MDT測試資料確定氣水界面的方法研究

王文濤，張 輝，李 華，李 浩，劉東華

（中海石油（中國）有限公司湛江分公司，廣東 湛江 524057）

MDT測試資料確定氣水界面的方法研究

王文濤，張 輝，李 華，李 浩，劉東華

（中海石油（中國）有限公司湛江分公司，廣東 湛江 524057）

通過對MDT測壓資料的分析，發(fā)現(xiàn)了造成測試點(diǎn)壓力值存在誤差的主要原因有兩個方面：一方面是由于部分測壓點(diǎn)儲層物性差，測試探針抽吸地層流體后儲層壓力恢復(fù)需要的時間較長，然而由于實(shí)際原因測試壓力恢復(fù)無法等待足夠的測試時間；另一方面是由于部分物性較差儲層較難形成好的泥餅，以至于受到比較嚴(yán)重的泥漿侵入使得測試點(diǎn)產(chǎn)生超壓現(xiàn)象，測試得到的地層壓力和實(shí)際壓力相比偏大。同時分析發(fā)現(xiàn)物性較好的儲層往往能夠得到相對可靠的測試壓力。合理的氣水界面對于計(jì)算探明地質(zhì)儲量有著很重要的意義，尤其是高溫高壓氣田，氣水過渡帶往往較大，可能會達(dá)到30 m左右，這種情況下無法僅從鉆遇情況分析氣水界面，此時可以結(jié)合MDT測壓資料分析氣水界面，從而確定合理的地質(zhì)儲量。通過分析實(shí)際MDT測壓資料，對不同測壓點(diǎn)進(jìn)行了誤差分析并在此基礎(chǔ)上提出了壓力數(shù)據(jù)點(diǎn)的篩選原則。通過實(shí)際檢驗(yàn)認(rèn)為新的回歸方法確定出的氣水界面科學(xué)合理。

MDT；氣水界面；氣水過渡帶；測壓資料；測試誤差；地質(zhì)儲量

從第一代電纜地層測試儀FT（Formation Tester，1955年）開始，經(jīng)過RFT（Repeat Formation Tester，1975年）直至現(xiàn)在應(yīng)用最廣的MDT（Modular Formation Dynamics Tester，1987年）測試儀[1]，電纜地層測試儀器的發(fā)展非常迅速，MDT的優(yōu)越性能以至于有超越傳統(tǒng)鉆桿地層測試（中途測試）DST（Drillstem Testing）的趨勢。

MDT地層測試可以得到多種地層數(shù)據(jù)，包括地層壓力、地層溫度、地層流體性質(zhì)以及通過換算得到代表地層物性的流度數(shù)據(jù)等。通過MDT測壓資料對儲層不同流體的壓力方程回歸分析可以得到儲層氣水界面。然而受到測壓誤差的影響，通過壓力數(shù)據(jù)回歸出來的氣水界面并不一定是準(zhǔn)確的，通過分析造成測試誤差的原因，在常規(guī)方法基礎(chǔ)上提出了一種實(shí)用的氣水界面分析方法，為準(zhǔn)確合理的計(jì)算油氣藏地質(zhì)儲量具有重要的指導(dǎo)意義。

1 常規(guī)回歸方法

回歸氣水界面的方法是通過MDT測壓資料回歸氣水層的壓力方程，兩個方程的交點(diǎn)即為儲層氣水界面[2]。由于壓力方程的斜率對應(yīng)著地層流體的密度，故而應(yīng)該用實(shí)驗(yàn)室實(shí)測地層流體密度值對方程的可靠性進(jìn)行檢驗(yàn)?；貧w方程為

式中：P— 地層壓力，MPa；

ρ— 地層流體密度，g/cm3；g— 0.009 8 N/kg；H— 深度，m；C— 常數(shù)。

解方程求得氣水界面為3 168.53 m。對比測井解釋發(fā)現(xiàn)此值接近氣水同層的一半，但是卻不能代表真實(shí)氣藏的氣水界面。

圖1 某氣藏剖面圖

圖2 P1井單井綜合柱狀圖

2 常規(guī)方法誤差分析

理論上來講，只要測壓點(diǎn)沒有誤差并能夠完全代表地層真實(shí)情況，那么此時回歸得到的氣水界面一定就是準(zhǔn)確的。然而，實(shí)際經(jīng)驗(yàn)得知，這種情況基本上是不存在的，所以需要對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差分析以便選擇能夠代表真實(shí)地層情況的測壓點(diǎn)。

2.1 誤差分析一

鉆井過程中不可避免的會有鉆井液侵入到地層之中，從而在井筒附近儲層形成一個泥漿侵入帶。通常MDT探針抽吸地層流體造成的壓降帶范圍很小，很難超出泥漿侵入帶，所以此時測量得到的壓力必然是低于井筒泥漿柱壓力而高于地層壓力的（圖3）。這種測量得到的壓力大于真實(shí)地層壓力的現(xiàn)象稱為超壓[3]。

P1井測壓資料分析（圖4）發(fā)現(xiàn)：

（1）不同時間測量的地層壓力和泥漿壓力都下降了幾個psi并且下降的趨勢一致。

（2）隨時間推移，泥餅逐漸穩(wěn)定，濾失量減少（表現(xiàn)為隨著時間推移，超壓現(xiàn)象減弱）。

（3）流度高的地方（＞5.0×10-3μm2/(mPa·s)）超壓現(xiàn)象比流度低的地方要小的多。這說明高流度點(diǎn)受超壓現(xiàn)象影響不明顯。

其中，φ（x）是標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的PDF。每個發(fā)電機(jī)的成本函數(shù)為Cj（Pgen，i），那么發(fā)電成本的期望值為：

可見，由于泥漿侵入造成的超壓現(xiàn)象是造成測點(diǎn)壓力誤差的主要原因之一。

2.2 誤差分析二

圖5至圖8為P1井眾多測壓結(jié)果中的一部分，通過對測壓數(shù)據(jù)的分析可以看出：

表1 MDT測壓數(shù)據(jù)

圖3 簡單井筒模型

（1）流度大于5×10-3μm2·(mPa·s)-1的測壓點(diǎn)壓力恢復(fù)段比較平穩(wěn)，雖然也有波動，但是均在誤差范圍之內(nèi)。

（2）流度小于5×10-3μm2·(mPa·s)-1的測壓點(diǎn)在測壓結(jié)束時壓力并未恢復(fù)平穩(wěn)，隨著時間的推移，壓力仍在不斷上升。

由此可知，儲層較差的測壓點(diǎn)測試時間達(dá)不到足夠的壓力恢復(fù)所需要的時間是造成測點(diǎn)壓力誤差的另外一個原因。

圖4 P1井MDT測壓點(diǎn)數(shù)據(jù)

由于儲層物性越差則測試流度越小且越不易形成質(zhì)量較好的泥餅，從而不易及時降低井筒泥漿濾失[4]。所以，綜合分析認(rèn)為造成測點(diǎn)壓力誤差的本質(zhì)原因是儲層物性較差[5]。

圖5 P1井3 074.19 m測壓曲線

圖6 P1井3 076.96 m測壓曲線

圖7 P1井2 988.93 m測壓曲線

圖8 P1井3 112.01 m測壓曲線

3 常規(guī)方法修正

通過實(shí)測數(shù)據(jù)的誤差分析可知，選擇合理的測壓點(diǎn)是減小回歸氣水界面誤差的一個重要因素?；谡`差分析和實(shí)際測試經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為回歸氣水界面的時候應(yīng)該堅(jiān)持以下幾個原則：

原則一：選擇測壓結(jié)果中流度大于5× 10-3μm2·(mPa·s)-1的測壓點(diǎn)。

原則二：一般來講，深度越大，壓力越大。舍棄隨深度增大壓力減小或者不變的異常點(diǎn)，保留整體趨勢一致的測壓點(diǎn)。

依據(jù)以上原則重新回歸P1井氣層方程為：

分析發(fā)現(xiàn)P1井水層沒有符合要求的測壓點(diǎn)數(shù)據(jù)，故借用同層位P2井水層測壓數(shù)據(jù)回歸水層方程為：

最終計(jì)算得到氣水界面為：3 166.82 m。

4 結(jié)論

氣水界面的確定對計(jì)算油氣藏地質(zhì)儲量具有很重要的意義，由于氣水過渡帶的存在很難通過常規(guī)方法回歸出真實(shí)的氣水界面，但是通過選擇可靠的測壓點(diǎn)則可以最大程度的解決這一難題。通過研究認(rèn)為：

（1）MDT測壓結(jié)果在儲層物性較好的地方相對于儲層物性較差的地方更加可靠。

（2）物性較差的測壓點(diǎn)由于存在超壓現(xiàn)象且測試時間達(dá)不到壓力恢的要求，故而存在較大誤差，回歸氣水界面時候應(yīng)該舍棄類似的大誤差點(diǎn)。

（3）分析認(rèn)為MDT測壓值一般是小于泥漿柱壓力而略大于真實(shí)地層壓力的，并且測試流度大于5×10-3μm2·(mPa·s)-1的測壓點(diǎn)數(shù)據(jù)更加可靠，通過這些測點(diǎn)回歸的氣水界面也更加科學(xué)合理。

[1] 高喜龍，李照延，時丕同. MDT測試技術(shù)及其在淺海油氣勘探中的應(yīng)用[J].油氣井測試，2007，16（3）：5-6.

[2] 羅興平，張大勇，王燕，等. MDT單壓力點(diǎn)確定油/氣/水界面方法[J].測井技術(shù)，2011，35（2）：180-183.

[3] 王培虎，郭海敏，周鳳鳴，等. MDT壓力測試影響因素分析及應(yīng)用[J].測井技術(shù)，2006，30（6）：561-562.

[4] 郭海敏，戴家才，陳科貴，等.生產(chǎn)測井原理與資料解釋[M].北京：石油工業(yè)出版社，2007：152-157.

[5] 楊虎，羅鵬，王健，等.TeaTrack隨鉆測壓工具在XX油田K14井的應(yīng)用[J].海洋石油，2011，31（4）：82-83.

Study on the Method for Determination of GWC with MDT Test Data

WANG Wentao, ZHANG Hui, LI Hua, LI Hao, LIU Donghua
（Zhanjiang Branch of CNOOC Ltd,Zhanjiang Guangdong524057,China）

Through analysis of the MDT pressure data, it is revealed that there are two main reasons for errors in testing pressure value. On one hand, the reservoir physical property at the pressure testing points are very poor, and it takes a long time for reservoir pressure recovery after suction fluid with testing probe. However, due to practical reasons, there is not enough time to wait for pressure recovery. On the other hand, it is difficult to form mud cake in partial reservoirs with poor quality, and serious mud invasion occurred, resulting in overpressure phenomenon at the testing points, and great difference the formation pressure is compared with the actual partial pressure. At the same time analysis showed that the physical property of reservoir better tend to be relatively reliable test pressure. The gas/water contact and reasonable has important significance for the calculation of reserves, especially in high temperature and high pressure gas field, gas/water transition zone are often large, may reach about 30 m, this situation not only from the analysis of the gas/water contact drilling situations, this can be combined with MDT measurement data of gas/water contact, so as to determine the geological reserves of reasonable. Through the analysis of actual pressure data of MDT, analyses the error of different measuring points is put forward based on the principle of data points selection pressure. Through the actual test that a new regression method to determine the gas/water contact of scientific and reasonable!

MDT; gas/water contact; gas/water transition zone; pressure testing data; test error; geologic reserves

P631.8+1

A

10.3969/j.issn.1008-2336.2014.02.069

1008-2336（2014）02-0069-04

2013-11-04；改回日期：2013-11-28

王文濤，男，1984年生，助理工程師，主要從事油氣田評價方面工作。E-mail: wangwt3@cnooc.com.cn。