油氣田開發(fā)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)新手段
——數(shù)值試井分析

汪廣輪

（西安石油大學(xué)，陜西 西安 710065）

油氣藏開發(fā)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)是指，用反向求解方法同時(shí)利用數(shù)值模擬的方法，對(duì)儲(chǔ)層壓力與油氣井，注水井之間進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，通過采出井的產(chǎn)液變化來(lái)對(duì)儲(chǔ)層的壓力分布情況進(jìn)行預(yù)測(cè)，通過注水井的壓力情況預(yù)測(cè)采出井的壓力情況。它是油氣藏開發(fā)工作中收集相關(guān)數(shù)據(jù)資料的重要手段，也是油氣田開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)并為油氣田開發(fā)效果的提升提供了基礎(chǔ)保障。在20世紀(jì)30年代初期，試井技術(shù)已經(jīng)被用于油藏開發(fā)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)之中。至今已經(jīng)歷了近90年的發(fā)展。試井技術(shù)依據(jù)的主要理論分別是達(dá)西滲流理論與拉普拉斯變換理論。其分析方法為Horror提出的半對(duì)數(shù)直線分析理論和Ramey提出的雙對(duì)數(shù)壓力曲線擬合理論。國(guó)外曾在1991年與1995分別提出試井模型數(shù)值計(jì)算研究相關(guān)的文獻(xiàn)，開始了試井?dāng)?shù)值模擬器研發(fā)工作。當(dāng)時(shí)EPS公司研發(fā)的試井軟件已經(jīng)具有了幾何網(wǎng)格的試井模擬功能，被稱為“試井?dāng)?shù)值模擬器”。

1 油氣田動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)的主要內(nèi)容

1.1 油氣水性質(zhì)監(jiān)測(cè)

油氣田進(jìn)行開發(fā)時(shí)，其油藏中的油氣水具有較強(qiáng)的流動(dòng)性，其流動(dòng)特點(diǎn)是由油氣水的性質(zhì)決定的，同時(shí)對(duì)于油氣的儲(chǔ)存于運(yùn)輸也會(huì)產(chǎn)生有十分重要的影響。所以油田需要對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，包括采出流體性質(zhì)的檢測(cè)與注入流體性質(zhì)的檢測(cè)，通過分析化驗(yàn)等手段實(shí)現(xiàn)對(duì)油氣水性質(zhì)的確定。

1.2 產(chǎn)液流量監(jiān)測(cè)

在油氣田開發(fā)中，產(chǎn)出流量監(jiān)測(cè)分為產(chǎn)出剖面檢測(cè)和吸水剖面檢測(cè)。每個(gè)油井的原油產(chǎn)出量和水產(chǎn)出量都是不一樣的，在同一口油井中每個(gè)油層的產(chǎn)油量、產(chǎn)水量都是不同的，甚至在同層油井依然存在如此差異。這種差異在油藏開發(fā)的不同階段存在著變化。同時(shí)，油井周圍的注水井也有類似的情況。此時(shí)，通過產(chǎn)液流量的檢測(cè)，可以實(shí)現(xiàn)油藏開發(fā)中對(duì)油井與水井產(chǎn)量以及注入量信息的采集，制定合理的注采方案，提高油田的采收率。目前，各大油田多采用集流點(diǎn)測(cè)并結(jié)合井下儀器組合，例如溫度計(jì)，流量計(jì)，自然伽馬測(cè)量?jī)x等，對(duì)產(chǎn)液剖面進(jìn)行測(cè)試。

1.3 儲(chǔ)層壓力檢測(cè)

油氣在開采時(shí)，地層壓力分布往往隨之發(fā)生一系列的變化，此變化和流體的性質(zhì)和流體的壓力有著直接的關(guān)系。水驅(qū)油藏雖然擁有比較充足的壓力，但是油層的性質(zhì)存在著很強(qiáng)的非均質(zhì)性，導(dǎo)致儲(chǔ)層中油氣流動(dòng)路徑與方向的差別，所以儲(chǔ)層壓力動(dòng)態(tài)檢測(cè)是很重要的。對(duì)于油層流體壓力、靜水壓力、地層溫度等參數(shù)往往使用電纜以及試井鋼絲將相關(guān)送入目的層設(shè)備進(jìn)行測(cè)量。其中包括各種不同型號(hào)的壓力計(jì)以及溫度計(jì)等等。

1.4 油藏采收率監(jiān)測(cè)

為了評(píng)價(jià)不同油田開發(fā)方案的合理性，工作人員往往對(duì)不同油藏水驅(qū)油效率進(jìn)行對(duì)比。水驅(qū)油效率同時(shí)決定了油藏采收率的高低。為了在開采過程中對(duì)水驅(qū)效率進(jìn)行合理的檢測(cè)，各個(gè)油田普遍使用檢查鉆井的方法，即獲取相應(yīng)的巖心樣品，通過測(cè)量得出其采出率。

1.5 剩余油分布監(jiān)測(cè)

由于儲(chǔ)層普遍不具有均質(zhì)性，水驅(qū)油藏在開采中其油水分界線的上升不具有一致性，當(dāng)注水井的注入量控制的不合理時(shí)往往會(huì)將產(chǎn)油層水淹。然而當(dāng)水淹的情況發(fā)生時(shí)，即便為同一層，其水淹程度也存在著較大的差異。所以，當(dāng)油藏處于高含水的開發(fā)晚期階段，對(duì)其剩余油以及水淹程度的研究則顯得十分必要。

1.6 套管狀況監(jiān)測(cè)

油藏開發(fā)后期，儲(chǔ)層中剩余的泥質(zhì)往往會(huì)注入水產(chǎn)生“過敏”現(xiàn)象。表現(xiàn)在泥巖的體積遇水增大，將儲(chǔ)層形態(tài)破壞，嚴(yán)重時(shí)往往出現(xiàn)油井迅速減產(chǎn)，井口堵塞，井下套管斷裂。并且，注水井也會(huì)由于油藏開發(fā)進(jìn)入后期高泥質(zhì)殘余階段而發(fā)生套管失效的狀況，極大的破壞了生產(chǎn)。所以需要進(jìn)行井下技術(shù)狀況監(jiān)測(cè)，對(duì)油氣井以及注水井套管的使用狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，包括管徑變化，變形情況，腐蝕情況等等。

2 傳統(tǒng)油氣藏開發(fā)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)面臨的問題

2.1 監(jiān)測(cè)技術(shù)的創(chuàng)新性

國(guó)內(nèi)各個(gè)油田在監(jiān)測(cè)技術(shù)的創(chuàng)新性發(fā)展還存在著較大的問題，隨著油田開發(fā)階段普遍步入后期，現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)技術(shù)已經(jīng)略顯乏力。主要體現(xiàn)在對(duì)特殊油藏比如低孔低滲油藏、致密砂巖油藏、頁(yè)巖氣藏等非常規(guī)油藏的開發(fā)監(jiān)測(cè)尚未發(fā)展成熟，在監(jiān)測(cè)手段以及相關(guān)監(jiān)測(cè)技術(shù)方面有較大的不足。在深井、定向井、水平井等特殊類型井的監(jiān)測(cè)技術(shù)有待于進(jìn)一步開發(fā)。同時(shí)，對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確率尚未達(dá)到一個(gè)非常高的水平，為了達(dá)到較高的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，這需要油田工作者的創(chuàng)新性研發(fā)。提高相關(guān)測(cè)井技術(shù)，將最新的測(cè)井手段與油藏開發(fā)監(jiān)測(cè)結(jié)合有助于提高監(jiān)測(cè)精確度，有效促進(jìn)監(jiān)測(cè)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。

2.2 試井技術(shù)水平不足

目前關(guān)于開發(fā)試井技術(shù)的研發(fā)主要集中在以下三點(diǎn)：第一點(diǎn)是，三元復(fù)合驅(qū)試井的解釋技術(shù)，此技術(shù)可以較為準(zhǔn)確的說明所需的工具以及工作程序。第二點(diǎn)是，深層井和水平井的試井解釋技術(shù)仍需要油田開發(fā)研究人員的改善。第三點(diǎn)是，對(duì)油氣開采時(shí)產(chǎn)生的熱效應(yīng)的研究，在此方面尚未有實(shí)質(zhì)性的研究進(jìn)展，需要加大研究力度。

在國(guó)內(nèi)的油氣田開發(fā)中，試井技術(shù)水平往往不能滿足現(xiàn)階段的生產(chǎn)需求。對(duì)于試井工作來(lái)說，井?dāng)?shù)據(jù)的獲取是基礎(chǔ)。面對(duì)較深的儲(chǔ)層，測(cè)試儀器顯得十分乏力。同時(shí)數(shù)據(jù)的錄取與傳輸手段達(dá)不到要求，使得收集到的數(shù)據(jù)與真實(shí)數(shù)據(jù)存在著較大差異，尤其是對(duì)于一些特殊油藏來(lái)說，試井儀器往往達(dá)不到實(shí)際生產(chǎn)的精度要求導(dǎo)致油田開發(fā)數(shù)據(jù)存在較大問題。缺少合理的試井技術(shù)評(píng)價(jià)體系。建議各個(gè)油田在生產(chǎn)的同時(shí)加強(qiáng)對(duì)試井技術(shù)的提升，并制定出合理的試井技術(shù)評(píng)價(jià)方案。

3 油氣藏開發(fā)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)新技術(shù)

目前較為先進(jìn)的油氣藏開發(fā)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)手段為數(shù)值試井分析。研究人員利用“動(dòng)靜結(jié)合”的方法，以油氣藏開發(fā)中靜態(tài)數(shù)據(jù)和動(dòng)態(tài)資料利用合理的試井模型進(jìn)行計(jì)算，實(shí)現(xiàn)數(shù)值試井分析。

這種方法延續(xù)了普通試井在獲取油氣藏開發(fā)動(dòng)態(tài)信息功能的特點(diǎn)，同時(shí)還在油氣藏開發(fā)晚期的試井資料解釋處理工作中具有不同于一般方法的點(diǎn)。這種方法可以更加有效的解決儲(chǔ)層的非均質(zhì)性問題、地層壓力分布情況問題、井間影響等問題。這種新方法與傳統(tǒng)試井分析法存在較大差異。體現(xiàn)在數(shù)值試井分析法需要的數(shù)據(jù)資料不同與理論曲線數(shù)據(jù)基礎(chǔ)的變化以及所得分析成果的變化。事實(shí)證明，數(shù)值試井分析技術(shù)在油氣藏開發(fā)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)中起著十分重要的作用。作為一個(gè)新的油藏開發(fā)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的有效手段，其在油藏開發(fā)監(jiān)測(cè)工作中起著將動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)與靜態(tài)資料結(jié)合分析的重要作用，提高了油氣田開發(fā)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的可靠性。在理論曲線的建立方面也采用的更加有效的方法，得出的成果較傳統(tǒng)試井分析方法更為全面。

面對(duì)國(guó)內(nèi)日益提升的油氣資源需求量以及較為嚴(yán)峻的市場(chǎng)環(huán)境，油氣田的開發(fā)工作必須得到合理的改善。油藏開發(fā)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)作為油氣田開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)當(dāng)受到油氣藏開發(fā)人員的重視。需要油田對(duì)油氣藏開發(fā)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的新技術(shù)進(jìn)行積極地學(xué)習(xí)與研究，為油田的可持續(xù)發(fā)展提供穩(wěn)定的保障。