婁勝男

(大慶油田有限責(zé)任公司測(cè)試技術(shù)服務(wù)分公司 黑龍江 大慶 163000)

·經(jīng)驗(yàn)交流·

試井資料在某斷層識(shí)別中的作用

婁勝男

(大慶油田有限責(zé)任公司測(cè)試技術(shù)服務(wù)分公司 黑龍江 大慶 163000)

某開(kāi)發(fā)區(qū)井震結(jié)合研究應(yīng)用成果表明斷層更為破碎，新組合和核銷的斷層多為小斷層。由于一些小斷層突變不明顯，可能會(huì)被認(rèn)為干擾，所以結(jié)合測(cè)試資料可以準(zhǔn)確識(shí)別小斷層的存在；通過(guò)理論模型及計(jì)算公式可以計(jì)算出斷層與測(cè)試井的距離；通過(guò)試井曲線并結(jié)合地質(zhì)沉積相態(tài)圖等靜態(tài)數(shù)據(jù)，可以懷疑斷層是否出現(xiàn)核銷斷層。試井資料在斷層識(shí)別中的作用可為修正斷層位置提供參考。

試井資料；斷層；鏡像原理

0 引 言

某開(kāi)發(fā)區(qū)深化井震結(jié)合研究應(yīng)用成果，指導(dǎo)斷層區(qū)精細(xì)挖潛，2008年完成了160 km2的高密度三維地震數(shù)據(jù)采集。與原認(rèn)識(shí)相比，斷層走向和傾角變化不大，組合關(guān)系和延伸長(zhǎng)度變化較大,斷層更為破碎，新組合和核銷的斷層多為小斷層。

然而，破碎的小斷層識(shí)別是地震資料精細(xì)構(gòu)造解釋的難點(diǎn)之一，在油氣勘探和評(píng)價(jià)階段，由于小斷層對(duì)油層流體運(yùn)動(dòng)、地層能量傳導(dǎo)具有明顯的影響，勢(shì)必影響油井的開(kāi)發(fā)效益和剩余油的分布。在油田開(kāi)發(fā)及開(kāi)發(fā)調(diào)整階段，小斷層的識(shí)別及其側(cè)向封堵性能的評(píng)價(jià)是剩余油富集區(qū)預(yù)測(cè)、油田開(kāi)發(fā)調(diào)整方案部署和編制的重要依據(jù)和基礎(chǔ)資料。但是，受地震資料分辨能力的限制，有關(guān)小斷層識(shí)別的可靠性一直存在爭(zhēng)議，對(duì)油田開(kāi)發(fā)效果和開(kāi)發(fā)效益方面的影響也不能快速明顯顯現(xiàn)，使得地震資料在油田開(kāi)發(fā)中應(yīng)用的深度和廣度受到了一定的限制。利用壓力恢復(fù)或壓力試井資料分析油層邊界(可能是巖性變化，也有可能是封閉性斷層)已有相應(yīng)的理論和方法，也是油田開(kāi)發(fā)地質(zhì)研究中常用的斷層識(shí)別方法之一，壓力試井解釋成果等開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)資料與地震資料相結(jié)合，綜合應(yīng)用各種小斷層解釋技術(shù)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，綜合識(shí)別油藏中的小斷層，評(píng)價(jià)斷層側(cè)向封堵性能，分析小斷層對(duì)油層流體運(yùn)動(dòng)的影響，總結(jié)、完善小斷層識(shí)別與評(píng)價(jià)技術(shù)。

1 試井資料輔助地震資料驗(yàn)證小斷層的存在

根據(jù)地震勘探理論，當(dāng)?shù)貙又写嬖跀鄬訒r(shí)，在經(jīng)過(guò)處理的地震數(shù)據(jù)體(剖面)上地震反射同相軸存在錯(cuò)斷、扭曲和膝折等地震響應(yīng)特征，小斷層則更多地表現(xiàn)為同相軸振幅、相位的突變特征，但由于一些突變不明顯，可能會(huì)被認(rèn)為干擾，所以小斷層的識(shí)別應(yīng)該與試井資料相結(jié)合，才能準(zhǔn)確識(shí)別小斷層的存在。

測(cè)試井的外邊界如果出現(xiàn)不滲透邊界(斷層或巖性尖滅)，那么我們就可以用“鏡像原理”[1]來(lái)解釋， “鏡像原理”就是如果在一條密封斷層BB附近有一口油井A1以產(chǎn)量q生產(chǎn)，由此所形成的壓力變化，等價(jià)于不存在此斷層BB時(shí)，該井A1與另一口井A2所造成的壓力變化的疊加，而井A2在與A1對(duì)于斷層BB成軸對(duì)稱的位置上，且A2的產(chǎn)量恰與A1完全一樣。就好像這斷層是一面鏡子，A2是A1的像一樣，如圖1所示。我們稱A1為原像(Active Well),A2為鏡像(Image Well)。

圖1 鏡像原理(不滲透邊界)

如果出現(xiàn)不止一條不滲透邊界的話，即斷層形狀或數(shù)量更為復(fù)雜的情況下，則根據(jù)“鏡像原理”，像井?dāng)?shù)目將會(huì)更多，甚至多達(dá)無(wú)窮多口，雙對(duì)數(shù)曲線會(huì)表現(xiàn)出急速“上翹”，如圖2所示。半對(duì)數(shù)曲線呈現(xiàn)兩條直線段，他們的斜率之比為1∶2，如圖3所示。在不滲透邊界的影響到達(dá)井筒后(嚴(yán)格的說(shuō)應(yīng)為“在不滲透邊界對(duì)井底壓力的影響足夠大之后” )，井底壓降速度加快，因此，壓降和時(shí)間的雙對(duì)數(shù)曲線都變陡[2]，即出現(xiàn)“上翹”現(xiàn)象。

圖2 不滲透邊界診斷曲線

圖3 特種識(shí)別曲線

例如，某-P25井是五礦五隊(duì)的一口螺桿泵井，1997年投產(chǎn)，有效厚度13 m，原始地層壓力11.29 MPa。2006年至2009年的試井資料如圖4所示。從圖4可以看出，曲線形態(tài)后期表現(xiàn)上翹，說(shuō)明遇到不滲透邊界；駝峰依次升高，表明井筒附近污染程度越來(lái)越嚴(yán)重；續(xù)流段依次變長(zhǎng)，說(shuō)明隨著油井的開(kāi)發(fā)，地層條件變差。

表1為某-P25井歷年試井參數(shù)對(duì)比情況。從表1可以定量地看出，井筒污染變嚴(yán)重，地層條件變差，結(jié)合該井主產(chǎn)液層的地質(zhì)沉積相態(tài)圖，發(fā)現(xiàn)周圍并沒(méi)有出現(xiàn)巖性尖滅現(xiàn)象，我們懷疑該井附近存在斷層。結(jié)合井震資料，驗(yàn)證我們的猜測(cè)，該井周圍存在斷層(黑色實(shí)線)，如圖5所示。

圖4 某-P25 井歷年試井資料(2006.9.21-2009.9.2)

時(shí)間表皮系數(shù)井筒儲(chǔ)集系數(shù)有效滲透率流動(dòng)系數(shù)2006.9.21-3.440.13230.40950.27942009.9.2-2.130.56160.00820.0690

圖5 某-P25井井位圖

某-P25井2012年9月至2013年5月的試井曲線如圖6所示。從圖6可以看出，曲線后期出現(xiàn)異常上翹，到2013年5月曲線上翹并且接近閉合。根據(jù)“鏡像原理”我們可以懷疑存在多條斷層共同作用的結(jié)果，通過(guò)地質(zhì)井震結(jié)合，驗(yàn)證了我們的猜想。如圖7所示，某-P25井周邊出現(xiàn)新斷層(紅色、藍(lán)色代表新斷層的上、下盤)。

圖6 某-P25 井歷年試井資料(2012.9.3-2013.5.14)

圖7 某-P25井新井位圖

2 試井資料判斷斷層的位置

為了提高油藏地質(zhì)特征認(rèn)知水平，為油田開(kāi)發(fā)調(diào)整及調(diào)整井網(wǎng)部署提供重要參考依據(jù)，除了了解到井周圍有斷層發(fā)育，還必須要準(zhǔn)確判斷斷層的位置，通過(guò)試井曲線分析，并結(jié)合地質(zhì)沉積相態(tài)圖，如上文所述，首先判斷出周圍有斷層發(fā)育，再利用數(shù)學(xué)模型及公式計(jì)算出探測(cè)半徑、影響半徑等參數(shù)，為地質(zhì)人員修正斷層位置提供參考。

某-P30井是2004年11月投產(chǎn)的一口抽油機(jī)井，該井在2011年的一次試井中，后期表現(xiàn)出上翹趨勢(shì)，說(shuō)明周圍有不滲透邊界，如圖8所示。如果測(cè)試井附近有不滲透邊界(如密封斷層)，而且曲線呈現(xiàn)明顯的直線型不滲透邊界反應(yīng)——出現(xiàn)兩條直線段，后一直線段與前一直線段的斜率之比是2∶1，則可用下式計(jì)算出測(cè)試井到不滲透邊界的距離：

(1)

式(1)中，d為井到不滲透邊界的距離，m；tx為壓降曲線兩條半對(duì)數(shù)直線段交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間，h；K為滲透率，μm2；Φ為裂縫直徑，m；u為流體粘度，mPa·s；Ct為井筒儲(chǔ)集系數(shù)，m/MPa；

圖8 某-P30井試井曲線

現(xiàn)代試井解釋可用計(jì)算機(jī)直接計(jì)算出各項(xiàng)參數(shù)，如表2所示。計(jì)算出各項(xiàng)參數(shù)之后，計(jì)算機(jī)利用公式(1)計(jì)算出測(cè)試井到斷層的距離d，為地質(zhì)人員修正斷層位置提供參考。

表2 某P30井試井曲線及各項(xiàng)參數(shù)

3 試井資料驗(yàn)證核銷斷層

對(duì)于沒(méi)有明顯的斷層特征(巖層的連續(xù)性和完整性)，我們稱之為核銷斷層，也就是斷層在長(zhǎng)期水流沖刷，沉積填埋后造成斷層不明顯。既然核銷斷層沒(méi)有明顯斷層特征，那么測(cè)試井曲線也不會(huì)表現(xiàn)出斷層的特征。

某-426井是某礦某隊(duì)的一口分層注水井，其井位圖如圖9所示。投產(chǎn)日期是1993年11月，開(kāi)采層位是S11～S37，有效厚度9.0 m,油層中部深度986.1 m，原始飽和壓力10.2MPa。從圖9中可以看出，周圍有斷層發(fā)育，對(duì)該井注入示蹤劑發(fā)現(xiàn)[3]，在連通油井某427井及某-425井也發(fā)現(xiàn)有示蹤劑，說(shuō)明周圍斷層已不具備封閉性。某426井注示蹤劑跟蹤情況見(jiàn)表3。

圖9 某-426井井位圖

注入井層段見(jiàn)示蹤劑井某426SI4+5(1)～SI4+5(3)某-425、某-427

結(jié)合該井試井資料來(lái)看，某-426井的四次試井中僅有一次試井曲線邊界出現(xiàn)上翹趨勢(shì)，其他都沒(méi)有出現(xiàn)邊界反應(yīng)，并表現(xiàn)出均質(zhì)無(wú)限大模型特征，出現(xiàn)徑向流，

懷疑該井周圍斷層核銷。

4 結(jié) 論

1)試井資料可以輔助地震資料驗(yàn)證小斷層的存在，與井震結(jié)合，為精細(xì)油田描述提供理論依據(jù)。

2)試井資料可以計(jì)算出斷層與測(cè)試井的距離，為地質(zhì)人員提供參考及修正斷層位置。

3)試井資料驗(yàn)證核銷斷層，實(shí)現(xiàn)注采系統(tǒng)合理、層系清晰、井網(wǎng)獨(dú)立、井距優(yōu)化、利于調(diào)整的目的，進(jìn)一步改善水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果。

[1] 劉能強(qiáng).實(shí)用現(xiàn)代試井解釋方法[M]．北京：石油工業(yè)出版社.2003:117-121.

[2] 翟云芳.滲流力學(xué)[M].石油工業(yè)出版社.2009:56-59.

[3] 郭海敏，戴家才，陳科貴.生產(chǎn)測(cè)井原理與資料解釋[M]．北京：石油工業(yè)出版社，2007：77-83.

廣 告 索 引

北京麥思泰克科技有限公司

(封二)

中信泰富特鋼集團(tuán)

(插1)

瑞致

永興科技發(fā)展有限公司 (插2、3)

番禺珠江鋼管有限公司

(插4)

天津鋼管集團(tuán)股份有限公司

(插5)

奧華電子

(插6)

中國(guó)石油西南油氣田公司安全環(huán)保與技術(shù)監(jiān)督研究院

(插7)

中國(guó)石油天然氣管道科學(xué)研究院有限公司

(插8)

山東墨龍石油機(jī)械股份有限公司

(插9)

中國(guó)石油集團(tuán)工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司酸性油氣田材料與腐蝕控制中心

(插10)

德州大陸架石油工程技術(shù)有限公司

(插11)

中國(guó)石油渤海裝備巨龍鋼管公司

(插12)

天擎科技

(插13)

天津市聯(lián)眾鋼管有限公司

(插14)

北京華脈世紀(jì)石油科技有限公司

(插15)

忠世高新材料股份有限公司

(插16)

西南油氣田物資公司石油專用管材檢測(cè)公司

(插17)

西安瑞杰實(shí)業(yè)

(插18)

西安泰銳精密機(jī)械科技有限公司

(插19)

石油管材標(biāo)準(zhǔn)、圖書、文集及期刊的征訂

(插20、封三)

石油管及裝備材料國(guó)際會(huì)議(TEC 2017)通知

(封四)

The results of a development zone combined with seismic application show that the fault is more broken, with the new combined and verified faults being small faults. As some small faults may be considered as interference without obvious mutation, the accurate identification of small fault layer should be combined with the test data. The distance between the fault and the test well can be calculated through theoretical model and the calculation formula. Whether there is a fault can be judged through well test curve and geological deposition phase diagram and other static data. The application of test data in fault identification can provide reference for correction of the fault location.

test data; fault; mirror image principle

婁勝男，女， 1988年生，工程師，2010年畢業(yè)于東北石油大學(xué)資源勘查工程專業(yè)，目前在大慶油田測(cè)試技術(shù)服務(wù)分公司監(jiān)測(cè)信息解釋評(píng)價(jià)中心工作。E-mail:6030404@qq.com

P631.8+1

A

2096-0077(2017)02-0084-03

10.19459/j.cnki.61-1500/te.2017.02.020

LOU Shengnan(LoggingandTestingServicesCompany,DaqingOilfieldCo.Ltd.,Daqing,Heilongjiang163153,China)

2016-05-23 編輯：姜 婷)

Application of Test Data in the Identification of a Fault