临兴气田二流量试井试验效果分析

孙泽宁 亓银波 王易忠

第一作者简介：孙泽宁（1989-），男，硕士，工程师。研究方向为致密气井压裂开发。

DOI：10.19981/j.CN23-1581/G3.2024.15.016

摘  要：气井二流量试井在鄂尔多斯盆地其他致密砂岩气田已广泛使用，在长庆气田、延安气田的应用效果良好，尤其针对临兴气田上产任务重、常规试井测试成本较高，不关井、测试时间短的优势具有广阔的应用前景。目前优选3口不同类型的井，即高产压裂井、高产射孔井、积液井，采用井口+井下压力监测工艺，1口压恢+二流量、2口二流量。以井下压恢验证井二流量试井解释结果可靠性，以井下二流量试井验证井口二流量试井解释可靠性。该次试验结果显示，井口、井下测试误差小于10%，测试周期缩短6 d。根据该次试验结果，对不同类型井选择预制适应的试井工艺，达到测试综合效益最大化。

关键词：二流量试井；临兴气田；地层参数；监测工艺；试验效果

中图分类号：TE344      文献标志码：A          文章编号：2095-2945（2024）15-0075-04

Abstract： The second flow test of gas well has been widely used in other tight sandstone gas fields in Ordos Basin， and the application effect is good in Changqing Gas Field and Yan'an Gas Field. Especially for the advantages of heavy production task， high cost of conventional well testing， no shut-in and short testing time in Linxing Gas Field， it has a broad application prospect. At present， three different types of wells are selected： high-yield fracturing wells， high-yield perforating wells and fluid accumulation wells. The wellhead + downhole pressure monitoring technology is adopted， one pressure recovery + two flow rate and two two flow rate. The reliability of two-flow well test interpretation results is verified by downhole pressure recovery test， and the reliability of wellhead two-flow well test interpretation is verified by downhole two-flow well test. The test results show that the test error of wellhead and downhole is less than 10%， and the test period is shortened by 6 days. According to the results of the test. The well testing technology suitable for prefabrication is selected for different types of wells to maximize the comprehensive benefit of testing.

Keywords： two-flow well testing; Linxing Gas Field; formation parameters; monitoring technology; test effect

臨兴气田为典型的“3低”致密砂岩气藏，单井开采寿命较短，常规压力测试测试成本较高、测试周期较长，气田上产任务重使得新测试工艺的实施势在必行。通过大量的调研工作，目前致密气二流量试井在同区域延安气田、长庆气田广泛使用，应用效果良好。从渗流理论及现场应用2方面进行分析，二流量试井在临兴气田的试验势在必行。本次通过选择3类不同的井进行试验，验证测试可靠性，形成适用于临兴气田的二流量试井测试方法，推广井口测压，进一步降低测试成本，提高气田开发经济效益。

1  二流量试井理论依据

根据渗流定律，当一口生产井改变工作制度时，该井井底及周边地层压力发生变化，能够反映出储层特征、流体性质及单井控制范围，依据渗流理论，采用第一流量段大产量生产，第二流量段小产量生产，形成类似压力恢复曲线的特征，再利用试井软件进行分析。

该理论假定致密砂岩气井已恒定产量q1生产到tp时刻后，继续以产量q2生产，第二流量小于第一流量（q2＜q1），应用叠加原理，可以得到调整产量后某一时刻的井底压力，即

式中：pwf为井底流压，MPa；Pi为原始地层压力，MPa；K为储层渗透率，mD；h为产层厚度，m；q1为第一流量，104 m3/d；q2为第二流量，104 m3/d；B为天然气体积系数；S为机械表皮系数，无量纲；μ为地层天然气黏度，mPa·s；φ为地层有效孔隙度，%；Δt为第二流量持续时间，h。

2  选井及现场试井方法

2.1  选井及测试方案工艺

综合考虑气井各生产阶段生产特征，针对单井计量的气井，临兴气田气井大概分为3个类型，针对不同井测试方案及工艺如下所示。

2.1.1  压裂高产井

试气产量超过5×104 m3/d，气井生产中井筒无积液，气井能量充足。

测试方案：流压流温梯+变产量+压恢+静压静温梯度。

测试工艺：井口生产翼测压+井下钢丝悬挂工艺。

2.1.2  射孔生产井

临兴气田浅层气射孔完井较多，该类井不产水，产量一般大于2×104 m3/d，气井生产较稳定。

测试方案：第一流量段流压流温梯+变产量+第二流量段流压流温梯。

测试工艺：井口生产翼测压+井下钢丝悬挂工艺。

2.1.3  积液气井

临兴气田单井开采中后期井筒出现积液，产量大于2×104 m3/d，气井生产较稳定，第二流量段产量大于临界携液流量。

测试方案：第一流量段流压流温梯+变产量+第二流量段流压流温梯。

测试工艺：井口生产翼测压+井下钢丝悬挂工艺。

2.2  施工设备工艺及作业流程

施工设备：钢丝试井车及配套设备、高精度压力计、旋进旋涡流量计和井口管线保温设备。临兴区块实行单井计量，测试期间不需要三相分离器，测试成本大大缩减。

施工工艺：井口测压+井下钢丝存储测压。

现场作业流程：①井况踏勘，了解井场生产状况及周边环境，便于安排测试施工；②到达井场后观察该井生产状况2～4 h，待生产状况稳定后，按照设计调整产量，当气井产能与设计差异较大时，可临时调整测试产量，调整时需第一制度产量下井口油压大于外输管线压力，第二制度产量下保证井口管线不出现冻堵现象，对于产水气井，第二产量必须大于临界携液产量；③做好井口压力计保温工作，确保压力计温度在其正常工作范围之内；④第一流量调整第二流量时要迅速，目前临兴采用针阀进行调整，操作时间约30 s，调整后5 h加密观测油压、套压及产量、实时调整，确保产量波动幅度不超过5%；⑤根据临兴气田试验情况第二流量为第一流量的1/4～1/2最佳，可保证足够的压力恢复幅度，确保数据的可分析性；⑥根据目前试验结果，第一制度稳产2～4 d即可调换制度，换制度前24 h产量波动幅度不超过5%，其他时间产量波动幅度不超过10%即可；⑦采用钢丝悬挂工艺施工时，井下压力计尽可能下至气层中部，消除积液影响，保证压力、温度折算精度；⑧井口压力计安装在井口生产翼油压表处，测试结束后依次拆卸井口、井下压力计，回放数据。提交解释人员即可。

3  试验井测试结果

3.1  作业概况

本次试验共3口井：LX-X井为压裂高产井、LX-Y为射孔生产井、LX-Z为积液气井。

LX-X井与LX-Y井测试成功，LX-Z井测试期间产量突降，无法进行二流量测试，最后改测关井压力恢复。试验井二流量生产制度见表1，试验井基础参数见表2。

表1  试验井二流量生产制度表

表2  试验井基础参数表

3.2  二流量测试实测曲线分析

LX-X井与LX-Y井测试成功，二流量测试段井口测压数据与井下测压数据对应关系很好。实测压力曲线如图1所示。

LX-X、LX-Y井口测压数据与井下测压数据对应关系良好，数据一致性很高。LX-X井油管及油套环空连通，该井不积液，井口压力计接在套压表处；LX-Y井井下有封隔器，油管及油套环空不连通，井口压力计安装在油压表处。

3.3  井口折算曲线与井下曲线分析

利用实测梯度数据将井口数据按照生产制度分段折算至井下，折算压力监测曲线如图2所示，以井下实测数据为依据，2口井井口折算井下压力的误差小于0.1 MPa，折算精度满足要求。

3.4  解释结果对比

3.4.1  井下关井压力恢复与二流量测试分析结果对比

LX-X井采用井下关井压力恢复验证二流量试井的测试精度，结果见表3。解释结果表明二者试井解释模型一致，主要地层参数误差小于5%，二流量试井的解释结果满足要求。

3.4.2  井口折算、井下二流量测试分析结果对比

基于LX-X的测试结果，LX-Y井测试只进行二流量试井。对比2口井井口折算、井下二流量测试解释精度，结果见表4。

LX-X、LX-Y井解释结果表明二者试井解释模型一致，对于不同井，二者双对数曲线形态趋势基本一致，末期曲线完全重合，对应关系很好，都能完整反映出地层渗流特征，解释成果参数几乎无太大误差，主要地层参数误差小于10%。因此，井口二流量试井是可靠的。

2口井测试结果表明：对于高产压裂井、射孔生产井，井口二流量测试结果精度满足要求，对于此2类井，可用井口二流量测压工艺代替井下二流量测压工艺。

4  结论

1）临兴气田二流量试验结果表明：井下二流量试井与常规关井压力恢复试井相比，解释模型二者一致，各地层参数计算误差小于5%，井下二流量试井可取代常规压力恢复试井。

2）对于压裂高产井、射孔生产井，井筒内无积液或不产液的井，井口二流量试井与井下二流量试井相比，二者解释模型一致，主要地层参数计算误差小于10%，同一口井二者双对数曲线形态基本一致，对应关系良好。对此2类井，可用井口二流量试井代替井下二流量试井。

3）目前测试方案：本次试验二流量井口压力折算误差小于0.1 MPa，目前井口压力折算采用流压流温梯度进行约束，测试过程中必须录取第一流量段及第二流量段的流压流温梯度资料，确保折算结果准确；可减少工具在井下的停留时间，提高作业安全性，降低作业成本。

4）对于不同井，井口压力计安装位置至关重要，一般安装在井口生产翼油压表处。对于油管与油套环空连通且不积液的井，压力计安装在生产翼油压表处或套压表处均可；对于有封隔器油管与油套环空不连通的井，井口压力计安装在井口生产翼油压表处。

5）目前根据临兴气田测试试验情况，二流量试井第一流量测试2～4 d，变产量前24 h内产量波动幅度小于5%，其他时间段产量误差小于10%即可满足测试需求；对于第二流量段，测试5～8 d即可，全段产量动幅度小于5%，变产量后4 h之内必须加密观测油压、套压、产量，第二段生产稳定方能保证二流量测试成功。

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