不稳定试井对低渗油藏污染分析及应用

陈 珺，王保军，杜四辈，李红英，赵 辉，李 萍，孟利华

（中国石油长庆油田分公司第三采油厂，宁夏银川 750006）

地层污染是指各种不利作用所造成的含油层的渗透率的损失。地层污染因素主要有两种：（1）各种原因造成的储层性质蚀变，包括渗透率降低、湿润性反转、矿物颗粒释放、反应副产物的沉淀以及有机和无机结垢的形成；（2）各种作用造成的流体性质变化包括乳化堵塞引起的粘度和有效流度的改变。这些作用在钻井、开采、修井和水力压裂作业过程中都可以触发，地层污染常常显示为地层渗透率的伤害、井壁堵塞和井产能变差。

大多数情况下井地层污染的诊断方法主要通过试井、动态产量及产出液体分析来确定流动效率降低的原因，由于不稳定试井是在井下取得数据，因此不稳定试井是正确评价地层污染伤害最有效的方法。

1 地层污染与不稳定试井关系

地层受污染影响的主要表现方式是油井产能或水井注入能力异常递减，由于受产能递减影响往往将潜在产油层误诊为非产层，储层在钻井完井之后及开采过程中是否受到污染以及受污染的程度，传统的方法是利用不稳定试井资料，求出一个总表皮S，根据正负值笼统地进行判断。近年来通过对低渗油藏不稳定试井资料的研究表明S 值由于受投产前压裂的影响，解释值基本呈负值，如果仅用一个笼统的综合表皮系数S 的正负值来分析产能下降，是无法对低渗油藏油气井产量受损的真正原因做出分析。

只有在常规试井解释求出的总表皮S 的基础上，进一步做表皮分解，具体分析产量损害到底是由什么原因引起的，受损害程度如何，才能给油藏管理者提出增产措施的合理化建议。目前，表皮分解是从宏观上评价油气层损害程度以及确定增产措施的最有效的方法。

地层伤害造成的产能递减分析是复杂的，影响因素主要有：（1）油管中的结蜡、结垢（2）细粒运移的地层伤害、表皮形成、完井伤害以及其它因素（3）油藏条件的改变，如采油指数的改变以及其它相关因素。在诸多因素中，井的产能或注入能力主要取决于沿产出或注入流体路径的压力损失，这就是不稳定试井分析中表皮效应的附加压降，附加压降主要指油气层本身的污染，实际情况是：油层部分打开、射孔、井斜、非达西流的影响、润湿反转现象等都可能产生附加压降，形成表皮污染，并具体体现在S 值上，地层污染受损害示意图（见图1）。

图1 地层污染示意图

表皮系数主要由如下因素造成：（1）地层的污染；（2）射孔引起的污染；（3）地层部分打开；（4）斜井和水平井；（5）非达西流动；（6）多相流；（7）水力压裂/天然裂缝（负）。

总表皮系数并不是各项分表皮简单的代数和，由于射孔、井斜及裂缝引起的表皮可能为负值，因此试井解释时必须在常规试井解释求出的总表皮S 的基础上，进一步做表皮压降、有效半径、渗透率变化分析，才能给油藏管理者提出合理的增产措施。

2 低渗储层污染典型试井曲线分析

近来年通过对长庆油田三叠系长6、长8 油藏不稳定试井分析对比，总结出较为特殊的几种情形的地层污染类型，经现场应用并提出措施对策后效果良好。

2.1 新井投产前污染

电测解释及试油时表现为产能较高，由于完井或措施时对地层伤害，影响后期正常生产，此类井根据投产前的不稳定试井资料分析，在长庆靖吴油田长6、长8 油藏有两类特征曲线：

Ⅰ类曲线特征：前期受压裂影响，井底附近的地层得到改善，形成双线性流动的渗流通道，后期由于储层低渗物性急剧变化，这样在径向上储层中形成了两个明显的不同渗透性区域，此类曲线有低渗油藏低速非达西流表现，说明单井可控面积较小。

储层伤害分析：早期试井解释结果（见表1）显示井筒附近表皮压降明显，压力影响半径大，证明井附近存在堵塞，解释综合表皮无污染，经表皮分解分析后表明近井地带有污染带存在，分析该井有可能是压裂时的入井液体未及时排出，造成储层近井地带堵塞。（压裂液返排量为入地液量的1/3）。

措施对策：因措施形成渗流通道较好，新井投产压裂后未及时排液造成储层堵塞，此类井投产后都表现为产量持续降低，能量较为充足，经过措施解除近井带污染后获得正常生产井产能。

表1 不同测试时间解释结果

Ⅱ类曲线特征：近井地层受压裂影响，井底附近的储层物性得到改善，但形成的线性流动区域较小，反应储层低渗特性在措施后没有得到有效改善，未形成较好的渗流通道。

储层伤害分析：试井早期参数（见表2）显示储层渗透率极低，压力影响半径很小，分析该井存在两种污染：（1）井筒附近因完井泥浆等浸入形成污染带；（2）由于措施未达到预期效果可能形成的压裂液污染；如形成渗透率伤害有不可逆转性；动态上表现为高压低产。

表2 不同测试时间解释结果

措施对策：因储层物性差渗透率极低，储层内液体无流动能力，酸化无法形成有效的渗流通道，此类井采取酸化无效，需采取二次压裂措施可恢复一定产能。

2.2 低产且异常低压井

此类井主要分布在物性较差的长庆靖吴油田的吴420 区和塞392 区的长6 油藏。

试井曲线主体特征：压力恢复测试异常出现压降，压力降落一段时间后开始呈恢复趋势，结合动静态资料综合分析造成压力恢复先下降后上升的原因是液面低于泵口，油井严重供液不足或是地层能量严重亏空，井筒液柱压力高于地层压力，造成井筒液体倒灌，液柱压力扩散若干小时后，压力下降接近或略高于井底压力后倒灌结束，井底压力才开始恢复，这类试井曲线基本都在低产间开井中出现。

地层伤害分析：该类井导数曲线显示地层供给边缘较小，地层经过压裂后具有的裂缝闭合，导致储层渗透能力发生改变形成压力敏感性地层，由于平面的严重非均质性使地层未有良好的渗流通道，这类井可造成注水见效周期较长或长期不见效。

措施对策：此类井由于地层平面上非均质性的物性条件制约，此类井采取先水井措施后油井措施的对策，对相应水井采取化堵增压等措施扩大对应层系注水波及半径，待油井供给边缘变大后再采取油井引效措施。

2.3 单井产液能力降低但地层显示高压力

试井曲线显示地层具有供液能力，储层由于污染导致产能下降，有两种特征曲线：

第一种曲线特征：压力恢复曲线早期几小时内快速上升；后期测试基本平稳，导数曲线显示线性流存在，地层体现裂缝特征，储层具有供液能力，因渗流通道堵塞，压力影响半径较小。

地层伤害分析：双对数导数曲线识别流动段分析污染存在，解释综合表皮为负数，常规判别该井无污染，进一步对线性流段进行分析，经过表皮分解法解释，解释结果显示井筒基本完善，但裂缝污染且呈闭合趋势，属裂缝堵塞类型污染井。

措施对策：裂缝污染堵塞属储层深部污染，采用酸化基本无效，需采用压裂改造使裂缝渗流通道畅通后井产能可得以恢复。

第二种曲线特征：压力恢复速度前期较快，如新74-59 井前100 h 恢复速率3.7 MPa, 200 h 恢复速率2.5 MPa，300 h 恢复速率2.4 MPa，可以看出200 h 后压力恢复缓慢，延长测试时间压力也基本平稳；导数曲线显示地层供液能力差，压力影响半径较小，无明显线性流存在，曲线有不渗透边界特征。

地层伤害分析：导数曲线早期试井解释结果（见表3）显示表皮压降较小，压力波及半径极小，说明地层基本无流动性，由于投产后储层无良好的导流能力使地层导压能力升高，导致高压低产，该井因投产前如地层受污染未及时解除，可能产生渗透率伤害，使产层措施难度加大。

表3 不同测试时间解释结果

措施对策：此类井采用酸化无效，需采用压裂改造使地层具有渗流通道，如果渗透率受到伤害，由于低渗油藏渗透率不可逆转性，其产能将难以恢复。

3 认识及结论

（1）不稳定试井技术为低渗储层污染伤害诊断及应用提供了更宽阔的前景，表皮分解是从宏观上评价油气层损害程度以及确定增产措施的最有效的方法，经动态结合分析、运用证明是可行和有效的。

（2）低渗储层中生产井不稳定试井解释出的总表皮系数呈负值时，不一定表明油气井就没有受到污染，采用分解表皮压降、渗透率变化及计算影响半径方法，是正确评价油气藏污染损害程度，并由此确定合理的增产措施最有效的方法。

（3）低渗储层的井产能下降井应用不稳定试井解释参数，可对储层伤害做出定性甚至定量分析，从而采取相应措施避免油层伤害损失应有的产能。

［1］〔美〕法鲁克·西维编著.油层伤害-原理、模拟、评价和防治［M］.北京：石油工业出版社，2003.

［2］ 覃峰编著.现代砂岩油藏控水增油开发开采与油层伤害保护技术术实用手册［M］.北京：石油工业出版社，2010.3

［3］《中国油气井测试资料解释范例》编写组编著.中国油气井测试资料解释范例［M］.北京：石油工业出版社，1994.