电缆地层测试器在渗透率各向异性地层中的响应

为正确地设计仪器和解释电缆地层测试器的测量结果,文中建立了渗透率各向异性地层中电缆地层测试器响应的数学模型,并利用三维有限元方法得到其数值,解得到了压力场随时间、距离变化及等压面等的各种结果。     

电缆地层测试器测量的油水两相有限元模型

在电缆地层测试器的测量过程中，油水两相共渗的情况普遍存在，此时其测量过程的数学模型是非线性的耦合场问题，无法用解析方法求解.加上测量中存在抽吸探针与地层、井筒接触面几何形状复杂、探针与地层尺寸相差悬殊等问题，使得应用渗流力学中较为成熟的有限差分方法求解数学模型也不能获得理想的结果.本文应用适合于处理复杂几何形状计算的有限元方法，根据地层测试器测试过程中油水两相渗流的数学模型，首次建立了地层测试器测量油水两相渗流的有限元模型，给出了验证和求解的实例.运用本文所建立的计算模型可以更准确地模拟测试过程中压力和饱和度随时间和空间变化的情况,为正确使用地层测试器提供指导.     

电缆地层测试评价井旁裂缝的有限元数值模拟方法

本文采用有限元方法模拟了电缆地层测试器的双封隔器和谐波脉冲测试方法在井旁裂缝中的压力响应.根据裂缝性储层渗流力学原理,首先模拟了双封隔器压力测试在裂缝与井壁相交和不相交两种情况下的压力响应,模拟结果表明:当裂缝与井壁相交时,压力响应随裂缝导流性质的变化发生显著改变;当裂缝与井壁不相交时,除非裂缝的导流能力非常大或离井壁非常近,否则压力响应随着裂缝导流能力的变化并不明显.说明双封隔器测试方法可以有效评价与井壁相交裂缝的导流能力,而对远离井壁的裂缝并不敏感.谐波脉冲压力测试一直被用来探测地层的各向异性,本文通过数值模拟方法探讨和分析了谐波测试方法探测和评价与井壁不相交裂缝的可行性,数值模拟结果表明谐波的压力幅度和相位延迟对裂缝的导流能力变化敏感,说明该方法可以用来评价井旁裂缝.此外,本文还对脉冲频率和双探针间距对评价效果的影响进行了分析.     

地层孔隙压力地球物理测井预测技术综述及展望

地层孔隙压力的精准预测直接关系到钻井工程设计、油气藏开发方案制定等油气田勘探开发的各个重要环节.测井信息具有纵向分辨率高、连续测量等独特的优势,在地层孔隙压力预测方面得到了广泛的应用.目前,业界所研发的地层孔隙压力测井预测方法较多,在现场实际生产中未必能全部利用这些方法来计算地层孔隙压力,而利用单一方法有可能难以保障其预测精度.为了精准地预测地层孔隙压力,本文系统调研了国内外地层孔隙压力测井预测方面的文献,详实阐述各预测技术的方法原理之后,细致归纳总结了各地层孔隙压力预测技术的适用性.系统总结得知,有效应力法和Bowers法均能准确地预测地层孔隙压力,经验统计模型法也具有较高的预测精度,而等效深度法、Eaton法受制于正常压实趋势方程的精度,其预测效果相对较差.借助研究区力学参数试验,有机融合地球物理测井和压力检测资料,构建地层孔隙压力非线性预测模型将是本领域发展的趋势.     

电缆地层测试在低渗储层应用方法的研究

电缆地层测试技术在油气田勘探开发中得到了越来越多的应用,然而在低渗储层中的应用遇到了很大的挑战。本文通过数值模拟和现场资料分析了电缆地层测试在不同渗透性储层中的压力响应和抽吸流体的时间,指出在低渗储层中压降幅度大,压力恢复和抽吸地层流体的时间变长,容易造成预测试失败和仪器卡在井下的危险,阐明了在低渗储层中仪器的管储效应明显,地层容易出现超压现象。针对电缆地层测试在低渗透储层遇到的各种问题,本文在数据处理方面分析了FRA算法(Formation Rate Analysis)原理,探讨了其在低渗储层的适用性。在仪器选择上分析了大面积坐封胶垫探针(LAPA)和双封隔器模块在低渗储层的应用效果,同时指出精密数字泵抽技术是其成功应用于低渗储层的关键。     

电缆地层测试最小测试时间的确定

电缆地层测试器是重要的地层评价仪器,可以测量地层压力和渗透率、识别流体类型、确定油水界面.然而在低孔低渗地层中,由于泥饼的封闭性差而造成的地层增压现象,致使无法测量到地层真实压力.同时由于长时间的测试,容易将仪器卡在地层中而造成事故.本文提出一种确定电缆地层测试最小测试时间的方法.利用有限元方法计算泥饼和原状地层中的压力分布情况,求取泥浆柱静压力的影响半径,继而确定储层的最小测试时间,并且针对渗透性不同的储层给出了最小测试时间的范围.电缆地层测试最小测试时间的确定,可以确保电缆地层测试器在低孔低渗储层中测量到地层的真实信息,减小由于测量时间过长而引起工程事故发生率.     

地层波速的电缆和随钻动电测井实验研究

基于孔隙介质动电效应的测量方法在油气勘探领域有着巨大的潜在应用价值.本文针对理论预测的随钻动电测井可削弱钻铤波对地层声波干扰的问题,设计了室内随钻动电测井实验装置和测量系统,并在小尺寸砂岩模型井中开展了随钻动电测井实验研究.为了突出随钻动电测井技术的特点,本文先在砂岩模型井中进行了电缆声波测井和电缆动电测井实验测量,获得了地层声波的传播速度.然后又在同一模型井中进行了随钻声波测井和随钻动电测井实验,记录了这两种情况下的测井全波波形,比较了电缆声波/动电测井和随钻声波/动电测井的差异性,并进一步分析了钻铤波和井中动电转换信号的传播特性.本文还通过随钻动电测井的时域波形提取到被测地层的纵横波速度,从实验角度验证了随钻动电测井技术测量地层波速的可行性.此外,本文实验结果对随钻动电测井的仪器设计及现场测量也有参考意义.

     

用声波时差测井估计异常地层压力

本文论述用声波时差测井估计异常地层压力的大小,阐述了三个观点:1.估算异常地层压力的一般公式;2.孔隙度随地层埋藏深度的增加按指数规律减小,但是,在异常地层压力井段,孔隙度变化偏离这一规律;3.用声波时差测井孔隙度确定异常地层压力井段的等效深度点,从而用它来估计异常的地层压力。 异常地层压力主要用来发现高压油气层,预测岩石破裂压力强度,合理地、经济地选用钻井泥浆比重,提高钻速,保证安全,特别是用于指导海洋钻井、深井和超深井钻井以及确定完井方法等,均具有十分重要的意义。 文中还列举了应用声波时差测井估计异常地层压力的一个实例。     

用声波时差测井估计异常地层压力

本文论述用声波时差测井估计异常地层压力的大小,阐述了三个观点:1.估算异常地层压力的一般公式;2.孔隙度随地层埋藏深度的增加按指数规律减小,但是,在异常地层压力井段,孔隙度变化偏离这一规律;3.用声波时差测井孔隙度确定异常地层压力井段的等效深度点,从而用它来估计异常的地层压力。 异常地层压力主要用来发现高压油气层,预测岩石破裂压力强度,合理地、经济地选用钻井泥浆比重,提高钻速,保证安全,特别是用于指导海洋钻井、深井和超深井钻井以及确定完井方法等,均具有十分重要的意义。 文中还列举了应用声波时差测井估计异常地层压力的一个实例。     

地层测试评价仪(FET)及其在中国海域的应用

地层测试评价仪(Formation Evaluation Tool)是中海油田服务股份有限公司引进澳大利亚 CROCKER公司技术而自行开发、制造的新一代地层测试评价系统。该仪器已经在中国近海渤海、南海等海域取得了成功应用,其精确地层压力测试能帮助判断多套油水系统,尤其在一些薄层和边水油藏也取得了可靠的测压资料,很好的解决了油水、气水界面确定问题;此外在目的层取样时所具有的污染流体抽排和地层流体特性实时检测功能保证获取不受泥浆污染的真实地层流体样品,对确定流体性质和分析流体成分起到了重要作用。本文主要介绍地层测试评价仪(FET)的原理和用途,以及在中国海域的成功应用实例。     

The formation evaluation tool and its application in offshore China

The Formation Evaluation Tool （FET） introduced in the paper represents a new generation of formation evaluation systems developed and manufactured by China Oilfield Services Limited （COSL）, CNOOC, using a FET technology transfer from Crocker Research, Australia. The system has been applied successfully in the Bohai Sea and South China Sea. For instance, a multilayered oil and water system has been confirmed with the aid of accurate formation pressure tests, even in very thin beds and edge water reservoirs, overcoming the difficulty of determining this kind of oil-water and gas-water contacts. Moreover, the FET pumping and real-time fluid monitoring function allows acquiring a true sample of formation fluid unpolluted by drilling mud which plays an important role in determining the fluid properties of the target stratum and analyzing the fluid component. The principles and purpose of the Formation Evaluation Tool （FET） will be briefly introduced and successful examples of the application of the technology will be described in detail in this paper.     

A new technique for non‐destructive field measurement of rock‐surface strength: an application of the Equotip hardness tester to weathering studies

Tafone‐like depressions have developed on the Aoshima sandstone blocks used for a masonry bridge pier in the coastal spray zone. A thin layer of partial granular disintegration was found on the surface in depressions. To evaluate quantitatively the strength of the thin weathered layer, the hardness was measured at the surface of the sandstone blocks using both an Equotip hardness tester and an L‐type Schmidt hammer. Comparison of the two testing results indicates that the Equotip hardness value is more sensitive in evaluating the strength of a thin layer of weathered surface rock than the Schmidt hardness value. By applying two methods, i.e. both the repeated impact method and the single impact method, the Equotip tester can evaluate the strengths of fresh internal and weathered surficial portions of rocks having a thin weathering layer. Comparison of the two strengths enables evaluation of strength reduction due to weathering. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.     

Looking into a volcanic area: An overview on the 350 m scientific drilling at Colli Albani (Rome,Italy)

A 350 m deep borehole was drilled in the Colli Albani volcanic district (Central Italy) in order to: understand the shallow crust structure beneath the volcanic complex; characterize the rock physical properties especially through in-situ measurements and, afterward, laboratory experiments; assess the local present-day stress field; install a broad-band seismometer at depth. The borehole is located adjacent to the western rim of the Tuscolano–Artemisio caldera, where several phenomena of unrest recently occurred. In 1989–90 a seismic swarm affected this area and a related uplift was recognized. In addition, high gas concentrations (mainly CO₂ and H₂S), in aquifers and soils, caused illnesses and casualties among inhabitants and animals in the past.     

雄安牛驼镇凸起区高渗性白云岩对上覆地层温度场的影响

牛驼镇凸起区内岩溶型白云岩广泛发育,其层内地下水对流造成浅表温度异常,沉积盖层段的地温梯度值为50.0℃·km-1,但随着高渗性白云岩埋深的增加,上覆沉积盖层段地温梯度值逐渐减小.本文以6口钻井测温曲线和213块样品热物性资料为基础,对高渗性白云岩层内流体对流对上覆地层温度影响的大小开展水热耦合研究.结果表明：一定厚度高渗透层随着其埋深的增加对浅部地层温度的影响减小,2.0 km厚度高渗层其温度影响范围在3.0 km左右;当高渗透层埋深一定时,其温度影响会随着其厚度的增加而增大.其次,通过安01测温曲线获取牛驼镇凸起底部变质基岩温度场特征,地温梯度值为18.6℃·km-1,结合其热导率值,计算知热流值在58.2 mW·m-2左右.通过该热流值累加上上部碳酸盐和沉积岩层生热率热流值贡献,得知牛驼镇凸起区及周边真实地表热流值为59.6 mW·m-2左右.相比于受到地下水对流或热折射效应影响的沉积盖层段90.0 mW·m-2的"热流值",通过该变质基岩层段计算出的地表热流值更加能够反映该区域的热流值背景.     

深部流体与地震成因的研究

论述了地震的形成、发生机制与深部流体在地震形成过程中的作用。地震的孕育过程是十分复杂的,地震的成因机制可能是多种多样的。对地震成因和地震前兆形成机理的深入认识对实现准确预测地震和减轻地震灾害有重要意义。地球内部是个含水体系,流体和壳幔内不连续层与地震的孕育和发生有着密切关系。深部流体可以降低岩石的强度、熔点,可以传输热能,改变矿物相变的温压条件,促进地震的孕育和发生。当地质体内流体的压力大于岩石抗压强度时,可以直接导致地震发生。