電纜取樣樣品辨析新方法

蘇鶴成

（中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津 300452）

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電纜取樣樣品辨析新方法

蘇鶴成

（中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津 300452）

摘 要：在油氣田勘探階段，利用電纜地層測(cè)試儀進(jìn)行取樣作業(yè)是識(shí)別油氣水層最直接而有效的重要手段。此文重點(diǎn)論述通過(guò)在純油儲(chǔ)層的侵入帶地層中灌取泥漿濾液樣品，分析化驗(yàn)其濾液氯根濃度，與在同一位置正常取樣作業(yè)的樣品作對(duì)比，發(fā)現(xiàn)電纜取樣作業(yè)在純油層中取到的水都是泥漿濾液，從而總結(jié)出需要把樣品中水的氯根濃度與鉆進(jìn)到取樣深度時(shí)所用鉆井液的氯根濃度作對(duì)比來(lái)辨析樣品中是否含有地層水這一重要結(jié)論。 這一結(jié)論進(jìn)一步詮釋了如何辨析電纜取樣樣品，解除了勘探家在純油層中取到濾液的疑慮，重新使他們對(duì)電纜取樣作業(yè)有了信心。

關(guān)鍵詞：電纜地層測(cè)試儀；樣品辨析；氯根濃度；識(shí)別油氣水層

電纜地層測(cè)試儀所取得的樣品，可以直接判斷儲(chǔ)集層含油、含水或兩者都存在［1］。在渤海油田，儲(chǔ)集層中是否含有地層水的判斷方法屬于一種定性的方法，即：當(dāng)取到濾液樣品（即水樣）時(shí)，如果濾液樣品中的氯根濃度值明顯低于完鉆時(shí)鉆井液的氯根濃度值，就推斷儲(chǔ)層中含有地層水，否則取樣結(jié)果就不能證明儲(chǔ)層中有地層水。但是近年來(lái)在探井測(cè)井作業(yè)時(shí)，常常遇到這樣的困惑：在常規(guī)測(cè)井資料解釋為純油層的地層中，利用電纜地層測(cè)試儀進(jìn)行取樣作業(yè)，所取樣品中除油外經(jīng)?；煊袨V液?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)量樣品中濾液的氯根濃度，結(jié)果顯示相比當(dāng)前裸眼井筒中的泥漿濾液氯根濃度有明顯的降低，由此得出這個(gè)儲(chǔ)集層可能含有水的結(jié)論，這一結(jié)論與其他測(cè)井資料及錄井資料得出的純油層的解釋結(jié)論有差異。因此勘探家們對(duì)現(xiàn)場(chǎng)用定性比較氯根濃度的理論產(chǎn)生了懷疑，而對(duì)所取樣品濾液氯根濃度相比泥漿氯根濃度降低的程度標(biāo)準(zhǔn)提高了。這意味著今后再用電纜地層取樣儀進(jìn)行取樣時(shí)，必須泵排更長(zhǎng)時(shí)間，使所取樣品中的濾液氯根濃度值無(wú)限接近地層水的氯根濃度值，來(lái)確保所取樣品的純度。但是隨著電纜取樣作業(yè)的時(shí)間增長(zhǎng)，不但作業(yè)成本會(huì)增加，取樣儀器遇卡的風(fēng)險(xiǎn)也同時(shí)在增加。為了解釋清楚在“油層”中取得的濾液樣品是否含有地層水，項(xiàng)目組從電纜地層測(cè)試儀器取樣原理著手，重新思考泥漿濾液對(duì)地層的滲透過(guò)程，設(shè)計(jì)并進(jìn)行了錄取侵入帶地層的泥漿濾液樣品的試驗(yàn)。

1 電纜取樣過(guò)程及原理

1.1 電纜地層測(cè)試儀取樣過(guò)程

電纜地層測(cè)試儀下放到設(shè)計(jì)深度位置（圖1），記錄測(cè)前泥漿柱壓力后，打開推靠臂，座封到取樣點(diǎn)。封隔器中心的探針插入地層，與地層建立流體通道，先測(cè)試地層壓力（與測(cè)前泥漿柱壓力作對(duì)比，觀察取樣過(guò)程中是否有漏封現(xiàn)象），然后泵排侵入帶與過(guò)渡帶地層中的濾液。泵排的流體經(jīng)過(guò)儀器內(nèi)部時(shí)，通過(guò)密度傳感器、電導(dǎo)率傳感器、礦化度傳感器、光譜分析儀等檢測(cè)流體性質(zhì)。當(dāng)判斷地層中的泥漿濾液基本排干凈，純凈的地層流體流入儀器內(nèi)部后，通過(guò)控制取樣閥，使儀器進(jìn)入取樣狀態(tài)；否則就把泵排的流體排到井筒內(nèi)。待取樣桶灌滿樣品后，關(guān)閉取樣桶，完成該處取樣作業(yè)［2］。要想獲得純凈的地層流體樣品，就必須把侵入帶與過(guò)渡帶的泥漿濾液泵排干凈，所以泵排的時(shí)間越長(zhǎng)，泵排的量越大，獲取純凈地層流體的成功率越大。

圖1 取樣原理圖

1.2 樣品辨析原理

通過(guò)取樣過(guò)程我們知道，為了得到純凈地層流體樣品，需要把侵入帶與過(guò)渡帶的泥漿濾液泵排干凈，然后取到原狀地層流體樣品。而在實(shí)際的取樣作業(yè)中，由于各種不利因素，并不能每次都能取到純凈的地層流體樣品，樣品中往往混有泥漿濾液，因此現(xiàn)場(chǎng)需要通過(guò)化學(xué)滴定法來(lái)測(cè)量濾液中的氯根含量，以此來(lái)判斷所取樣品中是否存在地層水。渤海地區(qū)上第三系中的地層水，其氯根濃度值遠(yuǎn)低于海水的氯根濃度值18 000 mg/L，而渤海油田所用水基泥漿都是用海水所配，氯根濃度值一般在18 000 ～ 60 000 mg/L之間，理論上只要所取樣品氯根濃度值低于鉆井液的氯根濃度值，就可以得出此儲(chǔ)集層含有地層水的結(jié)論。

2 取樣試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)思路

自然界中與氯離子產(chǎn)生化學(xué)沉淀反應(yīng)的離子有銀離子、亞汞離子等，而這些離子一般在地層水中微乎其微，可以忽略不計(jì)，所以泥漿濾液在向地層中滲透的過(guò)程中氯根濃度基本不會(huì)有損耗。由此可以推斷油層侵入帶和過(guò)渡帶中的氯根濃度是由剛剛鉆進(jìn)至此處時(shí)所用鉆井液的氯根濃度決定的。那么有必要獲取油層中侵入帶地層中的泥漿濾液氯根濃度值，來(lái)驗(yàn)證這一推斷。

2.2 取樣過(guò)程

為了在儲(chǔ)層的侵入帶或者過(guò)渡帶中取到泥漿濾液樣品，根據(jù)取樣原理，電纜地層測(cè)試儀坐封后，開始泵排到灌樣之間的間隔時(shí)間要短，且泵排的量要?。?］。以渤海某井的電纜取樣實(shí)例，BZ34-X-X井1 493.6 ～ 1 499.2 m地層常規(guī)資料特征為：深電阻率11.7 Ω·m，淺電阻率9.6 Ω·m，中子孔隙度33.2%，密度2.11 g/mL，泥質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)11%，孔隙度30.7%，含水飽和度42%；測(cè)壓資料顯示此層段內(nèi)地層流體密度為0.79 ～ 0.81 g/mL，表明此段儲(chǔ)層為典型的油層特征。選擇在此地層段的1 495 m利用EFDT測(cè)壓取樣儀進(jìn)行取樣作業(yè)［4］。泵排了5 min，泵抽出2 L濾液后，取了一個(gè)樣，當(dāng)時(shí)的密度最低為1.04 g/mL，電導(dǎo)率為26 S/m，從參數(shù)上看就是一個(gè)水樣。繼續(xù)泵排50 min，泵出16 L后取得一個(gè)樣，密度為0.84 g/mL，電導(dǎo)率0.48 S/m。同一深度，不同時(shí)間取出的兩個(gè)樣品測(cè)試結(jié)果見表1。

表1 BZ34-X-X井取樣對(duì)比

3 原因分析

BZ34-X-X井《測(cè)井取樣表》記錄本井完鉆時(shí)鉆井液的氯根濃度值為53 000 mg/L，而1 495 m最終取得的2號(hào)油水樣品的氯根卻是25 000 mg/ L，相比鉆井液的氯根濃度少了約53%，由此樣品得出的結(jié)論是這個(gè)儲(chǔ)層應(yīng)該是含有地層水的。取自1 495 m 的1號(hào)侵入帶的濾液樣品，氯根同樣是25 000 mg/L，從兩個(gè)樣品相同的氯根濃度值判斷，2號(hào)樣品中的水應(yīng)該是泥漿濾液，由此可以得出1 493.6 ～ 1 499.2 m這個(gè)儲(chǔ)層并不含有地層水。原因在于《測(cè)井取樣表》記錄的鉆井液的氯根濃度值是通井循環(huán)后井筒內(nèi)的泥漿氯根濃度值［5］，與鉆進(jìn)到1 495 m這個(gè)儲(chǔ)層時(shí)的泥漿氯根濃度值有差異?！禕Z34-X-X鉆井日?qǐng)?bào)》記錄鉆進(jìn)至1 518 m之前，鉆井液氯根濃度值為18 000 mg/L，鉆進(jìn)至2 086 m鉆井液氯根濃度值為33 000 mg/L。由此可以看出，剛剛揭開1 495 m附近儲(chǔ)層時(shí)，向地層中滲透的濾液氯根應(yīng)該是18 000 mg/L，之后隨著鉆井液氯根濃度值的增加，地層中濾液的氯根會(huì)小幅度增加，其原因是泥餅具封堵性，已有泥餅保護(hù)的儲(chǔ)集層中的濾液氯根濃度并不會(huì)隨鉆井液氯根濃度的改變而大幅度的改變。

上述分析可以得出以下結(jié)論：（1）1 495 m處的儲(chǔ)層泥漿濾液的氯根為25 000 mg/L，是由鉆進(jìn)時(shí)鉆井液的氯根濃度決定的。（2）2號(hào)樣品經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的泵排，水的氯根濃度值仍然為25 000 mg/L，證明此儲(chǔ)層沒(méi)有地層水，所取水樣同為泥漿濾液。（3）2號(hào)樣品沒(méi)有取到地層水，即1 495 m這個(gè)儲(chǔ)層從取樣結(jié)果來(lái)看，沒(méi)有證據(jù)證明此處有水。這一結(jié)論與常規(guī)測(cè)井資料得出的此儲(chǔ)層為純油層的結(jié)論相符。

4 結(jié)論與建議

（1）依據(jù)氯根濃度值辨析樣品是否含有地層水，需要與鉆進(jìn)到取樣深度時(shí)所用鉆井液的氯根濃度作對(duì)比。

（2）《取樣數(shù)據(jù)表》內(nèi)鉆井液的氯根濃度應(yīng)該標(biāo)注為揭開取樣深度地層時(shí)所用鉆井液的氯根濃度值。

（3）只有所取地層水樣的氯根濃度值低于揭開取樣深度地層時(shí)所用鉆井液的氯根濃度值，才能證明此處有地層水存在的可能。

（4）電纜地層測(cè)試儀取樣作業(yè)，仍然是識(shí)別油氣水層的最快和最有效的測(cè)井方法。

參考文獻(xiàn)：

［1］蘇鶴成，苑仁國(guó)，鄧強(qiáng). 電纜地層測(cè)試儀取樣新技術(shù)——雙向容積泵取樣［J］. 中國(guó)海上油氣，2014，26（6）：37-39.

［2］張國(guó)強(qiáng)，張衛(wèi)平，李欣. 地層測(cè)試評(píng)價(jià)儀在渤海油田的應(yīng)用［J］.海洋石油，2009，29（4）：69-72.

［3］張國(guó)強(qiáng)，張衛(wèi)平，李欣，等. 電纜地層測(cè)試技術(shù)在渤海油田的應(yīng)用研究［J］. 長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010，7（3）：528-530.

［4］尤國(guó)平，沈陽(yáng)，褚曉冬，等. 地層測(cè)試儀多取樣技術(shù)研究［J］.石油儀器，2013，27（3）：65-68.

［5］張國(guó)強(qiáng)，肖東，郭書生，等. 勘探監(jiān)督手冊(cè)測(cè)井分冊(cè)［M］. 北京：石油工業(yè)出版社，2013：6-10.

中圖分類號(hào)：P631.8

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI:10.3969/j.issn.1008-2336.2016.02.073

文章編號(hào)：1008-2336（2016）02-0073-03

收稿日期：2016-01-28；改回日期：2016-02-23

作者簡(jiǎn)介：蘇鶴成，男，1981年生，工程師，2004年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院，從事測(cè)井監(jiān)督工作。E-mail：suhch@cnooc.com.cn。

New Approach to the Discrimination of Samples by Wireline Sampling

SU Hecheng
（CNOOC EnerTech-Drilling & Production Co.， Tianjin 300452， China）

Abstract：During the oil and gas exploration， sampling operation with the wireline formation tester（WFT） is the most direct and effective method in identifying oil， gas and water layer correctly. This paper mainly discusses how to distinguish the data of WFT. Comparing the chloride concentration of mud fltrate samples by WFT from the invaded zone or transitional zone of pure oil reservoir with that of samples by conventional sampling operation at the same position， it shows that the water samples obtained by wireline sampling from the pure oil reservoir all are mud fltrate. It is concluded that it is necessary to compare the chloride concentration of water samples with that of drilling fuid used at the same depth in order to distinguish whether the formation water is contained in the samples or not. This conclusion further explains how to distinguish samples by wireline sampling， eliminates the doubts caused by fltrate sampled from the pure oil reservoir， and makes the explorationists' regain the confdence in wireline sampling operation.

Keywords：Wireline formation tester； sample distinguishing； chloride concentration； identifcation of oil gas and water layer