数值试井技术在海上复杂油气田中的应用

李树松*，汤 勇

(1.中海石油(中国)有限公司 湛江分公司，广东 湛江 524057;2.西南石油大学 石油工程学院，成都 610500)

数值试井技术在海上复杂油气田中的应用

李树松1*，汤 勇2

(1.中海石油(中国)有限公司 湛江分公司，广东 湛江 524057;2.西南石油大学 石油工程学院，成都 610500)

针对南海油气田存在的非均质油气藏和多相流问题，引入数值试井技术。基于三相试井渗流力学模型、角点网格和网格离散技术建立数值试井体系。针对南海实例油井和气井，应用数值试井技术进行储层、表皮和原始地层压力等参数解释，并与常规方法进行对比分析。结果表明:该技术能很好地解决多相流和非均质等疑难试井问题，为南海复杂油气田的试井分析提供了依据和方向。

海上油气田;数值试井;角点网格技术;非均质试井

数值试井是近年来发展起来的一项新的试井解释技术，它汲取了油藏数值模拟技术中描述地层含油饱和度变化、储层分布厚度变化、渗流条件非均质性和油藏特殊外边界形状等复杂油藏属性方面成熟技术的优点，同时结合了试井技术中井点、储集层渗流属性、外边界压力响应特征诊断和分析技术，并通过油井压力历史拟合方式成功实现了对油藏特征的精确描述。随着海上复杂断块、低渗等地质油藏情况复杂的边际油田的大量投入开发，出现了很多非均质油藏试井和多相流试井等疑难生产问题。实践表明:目前国内外试井技术以简化、规则的解析技术为主，针对地质油藏情况复杂的疑难试井，只能采用近似、半定量的解释方法，导致解释结果不精确。本研究通过开发和应用数值试井技术，解决海上复杂油田面临的试井难题。

1 数值试井技术原理

1.1 三相渗流数学模型

考虑地层中油、气、水三相流动，如忽略重力和毛管力的影响，通过渗流力学理论，建立油气水三相试井渗流数学模型［1-4］:

式中:K为渗透率/mD;μ为黏度/(mPa·s);B为体积系数;Rs为溶解气油比; 为孔隙度;p为地层压力/MPa;S为饱和度;t为时间/h;参数下标o为原油，g为天然气，w为地层水。

1.2 数值模型网格建立

数值模型的网格模型主要有以下几种:基础模型或背景模型网格，可以为正方形或正六边形;其中分段模型是为了描述油藏的内部断层或油藏外边界;角点模型是为了描述断层和断层或者断层和外边界的交点。网格建立主要分2个步骤:1)建立包含外边界、井和内部的断层的矢量图(见图1)，按顺序建立基本网格、井的网格和断层及外边界周围的网格。2)建立角点网格并进行局部加密，使之能描述边界的特性。最后对角点网格、断层网格和井的网格进行叠加，形成最终用来进行数值试井解释的网格(见图2)。

图1 数值试井网格边界、井、断层矢量图

图2 数值试井网格示意图

1.3 数值试井网格离散求解

将数学模型进行空间及时间离散后，网格节点的物质平衡方程为:

其中:e为网格单元质量变化量;V为网格单元体积;为网格单元体积流量;参数下标i为网格单元数;j为和i相连网格单元数。

在时间 dt=［tn，t(n+1))，式(2)可写为:

然后采用迭代求解得到数值模型的压力分布及各种物性参数，并绘制试井理论曲线，最后导入压力和产量数据，进行试井曲线拟合，得到多相流、非均质等复杂油藏的精确解释结果［5-8］。

2 数值试井技术在南海油气田的应用

2.1 多相流数值试井应用

YM1井生产层位M1-IV油组，由于井打在油水过渡带上，现在含水率达到70%，常规试井无法正确模拟油水流动真实情况，因此使用数值试井技术。应用数值试井技术，建立合理地质模型，引入油水两相相渗曲线，得出具有2条径向流线的双对数曲线，这样可得到油、水真实渗透率。

解释结果如表1所示。通过数值试井与常规试井解释结果对比，再结合油气田地质和生产情况。分析发现数值试井解释结果更符合实际情况，并且能够模拟储层油、水流动的真实情况。

表1 YM1井数值试井解释成果表

2.2 非均质油气藏数值试井应用

南海西部大量强非均质的油气藏正在开发，由于海上考虑经济成本，井较少，造成对局部地质情况认识不足，出现大量非均质试井问题。南海西部某气田T3II气组6口生产井A1～A6同生产，但各井物性和生产特征有一定差别，因此井间连通性很难精确判断。而且大部分井测试的压力双对曲线末端下翘，幅度各有不同，初步判断为邻井干扰所致。常规试井曲线拟合效果较差(见图3)，因此不能准确描述气组储层物性及气变化情况，特别是井间连通情况通过常规手段很难判断。

图3 A5H井常规试井压力拟合曲线

为了准确分析气组连通情况，采用数值试井技术来解释这6口井。以A5H为例来阐述数值试井技术在T3II气组的应用。首先结合地质、地震、生产动态的认识，初步建立T3II气组地质模型，主要包含孔隙度、渗透率、厚度地质模型。而后通过修改井间储层的模型属性，不断地对生产动态进行拟合分析，直到得到较好拟合效果(见图4～5)。通过进一步分析其他5口井得出:虽然6口井均存在邻井干扰现象，气组中西块井间干扰较强，气阻中西块井间连通性较差，但气组东块井间干扰较弱，气阻东块井间连通性较差，最终认为T3II气组总体连通，但中西部连通性较好，东块连通性弱。此外，通过数值试井技术对“压敏效应”储层试井和注水受效情况进行了分析，如图6所示。主要分析了井附近的压力分布和含水变化，结果显示和实际生产动态特征相符。

图4 A5H井数值试井压力历史拟合曲线

图5 A5H井数值试井拟合曲线

图6 数值试井解注水受效分析图

3 结语

1)多相流数值试井技术引入多相相渗曲线，通过模拟分析能得出Ko、Kw、Kg等各相相渗透率，而且能够模拟储层多相流体真实流动情况;

3)非均质油气藏数值试井技术针对平面非均质强而局部储层地质认识不精确的情况，可以通过建立单井精细地质模型，通过模拟分析，可准确定量解释各井之间的干扰情况，以此进一步分析储层连通情况;

3)数值试井技术改进了传统试井解释技术的缺陷和不足，功能很强大，为今后复杂油气田的试井解释工作开辟了一条新途径。

［1］刘能强.实用现代试井解释方法［M］.北京:石油工业出版社，2008.

［2］JACKSON R R，BANERJEE R.Advances in multilayer reservoir testing and analysis using numerical well testing and reservoir simulation［A］.SPE 62917，2000.

［3］刘立明，陈钦雷，王光辉.油水两相渗流压降数值试井模型的建立［J］.石油大学学报:自然科学版，2001，25(2)，42-45.

［4］姜平，孙雷，杨志兴，等.数值试井技术在南海油气田中的应用［J］.天然气工业，2013，33(4):52-55.

［5］周克万，黄炳光，罗志锋，等.数值试井与不稳定试井结合计算物性参数［J］.西南石油大学学报:自然科学版，2011，33(3):141-144.

［6］齐二坡，洪鸿，田婉玲，等.数值试井技术在复杂气井解释中的应用［J］.天然气工业，2007，27(5):97-99.

［7］彭小龙，刘学利，杜志敏.缝洞双重介质数值模型及渗流特征研究［J］.西南石油大学学报:自然科学版，2009，31(1):61-64.

［8］杨磊，常志强，朱忠谦，等.数值试井在克拉2气田开发中的应用［J］.天然气地球科学，2010，21(1):163-167.

Application of Numerical Testing Technology in Complex Oil and Gas Fields

LI Shusong1*，TANG Yong2

(1.CNOOC(China)Co Zhanjiang Brach，Zhanjiang 524057，China;2.School of Petroleum Engineering，Southwest Petroleum University，Chengdu 610500，China)

There were heterogeneous reservoir well testing problems，multiphase well testing problems and other problems in South China Sea oil/gas fields.Aiming at the issures，CNOOC Ltd.ZhanJiang imported well testing technology.Numerical testing system was established by using three-phase porous flow model，corner grid technology，grid discretization technology.Through the development and application of numerical testing technology，and a set of effective work processes and working methods was summarized.Numerical well testing was applied in the South China Sea oil/gas fields，a good solution to the multiphase well testing and other difficult issues was obtained，which provided the basis and direction for complex oil field well test analysis in South China Sea

Sea oil/gas field;Numerical testing;Corner grid technology;Nonhomogeneity reservoir well testing;

TE310

A

2095-5383(2014)02-0004-03

10.13542/j.cnki.51-1747/tn.2014.02.002

2014-05-09

国家自然科学基金项目“考虑地层水蒸发的高温高压油气藏相态及渗流机理研究”(50604011)

李树松(1977-)，男(汉族)，吉林磐石人，工程师，硕士，研究方向:油藏工程及试井，通信作者邮箱:lishsh1@cnooc.com.cn。

汤勇(1975-)，男(汉族)，四川武胜人，副研究员，博士后，研究方向:油气相态理论及测试。