反褶積試井解釋方法在東海油氣田中的應(yīng)用

盛志超，陳 晶

（中國石油化工股份有限公司上海海洋油氣分公司研究院，上海 200120）

反褶積試井解釋方法在東海油氣田中的應(yīng)用

盛志超，陳 晶

（中國石油化工股份有限公司上海海洋油氣分公司研究院，上海 200120）

海上油氣井由于測試時(shí)間短，利用常規(guī)試井解釋方法往往難以較準(zhǔn)確反映地層邊界特征，而應(yīng)用反褶積算法進(jìn)行試井解釋，基于疊加原理截取更長的壓力生產(chǎn)史參與計(jì)算，能夠得到更長時(shí)間的壓力響應(yīng)，從而獲取更多的儲(chǔ)層信息，為儲(chǔ)層邊界的識別提供可靠的依據(jù)，對不穩(wěn)定試井解釋技術(shù)是一個(gè)很好的補(bǔ)充和完善。嘗試?yán)脰|海有限的油氣井測試資料利用反褶積方法進(jìn)行解釋和分析，并對其應(yīng)用進(jìn)行歸納和總結(jié)。這對東海的勘探開發(fā)、對反褶積方法本身發(fā)展均有較重要的參考價(jià)值。

試井；反褶積；邊界識別；應(yīng)用

由于投資費(fèi)用高，海上油氣井測試時(shí)間短，利用常規(guī)測試一般難以獲得可靠的地層邊界信息[1]。同樣因?yàn)橥顿Y費(fèi)用高，測試資料非常珍貴，且測試資料又是獲得認(rèn)識地層非常重要來源。因此，充分利用測試資料獲得重要的信息對于認(rèn)識儲(chǔ)層顯得尤為重要。反褶積試井解釋方法可有效地彌補(bǔ)測試時(shí)間短給常規(guī)試井解釋帶來的不足[1,2]。反褶積算法引入試井解釋時(shí)間并不長[3,4]，但其在海上油氣田測試時(shí)間短、測試資料不足或缺乏等情況下，嘗試在東海油氣井試井解釋中運(yùn)用反褶積運(yùn)算對于獲得有用的儲(chǔ)層信息意義重大。

1 反褶積試井解釋方法在東海的運(yùn)用

反褶積在東海油氣井中的運(yùn)用主要包括以下三個(gè)方面：（1）井下壓力計(jì)數(shù)據(jù)“變廢為寶”；（2）探井DST測試數(shù)據(jù)，提供信息更豐富；（3）單井多次壓力恢復(fù)測試數(shù)據(jù)，提供更準(zhǔn)確豐富的信息。

1.1 井下壓力計(jì)數(shù)據(jù)“變廢為寶”

通常情況下，氣田開發(fā)過程中一個(gè)開發(fā)層系會(huì)選用一至兩口開發(fā)井，下入永久井下壓力計(jì)，記錄開發(fā)井地層壓力，從而給油藏研究人員提供地層壓力資料。應(yīng)該說這些壓力資料來之不易，非常寶貴，然而在實(shí)際運(yùn)用中，這些寶貴的壓力資料除了提供地層壓力之外似乎別無它用。因此油藏工程師往往在記錄了地層壓力之后，便將之棄之一邊，當(dāng)作“廢物”處理。如果運(yùn)用反褶積計(jì)算方法，可將永久壓力計(jì)記錄的開井狀態(tài)下壓力資料以及對應(yīng)井口產(chǎn)量資料進(jìn)行全生產(chǎn)史反褶積計(jì)算，可獲得有用的地層信息，使永久壓力計(jì)資料“變廢為寶”。

如圖1所示為某生產(chǎn)井的生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)。此次將穩(wěn)定生產(chǎn)時(shí)能識別的三個(gè)明顯壓力降落段（第五生產(chǎn)段（production #5）、第六生產(chǎn)段（production #6）和第七生產(chǎn)段（production #7））作為反褶積試井解釋的對象，同時(shí)選擇三個(gè)穩(wěn)定生產(chǎn)段對應(yīng)的井口產(chǎn)量數(shù)據(jù)進(jìn)行反褶積計(jì)算。結(jié)合該井所在儲(chǔ)層地質(zhì)認(rèn)識以及生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，采用均質(zhì)儲(chǔ)層、一條斷層、變井儲(chǔ)、表皮，壓裂裂縫模型進(jìn)行全生產(chǎn)史模擬計(jì)算，從而得到其反褶積后的雙對數(shù)曲線（圖2）和反褶積擬合曲線（圖3），同時(shí)得到表皮系數(shù)、有效滲透率、斷層距離等有用的儲(chǔ)層信息。

1.2 探井鉆桿測試數(shù)據(jù)提供信息更豐富

由于操作成本高，海上油氣田探井鉆桿測試（DST）時(shí)關(guān)井壓力恢復(fù)時(shí)間一般都比較短，因此在使用DST測試資料時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)以下幾種情況：①資料滿足不了試井解釋的要求而無法進(jìn)行解釋；②時(shí)間太短從而無法得到完整的流動(dòng)階段；③雖然勉強(qiáng)能解釋，但其解釋結(jié)果存在較大不確定。

反褶積試井方法的理論基礎(chǔ)是疊加原理，即根據(jù)井的所有生產(chǎn)壓降數(shù)據(jù)和關(guān)井壓力恢復(fù)數(shù)據(jù)，在褶積計(jì)算時(shí)間內(nèi)模擬一套定產(chǎn)量壓降數(shù)據(jù)，相當(dāng)于“增加”測試時(shí)間。這樣便可得到各個(gè)流動(dòng)階段較完整的壓力雙對數(shù)導(dǎo)數(shù)曲線，一方面可提供更為可靠性解釋結(jié)果，同時(shí)“增加”測試時(shí)間也使得其邊界特征更易于識別。

圖1 某生產(chǎn)井井下永久壓力計(jì)歷史數(shù)據(jù)（歷史產(chǎn)量欄中棕色線為氣產(chǎn)量，綠線為凝析油產(chǎn)量，下同）

東海某探井進(jìn)行了三開三關(guān)的DST測試，測試歷史曲線如圖4所示。選擇二關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行常規(guī)試井解釋，其雙對數(shù)曲線如圖5所示。從圖5可明顯看見，末端數(shù)據(jù)較零散且有一定的跳躍，但在常規(guī)試井解釋過程中往往不予考慮，而簡單地采用無限大均質(zhì)地層模型來解釋，顯然這樣的解釋結(jié)果存在較大的不確定性。

然而將二關(guān)和三關(guān)的測試數(shù)據(jù)進(jìn)行反褶積試井解釋后，其雙對數(shù)曲線見圖6，從圖6可明顯看出雙對數(shù)曲線流動(dòng)階段完成，曲線后期出現(xiàn)明顯下掉，結(jié)合地質(zhì)情況可綜合推斷該油藏存在一定能量補(bǔ)充，即該油藏具有一定能量的邊底水。

圖2 反褶積試井解釋特征曲線圖（圖中點(diǎn)為反褶積曲線，實(shí)線為擬合曲線；psi2/cp為擬壓力單位，下同）

圖3 反褶積試井解釋歷史曲線擬合圖

圖4 某探井DST測試壓力/產(chǎn)量歷史曲線

圖5 二關(guān)壓力恢復(fù)試井解釋特征曲線

圖6 反褶積試井解釋特征曲線

對比常規(guī)試井解釋與反褶積試井解釋的結(jié)果可以看出，常規(guī)試井解釋由于測試時(shí)間短，流動(dòng)階段不完整，邊界效應(yīng)無反映或反映不明顯；而反褶積試井解釋采用多個(gè)壓力恢復(fù)階段數(shù)據(jù)，出現(xiàn)完整流動(dòng)階段，提供了更豐富的信息，對邊界的識別和分析更準(zhǔn)確。

1.3 單井多次壓力恢復(fù)測試數(shù)據(jù)提供更準(zhǔn)確豐富的信息

在井的生產(chǎn)周期中，根據(jù)生產(chǎn)管理要求，會(huì)定期對井進(jìn)行壓力恢復(fù)測試，從而獲得有用的動(dòng)態(tài)監(jiān)測資料，為認(rèn)識油氣井狀態(tài)、油氣層評價(jià)提供信息。通常情況下，會(huì)對每次測試資料進(jìn)行常規(guī)試井解釋，油藏工程師會(huì)根據(jù)測試解釋結(jié)果對油氣井、油氣藏進(jìn)行評價(jià)。由于測試資料本身存在時(shí)間短，其解釋結(jié)果存在不確定性，往往在運(yùn)用這些資料時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)，多次解釋結(jié)果不盡相同，甚至出現(xiàn)相反的情況[5]。這這種情況下，油藏工程師往往會(huì)選擇擯棄這些寶貴的資料，造成寶貴資料的浪費(fèi)。反褶積試井解釋方法提供一種充分運(yùn)用上述多次測試資料的方法，即將多次測試資料進(jìn)行反褶積計(jì)算，一方面相當(dāng)于將測試時(shí)間延長，豐富了油藏認(rèn)識，同時(shí)避免了單次常規(guī)試井解釋存在的不確定性。

圖7為某生產(chǎn)井半年之內(nèi)三次壓力恢復(fù)測試。采用常規(guī)試井解釋方法對這三次測試數(shù)據(jù)進(jìn)行了解釋，解釋特征曲線如圖8至圖10所示。雙對數(shù)曲線出現(xiàn)上翹，顯示氣藏滲流受阻，結(jié)合地質(zhì)認(rèn)識，試井解釋兩條平行斷層。

圖7 某生產(chǎn)井歷次壓力恢復(fù)測試歷史曲線

將三次壓力恢復(fù)測試資料進(jìn)行反褶積試井解釋，圖11為反褶積試井解釋特征曲線，從曲線上看，雙對數(shù)曲線上翹后又拐頭向下，顯示滲透受阻后有出現(xiàn)地層能量的補(bǔ)充。再次結(jié)合地質(zhì)認(rèn)識，該井更為準(zhǔn)確的認(rèn)識是，氣井周圍存在兩條平行斷層，而在無斷層阻隔的方向又存在一定的邊底水能量的補(bǔ)充。這與氣井所生產(chǎn)層位邊底水地質(zhì)狀況以及氣井生產(chǎn)出水狀況是相吻合。

進(jìn)一步分析壓力恢復(fù)試井解釋結(jié)果與生產(chǎn)歷史的擬合情況。從擬合的結(jié)果來看，單次的壓力恢復(fù)試井解釋的結(jié)果只能滿足解釋本次的歷史情況，而不能滿足整個(gè)歷史（圖12至圖14）。相比之下，反褶積試井解釋能很好的擬合整個(gè)壓力和產(chǎn)量的歷史（圖15），其結(jié)果更加可靠。

通過對常規(guī)試井解釋與反褶積試井解釋結(jié)果的對比可以看出，雖然3次壓力恢復(fù)測試的常規(guī)試井解釋雙對數(shù)特征基本一致，但試井解釋結(jié)果存在片面性，不能很好解釋氣井的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，而反褶積試井解釋綜合采用多次壓力恢復(fù)測試的數(shù)據(jù)，提供了更豐富的信息，既可反映邊界信息，又可擬合整個(gè)生產(chǎn)歷史，解釋結(jié)果準(zhǔn)確性高。

圖8 第一次壓力恢復(fù)試井解釋特征曲線

圖9 第二次壓力恢復(fù)試井解釋特征曲線

圖10 第三次壓力恢復(fù)試井解釋特征曲線

圖11 反褶積試井解釋特征曲線

圖12 第一次壓力恢復(fù)試井解釋結(jié)果擬合圖

圖13 第二次壓力恢復(fù)試井解釋結(jié)果擬合圖

圖14 第三次壓力恢復(fù)試井解釋結(jié)果擬合圖

2 結(jié)論

（1）海上油氣井由于測試時(shí)間短，利用常規(guī)試井解釋方法往往難以較準(zhǔn)確反映地層邊界特征，而應(yīng)用反褶積算法進(jìn)行試井解釋，能夠根據(jù)疊加原理讓更長的壓力生產(chǎn)史參與計(jì)算，得到更長時(shí)間的壓力響應(yīng)，從而獲取更多的儲(chǔ)層信息，為儲(chǔ)層邊界的識別提供可靠的依據(jù)，對不穩(wěn)定試井解釋技術(shù)是一個(gè)很好的補(bǔ)充和完善。

（2）運(yùn)用反褶積計(jì)算方法，可將永久壓力計(jì)記錄的開井狀態(tài)下壓力資料以及對應(yīng)井口產(chǎn)量資料進(jìn)行全生產(chǎn)史反褶積計(jì)算，可獲得有用的地層信息，使永久壓力計(jì)資料“變廢為寶”。

（3）利用反褶積的疊加原理，根據(jù)井的所有生產(chǎn)壓降數(shù)據(jù)和關(guān)井壓力恢復(fù)數(shù)據(jù)，在褶積計(jì)算時(shí)間內(nèi)模擬一套定產(chǎn)量壓降數(shù)據(jù)，相當(dāng)于“增加”測試時(shí)間。這樣便可得到普通DST測試資料各個(gè)流動(dòng)階段較完整的壓力雙對數(shù)導(dǎo)數(shù)曲線，既可提供更為可靠性解釋結(jié)果，同時(shí)“增加”測試時(shí)間也使得其邊界特征更易于識別。

（4）反褶積試井解釋綜合采用多次壓力恢復(fù)測試的數(shù)據(jù)，提供了更豐富的信息，既可反映邊界信息，又能擬合整個(gè)生產(chǎn)歷史，解釋結(jié)果準(zhǔn)確性高。

圖15 反褶積試井解釋歷史曲線擬合圖

[1] 劉能強(qiáng).反褶積及其應(yīng)用[J].油氣井測試，2007，16（5）：1-4.

[2] 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．

[3] Schroeter T, Hollaender F, Gringarten A. Deconvolution of Well Test Data as a Total Least Square Problem[R]. SPE71574, 2001.

[4] Levitan M M. Practical Application of Pressure-Rate Deconvolution to Analysis of Real Well Test[R]. SPE84290, 2003.

[5] 嚴(yán)濤．試井多解性問題研究[J]．海洋石油，2008，28（3）：46-50．

中海油認(rèn)識突破推進(jìn)南海東部深水勘探

陽春3月，中海油深圳分公司正加快推進(jìn)荔灣3-2氣田的評價(jià)研究。該氣田2013年獲勘探新進(jìn)展。

荔灣3-2構(gòu)造位于白云凹陷，在此前發(fā)現(xiàn)的荔灣3-1和流花34-2氣田之間，成藏條件相似。深圳分公司科研人員利用這兩個(gè)氣田的資料及其他技術(shù)、方法研究后認(rèn)為，該構(gòu)造成藏潛力極大。然而外方卻認(rèn)為，構(gòu)造含氣需目標(biāo)砂體具有明顯的地震振幅，即“亮點(diǎn)”，這是已發(fā)現(xiàn)的荔灣3-1、流花34-2和流花29-1氣田都證實(shí)了的“定律”。荔灣3-2構(gòu)造砂體地震振幅較荔灣3-1氣田明顯減弱，外方據(jù)此認(rèn)為不含氣或含氣性較差，因而放棄勘探。

深圳分公司通過深入分析多種對該構(gòu)造砂體含油氣性敏感的巖石物理彈性參數(shù)，再對疊前反演得到的多種巖石屬性進(jìn)行探究，認(rèn)為振幅變?nèi)跏且蚵裆钜鸬?，因?yàn)槔鬄?-2構(gòu)造發(fā)育在荔灣3-1構(gòu)造下降盤。據(jù)此，深圳分公司鉆探荔灣3-2構(gòu)造，2013年取得商業(yè)發(fā)現(xiàn)。這一發(fā)現(xiàn)，增強(qiáng)了在白云凹陷擴(kuò)充優(yōu)質(zhì)天然氣儲(chǔ)量的信心。

深圳分公司經(jīng)過多年持續(xù)研究，已證實(shí)南海東部白云深水區(qū)是中國近海最具潛力的深水勘探區(qū)之一。2014年將繼續(xù)立足珠江口盆地最深、最大的富烴源凹陷——白云凹陷深入勘探，以獲得更多儲(chǔ)量發(fā)現(xiàn)。

摘編自《中國海洋石油報(bào)》2014年4月4日

Application of Deconvolution Well Test Interpretation Methods in East China Sea Oil and Gas Fields

SHENG Zhichao, CHEN Jing
（Institute of SINOPEC Shanghai offshore Oil & Gas Company,Shanghai200120,China）

Due to short test time of offshore oil and gas wells, it is very difficult to use the conventional well test interpretation methods to reflect accurately the characteristics of formation boundary. By using the deconvolution algorithm for well test interpretation, with long pressure history of production for analyzing well testing on the basis of superposition principle, long time test pressure response can be obtained. This can provide more information about reservoirs and reliable basis for identification of reservoir boundary, being complement and improvement for the unstable well test interpretation method. By using the deconvolution method, with limited oil and gas well test data of the East China Sea, the application results have been summed up. The deconvolution method has important value for exploration and development in East China Sea.

well testing; deconvolution; boundary identification; application

P631.8+4

A

10.3969/j.issn.1008-2336.2014.02.054

1008-2336（2014）02-0054-06

2014-02-10；改回日期：2014-03-25

盛志超，男，1981年生，工程師，碩士，油氣田開發(fā)專業(yè)，主要從事油氣田開發(fā)相關(guān)工作。E-mail：shengzhichao.shhy@sinopec.com。