M油田復(fù)雜管柱條件下生產(chǎn)動(dòng)態(tài)測(cè)井精細(xì)解釋及應(yīng)用

平海濤,秦瑞寶,李雄炎,魏丹,劉小梅

(中海油研究總院有限責(zé)任公司,北京100028)

0 引 言

在進(jìn)行生產(chǎn)動(dòng)態(tài)測(cè)井時(shí),通常采用七參數(shù)組合測(cè)井儀器,所測(cè)參數(shù)包括自然伽馬、磁定位、溫度、壓力、密度、持水率、渦輪轉(zhuǎn)速[1-4]。其中,井溫曲線用于定性分析解釋井下各產(chǎn)層的生產(chǎn)動(dòng)態(tài),也可用于定量解釋[5-8];密度、持水率、渦輪轉(zhuǎn)速主要用于定量計(jì)算。通過對(duì)以上參數(shù)的定性分析和定量計(jì)算,可以獲得產(chǎn)層的產(chǎn)出流體性質(zhì)和產(chǎn)量情況。通常情況下,在生產(chǎn)動(dòng)態(tài)測(cè)井時(shí)會(huì)同時(shí)選擇2個(gè)流量計(jì)進(jìn)行測(cè)量,一般包括全井眼流量計(jì)和在線式流量計(jì)。全井眼流量計(jì)進(jìn)行定性和定量解釋;在線式流量計(jì)起到備份和驗(yàn)證全井眼流量計(jì)的作用,且當(dāng)全井眼流量計(jì)失效時(shí)起到彌補(bǔ)作用[9]。生產(chǎn)動(dòng)態(tài)測(cè)井資料不僅可以用于產(chǎn)出剖面、注入剖面和注聚剖面等油田動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),也可以用于套管破損監(jiān)測(cè)等工程監(jiān)測(cè)[10-18],為油田開發(fā)生產(chǎn)措施調(diào)整提供依據(jù)。

M油田開發(fā)生產(chǎn)多年,包括X和Y這2個(gè)油藏,目的層為白堊系碳酸鹽巖儲(chǔ)層。油田生產(chǎn)管柱為油管加套管的組合管柱,即部分井段采用套管生產(chǎn),另一部分井段采用油管生產(chǎn),但全井眼流量計(jì)在油管內(nèi)無法正常工作。本文針對(duì)這種油管、套管組合的生產(chǎn)方式,充分利用2種流量計(jì)測(cè)量數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)規(guī)避2種流量計(jì)的不足,以全井眼流量計(jì)的解釋結(jié)果刻度在線式流量計(jì)的計(jì)算結(jié)果,從而獲得高精度的解釋結(jié)果,為油田開發(fā)措施調(diào)整提供有效的技術(shù)支撐。

基于裸眼井水淹層測(cè)井解釋結(jié)果,通過采取避射水淹層的方式,M油田新鉆井投產(chǎn)初期幾乎不產(chǎn)水。隨著油田開發(fā)的深入,油田含水率不斷上升,產(chǎn)油量開始下降。造成這一結(jié)果的主要原因:油層水淹造成生產(chǎn)井的含水率不斷上升,地層能量不足使得產(chǎn)油量逐漸下降。為了對(duì)油田實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),進(jìn)行了大量的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)測(cè)井。實(shí)際應(yīng)用表明,生產(chǎn)動(dòng)態(tài)測(cè)井精細(xì)解釋成果在開發(fā)層系的產(chǎn)出狀況監(jiān)測(cè)和注水層的注入狀況評(píng)價(jià)中應(yīng)用效果顯著,為產(chǎn)水層位的封堵和注水方案的制定奠定了基礎(chǔ)。

1 生產(chǎn)動(dòng)態(tài)測(cè)井資料精細(xì)解釋方法

圖1為M油田生產(chǎn)動(dòng)態(tài)測(cè)井曲線圖。M油田生產(chǎn)管柱條件復(fù)雜,主要是由于油田的生產(chǎn)方式為套管和油管組合形式,油管底以下井段仍有射孔生產(chǎn)層位,射孔段分布在套管段和油管段。這種管柱特點(diǎn)給生產(chǎn)動(dòng)態(tài)測(cè)井資料的錄取帶來較大的影響,主要表現(xiàn)在:①盡管全井眼流量計(jì)測(cè)量的渦輪轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)質(zhì)量比在線流量計(jì)更好、精度更高,但是只能在套管生產(chǎn)井段進(jìn)行有效測(cè)量,而當(dāng)全井眼流量計(jì)進(jìn)入油管內(nèi)以后,因全井眼流量計(jì)關(guān)閉,無法正常工作,圖1中2 940 m以上井段無法獲得全井眼流量計(jì)測(cè)量的渦輪轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù);②在線流量計(jì)盡管可以在套管、油管內(nèi)進(jìn)行正常測(cè)量,但是其測(cè)量的曲線質(zhì)量明顯低于全井眼流量計(jì)測(cè)得的曲線質(zhì)量,對(duì)解釋結(jié)果的有效性影響較大。換言之,由于管柱條件復(fù)雜造成了曲線錄取不全或是曲線質(zhì)量較差,進(jìn)而使得全井眼流量計(jì)和在線流量計(jì)均存在一定的不足,使用單一的流量計(jì)計(jì)算的產(chǎn)量精度和流體性質(zhì)均存在一定的誤差。

圖1 套管+油管生產(chǎn)動(dòng)態(tài)測(cè)井曲線*非法定計(jì)量單位,1 psi=6 894.76 Pa,下同

針對(duì)這個(gè)問題,研究過程中分別對(duì)全井眼流量計(jì)和在線流量計(jì)測(cè)的渦輪轉(zhuǎn)速曲線進(jìn)行獨(dú)立的處理與解釋,獲得2個(gè)獨(dú)立的產(chǎn)出剖面結(jié)果。其中,全井眼流量計(jì)由于僅在套管段能夠進(jìn)行有效測(cè)井,僅可以獲得油管以下套管段的產(chǎn)出剖面(見圖2第12道),而且由于測(cè)井曲線質(zhì)量較好,其計(jì)算結(jié)果精度相對(duì)比較高,能夠較為準(zhǔn)確地反映射孔段的真實(shí)產(chǎn)出情況,油管段的產(chǎn)出狀況無法獲得;在線流量計(jì)可以獲得套管和油管段的產(chǎn)出剖面(見圖2第13道),但是和全井眼流量計(jì)相比,由于測(cè)井曲線質(zhì)量相對(duì)較差,其計(jì)算結(jié)果精度比全井眼流量計(jì)低,與射孔段的實(shí)際產(chǎn)出狀況存在一定的誤差。

基于上述2個(gè)流量計(jì)的解釋結(jié)果,在套管段利用全井眼流量計(jì)計(jì)算的總產(chǎn)液量對(duì)在線流量計(jì)計(jì)算的總產(chǎn)液量進(jìn)行刻度,即在線流量計(jì)計(jì)算的總產(chǎn)液量乘一個(gè)校正系數(shù)R(R=套管段全井眼流量計(jì)計(jì)算的總產(chǎn)液量/套管段在線流量計(jì)計(jì)算的總產(chǎn)液量),使得套管段在線流量計(jì)計(jì)算的總產(chǎn)液量與全井眼流量計(jì)計(jì)算的總產(chǎn)液量相等,從而獲得在線流量計(jì)在油管內(nèi)校正后的計(jì)算結(jié)果,這樣就完成了對(duì)套管段及油管段在線流量計(jì)計(jì)算結(jié)果的校正。最終解釋的高精度產(chǎn)出剖面為全井眼流量計(jì)在套管段的測(cè)量數(shù)據(jù)和在線流量計(jì)在油管內(nèi)經(jīng)校正的測(cè)量數(shù)據(jù)的綜合解釋結(jié)果。

2 產(chǎn)出剖面測(cè)井應(yīng)用實(shí)例

X1井是M油田的一口生產(chǎn)井,目的層為碳酸鹽巖地層,生產(chǎn)層位為A和B段,由于避射水淹層,投產(chǎn)初期X1井只產(chǎn)油,不含水。隨著油田開發(fā)不斷推進(jìn),X1井含水率逐漸上升,當(dāng)產(chǎn)油111.3 m3/d時(shí),含水達(dá)50%以上,為確定產(chǎn)水層位及水淹狀況進(jìn)行了生產(chǎn)動(dòng)態(tài)測(cè)井。

圖2可見,渦輪轉(zhuǎn)速曲線和溫度曲線的變化反映主力產(chǎn)出層位為底部2個(gè)射孔段;持水率曲線在底部2個(gè)射孔段出現(xiàn)明顯升高但變化不大的特征,反映底部的2個(gè)射孔段含水;頂部射孔段持水率曲線除了藍(lán)色實(shí)線和粉色實(shí)線不穩(wěn)定外,其他持水率曲線呈現(xiàn)互相平行穩(wěn)定的特征,且和底部2個(gè)射孔段相比,整體略有升高,持水率曲線反映的流體性質(zhì)為油,但產(chǎn)量不會(huì)特別大。

圖2 X1井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)測(cè)井綜合解釋成果圖

表1所示,在線流量計(jì)計(jì)算的產(chǎn)油量為57.05 m3/d,產(chǎn)水量為42.51 m3/d,綜合含水率為42.49%(見圖2);全井眼流量計(jì)計(jì)算的套管段產(chǎn)油量為55.32 m3/d,產(chǎn)水量為70.13 m3/d,綜合含水率為55.90%(見圖2),但無法得到油管段產(chǎn)出狀況。

表1 全井眼流量計(jì)與在線流量計(jì)解釋成果對(duì)比表

圖3 X1井測(cè)井綜合成果圖*非法定計(jì)量單位,1 ft=12 in=0.304 8 m,下同

按照本文介紹的復(fù)雜管柱條件下生產(chǎn)動(dòng)態(tài)測(cè)井精細(xì)解釋方法計(jì)算的產(chǎn)油量和產(chǎn)水量見表2,綜合產(chǎn)水率為51.73%(見圖2第14道)。產(chǎn)水層位為B段的2個(gè)射孔段,其中B段上部射孔段含水率為38.95%,B段下部射孔段含水率為60.69%。由于A段的3個(gè)射孔段位于油管內(nèi),無法進(jìn)行產(chǎn)量劈分,其綜合產(chǎn)水率為0%。地面生產(chǎn)計(jì)量的實(shí)際產(chǎn)油量和產(chǎn)水量見表2,綜合產(chǎn)水率為50.97%,精細(xì)解釋結(jié)果能夠較為客觀地反映地層實(shí)際生產(chǎn)狀況,與地面計(jì)量結(jié)果的一致性較高,產(chǎn)液量和產(chǎn)水率的計(jì)算精度得到了明顯提高。從圖2生產(chǎn)動(dòng)態(tài)測(cè)井持水率曲線可以看出,井筒動(dòng)液面深度為3 040 m,位于泵深以下,進(jìn)一步驗(yàn)證了管柱設(shè)計(jì)的必要性。

X1井常規(guī)測(cè)井曲線及生產(chǎn)動(dòng)態(tài)測(cè)井解釋成果見圖3。基于生產(chǎn)動(dòng)態(tài)測(cè)井解釋結(jié)果,為了降低含水率,對(duì)B段2個(gè)產(chǎn)水層進(jìn)行了封堵,只對(duì)A段進(jìn)行生產(chǎn)。如圖4所示,實(shí)施封堵后,X1井含水逐漸降低至0.1%左右,產(chǎn)油量提升至900.00 m3/d,降水增油效果顯著。

表2 解釋成果與地面生產(chǎn)計(jì)量結(jié)果對(duì)比

3 注入剖面測(cè)井應(yīng)用實(shí)例

X2井是M油田的一口注水井,目的層為碳酸巖鹽地層,射孔段為Y油藏的1、2、3號(hào)層。隨著油田的開發(fā),Y油藏地層能量下降明顯,在油田的構(gòu)造高部位形成了明顯的低壓區(qū),由于地層能量不足,X2井產(chǎn)油量出現(xiàn)明顯的下降,亟需通過注水措施來補(bǔ)充地層能量、提高開發(fā)效果。為了確定目的層各射孔段的注入能力制定油田注水方案,對(duì)X2井進(jìn)行了注入剖面測(cè)井。

圖4 X1井生產(chǎn)曲線圖

圖5第11道剖面為在線流量計(jì)解釋結(jié)果,射孔段2(3 845.0～3 863.0 m)與射孔段3(3 870.0～3 895.0 m)的注入比例分別為87.7%和12.3%,射孔段3的注入能力低,難以滿足射孔段3單層注水補(bǔ)充地層能量的目的。此外,這2個(gè)射孔段的注入比例(87.7∶12.3)與它們各自滲透率與儲(chǔ)層有效厚度的乘積之間的比值(約為2∶1)也存在矛盾。測(cè)井解釋成果(見表3)顯示位于射孔段3頂部的5號(hào)層滲透率達(dá)到了4.2 mD(1)非法定計(jì)量單位,1 mD=9.87×10-4 μm2,下同,為一相對(duì)高滲透層,其滲透率明顯高于上、下儲(chǔ)層的滲透率。因此,結(jié)合常規(guī)測(cè)井解釋結(jié)果開展X2井注入剖面精細(xì)解釋。

表3 X2井測(cè)井解釋成果表

圖5 X2井注入剖面解釋成果對(duì)比圖

圖5第11道為利用在線流量計(jì)解釋結(jié)果,結(jié)果表明射孔段2的注入量實(shí)為射孔段2和射孔段3頂部5號(hào)層注入量之和。圖5中第12道精細(xì)解釋結(jié)果顯示,經(jīng)小層產(chǎn)量劈分解釋5號(hào)層單層注入比例達(dá)到16.4%,射孔段3實(shí)際注入比例為35.7%,總注入量1 256.07 m3/d,與實(shí)際注入量1 275.21 m3/d基本一致。其中,射孔段3單層注入量為448.43 m3/d,注入能力較好,根據(jù)解釋結(jié)果,射孔段2和射孔段3的注入比例為0.643∶0.357(約為2∶1),與這2個(gè)射孔段各自滲透率與儲(chǔ)層有效厚度的乘積之間的比值(約為2∶1)基本一致?；谧⑺拭婢?xì)解釋結(jié)果(見表4),結(jié)合地面實(shí)際注入狀況,確定油田底部注水的方案。油田實(shí)際生產(chǎn)情況顯示,X2井開始注水之后,在油嘴及井口壓力保持不變的情況下,注水受效井Y3井的日產(chǎn)油逐步增加,進(jìn)一步驗(yàn)證了注水方案的有效性。

基于X2井確定Y油藏底部注水方案,在Y2井也進(jìn)行了底部注水。由圖6可見,實(shí)施注水措施前,這2個(gè)井組的產(chǎn)量自然遞減率為20%;實(shí)施注水措施后,生產(chǎn)曲線遠(yuǎn)在此遞減趨勢(shì)線(圖6中黑色帶箭頭虛線)之上,2井組的產(chǎn)量自然遞減得到有效改善,基本實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)。注水措施實(shí)施1年后,X2井組(3口生產(chǎn)井)累計(jì)增油41.66×103m3,Y2井組(3口生產(chǎn)井)累計(jì)增油9.54×103m3,注水增油效果顯著。

表4 X2井注水剖面測(cè)井解釋成果表

圖6 X2、Y2井組生產(chǎn)動(dòng)態(tài)曲線圖

4 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

(1)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)測(cè)井解釋是一個(gè)綜合解釋過程,要充分利用測(cè)井過程中所得到的各種信息,僅使用單一流量計(jì)數(shù)據(jù)往往難以獲得合理的解釋結(jié)果,從而影響措施調(diào)整決策制定。

(2)油管+套管組合管柱條件下,分別對(duì)套管和油管內(nèi)流量計(jì)測(cè)的渦輪轉(zhuǎn)速曲線進(jìn)行獨(dú)立解釋,并以套管內(nèi)全井眼流量計(jì)對(duì)在線流量計(jì)進(jìn)行刻度,有效彌補(bǔ)了全井眼流量計(jì)在油管內(nèi)無法正常工作、在線流量計(jì)由于曲線質(zhì)量差而造成計(jì)算精度低的缺點(diǎn),結(jié)合2個(gè)流量計(jì)的綜合解釋結(jié)果獲得復(fù)雜管柱條件下的高精度解釋成果。基于上述生產(chǎn)動(dòng)態(tài)測(cè)井資料的解釋方法,有效地實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)水量、產(chǎn)油量的高精度計(jì)算,為封堵產(chǎn)水層位措施的制定奠定基礎(chǔ)。

(3)基于本文方法開展生產(chǎn)動(dòng)態(tài)測(cè)井注入剖面的精細(xì)解釋,其中,加強(qiáng)了對(duì)常規(guī)測(cè)井解釋結(jié)果的應(yīng)用與分析,著重考慮相對(duì)高孔隙度、高滲透率層位的注入潛力,合理選擇計(jì)算層段,實(shí)現(xiàn)注水層段注入量的合理劈分和精細(xì)解釋。針對(duì)注水層段,精細(xì)劃分注水層段各小層的吸水比例,從而可以確定注水層的準(zhǔn)確深度,為注水方案的制定提供技術(shù)支持。