环空电缆试井技术在水平井压裂中的应用

王 卓，王 磊

(大庆油田测试技术服务分公司 黑龙江 大庆 163000)

0 引 言

目前对采油井进行测压试井主要采用动静液面和钢丝环空测试法。动静液面测试法通过井口发声装置向套管内产生次声波，当遇到套管结箍、液面障碍物，产生次声回波，通过回波采集器计算液面深度，从而得到储层参数，此方法操作简单但误差较大[1-2]。钢丝环空测试虽然应用较为广泛,但是不能进行实时监测,不能随时调整测试时间,且钢丝缠绕油管现象比较严重[3]。而环空电缆试井技术是在油井正常生产条件下,可对装有偏心井口的抽油机井进行测试[4]。该技术是用绞车带动电缆通过偏心井口将高精度小直径直读电子压力计从抽油井油、套管环形空间下入井底设计位置,进行不稳定试井。通过录取压力随时间的变化数据,获得油井的储层参数(地层压力、有效渗透率等),为油田动态分析提供可靠依据[5-6]。尤其是在对于水平井压裂效果的评价中，若想用压力恢复试井方法获得完整的地层信息需要关井恢复非常长的时间，可实施性不强。所以采用环空电缆试井技术，同时在效果评价中利用现代产量递减分析方法，获取压力、温度、控制边界、井控储量等储层信息，最后得到比较可靠的评价结果[7]。

1 环空电缆试井测试工艺

采用偏心井口吊装方式，将直读式压力计置于井下，通过电缆向井下压力计供电并采集压力、温度信号，这些信号以原码的形式经编码器编码后发送到地面，地面的解码器解码还原为信号原码值，数据发送器通过无线网络将数据发送到互联网上的数据接收服务器[8-10]。

1.1 管柱要求

可转动偏心井口是环空测试工艺的主要设备。为了用于测试，部分采油井井口具备偏心和转动两大特性。

1)油套管无严重变形;

2)测试井井斜<15°;

3)油管柱(包括工具)外径<90 mm;

4)油管挂下面不允许安装短节(防止电缆缠绕油管),须连接>6 m的油管;

5)为防止仪器碰撞掉井,油管尾部安装带锥形导锥。

1.2 小直径压力计

大庆油田大多数抽油机井套管内径124.3 mm和油管外径为73 mm(接箍外径89 mm)组合的管柱结构,最大间隙35 mm。为了便于仪器下放，选择22 mm压力计，采用直读方式地面供电，实时传输，相比与存储式仪器，具有实时性强，数据信息量大，直接读取等优势，见表1。仪器中无电池，可长期于井下工作。

表1 仪器参数

1.3 吊卡装置

采用胶塞密闭缆芯，倒装电缆头和双向一体化卡具，最大可承重3.6 t。

1.4 测试方法

1)下入直读式压力计，下入深度为设计深度；

2)井口装置应不渗、不漏，满足测压要求；

3)记录每天的产液、含水及油套压及该井基础参数；

4)整个测压过程中，仪器必须处于液面以下，遇阻井下入深度为遇阻深度；

5)严格按测试现场施工安全操作规程进行测试作业，确保施工安全；

6)有效预防施工井井口及工艺流程的跑、冒、漏、滴，防止测试施工对现场地表、水体的污染及破坏，严格执行有关环境保护要求。

2 水平井压裂效果评价试井解释方法

对于水平井压裂效果的评价，采用现代产量递减分析方法，以测试仪器为手段，通过测量油气井的压力、产量、温度等生产动态数据，研究和确定产层生产能力、井控储量、物性参数的技术或方法[7]。

目前，针对当前水平井生产数据测试变井底流压、变产量的情况，通过环空电缆试井施工工艺，采用的解释方法是Blasingame曲线和双对数曲线的方法，如图1、图2所示。这两种方法引入了规整化压力、产量和物质平衡时间函数等方法来处理变井底流压、变产量的情况。并且在曲线图版中，不同流动阶段均有各自的特征反应，适用性较广，获得储层参数较多，解释准确度也较高[11-13]。

图1 Blasingame曲线理论图版

图2 双对数曲线理论图版

3 应用及效果

3.1 试井目的

1)了解储层生产情况下压力变化情况；

2)获得测试井渗流特征，确定储层参数及井控储量。

3.2 基础数据

为了对该井进行准确评价及对资料拟合模型的选择，我们整理出该井的基础数据，见表2。

表2 齐xx-平xx井基础数据表

3.3 测试情况

该井在测试过程中，因仪器故障，先后下入两支仪器。第一支仪器测试有效时间为2016.03.28～2016.07.28，第二支仪器测试有效时间为2016.10.15～2016.11.22，见表3。

表3 测试日期、下入深度、压力计型号及编号

3.4 测试资料分析及解释成果

该井在投产前压裂过，并且由于生产数据分析资料要计算控制储量，需要选取封闭边界，所以该井所选取的拟合模型为压裂水平井+均质油藏+矩形边界模型。

考虑到压力数据的连续、完整性,选取仪器1(2016.4.2～2016.7.15)段作为解释有效数据段。图3是井底压力随时间的变化图，也就是压力计所读取的数据，从图中可以看到，压力数据分成两段，中间断掉的部分为压力计起出重下的部分。

图3 井底压力及产量随时间变化图

图4是用Blasinggame图版进行拟合，图5是用双对数图版进行拟合，对该井拟合选取段的压力和产量通过整合、积分、求导等得到的实际曲线和拟合曲线。最终拟合求得了该井的初始压力、物性参数及水平段压裂效果。

图4 齐xx-平xx井Blasingame图

图5 齐xx-平xx 井双对数拟合图

图6是该井的生产压力随时间变化的实际曲线和拟合曲线。图7是该井的日产量、累计产量随时间变化的实际曲线和拟合曲线。通过拟合求得该井控制储量和剩余可采储量(见表4)，拟合程度符合解释要求并与图4、图5的拟合结果相互验证。

图6 齐xx-平xx井生产压力拟合图

图7 齐xx-平xx井日产量、累积量成果图

通过拟合方法最终得到参数，水平井有效井长1 200 m，表皮系数0.6，流动系数20.85 md(m/mPa·s)，裂缝半长211.12 m，剩余可采储量50.18×104m3，见表4。由此可知该井储量小，这与图3中压力快速下掉的现象相匹配。

3.5 解释结论

1)本次测试成功录取了真实的压力、温度资料。

2)通过拟合得到控制边界分别为2 197.088 m及1 436.232 m,控制储量及剩余可采储量分别为0.568 0×106m3及0.501 8×106m3。

3)利用本次选择的时间段数据进行解释分析，其Blasingame图及双对数图未出现边界反应，因此解释的控制储量及剩余可采储量有一定的误差。

表4 解释成果表

4 结论及建议

1)环空电缆试井可实时录取井底压力随时间的变化数据,获得油井的储层参数(地层压力、有效渗透率等)，为油田动态分析提供可靠依据。

2)能够计算剩余可采储量，估算测试井产能。

3)要求测试时间足够长，需要地质配合提供每日准确的产液量和含水率，否则影响解释。