于化龙
(大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司 黑龙江 大庆 163513)
在油田开发中后期，对高含水[1-4]采油井纵向上潜力层[5-6]的认识一直难有较大突破，特别是对每个生产层地层压力及开采程度的认识，急需有效的测试技术和监测手段。常规测井仪器和方法受探测深度和环境影响较大，难以准确找到剩余油[7-15]，井下取样器(地层测试器)可直接测量井下单个地层压力并获取地层中原状流体样品，难题就可迎刃**。国外井下流体取样器主要有RFT、FET、SFT等，RFT、FET在裸眼井内用吸盘贴封任意方向井壁，用一根探针测压取样；
SFT在套管井内用吸盘贴封任意方向的1-2个射孔孔眼并测压取样。国内井下流体取样器主要有AFT[16](Advanced Formation Tester，称为电缆输送自排液式分层测压取样器或高含水井分层找可动剩余油集成测试技术)。AFT在套管井采用液压膨胀双胶筒封隔套管，实现储集层压力(温度)等测试和流体取样。AFT结合测井直读技术和试井存储技术，通过电缆施工工艺，在井筒内获取井下储集层的压力资料[17-18]和流体样品[19]。
1.1 测试原理及工艺
将AFT输送至井下，利用自然伽马仪(GR)、磁性定位器(CCL)双重定位跟踪待测目地层，液压系统使一对可调卡距的电控膨胀式封隔器在目的层外的夹层处胀封。利用仪器串中的泵强制抽排出封隔段内及目的层的液体，监测并记录液柱压力、地层压力、温度和流体含水等信息，待抽取到目的层原状流体后保存流体样品，停泵后测单层压力恢复，然后解封，上提仪器出井口并转样。经对各层录取资料解释及液样化验结果进行综合分析，确定有潜力的目的层。
AFT井下流体取样器下井可以获得自然伽马(GR)、磁性定位(CCL)、液柱压力温度(P液柱、T液柱)、地层压力温度(P地层、T地层)、流体含水(fw)、封隔器液压压力(P液压)8个参数。
1.2 仪器结构
AFT井下流体取样器主要由井下取样、井下测试、井下供电三部分组成，如图1所示。
1—电缆头；
2—电子节；
3—平衡节；
4—液压节；
5—存样节；
6—上封隔节；
7—抽吸节；
8—下封隔节及仪器尾帽；
9—调整加长节；
10—伽马短节；
11—磁性定位、压力、温度组合测试仪短节图1 AFT井下流体取样器结构示意图
1)井下取样：主要由平衡节、液压节、存样节、上封隔器节、抽吸节、调整加长节、下封隔器节等组成。
2)井下测试：主要由伽马短节、磁性定位、压力、温度组合测试仪短节等组成。
3)井下供电：专用便携式地面系统高压电源柜、低压电源柜通过电缆为井下液压节、可调卡距的电控双封隔器(上、下封隔器节)、抽吸节、电子节等提供工作电压。
1.3 仪器技术参数
AFT井下流体取样器技术指标见表1。
表1 AFT取样器技术指标
2.1 AFT现场测试施工过程
仪器下放到测压层位以下，上测井段的自然伽马和磁定位曲线与完井电测自然伽马曲线及前磁数据对比，校正深度。
仪器上提到测试层位，使封隔段对准封隔层位，启动液压马达，开始封隔，封隔成功后反复泵抽、泵排封隔段内的流体一段时间后，存样，然后等待地层压力曲线稳定后解封，开始缓慢上提仪器。仪器提出井口后安装接样管，将流体样品存放到样品容器内。
检查封隔器状态良好后，逐一层位完成各层段的分层取样及测压工作。
大庆油田某采油厂年完成AFT测试10井次，随着AFT测试方法的推广应用和仪器的不断完善，测试井次逐年呈上升趋势。
2.2 应用实例
2.2.1 测试目的和方案
X1井是大庆油田某采油厂纯油区东部一口三次加密调整抽油机井。本次测试对该井5个层段进行AFT测试。测取目的层段的压力，抽取目的层段流体样品，了解纵向层间压力差异和各层段流体的性质，为该井后期生产及措施方案调整提供依据。根据测试目的并结合本井射孔情况，2019年5月8日-5月9日， 昼夜连续施工，采用GR校深，对5个层段分别进行测压、取样，其层位与施工顺序及施工内容见表2。
表2 X1井AFT测试施工数据表
2.2.2 压力资料分析
1)SII1(1)-2(2)层
SII1(1)-2(2)(959.9～966.4 m)号层地层压力高于对应深度处液柱压力。时间-压力曲线如图2所示。封隔器坐封后地层压力上升，坐封2 min后泵开始抽排。随泵抽排，地层压力波动较大，压力恢复曲线波动也较大，由于压力恢复曲线异常无法进行试井拟合分析，仅给出如下压力值：测试深度处地层压力为9.57 MPa，液柱压力为9.35 MPa，折算到油层中部深度地层压力为10.48 MPa。
图2 SII1(1)-2(2)层时间-压力曲线
2)SII6(0)-9(1)层
SII6(0)-9(1)(983.5～993.2 m)号层地层压力高于对应深度处液柱压力。压力曲线及解释成果图如图3所示。
图3 SII6(0)-9(1)层时间-压力、压力-导数曲线
封隔器坐封后地层压力明显上升，坐封3 min后泵开始抽排，然后关井进行压力恢复测试。压力及其导数曲线显示：早期变井储，出现了明显径向流特征。选择“变井储+均质油藏+无限大边界”模型进行解释分析。计算得到该层井筒储集系数为0.000 322 m3/MPa，井储很小，说明AFT测试能够大大减小井储影响；
有效渗透率为55.2×10-3μm2，为中渗储层特征，表皮系数为1.2，井壁区受到了污染，属于不完善井段。测试深度处地层压力为10.10 MPa，液柱压力为9.57 MPa，折算到油层中部深度地层压力为10.76 MPa，外推地层压力为10.90 MPa。
3)SII11(3)-12(0)层
SII11(3)-12(0)(1 003.6～1 011.0m)号层地层压力高于对应深度处液柱压力。压力曲线及解释成果图如图4所示。封隔器坐封后地层压力上升，坐封3 min后泵开始抽排，抽排结束后关井进行压力恢复测试。压力及其导数曲线显示：早期变井储，受定压边界影响导数曲线后期下掉，选择“变井储+均质油藏+圆形定压边界”模型进行解释分析。计算得到该层井筒储集系数为0.145 m3/MPa，井储小，说明AFT测试能够减小井储影响；
有效渗透率为21.1×10-3μm2，为低渗储层特征，表皮系数为4.77，井壁区受到了污染，属于不完善井段。测试深度处地层压力为10.79 MPa，液柱压力为9.77 MPa，折算到油层中部深度地层压力为11.27 MPa，外推地层压力为11.35 MPa。该层坐封后井口溢流量明显减小。
图4 SII11(3)-12(0)层时间-压力、压力-导数曲线
4)SIII11(0)层
SIII11(0)(1 060.7～1 062.3 m)号层地层压力高于对应深度处液柱压力。压力曲线及解释成果图如图5所示。封隔器坐封后地层压力上升，坐封5 min后泵开始抽排，抽排结束后关井进行压力恢复测试。压力及其导数曲线显示：早期有裂缝线性流特征反映，后期出现了明显径向流特征，选择“定井储+有效传导裂缝+均质油藏+无限大边界”模型进行解释分析。计算得到该层井筒储集系数为0.000 45 m3/MPa，井储很小，说明AFT测试能够大大减小井储影响。有效渗透率为32.1×10-3μm2，为低渗储层特征。表皮系数为-1.54，井壁区未受到污染，属于完善井段。测试深度处地层压力为10.65 MPa，液柱压力为10.34 MPa，折算到油层中部深度地层压力为10.56 MPa，外推地层压力为10.70 MPa。
图5 SIII11(0)层时间-压力、压力-导数曲线
5)PI42(1-2)层
PI42(1-2)(1 127.4～1 131.3 m)号层地层压力高于对应深度处液柱压力。压力曲线及解释成果图如图6所示。封隔器坐封后地层压力上升，坐封8 min后泵开始抽排，抽排结束后关井进行压力恢复测试。压力及其导数曲线显示：早期变井储，受定压边界影响导数曲线后期下掉，选择“变井储+均质油藏+圆形定压边界”模型进行解释分析。计算得到该层井筒储集系数为0.005 11 m3/MPa，井储很小，说明AFT测试能够大大减小井储影响。有效渗透率为109.0×10-3μm2，为中渗储层特征。表皮系数为10.2，井壁区受到了污染，属于不完善井段。测试深度处地层压力为11.18 MPa，液柱压力为10.96 MPa，折算到油层中部深度地层压力为10.49 MPa，外推地层压力为10.50 MPa。
图6 PI42(1-2)层时间-压力、压力-导数曲线
2.2.3 取样分析
图7中从左至右分别为自上而下5个测试层段抽取的流体样品。
图7 流体样品图片
观察图7取样获得的样品，SII11(3)-12(0)(1 003.6～1 011.0 m)号层及PI42(1-2)(1 127.4～1 131.3 m)号层样品明显含油，具有继续生产挖潜的潜力；
SIII11(0)(1 060.7～1 062.3 m)号层压力导数曲线显示有明显的裂缝线性流特征，取样结果完全是清水，分析认为该层产出流体主要为水。因此，建议SII11(3)-12(0)(1 003.6～1 011.0 m)号层及PI42(1-2)(1 127.4～1 131.3 m)号层为剩余油潜力油层；
SII11(3)-12(0)(1 003.6～1 011.0 m)号层为6个小层合测，其中既有潜力层又包含有强水淹高压层，若能细分详查堵水则更好。
2.3 测试结果验证
测井结果表明在高含水油井内，仍有含水率相对较低的潜力油层。根据AFT实测资料，有针对性地封堵高含水层，使相对低压潜力油层的能量得到有效释放。应用AFT测试结果并采取压裂和堵水措施的井，措施后都显著地增加了产油量，全井的综合含水率降低，见表3。
表3 AFT现场测试及措施后应用效果
1) AFT井下取样测试结果表明高含水油井内，仍存在含水率相对较低的潜力油层。
2) AFT井下取样器压力恢复测试能够有效消除井储效应，压力恢复测试效率提高。
3) AFT井下取样器需要改进，多次测试结果表明，每井次的第一个测试点，随泵抽排，地层压力波动较大，压力恢复曲线波动也较大，压力恢复曲线异常无法进行试井拟合分析；
测试过程中井口始终有溢流，因此分层取样结果能够定性反映层段流体性质情况。