試井在低滲透油藏壓裂效果綜合評價中的應(yīng)用

王為林，杜鵬偉，安宏亮，周 軍

（中國石油長慶油田分公司第七采油廠地質(zhì)研究所，陜西西安 710200）

低滲透油（氣）藏壓裂效果分析是認識儲層地質(zhì)特征和評價壓裂施工工藝的重要工作。試井資料是目前評價壓裂效果最有效的方法之一，業(yè)界已發(fā)表了有關(guān)理論方法及應(yīng)用例子[1-8]，但很少見到發(fā)表有關(guān)鄂爾多斯盆地低滲透油田典型油藏區(qū)塊分析例子。本文以鄂爾多斯盆地的一個典型低滲透油田-HJ油田為例，進行有關(guān)研究工作。本文全面利用了HJ油田壓裂施工及試井資料，并結(jié)合油藏地質(zhì)特征，對影響HJ油田油藏壓裂效果的主要因素進行分析，且根據(jù)試井解釋理論，運用壓裂前后試井資料對比分析試井曲線特征[5，6]及地層參數(shù)解釋結(jié)果，從試井曲線形態(tài)變化、表皮因子、裂縫長度、裂縫導(dǎo)流能力等對油藏加砂壓裂效果進行了評價[4，7，8]，為油藏壓裂優(yōu)選層位、措施方案改進提供依據(jù)，本文成果可供有關(guān)現(xiàn)場工作參考應(yīng)用。

1 低滲透油藏壓裂井試井模型

研究表明，在深度超過700 m的地層中，壓裂見效產(chǎn)生的大多是垂直裂縫。壓裂見效常見的是形成無限導(dǎo)流垂直裂縫和有限導(dǎo)流垂直裂縫（雙線性、三線性）。如果形成的是無限導(dǎo)流垂直裂縫，在雙對數(shù)曲線上，早期的線性流動階段，壓力及壓力導(dǎo)數(shù)是兩條斜率為1/2的平行直線，二者的縱坐標(biāo)之差為0.301對數(shù)周期。在擬徑向流段，壓力導(dǎo)數(shù)曲線呈縱坐標(biāo)值為0.5的直線（見圖 1）。

圖1 無限導(dǎo)流垂直裂縫典型圖版

而在低滲透地層中，壓裂見效多形成低滲透有限導(dǎo)流垂直裂縫（雙線性、三線性），在雙對數(shù)曲線上，早期裂縫線性流動階段，壓力及壓力導(dǎo)數(shù)是兩條斜率為1/2的平行直線，二者的縱坐標(biāo)之差為0.301對數(shù)周期，而在裂縫雙線性響應(yīng)階段，壓力及壓力導(dǎo)數(shù)是兩條斜率為1/4的平行直線，二者的縱坐標(biāo)之差為0.602對數(shù)周期；在地層線性流響應(yīng)階段，壓力及壓力導(dǎo)數(shù)是兩條斜率為1/4的平行直線，二者的縱坐標(biāo)之差為0.602對數(shù)周期（見圖2）。

圖2 低滲透有限導(dǎo)流垂直裂縫（雙線性）典型圖版

如果壓裂形成裂縫，表明壓裂見效，利用不穩(wěn)定試井壓力恢復(fù)曲線可以求解裂縫半長。裂縫半長越長，說明壓裂造縫效果越好。同時，還可求解裂縫滲透率和裂縫導(dǎo)流率，判斷裂縫流動（線性流動）后整個油氣藏的復(fù)合壓力響應(yīng)（地層徑向流動和異常邊界）是否出現(xiàn)。

2 低滲透油藏壓裂效果評價方法

人工壓裂主要目的是力求消除污染和低滲透這兩方面的不利影響：在地層中壓開裂縫，解除油井周圍區(qū)域的污染，改善滲流條件，提高地層滲透率，從而提高油氣井產(chǎn)量。對低滲透井壓裂效果評價可以從表皮系數(shù)方面來考慮。根據(jù)壓裂是否解除污染來評價壓裂的效果，主要考慮表皮效應(yīng)。衡量表皮效應(yīng)的大小是表皮系數(shù)S，對于均質(zhì)油藏中的一口井，S＞0表示污染，數(shù)值越大表明污染越嚴(yán)重；S=0表示未受污染；S＜0表示增產(chǎn)措施見效，數(shù)值越大表明增產(chǎn)措施的效果越好。

根據(jù)以上評價依據(jù)，利用試井資料評價低滲井壓裂措施效果，可以采用參數(shù)對比法。對于壓裂前后都進行過試井的壓裂井，利用不穩(wěn)定試井壓力恢復(fù)曲線可以定性定量求解地層滲透率和表皮系數(shù)。通過壓裂前后兩值的對比及油氣產(chǎn)量的對比，可判斷壓裂效果。壓裂形成裂縫的情況下，可以求解裂縫半長。裂縫半長越長，說明壓裂造縫效果越好。

表1 Di395-52井壓裂前后解釋成果對比表

3 方法應(yīng)用

3.1 油井基本情況

HJ油田Di395-52井為G73區(qū)塊油藏的一口采油井，2009年7月4日投產(chǎn)，完鉆海拔2 688 m，補心海拔1 477.25 m，水泥返深86.5 m，最大井斜20.1°，套補距5.8 m，套管壁厚7.72 mm，套管鋼級為J-55。射開井段長 81：2 641.0 m～2 645.0 m，厚度 4.0 m，長 81：2 647.0 m～2 651.0 m，厚度 4.0 m，油藏中深 2 649 m，地層孔隙度9.3%，油層段井徑0.124 m，原油黏度1.26 mPa·s，原油體積系數(shù) 1.50 m3/m3，原始地層壓力18.7 MPa，原始氣油比137.32 m3/t，綜合壓縮系數(shù)1.53×10-3MPa-1。

措施前以32 mm泵徑生產(chǎn)，平均日產(chǎn)液水平1.18 m3，平均日產(chǎn)油水平0.603 t，平均日產(chǎn)水水平0.45 m3，綜合含水37.43%。截至2015年6月28日，累計產(chǎn)液量4 378.84 m3，累計產(chǎn)油量3 229.09 t，累計產(chǎn)水量501.53 m3，綜合含水10.50%。

3.2 壓裂效果評價

2015年6月28日壓裂后以32 mm泵抽油生產(chǎn)，日產(chǎn)液水平上升為1.38 m3，日產(chǎn)油上升為1.01 t，平均日產(chǎn)水水平下降為0.15 m3，綜合含水率下降為11.10%，日增產(chǎn)能0.407 t。從生產(chǎn)數(shù)據(jù)來看，壓裂效果好，措施成功。

為更加科學(xué)全面評價本次措施效果，2015年8月20日對該井進行壓力恢復(fù)測試，歷時505 h，錄取到了合格的資料。把壓裂前后兩次的不穩(wěn)定試井資料進行對比分析，解釋結(jié)果（見表1），曲線擬合良好（見圖3、圖 4）。

圖3 Di395-52井壓裂前雙對數(shù)擬合曲線

該井壓裂前后測試的雙對數(shù)擬合曲線，壓裂前的雙對數(shù)曲線是有井筒儲存和表皮效應(yīng)影響的均質(zhì)地層特征，而壓裂后的雙對數(shù)曲線則消除了井筒儲存和表皮效應(yīng)，開口變大，說明地層滲透性變好。從表1可以看出，壓裂前后平均地層壓力基本保持在13.5 MPa左右；壓裂后儲層滲透率增加為58.76 mD；裂縫半長增加為115.01 m；導(dǎo)流率由15.78增加為10 368.35。由于壓裂后，油層裂縫重新開啟，長度增加，滲流能力大大增加，油井產(chǎn)能得以恢復(fù)，獲得了較好的經(jīng)濟效益。

利用上述方法，對HJ油田低滲透油藏的3口井壓前壓后資料分別進行解釋，對比分析其解釋平均值，結(jié)果（見表 2）。

分析Di18-62、Di46-76、Di54-13三口井壓裂前后的雙對數(shù)曲線（見圖5～圖7），壓裂后曲線開口變大，末端上翹，表現(xiàn)出了明顯的裂縫線性流特征。這表示壓裂施工成功改變了井底附近地層流體的流動形式，減小了流動阻力，增加了油藏內(nèi)流體流動能力。

圖4 Di395-52井壓裂后雙對數(shù)擬合曲線

圖5 Di18-62井壓裂前后雙對數(shù)擬合曲線

表2 三口井壓裂前后解釋成果對比表

圖6 Di46-76井壓裂前后雙對數(shù)擬合曲線

對于低滲透油藏，由于壓裂后人工裂縫改變了井底附近地層滲流場，減小了滲流阻力，所以壓裂后滲透率提高，表皮系數(shù)數(shù)值增大，導(dǎo)致油井產(chǎn)能增強，日產(chǎn)液量提高，提高了油田的經(jīng)濟效益。另外，經(jīng)過一段時間生產(chǎn)后，測試顯示地層壓力有一定幅度下降。

圖7 Di54-13井壓裂前后雙對數(shù)擬合曲線

4 結(jié)論

通過低滲透油藏四口井應(yīng)用試井資料評價壓裂效果，結(jié)果表明，壓裂后試井雙對數(shù)曲線開口變大，末端上翹，表現(xiàn)出明顯的裂縫線性流特征，這一特征可以定性的了解壓裂施工效果。通過定量解釋，可以了解低滲透油藏油井壓裂后，表皮系數(shù)、導(dǎo)流率和導(dǎo)壓系數(shù)的變化情況，為日產(chǎn)液量變化提供預(yù)測依據(jù)。解釋結(jié)果變化表明，壓裂改變了地層滲流場，降低了井底附近流體流動阻力，提高了油井產(chǎn)能，可以使HJ油田的經(jīng)濟效益得以提高。建議低滲透砂巖油藏推廣應(yīng)用，以加強油藏動態(tài)監(jiān)測，提高措施效率。