低渗储层试井压力解释新方法

鲁松 (中石油集团测井有限公司生产测井中心,陕西西安710201)

安宏亮,魏婷 (中石油长庆油田分公司第七采油厂,陕西西安710201)

秦民君,林丽丽 (中石油集团测井有限公司生产测井中心,陕西西安710201)

低渗储层试井压力解释新方法

鲁松 (中石油集团测井有限公司生产测井中心,陕西西安710201)

安宏亮,魏婷 (中石油长庆油田分公司第七采油厂,陕西西安710201)

秦民君,林丽丽 (中石油集团测井有限公司生产测井中心,陕西西安710201)

长庆油田因其储层 “三低”特征,采用常规试井解释时外推储层压力偏高。针对低渗透油藏的储层与生产特征,在进行试井解释时引入裂缝影响半径和裂缝影响面积2个概念,主要考虑裂缝及裂缝影响半径区域对试井曲线的影响,将双对数曲线上翘分为2个部分,前部分主要受到压裂和长时间生产后储层平面非均质性的影响,后部主要受到非达西渗流和启动压力梯度的影响,取得了良好的解释与应用效果。

低渗透储层;试井解释;外推压力

长庆油田三叠系储层属典型的低渗、低压、低丰度的 “三低”油藏,非均质性严重,油井一般无自然产能,要经过大型水力压裂后才能投产,而且产量递减快,稳产产量较小[1]。由于各种因素的影响,目前有72%的采油井采用井口关井方式进行压力恢复测试,测试时间15～20d,测试双对数曲线特征不完整,一般只有井储阶段及过渡段,随后曲线开始上翘,测试时间越长,上翘幅度越大,采用常规试井方法解释储层压力偏大,制约了油田对试井解释结果的应用。

1 常规试井解释结果及局限性

例1井,长6储层,2005年12月压裂后投产,原始地层压力为7.2MPa,稳定产量为3.64m3/d; 2012年9月采用井底关井进行压力恢复测试(图1),测试时日产液量1.08m3/d,含水率75%(水质分析该水为注入水)。总测试时间1480h,关井恢复时间为1300h,测得压力从0.59MPa上升到3.24MPa。该井测试时间较长,双对数曲线特征明显(图2)。

图1 例1井压力恢复曲线图

图2 例1井双对数曲线图

结合该井的地质储层特征及生产状况,采用井储+表皮+四区复合+无限大边界模型进行解释,由于经过压裂及长时间的生产,其近井地带储层物性较好,渗透率为0.572mD,但距井越远储层物性越差,解释最远探测半径160m处渗透率只有0.02m D,对流体的流动起到了阻碍作用,但解释外推储层压力为6.26MPa(接近原始地层压力),与井目前的实际生产状况不符,该井最后10h的压力恢复速率为0.0785MPa/100h,意味着该井恢复到解释储层静压最少还需要关井5.34个月,解释的储层压力对实际生产不具备指导意义。

长庆油田储层按渗透率来划分,应属于超低渗透油藏[2],具有明显的非达西流渗流特征[3]。进行试井解释时要考虑非达西流和启动压力梯度的影响,国内外60多年来在低渗渗流理论实验、油田实践研究、低渗非线性渗流理论启动压力研究、低渗油水两相非达西渗流深井分析研究等做了大量报告[4～8],但目前低渗透油藏渗流机理、流态运动规律、数学模型等总体系统理论尚未形成,现有的低渗透非达西渗流机理仍处于探索阶段[9]。考虑非达西渗流与启动压力梯度因素的试井解释软件 (如北京石油大学)的解释结果还存在一定的差距[10],急需寻找新的试井解释理论与方法对低渗透储层进行合理的解释。

2 新的解释方法探讨

长庆油田生产井具有以下一些特征:压裂投产后产量下降迅速,平均稳产产量只有1.8m3/d,注水井与对应采油井之间压差较大,裂缝对渗流起主要作用。针对低渗透储层在试井解释中存在的问题,引入两个概念W(裂缝影响半径)和A(裂缝影响面积),将双对数曲线上翘分成2个不同的主导因素,上翘的前部分可以认为是压裂后平面上渗透率的变化造成的[11],该部分也是产量贡献的主要部分;而后部分主要是受到了非达西流和启动压力梯度的影响,两者之间临界点的选择可以根据长时间压力恢复数据的解释结果来进行总结和判断。其基本解释模型计算渗流方程:

式中:p、pf分别为储层和裂缝压力,MPa;Cf为裂缝流体综合压缩系数,MPa-1;Ct为储层综合压缩系数,MPa-1;k、kf分别为储层和裂缝有效渗透率,mD;ωf为裂缝宽度,m;μ为黏度,mPa·s; t为时间,s;ϕ、ϕf分别为储层和裂缝孔隙度,%;W为裂缝影响半径,m;r为井的距离,m;n为平面方向裂缝数量,1;θ为角度,rad。

内边界条件:

式中:h为储层厚度,m;B为体积系数,m3/m3;q为产量,m3/d;C为井筒储积系数,m3/MPa; pwf为井底流动压力,MPa;S为表皮系数,1;rwe为有效井半径,m。

外边界条件:

式中:Xf为裂缝有效长度,m;A为裂缝影响面积,m2;pi为原始地层压力,MPa。采用拉普拉斯计算求得其外推压力公式为:

通过式 (7)表明对长庆油田特低渗透储层,其在外推储层压力时应重点考虑裂缝及裂缝影响范围对解释的影响,采用该方法对例1井进行重新解释,解释储层中部静压为4.37MPa,解释储层压力符合该井的实际生产。

3 应用实例

3.1 实例1

例2井,长6储层,2009年6月投产,原始地层压力18.6MPa,目前产量1.97m3/d,含水率为9%,采用井口关井进行532h的压力恢复测试,压力从8.68MPa上升到13.25MPa,采用常规试井方法解释储层压力为28.85MPa(图3)。采用新的方法进行解释,外推压力为17.51MPa(图4)。

图3 例2井双对数曲线(常规方法)

图4 例2井双对数曲线(新方法)

3.2 实例2

例3井,长4+5储层,是一口未投产的新井,原始地层压力16.7MPa,试油后进行压力恢复测试,试油产量17.7m3/d,恢复测试时间442h,压力从8.74MPa上升到14.17MPa(测试后期压力恢复速度为0.35MPa/100h)。双对数曲线特征表明该井近井地带压裂后渗透性较好,采用常规试井方法解释储层压力达到了21MPa(图5)。采用新的方法解释外推压力为16.268MPa(图6),更符合邻井的实测储层压力16.64MPa,也对新方法的解释结果起到了较好的验证作用。

图5 例3井双对数曲线(常规方法)

图6 例3井双对数曲线(新方法)

4 结论

随着目前国内低渗透储层的大规模开发,以达西渗流为基础的常规试井解释理论在对低渗透油藏进行试井解释时存在一些偏差,对此在进行试井解释时主要考虑裂缝及裂缝影响区域对双对数曲线的影响,通过应用已经取得了良好的解释与应用效果。长庆油田第七采油厂根据该方法的试井解释结果,实施油井措施16口,措施后单井日增油1.24t,满足了采油单位进行压力测试的目的与需要。

[1]朱义吾.低渗透砂岩油藏的开发特征及调整效果分析[M].北京:石油工业出版社,1998.

[2]李品道.低渗透砂岩油田开发[M].北京:石油工业出版社,1997.

[3]谢桂学,寇永强.低渗透油田开发的特点、主要矛盾及基本做法[M].北京:石油工业出版社,1998.

[4]闫庆来,何秋轩.低渗透油层中单项液体渗流特征的实验研究[J].西安石油学院学报,1990,5(2):1～6.

[5]程时清,张德超.低速非达西渗流试井典型曲线拟合法[J].石油勘探与开发,1996,23(4):50～53.

[6]黄延章.低渗透油藏渗流机理[M].北京:石油工业出版社,1998.

[7]甘庆明,成珍,成绥民,等.低渗油藏非达西流启动压力梯度的确定方法[J].油气井测试,2004,13(3):1～4.

[8]成珍,成绥民,高春宁,等.油水两相非达西试井分析新进展及其展望[J].油气井测试,2012,21(3):8～12.

[9]聂贵岭,杨奎,高录科,等.试井解释双对数曲线上翘分析[J].内蒙古石油化工,2009,8(16):78～79.

[10]刘能强.实用现代试井解释方法[M].北京:石油工业出版社,1998.

[编辑] 帅群

TE353.5

A

1000-9752(2014)12-0190-04

2014-10-10

鲁松(1979-),男,2011年大学毕业,硕士,工程师,现主要从事试井资料解释技术方面的工作。