趙洪緒

(中法渤海地質(zhì)服務(wù)有限公司，天津 300452)

應(yīng)用不穩(wěn)定試井特征曲線分析凝析氣井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)的新方法

趙洪緒

(中法渤海地質(zhì)服務(wù)有限公司，天津 300452)

不穩(wěn)定試井和生產(chǎn)測(cè)井都是目前油氣田動(dòng)態(tài)檢測(cè)的重要手段。相態(tài)重新分布使不穩(wěn)定試井特征曲線異常，給凝析氣井試井解釋帶來困難，但同時(shí)也給異常復(fù)雜的試井特征曲線分析提出了新的問題。通過對(duì)凝析氣井不穩(wěn)定試井特征曲線和測(cè)試資料進(jìn)行分析及對(duì)比研究，闡述了受相態(tài)重新分布影響的試井特征曲線與生產(chǎn)測(cè)井結(jié)論的聯(lián)系，能夠?qū)ο鄳?yīng)射孔層位的產(chǎn)出做出定性判斷，為凝析氣井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)提供一種新的參考方法。

凝析氣井；試井；特征曲線；生產(chǎn)測(cè)井；相態(tài)重新分布；生產(chǎn)動(dòng)態(tài)

隨著油氣勘探不斷發(fā)展，凝析氣藏的勘探開發(fā)越來越被關(guān)注，凝析氣藏從地質(zhì)上來說，與其他類型氣田并無什么差別，在砂巖地層、碳酸鹽巖地層以及在各種邊界條件下都有發(fā)現(xiàn)。多層合采的凝析氣井開井生產(chǎn)后，在井筒中或井筒附近會(huì)產(chǎn)生凝析油，有時(shí)伴隨水相的產(chǎn)出，關(guān)井后由于重力的作用，不同相態(tài)的流體在井筒中會(huì)產(chǎn)生相態(tài)重新分布[1]，試井壓力導(dǎo)數(shù)曲線異變，對(duì)于關(guān)井時(shí)間較短測(cè)試資料將無法進(jìn)行試井分析。相態(tài)重新分布使試井特征曲線異常，給凝析氣井試井解釋帶來困難[1，2]，但同時(shí)也給異常復(fù)雜的試井特征曲線分析提出了新的問題；筆者對(duì)異常復(fù)雜的試井特征曲線進(jìn)一步分析及對(duì)比研究，闡述了受相態(tài)重新分布影響的試井特征曲線與生產(chǎn)測(cè)井結(jié)論[3]的聯(lián)系。

1 不穩(wěn)定試井特征曲線

試井是解讀儲(chǔ)層特征的技術(shù)之一[4]，是以滲流力學(xué)為理論基礎(chǔ)，以測(cè)試儀表為手段，通過測(cè)量油、氣、水井的壓力、產(chǎn)量、溫度等生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，了解單井產(chǎn)能[5，6]、滲透率、表皮系數(shù)、井筒儲(chǔ)集系數(shù)、邊界距離等情況；可以確定油氣藏模型、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、流動(dòng)參數(shù)、最優(yōu)化工作制度[7]以及對(duì)油氣藏?fù)p害程度的評(píng)價(jià)和損害機(jī)理的分析。

試井資料是在油氣藏動(dòng)態(tài)條件下測(cè)得的，通過不穩(wěn)定試井分析和試井解釋可以得到很多有關(guān)測(cè)試井和測(cè)試層的信息。在均質(zhì)無限大地層中[1]，一般不穩(wěn)定試井曲線依次出現(xiàn)3種典型流態(tài)：續(xù)流段、過渡段、徑向流段，相應(yīng)的壓力及壓力導(dǎo)數(shù)曲線。試井解釋過程中不同的流動(dòng)階段可以獲得不同的信息，其中續(xù)流段為剛剛開井(壓降情形)或剛剛關(guān)井(壓恢情形)的一段短時(shí)間，可以得到井筒儲(chǔ)集系數(shù)；過渡段為井筒附近油層的情況和油藏的類型等信息；徑向流動(dòng)階段為計(jì)算得到地層系數(shù)、流動(dòng)系數(shù)、滲透率、表皮系數(shù)[8]等參數(shù)。

1.1 凝析氣井相態(tài)重新分布

圖1 相態(tài)重新分布

在凝析氣井不穩(wěn)定試井資料解釋過程中，常常會(huì)遇到相態(tài)重新分布的問題。當(dāng)凝析氣井開井生產(chǎn)后，在井筒中或井筒附近會(huì)產(chǎn)生凝析油，有時(shí)還會(huì)伴隨水相的產(chǎn)出。在不穩(wěn)定試井作業(yè)過程中，關(guān)井前井筒中充滿了多相流體；關(guān)井后由于重力的作用，在井筒中的輕質(zhì)相逐步上升，重質(zhì)相逐步下沉，使得壓力計(jì)下入深度和測(cè)試層之間的流體的相對(duì)密度發(fā)生變化，不論是在壓降還是在壓力恢復(fù)測(cè)試，相態(tài)重新分布影響有時(shí)延續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)(圖1)。

1.2 凝析氣井不穩(wěn)定試井特征曲線分析

凝析氣井存在復(fù)雜的相變與相態(tài)重新分布，對(duì)試井壓力導(dǎo)數(shù)曲線有較大影響，相態(tài)重新分布的影響往往更為嚴(yán)重，井底積液造成的壓力偏移，壓力恢復(fù)曲線會(huì)出現(xiàn)異常現(xiàn)象，壓力計(jì)記錄的壓力隨時(shí)間局部的下降(圖2)，導(dǎo)致資料無法進(jìn)行正常分析。

由于凝析氣井存在相態(tài)重新分布，使得凝析氣井的試井特征曲線有所不同，呈現(xiàn)出向下凹的反?，F(xiàn)象，壓力導(dǎo)數(shù)曲線有可能出現(xiàn)缺失(圖3)。

圖2 壓力恢復(fù)異常曲線

圖3 壓力導(dǎo)數(shù)異常曲線

2 非集流生產(chǎn)測(cè)井

生產(chǎn)測(cè)井的任務(wù)是適時(shí)進(jìn)行生產(chǎn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，主要研究井筒問題，如出油層位、出水層位、分層流量及井壁損壞等，為不斷認(rèn)識(shí)油氣層提供有關(guān)資料。產(chǎn)出剖面生產(chǎn)測(cè)井[9]是生產(chǎn)測(cè)井中較為常規(guī)的測(cè)試方式，用于測(cè)量井底各射孔層各相流體的產(chǎn)出情況。

非集流式生產(chǎn)測(cè)井所測(cè)的參數(shù)有壓力、溫度、自然伽馬、磁定位、持水率、密度和流量計(jì)的渦輪轉(zhuǎn)速。不同的電纜或鋼絲速度和所測(cè)的流量計(jì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行回歸，得到井底流體的表觀流速；持水率和密度曲線對(duì)井底流體相態(tài)進(jìn)行區(qū)分，對(duì)流體的流動(dòng)模型[10]進(jìn)行劃分。

油氣水三相流動(dòng)存在2個(gè)滑脫速度；流體的混合密度ρm及持水率Yw可以由密度計(jì)和持水率計(jì)直接測(cè)得，持氣率Yg和持油率Yo就可以由式(1)、(2)聯(lián)立求得；通過相應(yīng)的解釋模型，各相間滑脫效應(yīng)，最終可得到各射孔層段的產(chǎn)出情況。

ρm=ρ0Y0+ρgYg+ρwYw

(1)

1=Y0+Yg+Yw

(2)

式中：ρm為密度計(jì)測(cè)量的混合密度，g/cm3；Yw、Yg、Yo分別為持水率、持氣率、持油率，1；ρo、ρg、ρw分別為油密度、氣密度、水密度，g/cm3。

通過生產(chǎn)測(cè)井可確定層位貢獻(xiàn)和基本的流動(dòng)剖面，對(duì)井的下步增產(chǎn)措施提供依據(jù)，但由于油氣田現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際完鉆了大量的大斜度井及井眼軌跡復(fù)雜的井，受到了一定的限制，造成了國(guó)內(nèi)服務(wù)公司產(chǎn)出剖面生產(chǎn)測(cè)井工作量一直很少，當(dāng)然也就不可能對(duì)測(cè)試井射孔層位的產(chǎn)出情況進(jìn)行分析。

3 試井特征曲線與生產(chǎn)測(cè)井結(jié)論

不穩(wěn)定試井和生產(chǎn)測(cè)井都是目前油田動(dòng)態(tài)檢測(cè)的重要手段，對(duì)于采取有效的增產(chǎn)措施，制訂調(diào)整挖潛方案具有十分重要的意義。一般認(rèn)為兩者的測(cè)試曲線無明顯聯(lián)系，但通過對(duì)相同凝析氣井進(jìn)行不穩(wěn)定試井和生產(chǎn)測(cè)井，不穩(wěn)定試井特征曲線與生產(chǎn)測(cè)井的結(jié)論有一定聯(lián)系。不穩(wěn)定試井壓力導(dǎo)數(shù)曲線的續(xù)流段和過渡段主要反映井筒以及井筒周圍的情況，受井筒中相態(tài)重新分布的影響，壓力導(dǎo)數(shù)續(xù)流段和過渡段有異常變化，相態(tài)重新分布持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的，壓力導(dǎo)數(shù)徑向流動(dòng)階段將無法判斷，試井解釋不能求取地層參數(shù)；生產(chǎn)測(cè)井的任務(wù)是適時(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，主要研究井筒中各射孔層的產(chǎn)出情況；不穩(wěn)定試井和生產(chǎn)測(cè)井都能反映測(cè)試井井筒的問題。

A井是一口凝析氣井，多層合采：sand1(3125～3135m)、sand2(3358～3365m)、sand3(3380～3400m)。其基本參數(shù)：儲(chǔ)層溫度為101.2℃，儲(chǔ)層壓力為19.99MPa，井眼半徑為0.11025m，孔隙度為0.20，天然氣相對(duì)密度為0.68，綜合壓縮系數(shù)為0.035061MPa-1。

A井先后進(jìn)行不穩(wěn)定試井和生產(chǎn)測(cè)井。A井在不穩(wěn)定試井過程中，壓力計(jì)下深為3190m，壓力恢復(fù)測(cè)試曲線見圖4，對(duì)A井進(jìn)行不穩(wěn)定試井分析，特征曲線見圖5；壓力導(dǎo)數(shù)曲線初期，即續(xù)流階段，受相變的影響，出現(xiàn)了變井筒儲(chǔ)集現(xiàn)象，持續(xù)時(shí)間較短，隨后進(jìn)入過渡段和徑向流動(dòng)階段，不穩(wěn)定試井特征曲線明顯，續(xù)流階段、過渡段和徑向流動(dòng)階段沒有受到相態(tài)重新分布的影響，壓力計(jì)下入深度至射孔底界深度之間沒有產(chǎn)生輕質(zhì)相和重質(zhì)相分離的現(xiàn)象，壓力偏移對(duì)壓力計(jì)記錄的壓力沒有產(chǎn)生影響，從A井的不穩(wěn)定試井特征曲線分析，可定性判斷sand3在生產(chǎn)過程中產(chǎn)出較少或沒有產(chǎn)出。

圖4 A井壓力恢復(fù)測(cè)試曲線

圖5 A井試井特征曲線

圖6 A井生產(chǎn)測(cè)井部分成果圖

圖7 B井試井特征曲線

A井隨后進(jìn)行了產(chǎn)出剖面生產(chǎn)測(cè)井，生產(chǎn)測(cè)井部分成果圖見圖6，可以看到，在測(cè)試段底部的射層段sand3基本沒有產(chǎn)出。

為了進(jìn)一步說明試井特征曲線和生產(chǎn)測(cè)井結(jié)論的關(guān)系，對(duì)B井進(jìn)行不穩(wěn)定試井和生產(chǎn)測(cè)井。B井是一口凝析氣井，多層合采：sand5(3000～3020m)、sand6(3100～3115m)、sand7(3165～3180m)，其基本參數(shù)：儲(chǔ)層溫度121.2℃，儲(chǔ)層壓力為23.29MPa，井眼半徑為0.11025m，孔隙度0.17，天然氣相對(duì)密度0.67，綜合壓縮系數(shù)為0.045071 MPa-1，壓力計(jì)深度3090m。

B井不穩(wěn)定試井特征曲線圖見圖7，B井不穩(wěn)定試井特征曲線說明，壓力導(dǎo)數(shù)曲線過渡段及徑向流動(dòng)階段受到了相態(tài)重新分布的嚴(yán)重影響，過渡段曲線出現(xiàn)了上下跳動(dòng)，徑向流動(dòng)階段曲線出現(xiàn)了缺失，sand6和sand7深度段輕質(zhì)相和重質(zhì)相分離嚴(yán)重，平衡了井底部分壓力，產(chǎn)生的壓力偏移影響了不穩(wěn)定試井的特征曲線形態(tài)，借助不穩(wěn)定試井特征曲線分析，說明sand6和sand7在生產(chǎn)過程中有一定產(chǎn)出。

B井同樣進(jìn)行了產(chǎn)出剖面生產(chǎn)測(cè)井，產(chǎn)出剖面生產(chǎn)測(cè)井部分成果圖見圖8，B井生產(chǎn)測(cè)井結(jié)果顯示，sand6和sand7產(chǎn)氣量占該井產(chǎn)氣量的31.52%，sand7是該井的主要產(chǎn)水層。

圖8 B井生產(chǎn)測(cè)井部分成果圖

4 結(jié)論

1)通過對(duì)不穩(wěn)定試井特征曲線進(jìn)行分析，可獲得地層系數(shù)、滲透率、表皮系數(shù)、井筒儲(chǔ)集系數(shù)等參數(shù)以外的測(cè)試信息，得到更多的油藏動(dòng)態(tài)信息，能夠?qū)ο鄳?yīng)射孔層位的產(chǎn)出做出定性判斷，使測(cè)試資料發(fā)揮更有效的作用，為凝析氣井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)檢測(cè)提供了一種新的參考方法。

2)多層合采大斜度井由于測(cè)量工藝復(fù)雜及作業(yè)井難度大，生產(chǎn)井技術(shù)受到實(shí)際作業(yè)條件的限制，存在一定的局限性，同時(shí)檢測(cè)對(duì)象復(fù)雜，不能進(jìn)行生產(chǎn)測(cè)井的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，只能在一定深度對(duì)測(cè)試井進(jìn)行不穩(wěn)定測(cè)試，凝析氣井不穩(wěn)定試井特征曲線的分析是這類型作業(yè)井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的補(bǔ)充。

[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，2008.

[2]《試井手冊(cè)》編寫組.試井手冊(cè)(下冊(cè))[M].北京：石油工業(yè)出版社，2002.

[3]郭海敏.生產(chǎn)測(cè)井導(dǎo)論[M].北京：石油工業(yè)出版社，2003.

[4]莊惠農(nóng).氣藏動(dòng)態(tài)描述和試井[M].北京：石油工業(yè)出版社，2004.

[5]郭樹文，周芙蓉，王曉冬.IPR發(fā)展與應(yīng)用[J].油氣井測(cè)試，2001，10(5)：8～9.

[6]赫恩杰，張麗華，吳江輝.凝析氣井動(dòng)態(tài)分析方法及應(yīng)用[J].斷塊油氣田，1996，3(3)：32～34.

[7]李瑞琪.地層原油高壓物性參數(shù)預(yù)測(cè)方法[J].油氣田地面工程，2009，28(9)：81～82.

[8]陳元千，閆為格.表皮系數(shù)的分解方法[J].斷塊油氣田，2003,10(6):32～35.

[9]金寧德，喬賀堂，張淑英.垂直管中三相流分相含率測(cè)量模型研究[J].測(cè)井技術(shù)，1997，21(1)：9～14.

[10]Jin N D，Liu H L，Qiao H T，et al. Modeling and analysis for total flowrate and flowrate fraction measurement of oil/gas/water three phase flow in oil downhole[C]. Proceeding of the second international symposium on measuring techniques for multiphase flows，1998，Beijing，China：313～320.

[編輯] 帥群

2016-10-20

國(guó)家科技重大專項(xiàng)(2011ZX05017-001)。

趙洪緒(1980-)，男，工程師，現(xiàn)主要從事試井和生產(chǎn)測(cè)井資料解釋等方面的研究工作，zhaohx@cfbgc.com。

TE353

A

1673-1409(2017)11-0058-05

[引著格式]趙洪緒.應(yīng)用不穩(wěn)定試井特征曲線分析凝析氣井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)的新方法[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版), 2017,14(11):58～62.