基于電纜地層測試器的產(chǎn)能評價及試油優(yōu)化

王景恒

中國石化勝利油田分公司油氣勘探管理中心?。ㄉ綎|　東營　257000）

對于一些低阻油層，油水過渡帶不明顯的儲層，單純地依賴常規(guī)測井解釋結(jié)果以及氣測、錄井確定流體性質(zhì)，并確定試油層位存在較大的風(fēng)險。電纜地層測試器可以快速實時確認流體性質(zhì)，獲取有效流度及滲透率信息，確定油水界面。中國石化勝利油田分公司埕北凸起是在埕北潛山基礎(chǔ)上發(fā)育起來的地質(zhì)構(gòu)造，其構(gòu)造形態(tài)受沉積基底及埕北大斷層的影響和控制，在埕北大斷層兩側(cè)發(fā)育了一系列與主斷層平行或交叉的次級斷層，將整個埕北構(gòu)造切割成若干個小斷塊。由于地層的超覆或披覆，巖性在橫向上發(fā)生變化，由于斷塊的切割、遮擋，在該區(qū)多種類型的圈閉，為埕北構(gòu)造復(fù)式油氣藏的形成創(chuàng)造了條件，儲層縱向薄互層發(fā)育復(fù)雜，流體黏度變化大，對于油層及油水同層的甄別，是勘探的難點所在。同時，該區(qū)塊許多試油結(jié)果達不到理想預(yù)期效果，主要由以下原因造成：①產(chǎn)水或含水率過高；②流動不到地面；③流速不夠，無法清理近井污染或攜帶積液；④油藏半徑小，地層能量不足。

通過小型的電纜地層測試器，可以預(yù)先對地層壓力、流體屬性以及滲透率進行評價。利用電纜地層測試器測試結(jié)果，可以預(yù)先評價試油過程中會存在哪些問題，并優(yōu)化試油層位[1-2]。

1　MDT節(jié)點法產(chǎn)能預(yù)測

節(jié)點法產(chǎn)能預(yù)測公式是基于油、氣井達西產(chǎn)能公式得來。產(chǎn)能預(yù)測采用節(jié)點分析的方法，將油從地層經(jīng)過完井部分，然后從井筒到地面管匯流出作為一個系統(tǒng)來分析，把整個油井生產(chǎn)系統(tǒng)的壓力損失分成段。產(chǎn)能預(yù)測選取井底為求解點，將整個生產(chǎn)系統(tǒng)儀井底為節(jié)點分為兩部分：一部分為油藏中的流動，即流入部分；另一部分為從油管入口到分離器的管流系統(tǒng)，即流出部分。流入、流出曲線的交點即為所給條件下的油井產(chǎn)量和對應(yīng)的井底流壓 （圖1）。選取井底為求解點，便于預(yù)測油藏壓力降低后的未來油井產(chǎn)量，以及研究油井由于污染或采取增產(chǎn)措施帶來的影響。

將WFT或者DST所得到的有效滲透率對常規(guī)測井解釋滲透率進行標定，結(jié)合完井參數(shù)以及PVT分析數(shù)據(jù)，運用節(jié)點分析方法獲得流入、流出曲線。

通過電纜地層測試器，一個很重要的目的是通過泵抽后的壓恢試井解釋分析，評估地層參數(shù)（k、s、P*）。解釋原理及方法和其他試井解釋原理是一致的：常用的有壓力導(dǎo)數(shù)曲線的流型識別和常規(guī)的霍納曲線分析[3]。

式中：q 為產(chǎn)量，m3/d；K 為有效滲透率,10-3μm2；h為地層有效厚度,m；Pe為地層原始壓力,MPa；Pwf為井底流壓,MPa；μ 為液體黏度,mPa·s；B0為地層體積系數(shù)；Re為泄流半徑,m；Rw為井半徑,m；S為表皮系數(shù)。

圖1　井底節(jié)點分析示意圖

2　單井建模法產(chǎn)能預(yù)測

當(dāng)討論節(jié)點法產(chǎn)能預(yù)測時，可以從公式（1）中看出，產(chǎn)能的最終大小取決于累計Kh及人為假設(shè)的射孔段中部的地層壓力，但是節(jié)點法產(chǎn)能預(yù)測弊端在于：①地層壓力系數(shù)差異較大的多個儲層，在考慮同時射孔時是無法模擬的；②無法處理多相流情況。通過單井建模，可以模擬出多相流動以及地層壓力復(fù)雜情況下的產(chǎn)出情況。通過定義不同平衡區(qū)域內(nèi)的壓力及流體性質(zhì)以及利用不同流動相的相滲曲線可以實現(xiàn)多相流和復(fù)雜壓力系統(tǒng)的產(chǎn)能模擬。

在建模過程中，可以根據(jù)不同的孔、滲對儲層進行劃分，進而不同的儲層類型可以得到不同的孔滲平均結(jié)果，而不是節(jié)點法中用單一的平均值。同時，不同的毛管力和不同相滲曲線可以應(yīng)用于不同的儲層類型。

單井產(chǎn)能預(yù)測模型（SWPM）充分集成全部測井解釋結(jié)果以及巖心分析數(shù)據(jù)進行數(shù)值模擬。通過這種人機交互、流程化的應(yīng)用模塊，建立一維巖石物理模型和三維數(shù)值網(wǎng)格模擬模型。這種模擬既可以是數(shù)值化也可以通過半解析法[4]來實現(xiàn)。同時，依賴于是否有生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)，可以選擇性地進行模型刻度，用以預(yù)測未來單井產(chǎn)能變化。在建模過程可以充分集成巖心、壓力和生產(chǎn)及試油數(shù)據(jù)，通過刻度實現(xiàn)從井筒到油藏的銜接。

巖石物理解釋結(jié)果（總孔隙度、滲透率，飽和度及束縛水飽和度）被用來定義流動單元及劃分儲層類型。毛管力和相滲既可以來自于巖心實驗結(jié)果也可以利用經(jīng)驗公式[5]獲取。

油藏流體模型既可以基于PVT分析結(jié)果，也可以基于電纜測試器的井下流體組分分析模塊。建立三維靜態(tài)模型時需要定義泄流面積大小、垂深，基于儲層類型的分層以及完井方式。

3　實例應(yīng)用

埕北3XX井在縱向從館陶組到沙河街組，常規(guī)測井解釋7個油氣層，但經(jīng)過電纜測試器實時流體分析確認了5個層為油層，2個層為水層。

以2 871.5~2 877 m段為例，說明電纜地層測試原理及節(jié)點法產(chǎn)能評價的應(yīng)用過程。該層斜深為6.5 m，垂深為5 m，在2 876 m點進行泵抽過程中，通過井下流體分析儀實時分析得到原油黏度為4.12 mPa·s，氣油比 20 m3/m3。

采用均值無限大定井儲模型，通過不穩(wěn)定壓力恢復(fù)解釋，解釋該層平均滲透率0.7 μm2，有效流度約 0.17 μm2/（mPa·s)。 圖 2 為不同表皮系數(shù)情況下，給定完井方式和井口壓力下的流入流出曲線，在井底壓降5 MPa和5個表皮的情況下，預(yù)測產(chǎn)能200 m3/d；實測試油結(jié)論為175 m3/d，與預(yù)測結(jié)果吻合較好，誤差約14%。

圖2　2 871.5～2 877 m段流入流出曲線

經(jīng)過對井下流體分析以及產(chǎn)能評價，本井原計劃的DST測試層位為7個，但由于2個是水層，以及產(chǎn)能評價確定了2個低產(chǎn)層，最后選取優(yōu)化了3個主力產(chǎn)油層位進行測試，節(jié)約了大量財力和時間成本。

4　結(jié)論

電纜地層測試器可以快速、高效、低成本的對低阻油層、油水過渡帶以及單純依靠測井、錄井判斷不明確的儲層進行流體分析，確定流體性質(zhì)，提高勘探成功率；建立在電纜地層測試基礎(chǔ)上的節(jié)點法產(chǎn)能預(yù)測或單井建模法產(chǎn)能預(yù)測可以快速評價儲層的產(chǎn)出能力，優(yōu)化試油層位，節(jié)約勘探成本；該套產(chǎn)能預(yù)測流程不僅適用于常規(guī)流體儲層，對于凝析氣儲層也具有很好的適應(yīng)性。

參考文獻：

[1]匡立春.電纜地層測試資料應(yīng)用導(dǎo)論[M].北京：石油工業(yè)出版社,2005.

[2]王向榮,周燦燦,王昌學(xué),等.電纜地層測試器測井應(yīng)用綜述[J].地球物理學(xué)進展,2008,23（5）：1579-1585.

[3]姚軍,谷建偉,呂愛民.油藏工程[M].東營：中國石油大學(xué)出版社,2016.

[4]Gilchrist,J.P.,Busswell,G.,Banerjee,R.,Spath,J.,Thambynayagam,R.K.M.Semi-analytical Solution for Multiple Layer Reservoir Problems with Multiple Vertical,Horizontal,Deviated and Fractured Wells[C].Dubai：IPTC 11718,2007.

[5]T.S.Ramakrishnan,D.T.Wasan.The Relative Permeability Function for Two-Phase Flow in Porous Media：Effect of Capillary Number[C].Tulsa：SPE 12693,1984.