羅書洵,王 宇,楊治國(guó),姜漢峰,李 鵬（. 長(zhǎng)江大學(xué), 武漢 430000； .塔里木油田分公司, 新疆 庫(kù)爾勒84000）

泥頁(yè)巖儲(chǔ)層合理測(cè)試制度設(shè)計(jì)

羅書洵1,王 宇2,楊治國(guó)1,姜漢峰2,李 鵬2
（1. 長(zhǎng)江大學(xué), 武漢 430000； 2.塔里木油田分公司, 新疆 庫(kù)爾勒841000）

摘 要：泥頁(yè)巖油氣藏勘探與開發(fā)中，對(duì)泥頁(yè)巖裂縫的研究非常重要。建立泥頁(yè)巖儲(chǔ)層滲流數(shù)學(xué)模型，采取數(shù)值差分法對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解，考慮壓力敏感和啟動(dòng)壓力梯度，模擬不同測(cè)試時(shí)間和測(cè)試液墊壓力情況下井底壓力及地層滲透率恢復(fù)程度曲線，對(duì)比評(píng)價(jià)泥頁(yè)巖地層不同測(cè)試制度。

關(guān)鍵詞：泥頁(yè)巖；測(cè)試制度；非達(dá)西

1 泥頁(yè)巖裂縫性儲(chǔ)層滲流特征

裂縫是巖石中沒有明顯位移的斷裂，它既是油氣儲(chǔ)集空間，也是滲流通道，因此，對(duì)裂縫的研究一直是油氣勘探開發(fā)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容[1]。這一點(diǎn)在研究泥頁(yè)巖裂縫中尤為重要，特別是如今在北美地區(qū)的海相頁(yè)巖中勘探到了天然氣，就是利用了該項(xiàng)研究的成果。當(dāng)泥頁(yè)巖富含有機(jī)質(zhì)，孔隙度和滲透率均較低時(shí)，在天然裂縫比較充，或者納米級(jí)孔隙裂縫和微小裂縫，后壓裂系統(tǒng)可產(chǎn)生大量的裂紋，頁(yè)巖可以是一種有效的油氣藏或油藏集體。天然裂縫系統(tǒng)不但直接影響頁(yè)巖油氣藏采收率的發(fā)展程度，而且決定了頁(yè)巖氣藏的質(zhì)量和生產(chǎn)水平，在泥頁(yè)巖中增加游離氣體吸附和脫附氣體的體積有重大幫助。

在泥巖裂縫油藏中，裂紋發(fā)生，密度，功能組合和頁(yè)巖儲(chǔ)層的張開程度決定了最終可采儲(chǔ)量，這是因?yàn)槠涓飨虍愋苑浅?qiáng)?？碧降闹饕繕?biāo)是去尋找位于高產(chǎn)油氣井中的主要目標(biāo)層位，要達(dá)成這一目標(biāo)需要借助于易產(chǎn)生裂縫的翠星泥頁(yè)巖層段，這些層復(fù)函有機(jī)質(zhì)，彈性模量較高，比伯松較低。因此，最重要的是研究頁(yè)巖裂縫，特別是在頁(yè)巖油和天然氣的勘探和開發(fā)中。國(guó)內(nèi)外的研究者們做了大量的工作，已取得重要成果，主要是方法技術(shù)和理論方面。其中包括的主要內(nèi)容有裂縫定性定量的識(shí)別方法，泥頁(yè)巖裂縫類型和成因，裂縫性儲(chǔ)層分布預(yù)測(cè)，斷裂特性以及裂縫性儲(chǔ)層性能參數(shù)。

2 泥頁(yè)巖儲(chǔ)層滲流模型(數(shù)學(xué)模型)

2.1 基本假設(shè)

（1）流體流動(dòng)是單向?qū)恿鳚M足低滲非達(dá)西滲流定律；

（2）流體是微可壓縮的；

（3）考慮頂、底界封閉；

（4）重力可忽略，壓力梯度小。

2.2 無(wú)因次數(shù)學(xué)模型

動(dòng)邊界條件：

從循證醫(yī)學(xué)的角度來(lái)分析，任何一個(gè)樣本量較小的研究，其結(jié)果的可信度容易被質(zhì)疑，采用Meta分析的手段，對(duì)研究同一問題的不同文獻(xiàn)的分析結(jié)果進(jìn)行定量合成、分析、比較，可以增大樣本量，提高分析結(jié)果的精確度，從而能夠得到一個(gè)相對(duì)更加客觀真實(shí)的分析結(jié)果，這對(duì)于指導(dǎo)臨床用藥具有重要的參考意義。

利用拉普拉斯變換得到數(shù)學(xué)模型，對(duì)拉普拉斯模型使用有限差分法離散求 解[2]。

對(duì)滲流區(qū)域進(jìn)行不等距剖分，采用塊中心網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)[3]。，聯(lián)立內(nèi)邊界條件得到井底壓力計(jì)算公式：

得到的是一個(gè)3對(duì)角方程組，考慮到計(jì)算矩陣可能是一個(gè)病態(tài)矩陣，使用求解病態(tài)線性方程組的方法進(jìn)行求解。

3 應(yīng)用實(shí)例

選取羅X井地層參數(shù)，分別模擬不同開關(guān)井時(shí)間和地層壓力，對(duì)二開一關(guān)壓力史進(jìn)行擬合，并繪制一關(guān)恢復(fù)段壓力及壓力導(dǎo)數(shù)雙對(duì)數(shù)曲線[4]，研究不同地層壓力和不同一開時(shí)間對(duì)徑向流段出現(xiàn)時(shí)間的影響。

設(shè)置開井時(shí)間分別為2、3、4、5、6小時(shí)，對(duì)一開一關(guān)進(jìn)行模擬后，一關(guān)必要時(shí)間為觀測(cè)到徑向流需要的時(shí)間，對(duì)一關(guān)必要時(shí)間與一開時(shí)間作圖，從上圖可以看出，一開時(shí)間越長(zhǎng)，達(dá)到徑向流所需時(shí)間越短，考慮到壓力敏感對(duì)地層造成損害，需要減少開井時(shí)間，因此開井時(shí)間維持在合適時(shí)間。

羅X井合理測(cè)試制度設(shè)計(jì)

代入不同一開時(shí)間進(jìn)行模擬后，觀察徑向流穩(wěn)定出現(xiàn)的時(shí)間——時(shí)間下限，向后延伸半個(gè)對(duì)數(shù)周期得到——時(shí)間上限（雙對(duì)數(shù)擬合必需時(shí)間），給出了不同一開時(shí)間對(duì)應(yīng)的出現(xiàn)徑向流建議的一關(guān)時(shí)間范圍。如需探測(cè)邊界，時(shí)間上限需要更大。

二開時(shí)間要求取液量超過(guò)0.5方，模擬計(jì)算了二開時(shí)間，結(jié)合一關(guān)時(shí)間設(shè)置，給出了羅69井合理測(cè)試制度。

羅69井合理測(cè)試制度

4 結(jié)論

（1）初始液墊壓力相同情況下，產(chǎn)量隨開井時(shí)間增加而增大，開井末地層滲透率恢復(fù)程度隨開井時(shí)間的增加而增大，關(guān)井末地層滲透率恢復(fù)程度則隨開井時(shí)間的增加而變化不大；

（2）開井時(shí)間相同情況下，產(chǎn)量隨液墊壓力增加而減小，開井末和關(guān)井末地層滲透率恢復(fù)程度隨液墊壓力的增加而增大。

參考文獻(xiàn)：

[1] 丁文龍,許長(zhǎng)春,久凱,李超,曾維特,吳禮明.泥頁(yè)巖裂縫研究進(jìn)展[J].地球科學(xué)進(jìn)展,2011(02):135-144.

[2] 劉洪,王新海,楊鋒,胡治華.三重介質(zhì)低滲油藏壓力響應(yīng)特征[J].石油天然氣學(xué)報(bào),2011(08):134-137+1.

[3] 劉洪,王新海,楊鋒,胡治華.雙孔低滲油藏壓力響應(yīng)特征[J].油氣井測(cè)試,2011(03):10-11+14+75.

[4]卞士舉.低滲透儲(chǔ)層含油性分析[J].油氣井測(cè)試,2004(01):66-68+78.

注：本文由“十二五”國(guó)家油氣重大專項(xiàng)課題“高壓氣藏安全高效開發(fā)技術(shù)”（2011ZX05015-002)與 “十二五”國(guó)家油氣重大專項(xiàng)課題“低滲、特低滲油藏相對(duì)高產(chǎn)富集區(qū)預(yù)測(cè)技術(shù)”（2011ZX05013-001)聯(lián)合資助。

作者簡(jiǎn)介：羅書洵（1989-），男，湖北后湖人，碩士研究生，研究方向：油氣田地質(zhì)開發(fā)。