泥頁巖儲層合理測試制度設計

羅書洵,王 宇,楊治國,姜漢峰,李 鵬（. 長江大學, 武漢 430000； .塔里木油田分公司, 新疆 庫爾勒84000）

泥頁巖儲層合理測試制度設計

羅書洵1,王 宇2,楊治國1,姜漢峰2,李 鵬2
（1. 長江大學, 武漢 430000； 2.塔里木油田分公司, 新疆 庫爾勒841000）

摘 要：泥頁巖油氣藏勘探與開發(fā)中，對泥頁巖裂縫的研究非常重要。建立泥頁巖儲層滲流數(shù)學模型，采取數(shù)值差分法對數(shù)學模型進行求解，考慮壓力敏感和啟動壓力梯度，模擬不同測試時間和測試液墊壓力情況下井底壓力及地層滲透率恢復程度曲線，對比評價泥頁巖地層不同測試制度。

關(guān)鍵詞：泥頁巖；測試制度；非達西

1 泥頁巖裂縫性儲層滲流特征

裂縫是巖石中沒有明顯位移的斷裂，它既是油氣儲集空間，也是滲流通道，因此，對裂縫的研究一直是油氣勘探開發(fā)中的一項重要內(nèi)容[1]。這一點在研究泥頁巖裂縫中尤為重要，特別是如今在北美地區(qū)的海相頁巖中勘探到了天然氣，就是利用了該項研究的成果。當泥頁巖富含有機質(zhì)，孔隙度和滲透率均較低時，在天然裂縫比較充，或者納米級孔隙裂縫和微小裂縫，后壓裂系統(tǒng)可產(chǎn)生大量的裂紋，頁巖可以是一種有效的油氣藏或油藏集體。天然裂縫系統(tǒng)不但直接影響頁巖油氣藏采收率的發(fā)展程度，而且決定了頁巖氣藏的質(zhì)量和生產(chǎn)水平，在泥頁巖中增加游離氣體吸附和脫附氣體的體積有重大幫助。

在泥巖裂縫油藏中，裂紋發(fā)生，密度，功能組合和頁巖儲層的張開程度決定了最終可采儲量，這是因為其各向異性非常強?？碧降闹饕繕耸侨ふ椅挥诟弋a(chǎn)油氣井中的主要目標層位，要達成這一目標需要借助于易產(chǎn)生裂縫的翠星泥頁巖層段，這些層復函有機質(zhì)，彈性模量較高，比伯松較低。因此，最重要的是研究頁巖裂縫，特別是在頁巖油和天然氣的勘探和開發(fā)中。國內(nèi)外的研究者們做了大量的工作，已取得重要成果，主要是方法技術(shù)和理論方面。其中包括的主要內(nèi)容有裂縫定性定量的識別方法，泥頁巖裂縫類型和成因，裂縫性儲層分布預測，斷裂特性以及裂縫性儲層性能參數(shù)。

2 泥頁巖儲層滲流模型(數(shù)學模型)

2.1 基本假設

（1）流體流動是單向?qū)恿鳚M足低滲非達西滲流定律；

（2）流體是微可壓縮的；

（3）考慮頂、底界封閉；

（4）重力可忽略，壓力梯度小。

2.2 無因次數(shù)學模型

動邊界條件：

從循證醫(yī)學的角度來分析，任何一個樣本量較小的研究，其結(jié)果的可信度容易被質(zhì)疑，采用Meta分析的手段，對研究同一問題的不同文獻的分析結(jié)果進行定量合成、分析、比較，可以增大樣本量，提高分析結(jié)果的精確度，從而能夠得到一個相對更加客觀真實的分析結(jié)果，這對于指導臨床用藥具有重要的參考意義。

利用拉普拉斯變換得到數(shù)學模型，對拉普拉斯模型使用有限差分法離散求 解[2]。

對滲流區(qū)域進行不等距剖分，采用塊中心網(wǎng)絡系統(tǒng)[3]。，聯(lián)立內(nèi)邊界條件得到井底壓力計算公式：

得到的是一個3對角方程組，考慮到計算矩陣可能是一個病態(tài)矩陣，使用求解病態(tài)線性方程組的方法進行求解。

3 應用實例

選取羅X井地層參數(shù)，分別模擬不同開關(guān)井時間和地層壓力，對二開一關(guān)壓力史進行擬合，并繪制一關(guān)恢復段壓力及壓力導數(shù)雙對數(shù)曲線[4]，研究不同地層壓力和不同一開時間對徑向流段出現(xiàn)時間的影響。

設置開井時間分別為2、3、4、5、6小時，對一開一關(guān)進行模擬后，一關(guān)必要時間為觀測到徑向流需要的時間，對一關(guān)必要時間與一開時間作圖，從上圖可以看出，一開時間越長，達到徑向流所需時間越短，考慮到壓力敏感對地層造成損害，需要減少開井時間，因此開井時間維持在合適時間。

羅X井合理測試制度設計

代入不同一開時間進行模擬后，觀察徑向流穩(wěn)定出現(xiàn)的時間——時間下限，向后延伸半個對數(shù)周期得到——時間上限（雙對數(shù)擬合必需時間），給出了不同一開時間對應的出現(xiàn)徑向流建議的一關(guān)時間范圍。如需探測邊界，時間上限需要更大。

二開時間要求取液量超過0.5方，模擬計算了二開時間，結(jié)合一關(guān)時間設置，給出了羅69井合理測試制度。

羅69井合理測試制度

4 結(jié)論

（1）初始液墊壓力相同情況下，產(chǎn)量隨開井時間增加而增大，開井末地層滲透率恢復程度隨開井時間的增加而增大，關(guān)井末地層滲透率恢復程度則隨開井時間的增加而變化不大；

（2）開井時間相同情況下，產(chǎn)量隨液墊壓力增加而減小，開井末和關(guān)井末地層滲透率恢復程度隨液墊壓力的增加而增大。

參考文獻：

[1] 丁文龍,許長春,久凱,李超,曾維特,吳禮明.泥頁巖裂縫研究進展[J].地球科學進展,2011(02):135-144.

[2] 劉洪,王新海,楊鋒,胡治華.三重介質(zhì)低滲油藏壓力響應特征[J].石油天然氣學報,2011(08):134-137+1.

[3] 劉洪,王新海,楊鋒,胡治華.雙孔低滲油藏壓力響應特征[J].油氣井測試,2011(03):10-11+14+75.

[4]卞士舉.低滲透儲層含油性分析[J].油氣井測試,2004(01):66-68+78.

注：本文由“十二五”國家油氣重大專項課題“高壓氣藏安全高效開發(fā)技術(shù)”（2011ZX05015-002)與 “十二五”國家油氣重大專項課題“低滲、特低滲油藏相對高產(chǎn)富集區(qū)預測技術(shù)”（2011ZX05013-001)聯(lián)合資助。

作者簡介：羅書洵（1989-），男，湖北后湖人，碩士研究生，研究方向：油氣田地質(zhì)開發(fā)。