東勝氣田大斜度井測試地層壓力異常原因分析

吳照偉

（中石化華北石油工程有限公司井下作業(yè)分公司，河南 鄭州 450006）

對于氣水同產(chǎn)井，井筒積液問題比較常見，由于地層產(chǎn)水，導致井筒內(nèi)有液體析出。井筒內(nèi)的液體主要呈以下三種分布狀態(tài)：一是氣流量大于井筒攜液臨界流量，氣井以霧狀流的形式傳送與氣體伴生的水；二是氣流量小于井筒攜液臨界流量，井筒內(nèi)有部分水不能全部帶走；三是關井狀態(tài)，井筒內(nèi)氣、水相態(tài)分離[1]。

有井筒積液的氣井，井筒積液效應將對井底產(chǎn)生一個附加的壓力，這種附加壓力將影響井底實測壓力，使測試資料出現(xiàn)異常，給氣井測試資料解釋帶來很大的困難[2-5]。

東勝氣田位于鄂爾多斯盆地北部，構(gòu)造上為伊盟隆起與伊陜斜坡的過渡區(qū)域，屬于低孔、低滲致密氣藏。該氣田部分井井斜角較大，屬于大斜度井。大斜度井進行DST測試時，受封隔器最大坐封井斜角的限制，壓力計均沒下到儲層中部。

當氣水同產(chǎn)時，由于壓力計距儲層中部上百米，距離較大，井筒積液現(xiàn)象更加嚴重，對地層壓力值的準確獲取影響更大?；诖?，本文認為井筒積液是導致東勝氣田大斜度井測試地層壓力異常的主要原因，并結(jié)合現(xiàn)場測試實例，對后期的測試提出改進意見，以保證獲取的儲層參數(shù)準確可靠。

1 大斜度井測試工藝

目前，鄂爾多斯盆地DST 測試采用的測試工具為MFE多流測試器，封隔器最大坐封井斜角為35°左右位置。針對大斜度井，無法用聯(lián)作測試工藝，通過工藝優(yōu)化和改進，試驗了油管傳輸射孔+DST測試工藝，先用油管傳輸射孔槍對目的層段進行射孔，再下測試管柱進行測試。該工藝的優(yōu)點是能在大斜度井順利坐封封隔器，以保證測試工藝順利完成。測試管柱結(jié)構(gòu)見圖1。目前在東勝氣田該工藝共測試了6層，測試情況見表1。

表1 大斜度井DST測試情況統(tǒng)計表

2 大斜度井地層壓力異常原因分析

由于大斜度井受測試封隔器最大坐封井斜角的限制，壓力計未能下到氣層中部，距離氣層中部數(shù)百米，當氣水同時產(chǎn)出時，就存在井筒積液現(xiàn)象，井筒內(nèi)的積液是導致地層壓力異常的主要原因，現(xiàn)對不同狀態(tài)下井筒積液對地層壓力的影響進行分析。

開井狀態(tài)下，當氣流量大于井筒攜液臨界流量時，氣井以霧狀流的形式傳送與氣體伴生的水（圖2-Ⅰ）。

井底流壓為壓力計實測壓力與壓力計以下井流物所產(chǎn)生的壓差之和，即：

式中：pwf——井底流壓，MPa；

p實測——實測壓力，MPa；

GD——井筒內(nèi)的壓力梯度，MPa/100m；

h——壓力計與地層中部的距離，m。

開井狀態(tài)下，當氣流量小于井筒攜液臨界流量時，井筒內(nèi)有部分水不能被全部帶走（圖2-Ⅱ）。由于壓力計在井筒積液以上，不能確定井筒積液的高度和密度。壓力計測得的壓力梯度只代表壓力計以上井筒內(nèi)壓力的變化，用實測壓力梯度進行地層壓力折算勢必帶來較大的誤差。

關井狀態(tài)下，井筒內(nèi)液體發(fā)生重力分離（圖2-Ⅲ）。 當壓力計處在井筒積液液面以上時，由于不能確定壓力計以下各相的液面高度和密度，因此無法進行地層壓力折算。只有當壓力計處在井筒內(nèi)最底層的液相液面以下時，才能根據(jù)最底層的液相密度折算井底靜壓。

式中：pwf——井底靜壓，MPa；

p實測——實測壓力，MPa；

ρ——最底層的液相密度，g/cm3；

g——重力加速度（取值9.8），N/kg；

h——壓力計與地層中部的距離，m。

3 實例分析

目前大斜度井在東勝氣田共進行6層DST測試，6層測試均位于什股壕區(qū)塊，通過與該區(qū)塊其它井在相同層位獲取的壓力情況對比（表2）可知，J11P2H 盒3、J11P7H 盒3、J11P3H 盒1+盒2，J11P2H 盒1 四層獲得的壓力系數(shù)與同層位其它井獲得的壓力系數(shù)值比較接近，都屬于正常的壓力系統(tǒng)。J11-3 井盒1 和盒2 層位測試壓力出現(xiàn)異常，壓力系數(shù)低于同區(qū)塊同層位其它井，屬于偏低的壓力系統(tǒng)。綜合分析原因，J11-3 井測試期間氣水同產(chǎn)，且壓力計距離儲層中部位置比其它四層遠，使得J11-3井測試期間井筒積液現(xiàn)象嚴重，影響壓力值的準確性。

表2 什股壕DST測試情況統(tǒng)計表

J11-3 井是鄂爾多斯盆地伊盟北部隆起杭錦旗斷階的一口氣藏評價井，該井最大井斜角為39.49°，該井 盒1、盒2層位進行了DST測試，以獲取儲層參數(shù)，同時了解儲層產(chǎn)出情況。

盒1層位射孔段2195～2203m，測井解釋為含水氣層，封隔器坐封位置1630m（井斜角34°位置），壓力計下深1628.79m，壓力計距離儲層中部垂向距離447m。測試期間，該井平均日產(chǎn)氣量124.3m3/d，日產(chǎn)水量0.129m3/d。

二關最大壓力12.307MPa/1628.79m，通過實測壓力曲線（圖3）發(fā)現(xiàn)二關井壓力恢復較穩(wěn)定，同時二關井雙對數(shù)圖（圖4）導數(shù)曲線后期出現(xiàn)徑向流直線段，說明地層壓力恢復穩(wěn)定，采用二關最大壓力折算地層壓力系數(shù)準確度較高。通過折算得到，壓力系數(shù)為0.77，明顯低于該區(qū)塊該層位其它井測得的壓力系數(shù)。

盒2 層位射孔段2147～2154、2158～2164m，封隔器坐封位置1650.73m（井斜角35°位置），壓力計下深1645.43m，壓力計距離儲層中部垂向距離396m。測試期間，該井平均日產(chǎn)氣量187m3/d，日產(chǎn)水量0.157m3/d。

二關最大壓力12.619MPa/1645.43m，通過實測壓力曲線（圖5）發(fā)現(xiàn)二關井壓力恢復較穩(wěn)定。采用該二關最大壓力折算壓力系數(shù)為0.78，明顯低于該區(qū)塊該層位其它井測得的壓力系數(shù)。

通過以上分析發(fā)現(xiàn)，J11-3 井盒1 和盒2 層位在開井期間氣水同產(chǎn)，關井期間井筒積液導致氣水重力分離，使得壓力計測得的不是地層壓力，還需要附加一個液柱壓力，而直接用關井壓力計算得到的地層壓力系數(shù)將偏低。由于不能確定壓力計以下各相的液面高度和密度，因此無法進行地層壓力折算。

通過以上分析，針對氣水同產(chǎn)大斜度井，壓力計盡量下到儲層中部，是獲取儲層參數(shù)的重要途徑，后期可以通過對測試管柱結(jié)構(gòu)進行改進，使壓力計盡量下到儲層中部，同時增大封隔器坐封井斜角位置，以獲取準確儲層參數(shù)。

4 結(jié)論

（1）東勝氣田大斜度井氣水同產(chǎn)時，由于壓力計未下到儲層中部，測試關井期間井筒積液現(xiàn)象嚴重，導致壓力計測得壓力數(shù)據(jù)與地層真實壓力數(shù)據(jù)有偏差。

（2）對于存在井筒積液的氣井，制定合理可行的測試方案，同時對測試管柱結(jié)構(gòu)進行改進，可以有效降低井筒積液對測試資料的影響，特別應注意壓力計下深對測試資料的影響。