低滲儲層試井壓力解釋新方法

魯松 (中石油集團測井有限公司生產(chǎn)測井中心,陜西西安710201)

安宏亮,魏婷 (中石油長慶油田分公司第七采油廠,陜西西安710201)

秦民君,林麗麗 (中石油集團測井有限公司生產(chǎn)測井中心,陜西西安710201)

低滲儲層試井壓力解釋新方法

魯松 (中石油集團測井有限公司生產(chǎn)測井中心,陜西西安710201)

安宏亮,魏婷 (中石油長慶油田分公司第七采油廠,陜西西安710201)

秦民君,林麗麗 (中石油集團測井有限公司生產(chǎn)測井中心,陜西西安710201)

長慶油田因其儲層 “三低”特征,采用常規(guī)試井解釋時外推儲層壓力偏高。針對低滲透油藏的儲層與生產(chǎn)特征,在進行試井解釋時引入裂縫影響半徑和裂縫影響面積2個概念,主要考慮裂縫及裂縫影響半徑區(qū)域?qū)υ嚲€的影響,將雙對數(shù)曲線上翹分為2個部分,前部分主要受到壓裂和長時間生產(chǎn)后儲層平面非均質(zhì)性的影響,后部主要受到非達西滲流和啟動壓力梯度的影響,取得了良好的解釋與應(yīng)用效果。

低滲透儲層;試井解釋;外推壓力

長慶油田三疊系儲層屬典型的低滲、低壓、低豐度的 “三低”油藏,非均質(zhì)性嚴重,油井一般無自然產(chǎn)能,要經(jīng)過大型水力壓裂后才能投產(chǎn),而且產(chǎn)量遞減快,穩(wěn)產(chǎn)產(chǎn)量較小[1]。由于各種因素的影響,目前有72%的采油井采用井口關(guān)井方式進行壓力恢復(fù)測試,測試時間15～20d,測試雙對數(shù)曲線特征不完整,一般只有井儲階段及過渡段,隨后曲線開始上翹,測試時間越長,上翹幅度越大,采用常規(guī)試井方法解釋儲層壓力偏大,制約了油田對試井解釋結(jié)果的應(yīng)用。

1 常規(guī)試井解釋結(jié)果及局限性

例1井,長6儲層,2005年12月壓裂后投產(chǎn),原始地層壓力為7.2MPa,穩(wěn)定產(chǎn)量為3.64m3/d; 2012年9月采用井底關(guān)井進行壓力恢復(fù)測試(圖1),測試時日產(chǎn)液量1.08m3/d,含水率75%(水質(zhì)分析該水為注入水)?？倻y試時間1480h,關(guān)井恢復(fù)時間為1300h,測得壓力從0.59MPa上升到3.24MPa。該井測試時間較長,雙對數(shù)曲線特征明顯(圖2)。

圖1 例1井壓力恢復(fù)曲線圖

圖2 例1井雙對數(shù)曲線圖

結(jié)合該井的地質(zhì)儲層特征及生產(chǎn)狀況,采用井儲+表皮+四區(qū)復(fù)合+無限大邊界模型進行解釋,由于經(jīng)過壓裂及長時間的生產(chǎn),其近井地帶儲層物性較好,滲透率為0.572mD,但距井越遠儲層物性越差,解釋最遠探測半徑160m處滲透率只有0.02m D,對流體的流動起到了阻礙作用,但解釋外推儲層壓力為6.26MPa(接近原始地層壓力),與井目前的實際生產(chǎn)狀況不符,該井最后10h的壓力恢復(fù)速率為0.0785MPa/100h,意味著該井恢復(fù)到解釋儲層靜壓最少還需要關(guān)井5.34個月,解釋的儲層壓力對實際生產(chǎn)不具備指導(dǎo)意義。

長慶油田儲層按滲透率來劃分,應(yīng)屬于超低滲透油藏[2],具有明顯的非達西流滲流特征[3]。進行試井解釋時要考慮非達西流和啟動壓力梯度的影響,國內(nèi)外60多年來在低滲滲流理論實驗、油田實踐研究、低滲非線性滲流理論啟動壓力研究、低滲油水兩相非達西滲流深井分析研究等做了大量報告[4～8],但目前低滲透油藏滲流機理、流態(tài)運動規(guī)律、數(shù)學(xué)模型等總體系統(tǒng)理論尚未形成,現(xiàn)有的低滲透非達西滲流機理仍處于探索階段[9]?？紤]非達西滲流與啟動壓力梯度因素的試井解釋軟件 (如北京石油大學(xué))的解釋結(jié)果還存在一定的差距[10],急需尋找新的試井解釋理論與方法對低滲透儲層進行合理的解釋。

2 新的解釋方法探討

長慶油田生產(chǎn)井具有以下一些特征:壓裂投產(chǎn)后產(chǎn)量下降迅速,平均穩(wěn)產(chǎn)產(chǎn)量只有1.8m3/d,注水井與對應(yīng)采油井之間壓差較大,裂縫對滲流起主要作用。針對低滲透儲層在試井解釋中存在的問題,引入兩個概念W(裂縫影響半徑)和A(裂縫影響面積),將雙對數(shù)曲線上翹分成2個不同的主導(dǎo)因素,上翹的前部分可以認為是壓裂后平面上滲透率的變化造成的[11],該部分也是產(chǎn)量貢獻的主要部分;而后部分主要是受到了非達西流和啟動壓力梯度的影響,兩者之間臨界點的選擇可以根據(jù)長時間壓力恢復(fù)數(shù)據(jù)的解釋結(jié)果來進行總結(jié)和判斷。其基本解釋模型計算滲流方程:

式中:p、pf分別為儲層和裂縫壓力,MPa;Cf為裂縫流體綜合壓縮系數(shù),MPa-1;Ct為儲層綜合壓縮系數(shù),MPa-1;k、kf分別為儲層和裂縫有效滲透率,mD;ωf為裂縫寬度,m;μ為黏度,mPa·s; t為時間,s;?、?f分別為儲層和裂縫孔隙度,%;W為裂縫影響半徑,m;r為井的距離,m;n為平面方向裂縫數(shù)量,1;θ為角度,rad。

內(nèi)邊界條件:

式中:h為儲層厚度,m;B為體積系數(shù),m3/m3;q為產(chǎn)量,m3/d;C為井筒儲積系數(shù),m3/MPa; pwf為井底流動壓力,MPa;S為表皮系數(shù),1;rwe為有效井半徑,m。

外邊界條件:

式中:Xf為裂縫有效長度,m;A為裂縫影響面積,m2;pi為原始地層壓力,MPa。采用拉普拉斯計算求得其外推壓力公式為:

通過式 (7)表明對長慶油田特低滲透儲層,其在外推儲層壓力時應(yīng)重點考慮裂縫及裂縫影響范圍對解釋的影響,采用該方法對例1井進行重新解釋,解釋儲層中部靜壓為4.37MPa,解釋儲層壓力符合該井的實際生產(chǎn)。

3 應(yīng)用實例

3.1 實例1

例2井,長6儲層,2009年6月投產(chǎn),原始地層壓力18.6MPa,目前產(chǎn)量1.97m3/d,含水率為9%,采用井口關(guān)井進行532h的壓力恢復(fù)測試,壓力從8.68MPa上升到13.25MPa,采用常規(guī)試井方法解釋儲層壓力為28.85MPa(圖3)。采用新的方法進行解釋,外推壓力為17.51MPa(圖4)。

圖3 例2井雙對數(shù)曲線(常規(guī)方法)

圖4 例2井雙對數(shù)曲線(新方法)

3.2 實例2

例3井,長4+5儲層,是一口未投產(chǎn)的新井,原始地層壓力16.7MPa,試油后進行壓力恢復(fù)測試,試油產(chǎn)量17.7m3/d,恢復(fù)測試時間442h,壓力從8.74MPa上升到14.17MPa(測試后期壓力恢復(fù)速度為0.35MPa/100h)。雙對數(shù)曲線特征表明該井近井地帶壓裂后滲透性較好,采用常規(guī)試井方法解釋儲層壓力達到了21MPa(圖5)。采用新的方法解釋外推壓力為16.268MPa(圖6),更符合鄰井的實測儲層壓力16.64MPa,也對新方法的解釋結(jié)果起到了較好的驗證作用。

圖5 例3井雙對數(shù)曲線(常規(guī)方法)

圖6 例3井雙對數(shù)曲線(新方法)

4 結(jié)論

隨著目前國內(nèi)低滲透儲層的大規(guī)模開發(fā),以達西滲流為基礎(chǔ)的常規(guī)試井解釋理論在對低滲透油藏進行試井解釋時存在一些偏差,對此在進行試井解釋時主要考慮裂縫及裂縫影響區(qū)域?qū)﹄p對數(shù)曲線的影響,通過應(yīng)用已經(jīng)取得了良好的解釋與應(yīng)用效果。長慶油田第七采油廠根據(jù)該方法的試井解釋結(jié)果,實施油井措施16口,措施后單井日增油1.24t,滿足了采油單位進行壓力測試的目的與需要。

[1]朱義吾.低滲透砂巖油藏的開發(fā)特征及調(diào)整效果分析[M].北京:石油工業(yè)出版社,1998.

[2]李品道.低滲透砂巖油田開發(fā)[M].北京:石油工業(yè)出版社,1997.

[3]謝桂學(xué),寇永強.低滲透油田開發(fā)的特點、主要矛盾及基本做法[M].北京:石油工業(yè)出版社,1998.

[4]閆慶來,何秋軒.低滲透油層中單項液體滲流特征的實驗研究[J].西安石油學(xué)院學(xué)報,1990,5(2):1～6.

[5]程時清,張德超.低速非達西滲流試井典型曲線擬合法[J].石油勘探與開發(fā),1996,23(4):50～53.

[6]黃延章.低滲透油藏滲流機理[M].北京:石油工業(yè)出版社,1998.

[7]甘慶明,成珍,成綏民,等.低滲油藏非達西流啟動壓力梯度的確定方法[J].油氣井測試,2004,13(3):1～4.

[8]成珍,成綏民,高春寧,等.油水兩相非達西試井分析新進展及其展望[J].油氣井測試,2012,21(3):8～12.

[9]聶貴嶺,楊奎,高錄科,等.試井解釋雙對數(shù)曲線上翹分析[J].內(nèi)蒙古石油化工,2009,8(16):78～79.

[10]劉能強.實用現(xiàn)代試井解釋方法[M].北京:石油工業(yè)出版社,1998.

[編輯] 帥群

TE353.5

A

1000-9752(2014)12-0190-04

2014-10-10

魯松(1979-),男,2011年大學(xué)畢業(yè),碩士,工程師,現(xiàn)主要從事試井資料解釋技術(shù)方面的工作。