周波 （中石油塔里木油田分公司勘探開發(fā)研究院，新疆 庫(kù)爾勒841000）

戴家才 （油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 （長(zhǎng)江大學(xué)），湖北 武漢430100）

秦明君 （中國(guó)石油集團(tuán)測(cè)井有限公司生產(chǎn)測(cè)井中心，陜西 西安710201）

吳剛，柳先遠(yuǎn)，田隆梅 （中石油塔里木油田分公司勘探開發(fā)研究院，新疆 庫(kù)爾勒841000）

近年來(lái)，我國(guó)氣田開發(fā)呈上升趨勢(shì)，氣井生產(chǎn)測(cè)井監(jiān)測(cè)越來(lái)越受到重視。氣井生產(chǎn)測(cè)井的主要目的是確定各射孔層的貢獻(xiàn)，確定主要產(chǎn)氣層位和出水層位，為氣田開發(fā)方案的制定和調(diào)整提供依據(jù)。某些氣井投產(chǎn)后，井筒中會(huì)出現(xiàn)積水柱液面上升、氣攜水向上流動(dòng)時(shí)水循環(huán)擾動(dòng)等特殊情況。對(duì)于氣攜水現(xiàn)象許多研究人員就其載水機(jī)理及其影響進(jìn)行了較深入的研究［1～3］，但對(duì)這類載水氣井的生產(chǎn)測(cè)井技術(shù)研究較少。通過一些載水氣井的產(chǎn)出剖面測(cè)井資料發(fā)現(xiàn)，與常規(guī)氣井相比，產(chǎn)出剖面測(cè)井曲線明顯異常，無(wú)法用常規(guī)氣井解釋模型進(jìn)行處理。為此，筆者通過一口載水氣井的測(cè)井資料解釋存在的問題，探討了載水氣井產(chǎn)出剖面的測(cè)井解釋方法。

1 載水氣井產(chǎn)出剖面測(cè)井情況

A井是新疆油田的一口開發(fā)井，該井于1996年投產(chǎn)，投產(chǎn)后地面主要產(chǎn)氣和微量水。該井一直生產(chǎn)穩(wěn)定，2012年上半年開始，產(chǎn)水量上升，產(chǎn)氣量下降，同年5月和7月兩次縮嘴控水，油嘴由9mm依次調(diào)整為7、6mm，縮嘴后含水率短期內(nèi)得到控制，但很快呈上升趨勢(shì)，截至2013年2月測(cè)井前，油壓為28．9MPa，日產(chǎn)氣約9．7×104m3，日產(chǎn)水約24m3。

為了解地層具體產(chǎn)出層段和出液性質(zhì)，為后期措施方案提供依據(jù)，對(duì)該井進(jìn)行了產(chǎn)液剖面測(cè)井。測(cè)井項(xiàng)目包括：磁定位、自然伽馬、壓力、溫度、持水率、流體密度、連續(xù)渦輪流量，測(cè)量井段為XX200～XX307m，測(cè)井曲線如圖1所示。按照常規(guī)氣井處理，測(cè)井解釋結(jié)果如表1所示，該井最上面的一個(gè)射孔層 （1號(hào)射孔層）主要產(chǎn)氣，最下面的一個(gè)射孔層 （3號(hào)射孔層）主要產(chǎn)水，中間一個(gè)射孔層 （2號(hào)射孔層）同時(shí)產(chǎn)水產(chǎn)氣，其產(chǎn)氣量解釋結(jié)果與井口計(jì)量值基本相符，但產(chǎn)水量解釋結(jié)果遠(yuǎn)高于地面計(jì)量值。

為了準(zhǔn)確分析該井的產(chǎn)出狀況，筆者將2013年1月的測(cè)井資料與2012年5月的測(cè)井資料進(jìn)行了對(duì)比分析。從圖1中2012年的測(cè)井曲線可以看出，XX281m以下流體密度約為1．12g／cm3，持水計(jì)數(shù)率約為10590cps（cps＝計(jì)數(shù)／s），XX281m以上流體密度約為0．31g／cm3，持水計(jì)數(shù)率約為29770cps，XX281m為氣水界面，該處流量曲線從下至上明顯上升，說明3號(hào)射孔層明顯產(chǎn)氣；與2013年測(cè)井曲線對(duì)比可以看出，2013年測(cè)井時(shí)井筒內(nèi)靜水柱明顯上升，3號(hào)射孔層已經(jīng)位于氣水界面以下，3號(hào)射孔層上部的流體密度約為1．09g／cm3，持水計(jì)數(shù)率約為10620cps，至2號(hào)射孔層底部以上流體密度減小到0．95g／cm3，持水計(jì)數(shù)率增大到15800cps，至1號(hào)射孔層下部流體密度進(jìn)一步減小至0．81g／cm3，持水計(jì)數(shù)率增大至19250cps，再至1號(hào)射孔層上部流體密度進(jìn)一步減小至0．75g／cm3，持水計(jì)數(shù)率增大至21000cps。由上述分析可知，該井從2012年5月至2013年1月井筒內(nèi)逐步積水，氣水界面上升，積水已淹蓋了該井3號(hào)射孔層，因此該井為特殊的載水氣井，不能按常規(guī)測(cè)井方法處理。

圖1 A井產(chǎn)出剖面測(cè)井曲線圖

表1 A井產(chǎn)出剖面測(cè)井資料解釋結(jié)果表 （常規(guī)測(cè)井方法）

2 載水氣井模擬試驗(yàn)研究

該次試驗(yàn)在江漢采油工藝研究院多相流動(dòng)模擬裝置上進(jìn)行，試驗(yàn)介質(zhì)為自來(lái)水和空氣，試驗(yàn)時(shí)先在井筒中給固定量的自來(lái)水，然后設(shè)定不同的氣流量來(lái)模擬氣載水現(xiàn)象，并采用GHT持氣率儀來(lái)監(jiān)測(cè)井筒內(nèi)持氣率的變化，試驗(yàn)?zāi)康氖怯^察氣載水情況下的流型特征，研究氣載水情況下持氣率與氣流量的關(guān)系［4］。

試驗(yàn)觀察表明，在靜水柱中隨著氣流量的逐步增大，井筒中氣液兩相的流型由泡狀流動(dòng)過渡為段塞流動(dòng)、氣載水循環(huán)擾動(dòng)，最后為霧狀流動(dòng)。圖2所示為不同流型情況下的攝影圖片，其中，泡狀流動(dòng)和段塞流動(dòng)與常規(guī)的泡狀流動(dòng)和段塞流動(dòng)基本相似，只是水基本不流動(dòng)；氣載水循環(huán)擾動(dòng)表現(xiàn)為流管中部氣塞呈不規(guī)則狀攜帶著水翻滾向上流動(dòng)，井筒周圍出現(xiàn)水回落現(xiàn)象，整體上氣向上流，水呈循環(huán)狀態(tài)流動(dòng)。

圖3為兩種流管尺寸條件下載水氣井的氣體表觀速度與持氣率的關(guān)系圖，可以看出，載水氣井的氣體表觀速度與持氣率有很強(qiáng)的相關(guān)性，產(chǎn)出剖面測(cè)井資料解釋可以根據(jù)持氣率的大小來(lái)計(jì)算氣體表觀速度，進(jìn)而計(jì)算氣流量。

圖2 直井載水氣井不同流型攝影圖

圖3 載水氣井氣體表觀速度與持氣率的關(guān)系圖

3 載水氣井產(chǎn)出剖面測(cè)井技術(shù)

由上述分析可知，載水氣井較一般氣井流型特殊，必須采取特別的測(cè)井方法來(lái)監(jiān)測(cè)井下的流動(dòng)狀態(tài)。筆者認(rèn)為對(duì)于載水氣井應(yīng)在常規(guī)的七參數(shù)組合測(cè)井系列的基礎(chǔ)上加測(cè)全井眼持氣率，其目的是準(zhǔn)確確定載水氣井流動(dòng)截面上的氣水分布狀態(tài)。其次，應(yīng)加測(cè)氧活化水流測(cè)井來(lái)具體分析井下各個(gè)井段水是否流動(dòng)及其流動(dòng)形態(tài)。如果井筒下部監(jiān)測(cè)到水沒有向上流動(dòng)，則說明該井為典型的氣載水，該段為泡狀流動(dòng)；如果中部監(jiān)測(cè)到部分水向上流動(dòng)部分水向下流動(dòng)，則該段為典型的氣攜水循環(huán)擾動(dòng)；如果上部監(jiān)測(cè)到水只向上流動(dòng)，則為一般的氣水兩相流動(dòng)，如果上部沒有監(jiān)測(cè)到水流動(dòng)，則為一般的單相氣流動(dòng)。

3．1 載水氣井產(chǎn)出剖面特征

可以結(jié)合測(cè)井曲線特征來(lái)分析是否存在氣載水流動(dòng)現(xiàn)象。一般而言，載水氣井產(chǎn)出剖面測(cè)井曲線具有如下特點(diǎn)：

1）流體密度測(cè)井曲線出現(xiàn)異常，主要表現(xiàn)為井筒中流體密度的測(cè)量值下部近似為地層水的密度值，上部近似為井下天然氣的密度值，而中間過渡段介于兩者之間并自下而上逐步減小。如果該井多次進(jìn)行生產(chǎn)測(cè)井，則前后兩次測(cè)井密度曲線異常深度段不同。

2）電容持水率測(cè)井曲線出現(xiàn)異常，電容持水率曲線變化與流體密度曲線變化相反。

3）渦輪流量曲線波動(dòng)幅度較大，甚至出現(xiàn)不同測(cè)井速度下流量曲線的相互交叉現(xiàn)象。4）全井眼持氣率計(jì)數(shù)率從下至上逐步減小，個(gè)別井段有較大起伏。

5）氧活化測(cè)井曲線部分井段無(wú)水流峰，部分井段同時(shí)存在上下水流峰。

3．2 載水氣井解釋模型

對(duì)于載水氣井，目前尚無(wú)成熟的解釋方法。筆者認(rèn)為，載水氣井一般可分上、中、下3段采取不同的解釋模型來(lái)處理。

1）下段 （A井XX266m以下）。如果確定水不流動(dòng)，氣呈泡狀上升，則可以采取圖3所示圖版計(jì)算氣流量；如果確定水與氣體一起向上流動(dòng)，則可以采用氣液漂流模型或滑脫模型來(lái)解釋［5］。

2）中段 （A井XX256～XX266m）。如果確定水上下循環(huán)流動(dòng)，氣泡擾動(dòng)上升，且上段沒有向上流動(dòng)的水，則可認(rèn)為上下流動(dòng)的水對(duì)渦輪流量計(jì)的影響基本相抵，水流量為0，氣流量可以采取圖3所示圖版計(jì)算；如果上段有向上流動(dòng)的水，則需對(duì)比上段和中段的持水率關(guān)系，扣除循環(huán)流動(dòng)水，重新計(jì)算持氣率和持水率，然后采用氣液漂流模型或滑脫模型來(lái)解釋。

3）上段 （A井XX256m以上）。如果確定氣水同時(shí)向上流動(dòng)，可采用氣液漂流模型或滑脫模型來(lái)解釋；如果確定氣向上流動(dòng)，無(wú)水流動(dòng)，則可以按單相氣來(lái)解釋。

3．3 新方法應(yīng)用

根據(jù)以上分析，筆者重新處理解釋了A井。筆者認(rèn)為，上段氣水同時(shí)向上流動(dòng)，可按氣水兩相滑脫模型解釋；中段出現(xiàn)水上下循環(huán)擾動(dòng)，考慮到上段有水向上流動(dòng)，對(duì)比上段和中段的持水率關(guān)系，扣除循環(huán)流動(dòng)水，重新計(jì)算了中段的持氣率，持氣率由原來(lái)的0．164調(diào)整為0．261，然后按氣水兩相滑脫模型解釋；下段是靜水中少量氣呈泡狀上升，按圖3所示圖版解釋。解釋結(jié)果如表2所示，可以看出，新舊方法對(duì)各射孔層產(chǎn)氣、產(chǎn)水情況認(rèn)識(shí)差異很大，新方法解釋結(jié)果更符合地面計(jì)量值。

表2 A井產(chǎn)出剖面測(cè)井資料解釋結(jié)果表 （新方法）

4 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于載水氣井應(yīng)采取特殊的測(cè)井方法來(lái)監(jiān)測(cè)井下的生產(chǎn)狀況，條件許可的情況下應(yīng)在七參數(shù)組合測(cè)井的基礎(chǔ)上加測(cè)全井眼持氣率和氧活化水流測(cè)井。測(cè)井資料處理解釋前，應(yīng)結(jié)合測(cè)井曲線特征準(zhǔn)確分析井下流型，根據(jù)井下流型情況選擇相應(yīng)的解釋方法模型進(jìn)行解釋。一般來(lái)講，載水氣井可分上、中、下3段采用不同的解釋方法處理解釋。

［1］李閩，郭平，譚光天 ．氣井?dāng)y液新觀點(diǎn) ［J］．石油勘探與開發(fā)，2001，28（5）：105～106．

［2］于俊波，艾尚軍，尉可珍，等 ．氣井積液分析 ［J］．大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2000，24（2）：5～7．

［3］李小平 ．淺談判別氣井井底積液的幾種方法 ［J］．鉆采工藝，1992，15（2）：41～44．

［4］秦明君，戴家才，劉東明，等．GHT在氣井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的應(yīng)用研究 ［A］．油氣藏監(jiān)測(cè)與管理國(guó)際會(huì)議論文集 ［C］．西安：西安華線網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)有限公司，2011．

［5］郭海敏，戴家才，陳科貴，等 ．生產(chǎn)測(cè)井原理與資料解釋 ［M］．北京：石油工業(yè)出版社，2007．