田婉玲 洪 鴻 齊二坡 吳茂富

長慶油田第一采氣廠測試中心，陜西 靖邊 718500

1 盒8氣藏基本地質(zhì)特征

2000～2002年長慶氣田在已發(fā)現(xiàn)的上古區(qū)塊內(nèi)進(jìn)行了大規(guī)模試采工作，試采的重點(diǎn)是盒8氣藏，盒8屬于上古生界下石盒子組，廣泛分布于鄂爾多斯盆地，在它上面的石千峰組和上石盒子組大面積連續(xù)分布的泥質(zhì)巖是上古生界含氣系統(tǒng)的區(qū)域性蓋層；在它下面的本溪組鋁土質(zhì)泥巖，巖性致密，橫向分布穩(wěn)定，不僅分割了上、下兩套含氣系統(tǒng)，而且是上古生界含氣系統(tǒng)良好的區(qū)域性底板和下古生界含氣系統(tǒng)的區(qū)域性蓋層。在長慶氣田盒8氣藏主要分布在烏審旗區(qū)、靖邊區(qū)和蘇里格區(qū)。其中烏審旗區(qū)屬低滲透砂巖孔隙型巖性氣藏，氣層的分布嚴(yán)格受砂體展布控制，砂體發(fā)育中心氣層厚度大，砂體邊緣氣層??；靖邊區(qū)儲(chǔ)層多而薄，且連片性差；蘇里格區(qū)石盒子氣層分布廣，具有砂體厚度大、儲(chǔ)層物性好、單井產(chǎn)量高、儲(chǔ)量豐度高的特點(diǎn)。

2 試井解釋方法

通常采用的試井解釋方法為圖版擬合法。針對各種不同類型的地層，制作各式各樣的圖版。這些圖版反映了地層的特征，實(shí)際解釋過程就是將實(shí)測曲線與這些圖版曲線做對比，以辨別地層類型，劃分流動(dòng)階段，得出相應(yīng)地層參數(shù)。

這種利用曲線進(jìn)行對比、分析和判別的過程，在試井解釋中稱為“診斷”。其過程一般是在雙對數(shù)圖上，結(jié)合壓力曲線和壓力導(dǎo)數(shù)曲線進(jìn)行判別。另外，在其它圖上（如單對數(shù)圖和直角坐標(biāo)圖），地層特征也有它獨(dú)特的反映，有時(shí)這種特征還更明顯，常稱這種曲線為 “特種識(shí)別曲線”[1]。如圖1徑向流在單對數(shù)圖上表現(xiàn)為直線，圖2為雙對數(shù)圖。

診斷曲線按不同流動(dòng)段可分為三個(gè)階段：

圖1 壓力恢復(fù)曲線單對數(shù)圖

圖2 壓力恢復(fù)曲線雙對數(shù)圖

2.1 早期段

指井筒儲(chǔ)集影響段。當(dāng)井筒儲(chǔ)集系數(shù)C為常數(shù)，這一段的壓力曲線和壓力導(dǎo)數(shù)曲線，在雙對數(shù)坐標(biāo)圖上均表現(xiàn)為斜率為1的直線（常稱為45°線）。

早期段壓差與時(shí)間的關(guān)系畫在直角坐標(biāo)圖上是一條過原點(diǎn)的直線，稱為早期段的特種識(shí)別曲線。

2.2 中期段

又稱為無限作用徑向流段，其壓力導(dǎo)數(shù)是一條水平線。中期段的特種識(shí)別曲線是單對數(shù)曲線。

2.3 晚期段

這一段往往反映邊界特征，其邊界的類型一般分為：

反映氣頂、活躍的邊水或底水及注入水的恒壓邊界；反映致密斷層或存在地層的不滲透邊界；封閉系統(tǒng)，如果不滲透邊界把一個(gè)氣藏圈閉起來，則形成封閉系統(tǒng)。

下古生界馬家溝組儲(chǔ)層試井解釋結(jié)果表明，大部分為復(fù)合氣藏模型（或帶邊界模型），少數(shù)為均質(zhì)地層模型及雙孔介質(zhì)模型，模型簡單且較規(guī)則。例如1號(hào)井從雙對數(shù)圖上可直接反映出該井儲(chǔ)層是復(fù)合氣藏，近井地層較差，外圍地層變好，其單對數(shù)、雙對數(shù)擬合圖見圖3～4。此解釋方法適用于較規(guī)則的雙對數(shù)曲線圖，這在大多數(shù)下古碳酸鹽巖儲(chǔ)層氣井中得到了較好的應(yīng)用。

圖3 1號(hào)井單對數(shù)擬合圖

圖4 1號(hào)井雙對數(shù)擬合圖

隨著勘探開發(fā)的深入，長慶氣田鉆探的氣井逐漸由下古轉(zhuǎn)向上古，而上古砂巖氣藏由于橫向和縱向上的非均質(zhì)性，加之每口井都需工藝改造，呈現(xiàn)出與下古不同的特點(diǎn)。如盒8氣藏為河流相沉積，存在河道邊界，非均質(zhì)性強(qiáng)，進(jìn)行過壓裂改造，導(dǎo)數(shù)曲線后期上翹，形態(tài)各異，不僅地質(zhì)特征復(fù)雜，而且模型選擇困難，其導(dǎo)數(shù)與雙對數(shù)曲線多為線性流型，見圖5～6。

圖5 壓裂井壓力恢復(fù)曲線單對數(shù)圖

對盒8氣藏進(jìn)行解釋，首先根據(jù)實(shí)測導(dǎo)數(shù)曲線進(jìn)行圖形分類，大體識(shí)別地層反映形式；再結(jié)合作業(yè)方式或地質(zhì)特征，選擇與之相匹配的模型；然后是參數(shù)擬合，通過早期段、中期段和晚期段所控制的基本參數(shù)，對照實(shí)測導(dǎo)數(shù)曲線進(jìn)行優(yōu)選，使之反映真實(shí)的地層情況，同時(shí)結(jié)合半對數(shù)擬合、壓力歷史擬合對整個(gè)流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行反復(fù)驗(yàn)證，使理論值與實(shí)測曲線達(dá)到較好的擬合；最后通過地質(zhì)綜合分析來減少試井解釋結(jié)果多解性的影響，讓解釋結(jié)果能反演單井儲(chǔ)層的變化規(guī)律，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步運(yùn)用試井動(dòng)態(tài)預(yù)測法對氣井的配產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)性進(jìn)行模擬以指導(dǎo)氣井有效開發(fā)。

圖6 壓裂井壓力恢復(fù)曲線雙對數(shù)圖

3 試井解釋方法的應(yīng)用

3.1 圖形分類法

上古氣井主要分布在烏審旗氣田、蘇里格氣田，同時(shí)包括靖邊氣田的上古氣井。2000～2002年對上古16口氣井進(jìn)行了試井，取得了壓力恢復(fù)資料。

從圖形分析角度反映出上古氣井的壓力恢復(fù)曲線主要為線性流類型，其特征為早期段不明顯的井儲(chǔ)和表皮效應(yīng)，到中期段，壓力和導(dǎo)數(shù)曲線表現(xiàn)為1/2或1/4斜率的直線。氣井在試氣前一般進(jìn)行了壓裂改造，加入了支撐劑，因而上古氣井解釋模型主要為壓裂井模型，具體可分為壓裂井和壓裂+邊界反應(yīng)兩類。

3.1.1 壓裂井類型

此類氣井中期段為線性流，后期無明顯的邊界反應(yīng)。

壓裂井類型分為無限導(dǎo)流垂直裂縫和有限導(dǎo)流垂直裂縫，前者由于實(shí)施壓裂，在井底形成長度很大的無限導(dǎo)流垂直裂縫，此時(shí)無因次裂縫導(dǎo)流能力Fcd大于500，中期段壓力和壓力導(dǎo)數(shù)曲線表現(xiàn)為1/2斜率。后者由于裂縫中充填物的影響，使導(dǎo)流能力有所降低，壓力和導(dǎo)數(shù)斜率均有所降低，形成1/4斜率的裂縫和地層雙線性流[2]。

3.1.2 壓裂＋邊界反應(yīng)類型

此類氣井壓力恢復(fù)曲線在表現(xiàn)出線性流特征的同時(shí)，后期的邊界反應(yīng)明顯；同時(shí)有個(gè)別氣井無線性流特征，但后期邊界反應(yīng)明顯，主要情況有：

徑向復(fù)合地層，外圍變差，曲線后期上翹；外圍存在平行邊界；外圍存在矩形不滲透邊界，曲線后期上翹；徑向復(fù)合地層，外圍變好，導(dǎo)數(shù)曲線后期下翹，此類氣井較少，目前在盒8氣藏中暫未遇到。

3.2 模型選擇法

對試井資料進(jìn)行解釋時(shí)，一個(gè)關(guān)鍵步驟就是“模型診斷”，即通過圖形判斷，結(jié)合對油氣田地質(zhì)情況的了解和分析，來選擇合適的解釋模型。在試井分析中，常常采用雙對數(shù)“診斷曲線圖”和“特種識(shí)別曲線圖”來進(jìn)行解釋模型的識(shí)別。試井分析解釋模型包括井的模型、儲(chǔ)層模型和邊界模型。

3.2.1 井的模型

井的模型主要根據(jù)壓力恢復(fù)早期曲線來確定，其影響因素有井儲(chǔ)效應(yīng)、表皮效應(yīng)、井底裂縫等。結(jié)合地質(zhì)資料可知，上古盒8砂巖氣藏的氣井在完鉆后采取了不同程度的壓裂措施，在進(jìn)行解釋時(shí)多考慮為壓裂井模型。

3.2.2 儲(chǔ)層模型

儲(chǔ)層模型是對儲(chǔ)層定量描述的一個(gè)偏微分方程組，一般由控制方程、初始條件、邊界條件（有時(shí)包括連接邊界條件）等組成。儲(chǔ)層受滲透率、表皮因子、井筒存儲(chǔ)系數(shù)、裂縫性質(zhì)、斷層距離、雙孔隙介質(zhì)中的竄流系數(shù)和彈性儲(chǔ)容比以及單井注采比等參數(shù)的影響[3]。

儲(chǔ)層模型包括均質(zhì)儲(chǔ)層模型、雙重孔隙介質(zhì)儲(chǔ)層模型、雙重滲透介質(zhì)儲(chǔ)層模型、三重介質(zhì)儲(chǔ)層模型、復(fù)合儲(chǔ)層模型。上古砂巖氣藏多屬于均質(zhì)或復(fù)合儲(chǔ)層模型[4-5]。

3.2.3 邊界模型

邊界模型包括定壓邊界模型（單一定壓邊界、多條定壓邊界、矩形或圓形定壓邊界）、封閉邊界模型（不滲透邊界：一條直線斷層或多條直線斷層、矩形或圓形封閉邊界）、半滲透（泄漏）斷層模型和高滲透生成不同的模型等。邊界模型可根據(jù)壓力恢復(fù)晚期曲線確定。上古砂巖氣藏多屬于矩形或平行邊界。

通過圖形分類法與模型選擇法對盒8氣藏進(jìn)行了初步解釋，解釋步驟見圖7。

圖7 盒8氣藏解釋步驟示意圖

3.3 參數(shù)擬合法

在正確選擇試井解釋模型的基礎(chǔ)上，求得準(zhǔn)確的地層參數(shù)。首先根據(jù)早、中期曲線特征，初步確定井筒儲(chǔ)集系數(shù)C、表皮系數(shù)S、滲透率K，使曲線早、中期段達(dá)到近似擬合。 然后對不同模型調(diào)整R、M、D、L、ω、λ、Fcd、Xf等參數(shù)使理論曲線與實(shí)測曲線充分?jǐn)M合，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行壓力歷史擬合檢驗(yàn)，并結(jié)合地質(zhì)情況綜合分析，獲得與實(shí)際情況相符的解釋參數(shù)。

多數(shù)情況下，初步擬合后理論曲線與實(shí)測曲線并不完全重合，這需要對參數(shù)做進(jìn)一步調(diào)整。下面針對上古盒8砂巖氣藏的氣井儲(chǔ)層模型，做進(jìn)一步的分析。

2號(hào)井為蘇里格氣田1口開發(fā)井，生產(chǎn)層位為盒8，該井于2002年進(jìn)行了修正等時(shí)試井。終關(guān)井雙對數(shù)和導(dǎo)數(shù)曲線見圖8。

圖8 2號(hào)井終關(guān)井雙對數(shù)和導(dǎo)數(shù)曲線

3.3.1 模型選擇

根據(jù)導(dǎo)數(shù)和雙對數(shù)曲線形式，該井在續(xù)流段結(jié)束后出現(xiàn)徑向流直線段（即0.5直線段）為均質(zhì)表現(xiàn)，但后期導(dǎo)數(shù)曲線有上翹反映，結(jié)合物探、地質(zhì)資料，證實(shí)井周圍無明顯溝槽邊界存在，其導(dǎo)數(shù)上翹為物性變差反映，因此可以選擇復(fù)合氣藏模型進(jìn)行解釋。

3.3.2 參數(shù)擬合

首先進(jìn)行初步擬合，即確定K、S、C值。在擬合的過程中會(huì)出現(xiàn)以下幾種情況：若歷史擬合，理論曲線的ΔP大于實(shí)測曲線的ΔP。半對數(shù)分析，理論曲線的直線段斜率偏高，且理論曲線高于實(shí)測曲線。雙對數(shù)分析，主要表現(xiàn)為壓力與壓力導(dǎo)數(shù)的理論曲線略高于實(shí)測曲線（主要在中、晚期段），且壓力導(dǎo)數(shù)的理論曲線的駝峰形狀比實(shí)測曲線拱度（即駝峰的寬度）小，則說明S值偏大。S值大時(shí)壓力與壓力導(dǎo)數(shù)的理論曲線略高于實(shí)測曲線 （主要在中、晚期段），且壓力導(dǎo)數(shù)的理論曲線的駝峰形狀比實(shí)測曲線拱度（即駝峰的寬度）??；而S值小時(shí)壓力與壓力導(dǎo)數(shù)的理論曲線略低于實(shí)測曲線（主要在中、晚期段），且壓力導(dǎo)數(shù)的理論曲線的駝峰形狀比實(shí)測曲線拱度（即駝峰的寬度）大。若雙對數(shù)分析及半對數(shù)分析，理論曲線落后于實(shí)測曲線，歷史擬合差異不大，說明C值偏大。

其次，擬合后半段，即調(diào)整Ri、M，調(diào)整過程中注意以下幾點(diǎn)：若雙對數(shù)分析，壓力導(dǎo)數(shù)的理論曲線值上翹部分低于實(shí)測曲線，半對數(shù)分析，理論曲線上翹部分低于實(shí)測曲線，歷史擬合，主要表現(xiàn)為理論曲線的ΔP減小，說明M、D值偏?。蝗綦p對數(shù)分析，壓力導(dǎo)數(shù)的理論曲線值上翹比實(shí)測曲線晚，半對數(shù)分析，理論曲線上翹部分上翹比實(shí)測曲線晚，歷史擬合，主要表現(xiàn)為理論曲線的ΔP減小，說明Ri值偏大。

最后進(jìn)行壓力歷史檢驗(yàn)即在調(diào)整參數(shù)過程中兼顧壓力歷史擬合，最終使雙對數(shù)和壓力歷史得到較好擬合。

3.4 地質(zhì)綜合分析法

通過采用修正等時(shí)試井法進(jìn)行產(chǎn)能試井，并在產(chǎn)能試井的穩(wěn)定點(diǎn)后，進(jìn)行延時(shí)的關(guān)井壓力恢復(fù)試井，求得較好的導(dǎo)數(shù)曲線。利用導(dǎo)數(shù)曲線，求得基本的地質(zhì)參數(shù)（K、S、C等），同時(shí)可以結(jié)合該地區(qū)的地質(zhì)條件進(jìn)一步判斷地層的某些特征。上古盒8砂巖氣藏屬于河流相砂巖沉積，是低滲透砂巖儲(chǔ)層，井底具有壓裂裂縫，河流相沉積，具有條帶形阻流邊界。這些地質(zhì)特征必然對試井資料解釋產(chǎn)生影響，因此將試井軟件分析與地質(zhì)研究緊密結(jié)合，對測試井附近的地質(zhì)情況、產(chǎn)層的發(fā)育、裂縫發(fā)育等加以綜合考慮，得出更準(zhǔn)確的地層參數(shù)，提出影響氣井滲流特征的地質(zhì)依據(jù)。

在對2號(hào)井的解釋過程中，徑向復(fù)合模型和平行邊界模型均能得到較好的擬合，這就是試井的多解性影響。但由地質(zhì)研究可知，蘇里格氣田河流相沉積，具有條帶形阻流邊界，所以選擇平行邊界模型解釋更符合實(shí)際。

3.5 動(dòng)態(tài)預(yù)測法

通過以上四種方法的應(yīng)用可以得到試采井的曲線反映類型、地質(zhì)模型和地層參數(shù)，以此為依據(jù)對生產(chǎn)進(jìn)行預(yù)測，動(dòng)態(tài)預(yù)測法就是一種試井模擬技術(shù)。表1為3號(hào)井應(yīng)用壓恢試井資料對不同產(chǎn)量進(jìn)行的預(yù)測，動(dòng)態(tài)預(yù)測見圖9。根據(jù)不同配產(chǎn)下的穩(wěn)產(chǎn)年限預(yù)測結(jié)果，結(jié)合開發(fā)方案及生產(chǎn)動(dòng)態(tài)可對氣井配產(chǎn)進(jìn)行調(diào)整，為開發(fā)方案實(shí)施及氣井配產(chǎn)提供依據(jù)。

表1 3號(hào)井動(dòng)態(tài)預(yù)測表

圖9 3號(hào)井動(dòng)態(tài)預(yù)測圖

4 結(jié)論

a）通過試井分析加深了對盒8氣藏的認(rèn)識(shí)。試井解釋結(jié)果反映出盒8上古氣藏16口井試井解釋平均滲透率0.71×10-3μm2，最大為2.08×10-3μm2，最小僅0.016 1×10-3μm2，為低滲砂巖氣藏。其中烏審旗區(qū)5口試采井滲透率K值差別較大，大于1×10-3μm2的只有1口，其余4口井均小于0.2×10-3μm2。蘇里格區(qū)10口井試井解釋表皮系數(shù)S平均在-4.82，表明壓裂措施使近井地帶儲(chǔ)層得到改善；井區(qū)平均滲透率0.63×10-3μm2，最大為2.08×10-3μm2，最小0.016 1×10-3μm2，顯示出地層非均質(zhì)性特征。

b）壓裂措施雖使近井地帶儲(chǔ)層得到改善，但部分氣井壓裂裂縫較短，未能起到貫穿低滲邊界的作用。

c）通過近幾年的試井解釋工作，總結(jié)出一套適用于上古盒8氣藏的解釋方法，主要有圖形分類、模型選擇、參數(shù)擬合、地質(zhì)綜合分析、試井動(dòng)態(tài)預(yù)測等方法。這些方法能有效解釋上古盒8氣藏各類氣井的試井資料，為新區(qū)開發(fā)方案的編制和單井動(dòng)態(tài)模擬提供可靠依據(jù)，同時(shí)利用試井解釋結(jié)果對氣井進(jìn)行動(dòng)態(tài)預(yù)測，可以有效指導(dǎo)氣井開發(fā)。

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