软件模拟产能试井技术研究

邹 宁 张 杰 万小勇

（中国石化西北油田分公司工程技术研究院）

软件模拟产能试井技术研究

邹 宁 张 杰 万小勇

（中国石化西北油田分公司工程技术研究院）

产能试井是评价油气井产能、指导油田开发的重要手段，常用的方法有回压试井、等时试井和修正等时试井等，这些试井方法要求取得至少1个点的稳定测试资料，用于无阻流量计算和产能评价。针对某些油气藏，若要取得稳定流动资料，需要较长的测试时间，甚至由于油气藏非均质等原因导致测试过程中不能取得稳定测试资料，影响产能评价等问题，提出软件模拟试井方法，并对该方法的可靠性和实际操作进行了研究。图7表5参1

产能试井 模拟试井 缝洞型油气藏

0 前言

试井是油田开发过程中获取地层信息最丰富、有效的技术手段，包括稳定试井（即产能试井）和不稳定试井，其中不稳定试井能够获得地层渗透率，评价完井效率，识别储层类型等；产能试井则是通过改变测试井的工作制度，测量多工作制度下的稳定产量和井底压力，进而确定产能方程和无阻流量等，为生产提供可靠依据［1］。

现场受生产需要等原因影响，产能试井时间一般不长，因此对于非均质强的缝洞型油气藏，短时间的产能试井仅能反映井筒附近地层的产能特征，实际井底压力往往在测试结束时仍未达到稳定，呈持续下降趋势，导致计算的产能偏大，难以有效指导油气井的合理生产。

针对该问题，提出了模拟试井方法，对现场测试中难以达到稳定的井的井底压力进行模拟，得到更稳定的井底压力资料，以此计算更合理和贴近实际的产能。

1 模拟试井的概念及原理

（1）模拟试井的概念

所谓模拟试井是在了解地层特征的前提下使用软件模拟技术建立油气藏模型，在现场测试条件下无法取得理想的稳定测试资料的情况下，使用该方法模拟延长时间后井底的压力变化趋势，取得模拟的井底稳定压力。也可输入实际测试的产量数据，完全通过软件模拟井底压力的变化趋势，对不进行实际稳定试井的区块获得具有参考性的产能评价结果。

该方法实际应用中除需满足产能试井的稳定流动、恒温和地层压力不变等假设条件外，还需要有可靠地层信息，包括油气藏地质模型、井筒储集系数、表皮系数、地层渗透率和边界数据等，即需要不稳定试井解释成果。

（2）模拟压力原理

一口井以稳定产量q生产t时间后，离井r远处的压力为：

当r取井筒半径，即r＝rw，则可取得生产t时间后的井底流压：

式中：

pi—地层压力，MPa；

q—产液（气）量，m3／d；

μ—流体粘度，cp；

B—体积系数，m3／m3；

K—地层渗透率，md；

H—储层厚度，m；

T—生产时间，h；

Φ—孔隙度，%；

Ct—综合压缩系数，m3／MPa；

R—某点距井筒的距离，m；

rw—井筒半径，m；

S—表皮系数。

2 模拟试井软件简介

模拟试井是通过Saphir试井软件模拟计算井底压力，该软件是法国KAPPA公司的一款试井软件，主要用于不稳定试井解释等资料。模拟试井方法则是基于该软件的试井模拟功能（Test Design）（图1），通过输入油气井基础信息数据、产出流体高压物性数据、油气藏地层特征数据和测试产量数据等，模拟出井底压力的变化情况。

图1 Saphir软件操作主窗口及测试模拟控制板

3 模拟试井方法和过程

本方法是通过Saphir试井软件模拟计算井底压力，需要输入4方面的准确资料：油气井基础数据、产出流体高压物性数据、油气藏地层特征数据和测试产量数据，之后软件将会生成模拟的设计的产量条件下的井底压力。下面通过T33井详解模拟过程：

（1）基础数据和流体高压物性数据输入

打开软件后首先输入油气井的基础信息，包括井眼半径、储层厚度、地层孔隙度和产出流体类型和流体高压特征数据等，这些信息根据完井试油等资料据实输入见图2；若无流体高压物性资料则需通过软件自带的计算功能计算体积系数、黏度和综合压缩系数等（图3）。

图2 基础数据输入界面图

图3 高压物性资料输入和高压物性计算界面

T33井输入基础数据和流体高压物性数据如下表：

表1 T33井基础数据表

（2）地层特征信息输入

模拟地层压力变化的前提是必须具备准确的地层特征参数信息（图4），包括地质模型、井筒储集系数、表皮系数、地层渗透率和边界数据等，而这些信息需要通过对压恢试井等方式获得。对于区块连续性好的油气田，在模拟井未进行压恢试井的情况下，这些信息也可参考区块内邻井的压恢等试井结论。

T33井进行过压恢试井，因此进入软件模拟设计界面后可直接试井解释结论输入，其中地质模型为“井储＋表皮＋径向复合＋无限大”。

图4 油层特征数据输入界面

图5 流量史数据输入界面

（3）测试流量史输入

模拟方法的最后一步是输入流量史（图5），需要与现场测试流量保持一致，对测试过程中流量变化剧烈的可选平均产量进行输入。

表2 T33井油层特征数据表

（4）模拟井底压力输出

将上述全部资料按要求输入后，就可以计算生产井井底压力的连续变化曲线（图6）：

图6 T33井实测压力与模拟压力图（虚线为模拟压力）

图6为T33井模拟出的井底压力，可见实测压力与模拟压力的变化趋势具有很高的相似性，模拟得到的井底压力值与实测压力偏差很小（模拟压力初期与实际压力差异较大，通过检查该井测试资料发现该井开井系统试井前的井底压力明显低于实测静压，而模拟试井的初始压力是输入的实测静压值，因此存在一定差距）。

4 模拟试井的实际应用

模拟试井并不特别针对某类油气藏，但对于现场不能取得理想井底压力的油气井，通过模拟试井技术模拟出井底压力则更有意义和应用价值。

使用该方法已经在某油田多口井进行了应用，通过对比实测压力和模拟压力数据，认为在地层参数正确的前提下获得的模拟井底压力较为可靠，与实际压力偏差均在1%以内，见表3：

表3 油田实测压力数据与软件模拟数据对比表

下面以K9井的实际应用情况为例对模拟试井的效果进行评价。

K9井为碳酸盐岩凝析气井，该井储层以构造溶蚀缝、溶孔、溶洞为主要储集空间，非均质强，试井模型为双孔介质或径向复合（图7）。现场测试过程表现出井底压力持续下降、不能稳定的特点。该井进行系统试井期间井底压力未能稳定（图7），据此计算产能试井资料计算无阻流量达到808×104m3／d，且各种无阻流量算法间的差异很大（表5），结合区块生产情况认为该无阻流量偏大，解释结果指导意义不大。

在现场不可能继续延长测试时间取得稳定井底流压的情况下，对该井进行了模拟试井模拟井底流压，输入的基础数据，地质模型和地层基本信息与该井实测信息一致，通过延长各个产量下的生产时间，取得了该井较为稳定的井底压力（图8、表4）。

图7 K9井压恢试井双对数曲线和系统试井实测井底压力曲线图

图8 K9井模拟压力曲线图

图8与图7系统试井实测压力对比，模拟延长测试时间后井底压力基本能够趋于稳定，同时模拟增加了两个工作制度的测试数据，能够更好的用于产能计算。

表4 K9井模拟试井数据表

根据模拟井底压力数据计算该井的无阻流量，取1／6计算合理产能（31.2～48.5）×104m3／d，与实测试井资料计算的产能对比，模拟试井计算的无阻产能更贴近区块的真实情况，模拟的各种算法计算的无阻流量间的差异也明显减小，具有更高的应用价值，见表5。

表5 K9井实测与模拟试井计算无阻流量对比表

该井根据模拟试井取得的产能结论后期应用于区块的产能方案制定，有效指导了区块开发，证明了油田开发生产单位对该技术有一定的认可。

5 结论

（1）模拟试井技术不能代替实际的试井资料录取工作，其在实际应用中有一定局限性：如对地层产出发生突变的油气井的模拟可靠性不明确，试井多解性也影响该方法应用的可靠性，即一旦油气藏类型认识错误则会导致模拟试井的错误等。

（2）通过油气田实际资料的应用和对比认为该技术具有可行性，该技术并不受区域和油气藏类型的限制，常规油气田可以尝试进行更广泛的应用，可对实测资料进行验证。同时，对于渗透率底、非均质性强的油气藏，现场测试条件下很难取得理想测试资料，通过本方法模拟取得更长时间的压力和产量资料，进而对实测资料进行一定的校正，与更加有效的指导实际开发生产，具有较强的实际应用价值。

1 刘能强.实用现代试井解释方法第五版［M］.北京：石油工业出版社，2010.

（修改回稿日期 2013－05－02 编辑 文敏）

邹宁，男，1982年出生，本科，助理工程师；现从事油田动态监测工作。地址：（830000）新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市新市区长春路南路466号中石化西北石油科研生产园区B402室。电话：18690899875。E－mail：412555052＠qq.com