渗透率 (m2)； 为地层孔隙 度；CP为地层流体压缩系数 (MPa)；r为渗流半径 (cm)；q为探头处流体流速 (cm3／s)；t为测试时间(s)； 图3r=Scm位置的压力变化