试井资料在某断层识别中的作用

娄胜男

(大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司 黑龙江 大庆 163000)

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试井资料在某断层识别中的作用

娄胜男

(大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司 黑龙江 大庆 163000)

某开发区井震结合研究应用成果表明断层更为破碎，新组合和核销的断层多为小断层。由于一些小断层突变不明显，可能会被认为干扰，所以结合测试资料可以准确识别小断层的存在；通过理论模型及计算公式可以计算出断层与测试井的距离；通过试井曲线并结合地质沉积相态图等静态数据，可以怀疑断层是否出现核销断层。试井资料在断层识别中的作用可为修正断层位置提供参考。

试井资料；断层；镜像原理

0 引 言

某开发区深化井震结合研究应用成果，指导断层区精细挖潜，2008年完成了160 km2的高密度三维地震数据采集。与原认识相比，断层走向和倾角变化不大，组合关系和延伸长度变化较大,断层更为破碎，新组合和核销的断层多为小断层。

然而，破碎的小断层识别是地震资料精细构造解释的难点之一，在油气勘探和评价阶段，由于小断层对油层流体运动、地层能量传导具有明显的影响，势必影响油井的开发效益和剩余油的分布。在油田开发及开发调整阶段，小断层的识别及其侧向封堵性能的评价是剩余油富集区预测、油田开发调整方案部署和编制的重要依据和基础资料。但是，受地震资料分辨能力的限制，有关小断层识别的可靠性一直存在争议，对油田开发效果和开发效益方面的影响也不能快速明显显现，使得地震资料在油田开发中应用的深度和广度受到了一定的限制。利用压力恢复或压力试井资料分析油层边界(可能是岩性变化，也有可能是封闭性断层)已有相应的理论和方法，也是油田开发地质研究中常用的断层识别方法之一，压力试井解释成果等开发动态资料与地震资料相结合，综合应用各种小断层解释技术，取长补短，综合识别油藏中的小断层，评价断层侧向封堵性能，分析小断层对油层流体运动的影响，总结、完善小断层识别与评价技术。

1 试井资料辅助地震资料验证小断层的存在

根据地震勘探理论，当地层中存在断层时，在经过处理的地震数据体(剖面)上地震反射同相轴存在错断、扭曲和膝折等地震响应特征，小断层则更多地表现为同相轴振幅、相位的突变特征，但由于一些突变不明显，可能会被认为干扰，所以小断层的识别应该与试井资料相结合，才能准确识别小断层的存在。

测试井的外边界如果出现不渗透边界(断层或岩性尖灭)，那么我们就可以用“镜像原理”[1]来解释， “镜像原理”就是如果在一条密封断层BB附近有一口油井A1以产量q生产，由此所形成的压力变化，等价于不存在此断层BB时，该井A1与另一口井A2所造成的压力变化的叠加，而井A2在与A1对于断层BB成轴对称的位置上，且A2的产量恰与A1完全一样。就好像这断层是一面镜子，A2是A1的像一样，如图1所示。我们称A1为原像(Active Well),A2为镜像(Image Well)。

图1 镜像原理(不渗透边界)

如果出现不止一条不渗透边界的话，即断层形状或数量更为复杂的情况下，则根据“镜像原理”，像井数目将会更多，甚至多达无穷多口，双对数曲线会表现出急速“上翘”，如图2所示。半对数曲线呈现两条直线段，他们的斜率之比为1∶2，如图3所示。在不渗透边界的影响到达井筒后(严格的说应为“在不渗透边界对井底压力的影响足够大之后” )，井底压降速度加快，因此，压降和时间的双对数曲线都变陡[2]，即出现“上翘”现象。

图2 不渗透边界诊断曲线

图3 特种识别曲线

例如，某-P25井是五矿五队的一口螺杆泵井，1997年投产，有效厚度13 m，原始地层压力11.29 MPa。2006年至2009年的试井资料如图4所示。从图4可以看出，曲线形态后期表现上翘，说明遇到不渗透边界；驼峰依次升高，表明井筒附近污染程度越来越严重；续流段依次变长，说明随着油井的开发，地层条件变差。

表1为某-P25井历年试井参数对比情况。从表1可以定量地看出，井筒污染变严重，地层条件变差，结合该井主产液层的地质沉积相态图，发现周围并没有出现岩性尖灭现象，我们怀疑该井附近存在断层。结合井震资料，验证我们的猜测，该井周围存在断层(黑色实线)，如图5所示。

图4 某-P25 井历年试井资料(2006.9.21-2009.9.2)

时间表皮系数井筒储集系数有效渗透率流动系数2006.9.21-3.440.13230.40950.27942009.9.2-2.130.56160.00820.0690

图5 某-P25井井位图

某-P25井2012年9月至2013年5月的试井曲线如图6所示。从图6可以看出，曲线后期出现异常上翘，到2013年5月曲线上翘并且接近闭合。根据“镜像原理”我们可以怀疑存在多条断层共同作用的结果，通过地质井震结合，验证了我们的猜想。如图7所示，某-P25井周边出现新断层(红色、蓝色代表新断层的上、下盘)。

图6 某-P25 井历年试井资料(2012.9.3-2013.5.14)

图7 某-P25井新井位图

2 试井资料判断断层的位置

为了提高油藏地质特征认知水平，为油田开发调整及调整井网部署提供重要参考依据，除了了解到井周围有断层发育，还必须要准确判断断层的位置，通过试井曲线分析，并结合地质沉积相态图，如上文所述，首先判断出周围有断层发育，再利用数学模型及公式计算出探测半径、影响半径等参数，为地质人员修正断层位置提供参考。

某-P30井是2004年11月投产的一口抽油机井，该井在2011年的一次试井中，后期表现出上翘趋势，说明周围有不渗透边界，如图8所示。如果测试井附近有不渗透边界(如密封断层)，而且曲线呈现明显的直线型不渗透边界反应——出现两条直线段，后一直线段与前一直线段的斜率之比是2∶1，则可用下式计算出测试井到不渗透边界的距离：

(1)

式(1)中，d为井到不渗透边界的距离，m；tx为压降曲线两条半对数直线段交点所对应的时间，h；K为渗透率，μm2；Φ为裂缝直径，m；u为流体粘度，mPa·s；Ct为井筒储集系数，m/MPa；

图8 某-P30井试井曲线

现代试井解释可用计算机直接计算出各项参数，如表2所示。计算出各项参数之后，计算机利用公式(1)计算出测试井到断层的距离d，为地质人员修正断层位置提供参考。

表2 某P30井试井曲线及各项参数

3 试井资料验证核销断层

对于没有明显的断层特征(岩层的连续性和完整性)，我们称之为核销断层，也就是断层在长期水流冲刷，沉积填埋后造成断层不明显。既然核销断层没有明显断层特征，那么测试井曲线也不会表现出断层的特征。

某-426井是某矿某队的一口分层注水井，其井位图如图9所示。投产日期是1993年11月，开采层位是S11～S37，有效厚度9.0 m,油层中部深度986.1 m，原始饱和压力10.2MPa。从图9中可以看出，周围有断层发育，对该井注入示踪剂发现[3]，在连通油井某427井及某-425井也发现有示踪剂，说明周围断层已不具备封闭性。某426井注示踪剂跟踪情况见表3。

图9 某-426井井位图

注入井层段见示踪剂井某426SI4+5(1)～SI4+5(3)某-425、某-427

结合该井试井资料来看，某-426井的四次试井中仅有一次试井曲线边界出现上翘趋势，其他都没有出现边界反应，并表现出均质无限大模型特征，出现径向流，

怀疑该井周围断层核销。

4 结 论

1)试井资料可以辅助地震资料验证小断层的存在，与井震结合，为精细油田描述提供理论依据。

2)试井资料可以计算出断层与测试井的距离，为地质人员提供参考及修正断层位置。

3)试井资料验证核销断层，实现注采系统合理、层系清晰、井网独立、井距优化、利于调整的目的，进一步改善水驱开发效果。

[1] 刘能强.实用现代试井解释方法[M]．北京：石油工业出版社.2003:117-121.

[2] 翟云芳.渗流力学[M].石油工业出版社.2009:56-59.

[3] 郭海敏，戴家才，陈科贵.生产测井原理与资料解释[M]．北京：石油工业出版社，2007：77-83.

广 告 索 引

北京麦思泰克科技有限公司

(封二)

中信泰富特钢集团

(插1)

瑞致

永兴科技发展有限公司 (插2、3)

番禺珠江钢管有限公司

(插4)

天津钢管集团股份有限公司

(插5)

奥华电子

(插6)

中国石油西南油气田公司安全环保与技术监督研究院

(插7)

中国石油天然气管道科学研究院有限公司

(插8)

山东墨龙石油机械股份有限公司

(插9)

中国石油集团工程设计有限责任公司酸性油气田材料与腐蚀控制中心

(插10)

德州大陆架石油工程技术有限公司

(插11)

中国石油渤海装备巨龙钢管公司

(插12)

天擎科技

(插13)

天津市联众钢管有限公司

(插14)

北京华脉世纪石油科技有限公司

(插15)

忠世高新材料股份有限公司

(插16)

西南油气田物资公司石油专用管材检测公司

(插17)

西安瑞杰实业

(插18)

西安泰锐精密机械科技有限公司

(插19)

石油管材标准、图书、文集及期刊的征订

(插20、封三)

石油管及装备材料国际会议(TEC 2017)通知

(封四)

The results of a development zone combined with seismic application show that the fault is more broken, with the new combined and verified faults being small faults. As some small faults may be considered as interference without obvious mutation, the accurate identification of small fault layer should be combined with the test data. The distance between the fault and the test well can be calculated through theoretical model and the calculation formula. Whether there is a fault can be judged through well test curve and geological deposition phase diagram and other static data. The application of test data in fault identification can provide reference for correction of the fault location.

test data; fault; mirror image principle

娄胜男，女， 1988年生，工程师，2010年毕业于东北石油大学资源勘查工程专业，目前在大庆油田测试技术服务分公司监测信息解释评价中心工作。E-mail:6030404@qq.com

P631.8+1

A

2096-0077(2017)02-0084-03

10.19459/j.cnki.61-1500/te.2017.02.020

LOU Shengnan(LoggingandTestingServicesCompany,DaqingOilfieldCo.Ltd.,Daqing,Heilongjiang163153,China)

2016-05-23 编辑：姜 婷)

Application of Test Data in the Identification of a Fault