低渗厚层砾岩油藏试井解释模型及合理关井时间研究——以八区下乌尔禾组油藏试井解释为例

低渗厚层砾岩油藏试井解释模型及合理关井时间研究——以八区下乌尔禾组油藏试井解释为例 低渗厚层砾岩油藏试井解释模型及合理关井时间研究——以八区下乌尔禾组油藏试 井解释为例 第3卷第4期 2007年l2月 新疆石油天然气 XinjiangOil&Gas V0l_3No.4 Deo.2007 文章编号:l673—2677(2007)04—0031—04 低渗厚层砾岩油藏试井解释 模型及合理关井时间研究 —— 以八区下乌尔禾组油藏试井解释为例 李文峰,肖春林,林军,汪玉华,易晓忠,张河 (1.新疆油田公司采油二厂,新疆克拉玛依83400;2.新科澳测试公司) 摘要:克拉玛依油田八区下乌尔禾组油藏为低渗透厚层砾岩油藏,试井解释模型复杂且多样化, 单一的常规达西渗流机理下试井分析模型,不能完全适应试井资料分析解释的要求,本文通过对 油藏流体渗流机理的分析和研究,建立了新的试井解释模型——低渗透非达西渗流模型,提高了 试井资料解释结果的可靠性,解释结果更加符合油藏实际;同时建立了油藏合理的压力恢复关井 测试时间.为同类油藏的试井动态监测提供了可借鉴的经验. 关键词:低渗透;厚层砾岩油藏;试井解释模型;关井时间 中图分类号:TE353文献标识码:A 克拉玛依油田八区下乌尔禾组油藏为低孑L低 渗透非均质性强的厚层砾岩油藏.自1978年投入 开发.经过二十多年的开发,取得了较好的开发效 果.在2000年开始进行次加密调整时,油藏开 发管理人员认识到该油藏的部分新井测试地层压 力与实际生产动态情况不吻合.一方面可能是原 有试井解释模型不完全适合该油藏;另一方面压力 恢复测试时关井时间不合理,使试井解释结果不能 反映油井真实的压力水平.为此从理论和实际两 方面研究低渗透厚层砾岩油藏压力恢复特征,建立 合理的试井分析模型,增加完善低渗透非达西渗流 试井解释模型.同时通过长时压力恢复测试资料 对比研究,提出了合理的关井时间,在保证压力恢 复测试资料能真实地反映油井目前压力水平的前 提下,尽可能缩短关井测试时间,减少占产损失. l低渗透厚层砾岩油藏储层流体渗 流特征及机理 1.1低渗透储层渗流特征 国内外多数学者把渗透率在0,1,50×10I. m的储层视为低渗透储层,它具有非达西渗流特 征.对于低渗透储层,必须高于一定的压力梯度, 才能使地层流体保持连续流动,这是低渗透油气藏 低速非达西渗流的特殊渗流机理.八区下乌尔禾 组油藏为低孑L低渗透油藏,渗透率值大部分集中在 0.1×10,m,0.5×10,m范围之内,峰值为 0.3×10,m,平均1.2×10,m,为典型的低渗 透非均质的砾岩储层. 对于低渗透储层,当存在低速非达西渗流时,在油 井开发生产中 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 现为有压差不一定有产量,系统试井 曲线(压差一流量曲线)的延长线不通过坐标原点,而 与压差坐标轴相交,交点就是启动压力梯度;要使油井 有产量,生产压差必须大于这个启动压差.压力恢复 试井在没有外边界影响时导数曲线出现上翘,部分油 井在有生产压差时却没有产量. 1.2低渗透储层启动压力梯度的确定 启动压力梯度的确定有两种方法,一种是系统 试井资料,另一种就是压力恢复试井资料. 收稿日期:2007—07—20 作者简介:李文峰(1968一),男,1991年毕业新疆石油学院石油地质勘探专业,工程 师,新疆油田分公司采油二厂. 31 新疆石油天然气2007钷 理论研究及实际生产表明存在低速非达西渗 流时,油井产量公式为: [ap—AB(r6一r)],., g… 故有产量的条件为: APAB(一r)(2) 应用油井系统试井资料求取启动压力梯度: AD A=(3) ,e一,, 我们收集了油藏2000年到目前的油井系统试 井资料(主要为新井资料),作出流入动态曲线 (IPR)及指示曲线,从统计分析来看(根据直线段 数据),50%的井次存在启动压差,表明油藏存在非 达西渗流现象,启动压差最高可达5.771MPa;图1 为T85553井系统指示曲线,根据曲线计算启动压 差为3.0527MPa;要使流体保持连续流动,即油井 有产量,生产压差必须大于该启动压差. 羔 一 趟 04960 流量(m:Td) 图1T85553井系统试井曲线 32 tD/CD (Cde2s=3(X)) 图2低渗透非达西渗流试井模型理论曲线 2渗透厚层砾岩油藏非达西渗流试 井解释模型的建立 2.1低渗透厚层砾岩油藏非达西渗流试井解释数 学模型 低渗透油气藏中渗流机理极其复杂,实验和现 场实际证实其渗流基本规律可以用公式来描述: 一一P(1一一(1al(4) : 0(1?Pl?A口)J 上式表明必须高于一定的压力梯度,才能使地 层流体保持连续流动,这是低渗透油气藏低速非达 西渗流的特殊渗流机理.考虑井筒储集和表皮效 应,采用有效井径处理方式,低速非达西渗流数学 模型为: + l(Opo+~ . De-s= 专? (1<r,】<r,】(t,】/C,】))(5) 初始条件:P.(r.,0)=0(6) 内边界条件: 一 __l+Aoe-s]dto/COrIrO(7)(D)D(7) Pwo:p,】llJ 外边界条件: (1)无限大地层或压力扰动未传到真实边界之前 l=一A.e(8) OrolrD=rD(ttycD) (2)压力扰动传到真实圆形封闭边界之后 J1"D=R=0(9)Orol (3)压力扰动传到真实圆形定压边界之后 P.]rO=ReD = 0(10) 均质无穷大地层低渗透非达西渗流试井模型 理论曲线如图2所示,压力恢复测试双对数曲线具 有以下特征:因启动压力梯度影响,后期压力导数 曲线上翘,但不一定是边界反映;有时压力导数曲 线并不出现表征径向流的"0.5"水平线段;启动压 力梯度越大,压力曲线上翘越高,反映出后期压力 恢复速度快,当启动压力梯度为零时,就变为达西 渗流.八区下乌尔禾组油藏的很多井的压力恢复 双对数曲线都出现后期压力导数曲线上翘,可见低 速非达西流在低渗透厚层砾岩油藏中是常见的渗 流模式. O8642O 第3卷第4期李文峰等:低渗厚层砾岩油藏试井解释模型及合理关井时间研究 2.2测试资料解释分析 过去的实际试井分析中往往把具有图2这种 曲线形态特征的资料用"不渗透边界"或"复合介 质"模型来解释处理,分析结果往往是不渗透边界 距离小就是外区渗透率过小,与实际油藏地质特征 和生产动态不吻合. 图3是T85691井压力恢复测试资料的双对数 曲线,早期为短暂的井简续流段,导数曲线出现较 小的峰值,表明近井地层受到轻微污染.接着导数 曲线水平,然后缓慢上升.根据曲线形态特征,按 照常规的达西渗流试井模型解释,可以选用"井储, 表皮+均质+不渗透边界"模型进行解释(图3— 1);我们用"均匀介质非达西渗流模型"进行解释 (图3—2),解释结果对比见表1.从表中可以看出 采用"均质+不渗透边界"模型进行解释,虽然曲线 拟合较好,但平均地层压力偏高(合理值为 36.OMPa),且边界距离该井仅40m,这与该井的生 产动态特征和地质不相符. l 『, l————一卜/.… r?,LJ一_.一 /l }…IIIIjlIIIIIIjIIIIIIlllIIIIIIIllI 双对数理论检验图td~ . 图3一IT85691井试井双对数曲线图 (达西渗流模型) L — — —一 巨—,-,一?,'7-,'——一' /. — -._一: /t 二 P IIlIljIjIIIl『】IllIIfl】IIIIIIIIlII 双对数理论检验图t o /C. 图3—2T85691井试井双对数曲线 (低速非达西渗流模型) 如采用低渗透非达西渗流模型解释,曲线拟合 良好,解释平均地层压力为36.08MPa,储层渗透率 为1.3×10,m,启动压力梯度0.O15MPa/m.这 种解释结果更符合实际情况. 在低渗透油藏的实际试井分析时我们发现达 西渗流与低渗透非达西渗流同时存在的情形.对 于八区下乌尔禾组这种低渗透厚层砾岩储层,投产 时绝大部分油井必须经过水力压裂才能获得产能; 而在压裂过程当中,使得在靠近井壁附近形成许多 微裂缝或垂直裂缝,降低甚至排除了井壁附近地层 启动压力梯度的影响,使流体的流动有所改观,遵 循达西渗流定律.而在离井壁较远的地层中流体 的流动仍然遵循低速非达西渗流定律;为描述这种 物理现象,我们建立了内圈为双重介质(裂缝及均 匀介质)为主的达西流,外圈为低速非达西流的试 井解释模型. l , f l, /; /' ?- ? ? 皇m??—, #一 h I r01)-11】'111甲1f tD/CD 图4—15553井试井双对数曲线图 (达西渗流模型) /.../一 - ??? ' n___|?, 10-21O- .10一10''1010210 tD/CD 图4—2T85553井试井双对数曲线 (低速非达西渗流模型) 图4为T85553井某次测试双对数曲线,早期 为短暂的井简续流段,导数曲线无峰值,表明近井 地层无污染.接着导数曲线水平,然后缓慢上升. 33 第3卷第4期李文峰等:低渗厚层砾岩油藏试井解释模型及合理关井时间研究 按照常规的达西渗流试井模型解释,根据曲线形态 特征可以选用"井储,表皮+均质+不渗透边界"模 型进行解释,也可用"均匀介质+非达西渗流"模型 进行解释.从解释结果来看,如用不渗透边界模型 来解释,外边界为两条平行边界,距离分别为40, 50m,断层距离过小,平均地层压力解释结果明显偏 高,这与实际情况不吻合; 应用早期的达西渗流与后期的非达西渗流模 型解释,解释结果更加符合实际,早期反应的是近 井地带的储层渗流特点,因压裂改造,渗透性相对 较好,遵循达西渗流规律;渗透率为2.0X10 t.zm,表皮系数为一4.015,井筒超完善,裂缝半长 7.92m;后期反应的远井区储层渗流特点,遵循低渗 透非达西渗流规律,启动压力梯度0.0135MPa/m. 根据该井的系统试井资料分析结果,其启动压差为 3.025MPa.平均地层压力22.26MPa,更符合实际 情况. 当然,由于测试时间的影响(较短),低渗透厚 层砾岩油藏也存在常规达西渗流试井解释模型,但 低速非达西渗流还是普遍存在的. 3合理的压力恢复测试关井时间确 定 在试井分析与油藏开发管理中,地层压力是一 个非常重要的参数.试井分析中的平均压力是指 测试井周围地层排液区(或探测半径内)平均压力, 它是时间的函数,在理论上只有瞬时意义.在油藏 开发过程中,储层的渗透率,孔隙度和供液面积等 参数不断变化,很难确定其精确数值,给油藏平均 地层压力计算带来困难. 掌握油藏的真实压力水平,不但是油藏开发管 理和研究的需要,也是保证油藏高效开发的需要, 而正确的试井解释模型及合理的压力恢复测试关 井时间是求准油井平均压力和储层参数的前提和 关键.理论上压力恢复测试关井时间越长,测试得 到的平均压力越接近油藏的实际压力水平;对于中 高渗透的砂岩油藏来说,当压力恢复测试时最后一 天的平均压力恢复速度为0.01MPa/d,油井压力恢 复稳定,此时的末点恢复压力即为油井的平均压 34 力.对于低渗透油藏而言,受原油生产的制约,地 层压力恢复测试关井时间不可能无限延长,因此压 力恢复速度为0.01MPa/d在决大多数情况下不可 能达到,实际测试资料也证实了这一点. 目前对于低渗厚层砾岩油藏关井压力恢复测 试时间一般根据经验确定为7—15天,这种压力监 测 制度 关于办公室下班关闭电源制度矿山事故隐患举报和奖励制度制度下载人事管理制度doc盘点制度下载 是否合理必须用一定的资料证实.找到适 合该油藏的试井解释模型,选取合理的压力恢复测 试关井时间,在保证录取的压力恢复测试资料能真 实反映油井目前压力水平前提下,得到的结果能够 满足油田开发生产和研究的需要,在此基础上,应 尽可能缩短关井测试时间,减少占产损失. 对八区下乌尔禾组油藏压力监测关井多长才 比较合理,试井理论上无法解决这个问题.为此我 们只能通过大量长时间的实际压力恢复测试资料 对比分析得出结论.近几年来我们对部分油井进 行了长时压力恢复监测,对测试资料进行精细解释 处理(共24井次),按关井7天,10天,45天的数据 分别进行解释,并对解释结果进行了对比;显然长 时测试数据的解释结果更加接近油藏的实际压力 水平,我们用最长的时间数据得到的压力为基准, 用该值同其他时间段的数据得到压力的差值大小 来反映地层压力误差的大小.在统计的24井次 中,大多数井次关井7天得到地层压力与关井40— 45天的结果误差较小,仅个别井的误差较大;除去 误差较大的几口井外,平均相对误差为1.98%,这 种误差完全能够满足油田生产和研究的需要.因 此压力恢复关井测试时间为7天对大多数井而言 是合理的. 图5是T85691井长时压力恢复测试双对数曲 线(45天),关井7天,10天和45天的测试数据解 释模型均可用"低渗透非达西渗流"模型分析,渗透 率均在0.0013m左右.平均地层压力相差0. 19MPa,相对误差为0.53%,这么小的误差完全可 以满足油田生产和研究的需要. 因此,对于像八区下乌尔禾组这种低渗透厚层 砾岩油藏压力恢复测试关井时间为7天,所获得试 井解释参数结果精度,可以满足油田开发生产及研 究的需要.(下转第39页) 第3卷第4期吕文新等:特低渗透裂缝砾岩油藏水淹层识别综合技术研究 共钻加密井629口.初期平均单井产能超 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 产 能44%,综合含水24.9%,建产能154X10t,取得 了好的调整调整效果. 4结论 (1)该区储层水淹后最明显的电性特征是地层 真电阻率下降,并因为水矿化度的不同而表现出不 同的下降幅度,中子孔隙度异常升高和裂缝发育也 是辅助判断水淹的标志. (2)核磁共振测井有较好的水淹层识别效果, 尤其是在岩性变化大,常规测井识别困难的区域, 应用效果较好;双频介电测井受岩性影响较大,借 助常规测井资料排除岩性因素后,仍能反应含水饱 和度的变化. (上接第34页) I4S天———一 l/.—一-?一'''..h,L._ / l E lII11llI, .l( 一 l0 ? l if} 图5 (3)八区下乌尔禾组油藏以注入水水淹为主. 水淹程度受到累积注水量,油层打开程度,动用程 度,裂缝发育程度的控制,因而非均质性极强. 参考文献: [1]李道品.低渗透砂岩油藏开发[M].北京:石油T业出 版社,1997. [2]徐怀民等.克拉玛依油田八区下乌尔禾组精细油藏描述 研究[R].新疆油田公司采油二厂,2001. [3]刘顺生,覃建华,等.克拉玛依油田八区下乌尔禾组油藏 调整 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 及2005年实施方案[R].新疆油田公司采油 二厂,2005. [4]池建萍,郑强,等.复杂裂缝性油藏历史拟合中的特殊做 法[J].新疆石油地质,2004,25(5):517—519. 1【1天 — 一—一 —一 一 一-一.?II1''' ,L / . 0l(P l0, v^ l l【J一 4认识与建议 (1)生产动态和试井资料证实低渗透厚层砾岩 油藏中普遍存在低速非达西渗流. (2)低渗透非达西渗流的试井解释模型中,压 力恢复测试双对数曲线有其典型特征:流动边界向 外扩展还没有到达真实边界之前,压力导数为一定 斜率的上翘直线,从直观看,在双对数图上径向流 动阶段无因次压力曲线与无因次压力导数大体平 行.压力导数上翘特征是南引起的,而并非不渗透 边界影响.这也就是低渗砾岩储层有时无论关井 测试多长时间均没有出现"径向流"直线段的真实 原因. (3)在低渗透厚层砾岩油藏储层中,用"低渗透 E [天 l/.一l /E E lIr'】('?1I)l(io-' 双对数理论检验图 %/Cb 非达西渗流"的试井解释模型解释低渗透厚层砾岩 储层的试井资料,得到的结果更能反应储层的实际 动态. (4)实际测试资料分析表明,该低渗透厚层砾 岩油藏大部分油井压力恢复测试时间7天可以满 足动态监测的要求. 参考文献: [1]黄延章低渗透油层渗流机理[M].北京:石油工业出 版社,1997. [2]葛家理.油气层渗流力学[M].北京:石油T业出版社, l997 [3]李中锋,等油气井测试[J]2005(3):30—33. 39