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        氣藏型儲氣庫注氣期試井分析探討

        2021-06-21 00:48:26劉曉旭周道勇
        特種油氣藏 2021年2期
        關(guān)鍵詞:關(guān)井試井儲氣庫

        劉曉旭,周 源,王 霞,羅 鑫,周道勇

        (中國石油西南油氣田分公司,四川 成都 610041)

        0 引 言

        氣藏型儲氣庫由于自身獨特的天然優(yōu)勢,在儲氣庫中所占比例達(dá)到了76.70%[1],中國地下儲氣庫也以氣藏型儲氣庫為主[2]。由于氣藏型儲氣庫采氣期時間較短(通常為3~4個月),采氣安排緊湊、強(qiáng)度大,通常沒有足夠的時間進(jìn)行測試,而注氣期時間相對較長(通常為7~8個月),注氣強(qiáng)度小,具備井下測試作業(yè)的條件[3-5]。因此,為掌握儲氣庫注采過程中的儲層物性與滲流能力的變化,在注氣期開展試井測試是不可或缺的技術(shù)手段。鑒于目前針對儲氣庫注氣期試井的研究在國內(nèi)外尚屬空白[6-11],基于相國寺儲氣庫注氣期井下連續(xù)油管試井測試及采氣期試井測試結(jié)果,開展了儲氣庫注采過程中滲流特征及其影響因素的分析[12-18]。

        1 相國寺儲氣庫簡況

        相國寺儲氣庫是中國西南地區(qū)第1座地下儲氣庫,由相國寺石炭系氣藏枯竭后改建。儲氣庫設(shè)計庫容為42.6×108m3,其中,墊底氣量為19.8×108m3,工作氣量為22.8×108m3,運(yùn)行壓力為13.2~28.0 MPa。相國寺儲氣庫自2010年2月開展先導(dǎo)性試驗,2013年6月底注氣并投入運(yùn)營,目前共有注采井13口,監(jiān)測井6口(其中1口監(jiān)測井兼具采氣功能)。

        2 儲氣庫注氣期影響因素及試井特征分析

        儲氣庫注氣期,氣體在壓差作用下經(jīng)井筒從井底流向儲層,儲層壓力升高,是采氣期的逆過程。與儲氣庫采氣期相比,儲氣庫注氣期最主要特征表現(xiàn)為溫降效應(yīng)、變表皮效應(yīng)以及儲層應(yīng)力敏感,在試井特征曲線上也存在較大的差別。

        XC7井是位于相國寺儲氣庫中北部的一口定向注采井,鉆遇儲層長度為35 m。該井在2013年10月開展了注汽測試,采用井下連續(xù)油管技術(shù)在注氣末期開展了停注壓力降落試井,2014年12月,采用鋼絲下壓力計技術(shù),開展了采氣期內(nèi)的關(guān)井壓力恢復(fù)試井。以XC7井注氣期內(nèi)的關(guān)井壓力降落試井為例,闡述儲氣庫注氣過程中產(chǎn)生的溫降效應(yīng)、變表皮效應(yīng)以及儲層應(yīng)力敏感效應(yīng),并剖析這些因素在試井雙對數(shù)曲線上的響應(yīng)特征。

        2.1 注氣溫降效應(yīng)

        圖1 XC7井溫降效應(yīng)下的試井雙對數(shù)曲線Fig.1 The double logarithmic curve of welltest of Well XC7 under temperature drop effect

        2.2 變表皮效應(yīng)

        儲氣庫注氣過程中,尤其是注氣初期,由于地面管線內(nèi)的各種雜質(zhì)(泥土、鐵銹等)混合增壓機(jī)組潤滑油、緩蝕劑等隨氣流一起帶入井底,造成井筒與儲層堵塞。而在采氣過程中,這些污染物會隨著氣流帶出井底,減輕對儲層的污染,表皮系數(shù)減小。因此,在儲氣庫注采運(yùn)行過程中,井底表皮系數(shù)是動態(tài)變化的,這種表皮系數(shù)變化定義為變表皮效應(yīng)。圖2為不同表皮系數(shù)下試井雙對數(shù)曲線(圖中S為儲氣庫注采井的表皮系數(shù))。由圖2可知,不同表皮系數(shù)下的無因次壓力、無因次壓力導(dǎo)數(shù)雙對數(shù)曲線差異較大,主要表現(xiàn)為隨表皮系數(shù)減小,無因次壓力曲線整體下移,無因次壓力導(dǎo)數(shù)曲線的過渡流段下移,而對無因次壓力導(dǎo)數(shù)中的徑向流段影響較小。

        圖2 XC7井不同表皮系數(shù)下的試井雙對數(shù)曲線Fig.2 The double logarithmic curve ofwell test of Well XC7 with different skin coefficients

        2.3 儲層應(yīng)力敏感

        在注氣期,由于地層壓力升高,閉合的微裂縫重新開啟,孔隙及喉道半徑變大,在一定程度上會提高儲層滲透率;反之,在采氣期,由于地層壓力下降速度較快,微裂縫會發(fā)生一定程度的閉合,孔隙及喉道半徑變小而造成儲層滲透率下降。在儲氣庫反復(fù)注采過程中,由于注采強(qiáng)度大,壓力變化幅度也較大,儲層的滲流能力勢必會受到應(yīng)力敏感的影響。

        圖3為不同儲層滲透率下的雙對數(shù)曲線(圖中K為儲層滲透率,mD)。儲層滲透率在雙對數(shù)曲線上主要表現(xiàn)為隨滲透率的增大,雙對數(shù)曲線基本呈平行下移。

        圖3 XC7井不同儲層滲透率下的試井雙對數(shù)曲線Fig.3 The double logarithmic curve of Welltest of Well XC7 with different reservoir permeability

        綜上所述,表皮系數(shù)與滲透率的影響機(jī)理不同,二者在試井曲線上的響應(yīng)特征不同,表皮系數(shù)主要影響壓力導(dǎo)數(shù)曲線的過渡流段,而滲透率主要影響徑向流段。由于儲氣庫同時存在變表皮效應(yīng)與儲層應(yīng)力敏感,對同一口注采井而言,在不同注采周期開展測試得到的試井曲線特征與儲層參數(shù)勢必存在較大的差異。

        3 應(yīng)用與分析

        3.1 在同一運(yùn)行周期下,注氣期與采氣期滲流特征大致相同

        XC3井位于相國寺儲氣庫中部,是一口水平段長度為200 m的水平注采井。2014年9月,該井在注氣過程中開展了停注關(guān)井壓力降落試井后,通過地面流程倒換完成了采氣關(guān)井壓力恢復(fù)試井。圖4為XC3井注氣期關(guān)井壓力降落試井與采氣期關(guān)井壓力恢復(fù)試井雙對數(shù)曲線疊加圖。表1為2次試井解釋結(jié)果對比。

        圖4 XC3井注氣期關(guān)井壓力降落試井與采氣期關(guān)井壓力恢復(fù)試井雙對數(shù)曲線疊加圖Fig.4 The superposition plot of doublelogarithmic curves of well test with shut-in pressuredrop in injection period and well test with shut-inpressure recovery in production period of Well XC3

        表1 XC3井試井解釋參數(shù)對比Table 1 The comparison of well testinterpretation parameters of Well XC3

        對比2次試井曲線特征與解釋參數(shù)可知,無論是注氣期還是采氣期,由于2次試井測試時間相近,試井曲線特征基本相同,試井解釋得到的儲層滲透率、表皮系數(shù)與探測半徑等參數(shù)也基本接近。這表明與采氣試井測試相比,利用注氣期進(jìn)行試井測試得到的儲層參數(shù)具有同樣的參考價值。

        3.2 不同注采運(yùn)行周期下,注氣期與采氣期試井曲線特征與解釋結(jié)果差異較大

        圖5為XC7井在2013年9月注氣期關(guān)井壓力降落試井與2014年12月采氣期關(guān)井壓力恢復(fù)試井雙對數(shù)曲線疊加圖。表2為2次試井解釋結(jié)果對比。

        圖5 XC7井注氣期關(guān)井壓力降落試井與采氣期關(guān)井壓力恢復(fù)試井雙對數(shù)曲線疊加圖Fig.5 The superposition plot of double logarithmiccurves of well test with shut-in pressuredrop in injection period and well test withshut-in pressure recovery in production period of Well XC7

        由圖5可知,由于2次測試條件不同,各影響因素發(fā)生了變化,2次試井雙對數(shù)曲線特征差異較大,解釋結(jié)果也存在較大的差異。由表2解釋結(jié)果可以得到如下結(jié)論。

        (1) 2014年采氣期試井解釋滲透率明顯高于注氣期測試解釋滲透率。這是由于2013年注氣期關(guān)井壓力降落試井處于第1注氣周期,地層壓力較低,儲層中部分裂縫仍處于閉合狀態(tài),氣藏開發(fā)過程中的應(yīng)力敏感的影響較大。2014年12月采氣期測試時地層壓力較高,部分裂縫重新張開,儲層滲透率有一定程度的恢復(fù)。

        (2) 2014年注氣期表皮系數(shù)明顯高于2013年采氣期表皮系數(shù)。這說明注氣過程加重了井底污染,而采氣過程能帶出部分污染物,在一定程度上緩解了井底污染。

        4 結(jié)論及建議

        (1) 氣藏開發(fā)中的試井分析方法同樣適用于儲氣庫注氣過程,與采氣期測試相比,注氣期試井分析結(jié)果具有同樣的參考意義。

        (2) 儲氣庫注氣過程中的溫降效應(yīng)在試井雙對數(shù)曲線上的響應(yīng)不明顯,對試井解釋結(jié)果的影響可基本忽略不計。

        (3)由于變表皮效應(yīng)與儲層應(yīng)力敏感的影響,儲氣庫不同注采運(yùn)行周期內(nèi)試井曲線特征與解釋結(jié)果差異較大。

        (4) 儲氣庫注氣時應(yīng)確保地面管線內(nèi)無雜質(zhì),并防止?jié)櫥团c絲扣油帶入井底污染地層,定期清洗井筒內(nèi)污染物來提高儲氣庫調(diào)峰采氣能力。

        (5) 在編制儲氣庫注采運(yùn)行方案時,應(yīng)充分考慮變表皮效應(yīng)與儲層應(yīng)力敏感的影響,通過在不同運(yùn)行周期內(nèi)開展試井測試來準(zhǔn)確掌握儲氣庫注采能力。

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