隨鉆測壓在能量衰竭性油藏的應(yīng)用

張明杰, 黎 軍, 劉洪彬, 王 剛

(1中海石油(中國)有限公司湛江分公司 2貝克休斯公司 3中石油川慶鉆探公司鉆采院 4中石油西南油田公司川中油氣礦開發(fā)科)

目前南海很多油氣田的開發(fā)生產(chǎn)已進(jìn)入中后期，產(chǎn)量下降，含水率上升，注水不受效，油田儲(chǔ)層動(dòng)態(tài)能量情況不明等因素極大地阻礙了采油效率。改善老油田開發(fā)效果及提高采收率已經(jīng)成為我國油田，乃至世界大多數(shù)油田科技攻關(guān)工作中的重要課題[1]。隨鉆測壓在開發(fā)調(diào)整井中通過獲取各層壓力資料可明確其與注水井或采油井之間連通性，判斷油藏能量枯竭情況，從而在開發(fā)調(diào)整過程中根據(jù)油藏實(shí)際能量狀況，針對性的優(yōu)化油田開發(fā)方案，達(dá)到提高油田開發(fā)效果的目的。隨鉆測壓技術(shù)近年來南海初步嘗試應(yīng)用，在國內(nèi)屬于前沿技術(shù)，目前南海地區(qū)進(jìn)行了幾口井的嘗試，效果明顯，有極大推廣價(jià)值。

一、隨鉆測壓工具簡介

南海油氣田同陸地油田一樣，存在諸多斷層及海陸相沉積地層，沉積復(fù)雜，儲(chǔ)層很多非均質(zhì)性嚴(yán)重，油田也多為復(fù)雜斷塊油田。油田由于長時(shí)間開發(fā)，地層能量衰竭嚴(yán)重，產(chǎn)量急劇下降，為了保持或提高油層壓力，實(shí)現(xiàn)油田高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，并獲得較高的采收率，必須對油田進(jìn)行注水[2]。有些注水井由于儲(chǔ)層橫向的非均質(zhì)性，對應(yīng)儲(chǔ)層往往不連通，這就導(dǎo)致注采不受效，從而嚴(yán)重影響油田的開發(fā)效果。

另外海上油氣田幾乎所有的井都為大斜度井或水平井，想要在這些井中取得油藏當(dāng)前儲(chǔ)層地層壓力。地層壓力的變化是反映地層能量大小的直接指標(biāo)，其變化可以反映地層能量的大小[3]，根據(jù)儲(chǔ)層能量進(jìn)行優(yōu)化開發(fā)調(diào)整方案。傳統(tǒng)的電纜地層壓力測試工具由于井斜較大難以實(shí)現(xiàn)，隨鉆測壓技術(shù)的出現(xiàn)為在這種大斜度開發(fā)調(diào)整井中獲取壓力數(shù)據(jù)提供了保障。

1. 隨鉆測壓原理

隨鉆測壓是在鉆井過程中進(jìn)行測壓的一種隨鉆測井工具,同常規(guī)隨鉆工具一樣,它也是同鉆具組合在一起,在鉆井過程中,隨鉆LWD 工具測量常規(guī)測井曲線,當(dāng)鉆至目的儲(chǔ)層后,就可以用隨鉆測壓工具對儲(chǔ)層進(jìn)行測壓。目前國內(nèi)有兩種隨鉆測壓工具在應(yīng)用，一種是斯倫貝謝的StethoScope，另一種是貝克休斯的TestTrak。下面就以斯倫貝謝隨鉆測壓工具為例進(jìn)行說明，如圖1。StethoScope隨鉆工具測壓時(shí)，支撐腿伸開推動(dòng)反方向探針緊貼儲(chǔ)層井壁，通過濾餅封隔儲(chǔ)層與井筒之間的連通，在探針和地層之間建立連通通道，通過抽取少量儲(chǔ)層流體的方式形成壓力擾動(dòng)，在整個(gè)壓力恢復(fù)過程中，詳細(xì)記錄壓力變化情況，通過分析壓力下降與壓力恢復(fù)情況判斷地層滲透性，如圖2。在此過程中，識(shí)別地層流度是抽汲地層流體體積的函數(shù)，根據(jù)分析函數(shù)結(jié)構(gòu)，獲得地層壓力、壓降流度[4]。

圖1 StethoScope示意圖

圖2 壓力預(yù)測試示意圖

1測試前鉆井液柱壓力 2探針接觸井壁時(shí)的壓力相應(yīng) 3開始?jí)毫ο陆?4工具管線的流體膨脹過程 5地層流體開始流入工具 6開始?jí)毫謴?fù) 7最終恢復(fù)壓力 8測試后鉆井液柱壓力 9井筒與地層壓力差

根據(jù)預(yù)測試的壓力與時(shí)間關(guān)系，可以進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理與分析，獲得壓降流度[5]。

StethoScope隨鉆測壓工具在測量壓力時(shí)，測量的地層壓力和流度通過MWD工具實(shí)時(shí)傳輸至地面，它可以和其它不同的隨鉆LWD工具進(jìn)行組合[6]，為實(shí)時(shí)決策提供數(shù)據(jù)支持。隨鉆測壓工具通過連續(xù)測量同一油藏多個(gè)深度處的地層壓力形成地層壓力剖面圖。

該隨鉆測壓工具可以在開泵或關(guān)泵條件下進(jìn)行壓力測量，在大斜度或水平井中還可以根據(jù)井斜方位進(jìn)行定位測量。

2. 隨鉆測壓的應(yīng)用

隨鉆測壓在開發(fā)調(diào)整井的主要應(yīng)用有：確定油藏能量衰竭剖面，預(yù)防鉆井液侵入污染；確定注水造成的地層局部憋壓，預(yù)防投產(chǎn)快速水淹；確定儲(chǔ)層壓力是否下降到飽和壓力，預(yù)防大量出氣造成的原油黏度快速上升；輔助鉆后井型調(diào)整(注水井轉(zhuǎn)生產(chǎn)井，生產(chǎn)井轉(zhuǎn)注水井)；確定斷層的封堵性，為生產(chǎn)和注水決策提供依據(jù)；確定兩個(gè)或多個(gè)砂體之間的流體聯(lián)通性[7]。

3. 隨鉆測壓的兩個(gè)誤區(qū)

誤區(qū)一：井下壓力計(jì)測量的壓力和隨鉆測壓是一樣的。

由于井下壓力計(jì)測量的是油藏中距離較遠(yuǎn)的多層的平均壓力，此壓力值與每個(gè)層位的地層壓力有一些差距，甚至?xí)罹嗪艽?，無法很好的為精細(xì)化調(diào)整提供依據(jù)?；诒疚腤油田C井的數(shù)據(jù)，隨鉆測壓測得的小層壓力從17.46～24.26 MPa不等，但是井下壓力計(jì)(油藏中深)所測量的油藏靜壓為11.67 MPa，兩者有非常明顯的區(qū)別。

誤區(qū)二：隨鉆測壓所得到的滲透率結(jié)果可以用來做精確產(chǎn)能預(yù)測。

由于隨鉆測壓的時(shí)間較短，壓力波無法傳播到距離井筒較遠(yuǎn)的地方，所以基于隨鉆測壓壓力數(shù)據(jù)的滲透率結(jié)果只能代表近井筒地帶的平均值，無法作為精確產(chǎn)能預(yù)測的基礎(chǔ)。

二、應(yīng)用實(shí)例分析

W油田位于南海北部灣盆地潿西南凹陷東區(qū)B洼陷西部、中央2號(hào)斷裂構(gòu)造帶的下降盤。油層主要分布在古近系漸新統(tǒng)潿洲組(主要是潿三段)，W油田所在的屬于三角洲前緣水下分流河道沉積微相，目前該區(qū)共3口開發(fā)井，1口注水井位于構(gòu)造低部位(A注水),2口采油井位于構(gòu)造高部位(B、C采油，C井為目前所鉆井，井斜近60°)，設(shè)計(jì)動(dòng)用儲(chǔ)量240×104m3，其中B井合采W3Ⅳ、W3Ⅴ、W3Ⅸ上、W3Ⅸ下、W3Ⅹ共5層，初產(chǎn)250 m3/d；2013年6月測得B井的合層壓力系數(shù)為0.87，地層虧空導(dǎo)致產(chǎn)量隨之下降，產(chǎn)量降至150 m3/d，C井完井后準(zhǔn)備生產(chǎn)W3Ⅴ、W3Ⅶ、W3Ⅷ、W3Ⅸ上、W3Ⅸ下五層，目前由于A井未取得壓力資料，B井只有合層所測壓力系數(shù)，無法判斷注采連通性，連通性不明的情況下，若A井貿(mào)然轉(zhuǎn)注，仍存在注水不受效的風(fēng)險(xiǎn)，在此情況下，則需要再補(bǔ)充完善注水層位，因此通過對C井隨鉆測壓來落實(shí)連通性非常重要。

該W油田原始地層壓力系數(shù)1.01，為正常壓力系統(tǒng)，但是隨著不斷的生產(chǎn)，加上外圍水體能量不足，合采的某些層存在壓力下降。目前部分層位地層壓力已開始下降，并且由于不同層位的物性不同，壓力下降的程度也存在差異，物性差異越大，地層能量虧空的差異也就越大。

在W油田C井應(yīng)用StethoScope隨鉆測壓工具進(jìn)行地層壓力測試，一共在10個(gè)深度點(diǎn)進(jìn)行了壓力測量，測量結(jié)果10個(gè)壓力點(diǎn)都為有效點(diǎn)，壓力恢復(fù)穩(wěn)定，隨鉆測壓數(shù)據(jù)如表1。

表1 W油田C井隨鉆測壓成果表

圖3為隨鉆測壓深度剖面圖，由圖3和表1可以看到W油田小層能量虧空非常不均衡。經(jīng)過對所得到的壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對比，發(fā)現(xiàn)W3Ⅴ油組地層壓力系數(shù)沒有下降，能量充足，可能與A、B井連通性不好；W3Ⅶ和W3Ⅸ下油組地層壓力系數(shù)有所下降，與A、B井連通性還可；W3Ⅷ和W3Ⅸ上油組地層壓力系數(shù)下降較多，油藏天然能量不足，應(yīng)盡早全面實(shí)施注水恢復(fù)地層壓力，提高油井產(chǎn)量[8]，其與A、B井連通性較好，各層連通關(guān)系如圖4，可以首先考慮在W3Ⅶ、W3Ⅸ上、W3Ⅷ和W3Ⅸ下四層進(jìn)行注水，增加地層能量，提高采油效果。

圖3 C井隨鉆測壓深度剖面圖

同時(shí)基于C井的隨鉆測壓結(jié)果，對C井完井方案進(jìn)行優(yōu)化，采用聯(lián)作完井方式，最大程度減少了儲(chǔ)層污染；計(jì)算了各層產(chǎn)液指數(shù)，判斷臨井排液效果達(dá)到預(yù)期，決定盡快對A井進(jìn)行轉(zhuǎn)注。

圖4 W油田A,B,C井連通性示意圖

三、結(jié)論

(1)隨鉆測壓所測數(shù)據(jù)做出小層壓力剖面圖，與鄰井進(jìn)行對比，可預(yù)測井間的連通性，以進(jìn)行注水方案優(yōu)化，提高注水效果。也可以進(jìn)行開發(fā)方案調(diào)整，優(yōu)化井位部署。

(2)對于海上老油田大斜度水平井開發(fā)的其它方面,隨鉆測壓也具有重要的指導(dǎo)和借鑒意義。