產(chǎn)氣剖面資料在靖邊氣田的應(yīng)用.docx

1、石油化工應(yīng)用PETROCHEMICAL INDUSTRY APPLICATION產(chǎn)氣剖面資料在靖邊氣田的應(yīng)用王旭，王軍杰，呂華，劉蕾，白艷，柳明(中國石油長慶油田分公司第一采氣廠，陜西靖邊 718500)摘要：靖邊氣田為多層系開發(fā)氣藏，通過多年產(chǎn)氣剖面分層測井，利用測試資料評價縱向上各層的產(chǎn)氣能力，儲層狀 況，評價氣藏的開發(fā)動態(tài)和動用程度，指導(dǎo)氣藏后期開發(fā)方案制定和調(diào)整。關(guān)鍵詞：靖邊氣田；氣藏；氣剖面分層測井；多層合采；小層；產(chǎn)出情況中圖分類號:TE319文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1673-5285( 2011 )10-0049-04靖邊氣田有上、下古兩套氣層，下古生界以奧陶系 馬家溝組為主，上

2、古生界以二疊系山西組和石盒子組 為主，呈現(xiàn)出含氣層系多的特點，且氣層在縱向上跨度 數(shù)百米。為了合理高效地開發(fā)利用好兩套氣層,開發(fā)伊 始就開展上、下古分層改造、分層試氣、合層開采。自 1997年開發(fā)以來，注重產(chǎn)氣剖面測試，評價氣層產(chǎn)出 情況，評價檢驗合層開采的工藝和效果；隨著氣藏開 發(fā)、技術(shù)調(diào)研,應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展,開發(fā)動態(tài)、方案調(diào)整 等,不斷應(yīng)用于氣井產(chǎn)水情況、實驗、壓力變化、壓差變 化等測試與分析,制定對應(yīng)措施，提高氣井利用率。1 產(chǎn)氣剖面測試原理.1.1原理氣井井筒內(nèi)一般為單相氣或氣水兩相流動，靖邊 氣田一般采用七種參數(shù)(自然伽馬、磁信號、溫度、壓 力、密度、持水、渦輪流量)測井系列進(jìn)行產(chǎn)氣

3、剖面分層 測試。其中，伽馬、磁信號資料主要用于確定測井深度; 溫度、壓力資料主要用于定性分析產(chǎn)出狀態(tài);渦輪流量 資料主要用于確定氣井總產(chǎn)量及小層產(chǎn)量;密度、持水 資料主要用于分析流體性質(zhì)。由于氣水間的密度相差 較大，所以測試中需重點測量分析流量、密度、溫度、壓 力四個參數(shù)。1.2流體在垂直管中的流動規(guī)律產(chǎn)氣剖面測井是采用流量計在井筒中測量來辟分 各儲層產(chǎn)量的，其理論依據(jù)是流體在流管中流動的連 續(xù)性(即質(zhì)量守恒)。此外，生產(chǎn)測井的一個前提條件就 是流體必須是穩(wěn)定流動，各產(chǎn)層流入套管時與井筒中 的流體混合時其流動是不穩(wěn)定，必須經(jīng)過一段距離才 能變?yōu)榉€(wěn)定流動，這就決定了流量計測井辟分小層產(chǎn) 量的分辨

4、率。在沿套管流動方向上取兩個有效流動斷面辦|、 成2,相應(yīng)的流速為"102,密度為Pl、p2。根據(jù)質(zhì)量守恒 定律，在穩(wěn)定流動條件下有：Pi"】d Av=p2Pa d A2(1)將上式兩端沿截面積分：P1均 的以41予2均 四奶2，A】)Aa由于總流量可表示為：Q=VA L收稿日期:2011-08-09作者簡介：王旭，男(1976-),2000年畢業(yè)于石油大學(xué)(華東)地質(zhì)與勘查專業(yè)，現(xiàn)在長慶油田分公司第一采氣廠地質(zhì)研究所 從事開發(fā)地質(zhì)研究工作。2.2對氣藏儲層評價通過多井分層測試資料的統(tǒng)計分析，可使對氣藏 不僅在縱向上而且在橫向上有更深地認(rèn)識。截止目 前靖邊氣田，進(jìn)行產(chǎn)氣剖面

5、測試的井有72 口，下古井 63 口，上下古合采井9 口。下古氣藏產(chǎn)層中，馬五|產(chǎn)量占總產(chǎn)量的比例在31 %-100 %之間，平均占91.15 %，馬五氣層是靖邊 氣田的絕對主力產(chǎn)層；馬五小層是馬五|層的主要 貢獻(xiàn)層，馬五|3小層產(chǎn)量占馬五1的76.86 %o對下古氣流的關(guān)鍵，而馬五/小層的存在是下古氣井高產(chǎn)的 重要條件。所以Pi 均 Vp4 = p2均 VM2(2)(2) 式為可壓縮流體的連續(xù)性方程。對于不可壓縮流體,p=常數(shù),則上式變?yōu)椋?3)(3) 式說明,在穩(wěn)定條件下，沿套管方向上若沒有 流體進(jìn)入時,流體體積流量不變。各有效斷面平均速 度沿流程的變化規(guī)律是平均速度與有效斷面成反比， 即

6、斷面大流速小，斷面小流速大。這是不可壓縮流體 運動的一個基本規(guī)律。在生產(chǎn)井內(nèi)，沿解釋層段的 壓力、溫度變化不大時，油、氣、水都可看作不可壓縮 流體。2分層測試在氣田開發(fā)中的應(yīng)用2.1對單井進(jìn)行產(chǎn)層產(chǎn)能評價常規(guī)的單井產(chǎn)能評價方法，如修正等時試井、系統(tǒng) 試井等能夠?qū)θ驅(qū)Ξ?dāng)作一個開發(fā)層系的多個產(chǎn)層 進(jìn)行綜合產(chǎn)能評價，但無法對對一個開發(fā)層系中的各 個產(chǎn)層的產(chǎn)氣能力進(jìn)行有效評價。分層測試正好彌補(bǔ) 常規(guī)產(chǎn)能測試的不足，能夠?qū)尉懈鱾€產(chǎn)層各自的 產(chǎn)氣能力進(jìn)行測試和評價進(jìn)而對各個儲層產(chǎn)能及動用 進(jìn)行評價，以G17為例。氣藏,氣井能否鉆遇馬五!氣層是氣井能否獲得工業(yè)G17井是陜甘寧中央古隆起靖邊古潛臺北部

7、的 一口開發(fā)井，全井共射開6層，即馬五、馬五人馬 五/、馬五己馬五?2、馬五?0由物性統(tǒng)計看馬五|3的 3282-3283.6段,儲層物性最好，馬五F次之。為了了解 該井下古氣藏各個小層的產(chǎn)氣情況，于2000年-2010 年對該井進(jìn)行產(chǎn)氣剖面測試。分層測試解釋結(jié)果表明, 馬五J為主產(chǎn)氣層占80 %，隨著地層壓力降低，次產(chǎn) 層貢獻(xiàn)率增加,馬五己馬五U產(chǎn)氣率增加占18%,馬五人 馬五2«產(chǎn)量較低占2 %o通過對該井資料分析，認(rèn)為馬 五為該井的主力產(chǎn)層，馬五R馬五4,為次要產(chǎn)層, 隨著壓力變化，次產(chǎn)層貢獻(xiàn)率增加。測試結(jié)果與儲層物 性相符。2000 n 12 R00110.27 DXIO5.

8、7. IB Q200& 07.19 1307.06.07 12008. 07. 21120IQ 07. 22圖1 G17井小層產(chǎn)量分布變化圖在上下古合層開采井中，上古產(chǎn)量占總產(chǎn)量的比 例在4.56 %25.31 %之間，平均占13.45 %，下古產(chǎn)量 占總產(chǎn)量的比例在74.69 %95.44 %之間，平均占 86.55 %o下古產(chǎn)量占主導(dǎo)地位，上占產(chǎn)量則是必要的 補(bǔ)充。2.3為制定合理的開發(fā)方案提供依據(jù)2.3.1上、下古合采 為評價上、下古分層改造、分層 試氣及管住效果。2000-2001年度對G19-4等7 口上、 下古均有一定產(chǎn)能的氣井進(jìn)行合層試采,分層測試,探 討上下古合采方案的

9、可行性。G7-8為常規(guī)管柱，上、下 古產(chǎn)層通過井筒相連，一開井上、下產(chǎn)層便通過油管同 時生產(chǎn)。其余六口井永久式分隔器和測通滑套將上、下 古產(chǎn)層分開，若要把上、下古氣層當(dāng)成一個開發(fā)層系， 用一套管柱合層開采須打開測通滑套。為了檢驗合層 開采的工藝和效果，分層測試是重要的手段。測試結(jié)果表明，只要井底流壓不高于上、下古地層 壓力（生產(chǎn)壓差0）,上、下古產(chǎn)層均可參與供氣，單井 產(chǎn)量明顯提高；當(dāng)井底流壓高于上古靜壓或在關(guān)井狀 態(tài)下下古氣將向上古產(chǎn)層部分或全部倒灌；對于同一 口井在不同的生產(chǎn)條件（壓差）下，上、下古產(chǎn)層產(chǎn)氣量 所占比例會發(fā)生變化。測試結(jié)果表明上下古合采方案 是可行的，上古參與供氣提高了單井

10、產(chǎn)能,降低了單井 的投入產(chǎn)出比，經(jīng)濟(jì)效益可觀。目前的完井管柱滿足 上、下古合采和分層測試的要求。2.3.2大壓差生產(chǎn)對于非均質(zhì)性較強(qiáng)的無邊底水油 氣田，適當(dāng)放大生產(chǎn)壓差可以達(dá)到“稀井高產(chǎn)”、“利用 高產(chǎn)井采低產(chǎn)區(qū)氣”以及提前動用難動用儲量的目的。 長慶氣田下古生界馬五I氣藏屬大面積、低豐度、低 孔、低滲巖性氣藏，在大面積連通的背景下，表現(xiàn)出較 強(qiáng)的非均質(zhì)性，高滲區(qū)和低滲井點相間分布。對于儲層 條件較差，且大面積分布的區(qū)塊,采用適當(dāng)放大生產(chǎn)壓 差的技術(shù)措施可以達(dá)到提前動用難動用儲量的目的。為了進(jìn)一步驗證上述認(rèn)識，對陜xl、陜x2井等產(chǎn) 層多的單井做不同壓差下的分層測試。測試結(jié)果表明 陜xl井低滲

11、氣層馬五2、馬五U在生產(chǎn)壓差分別為 0.54.0.43 MPa時均未產(chǎn)氣，而在生產(chǎn)壓差分別為 2.11、1.92 MPa 時產(chǎn)氣量為 0.4880.0.2542xl04m7d,ffc 能比例分別達(dá)1.78 %.0.93 %o陜x2井大壓差生產(chǎn)50 天后，產(chǎn)氣剖面顯著改善，非主力產(chǎn)層馬五,產(chǎn)氣量由 0.07x104m3/d （壓差 6.37 MPa）上升到 1.6852xl04m7d （壓差8.95 MPa）o測試結(jié)果表明低滲產(chǎn)層存在啟動壓 差，在生產(chǎn)壓差大于其啟動壓差時，低滲氣層即可參與 供氣，使氣井產(chǎn)氣剖面得到改善。測試結(jié)果證明了放大壓差生產(chǎn)的可行性。2.3.3增壓后產(chǎn)氣變化情況2010年陜

12、x井區(qū)產(chǎn)氣剖面共測試4 口井(陜xl、 陜x2.Gyl.Gy2)產(chǎn)氣剖面測試資料整理顯示：增壓階 段主產(chǎn)層為馬五己次產(chǎn)層為馬五已動用程度分別為 58.2 %和 38.3 %o表1陜X井區(qū)產(chǎn)氣剖面測試井歷年測試井號增壓累計 產(chǎn)氣量/ (lOW)測試產(chǎn)氣量/(10W)2005非增壓2007增壓2008增壓2010非增壓2010增壓Gyl940.084 81.390.891.090.651.13陜x21 305.829 91.941.591.480.311.12Gy21 037.406 81.931.960.762.75陜xl1 382.556 51.923.520.854.842.5檢查油管附件分

13、層測試中的磁定位曲線可以反映出油管附件的 位置和大小、油管內(nèi)的光滑程度和腐蝕程度;磁定位曲 線結(jié)合流量曲線可判斷油管是否有穿孔現(xiàn)象，磁定位 曲線劇烈變化、流量曲線有突然變小的異常、且完井 記錄表明該處沒大內(nèi)徑的附件,應(yīng)考慮油管是否腐蝕 穿孔。2.6監(jiān)測井內(nèi)流體變化、探測氣液界面通過跟蹤分析連續(xù)產(chǎn)氣剖面測試的資料，生產(chǎn)動 態(tài)好、產(chǎn)氣量高的氣井次產(chǎn)層貢獻(xiàn)率表現(xiàn)出略有提 高，生產(chǎn)動態(tài)較差、產(chǎn)氣量低的氣井次產(chǎn)層貢獻(xiàn)率變 化不大。2.4對老井的改造措施進(jìn)行評價長慶氣田的上、下古兩套氣藏，下古氣藏是主力氣 藏,對它的認(rèn)適也比較清楚,上古氣藏認(rèn)識相對較淺。 許多探井當(dāng)初只對下古進(jìn)行酸化改造，對上古沒有改 造

14、。隨開發(fā)井的逐年增加，上古氣層的不斷鉆遇，對上 古氣藏的認(rèn)識也逐步加深。一些上古氣層物性較好的 開發(fā)井已對上、下古分別改造、分層測試，許多井上、下 古均獲得了工業(yè)氣流。在對老井的測井資料重新認(rèn)識 后，發(fā)現(xiàn)有的下古已投入生產(chǎn)的探井，上古儲層較好, 如能加以改造，用同一套管柱、井網(wǎng)開采，既增加了單 井的產(chǎn)能又節(jié)約了鉆井、地面工程的費用。陜x3井是陜甘寧盆地中央古隆起中部的一口預(yù) 探井。1991年11月對下古氣層馬五4進(jìn)行酸化作業(yè) 后，試氣求產(chǎn),一點法求得無阻流量7.287 4xl04m3/d, 1998年11月25日，該井下古氣層投產(chǎn)。在對其測井 資料反復(fù)分析后認(rèn)為上古儲層物性較好，改造后可獲 一

15、定產(chǎn)量的工業(yè)氣流,2000年2月，在不傷害下古氣 層的情況下完成對上古氣層山|、山2的壓裂改造，一 點法求得無阻流量1.7750xl04m3/d,2000年6月17日 打開井底滑套，進(jìn)行上下、古合采。為了對上古改造進(jìn) 行跟蹤評價,2000年6月31日、7月.2001年10月7 日對該井進(jìn)行分層測試，結(jié)果表明，陜x3井上古產(chǎn)層 產(chǎn)氣量最高可占全井產(chǎn)氣量的15.5 %，上古改造措施 是成功的。395039403930M 3920 令 3910 出 39003890388038703160 31803200322032403260深度/m圖3陜y井深度一壓力關(guān)系圖3.6.1監(jiān)測井內(nèi)流體變化3.6.1

16、.1單相流體形態(tài)通過計算在7"管中，當(dāng)流速圖2為某氣井產(chǎn)出剖面測井曲線圖，不難發(fā)現(xiàn)，流 體密度測井曲線值在3 205 m以上與井下天然氣的密 度值相當(dāng)，在3 225 m以下與井下地層水的密度值相 當(dāng)，中間3 2053 225 m井段其測井值從下至上逐步 減小，對應(yīng)段的不同測井速度下的渦輪流量測井曲線 出現(xiàn)了明顯的交叉現(xiàn)象,可以斷定中間3 205-3 225 m 井筒內(nèi)存在氣載水現(xiàn)象。為 03.115 ft/min 時為層流；流速大于5.934 ft/min時為紊流；在 3.115-5.934 ft/min時為過度帶。這樣，利用測井時所測 井筒中的流體流動速度就可以大致判斷流體的流動狀

17、 態(tài)。分層測試資料顯示，由于單井產(chǎn)量較高、流速較大, 單相流體以紊流態(tài)流動。3.6.1.2氣、液兩相流體形態(tài) 產(chǎn)液量較大的產(chǎn)水氣 井的井筒中，相態(tài)為氣液兩相，井筒中的流動狀態(tài)比較 復(fù)雜，在同一口井的不同井段,流動狀態(tài)也不相同。氣 液兩相流在井筒中有四種典型的流動狀態(tài):泡狀流動、 段塞狀流動、沫狀流動、霧狀流動。陜x井是一口產(chǎn)水氣井,為了 了解其出水層位和產(chǎn) 層情況,2001年，10月5日對其進(jìn)行分層測試，測試結(jié) 果，馬五/既是主力產(chǎn)氣層也是主要產(chǎn)水層，液面在 3 226 m井深處也就是主力產(chǎn)層馬五/(3 224.43 229.0) 的上部，主力產(chǎn)層馬五/大部分處在液面以下。不同流 態(tài)的密度是不

18、一樣的,從泡狀流動到霧狀流動，由于氣 體介質(zhì)的增加，密度隨之減小,同樣壓力也會減小。由 陜155井的測井資料密度和壓力曲線可以定性地看 出，液面以下為泡狀流動,液面附近到油管鞋處為段塞 狀和沫狀流動，油管內(nèi)為環(huán)霧狀流動。由井深壓力關(guān) 系圖明顯地可看出三種不同的流體狀態(tài)。3.6.2探測氣液界面 分層測試的密度、壓力、井溫、 持水率曲線可以判斷出井底液面位置，根據(jù)2000- 2001年所測的15 口井的資料顯示，氣井井底不同程 度地都存在著液面，而且都在主力氣層的下部。層積液 的形成有兩種情況,一種是氣井改造時的殘余液,一種 是氣井生產(chǎn)時產(chǎn)層帶出的地層水或凝析水。井筒積液 會使氣井生產(chǎn)不穩(wěn)定，當(dāng)液面到達(dá)油管鞋位置,如氣體 舉升能量大油管中的液柱會被帶出地面，地面表現(xiàn)為 突然大量出水，有時分離器來不及排放或分離,部份水 將被帶入脫水撬，影響脫水撬的正常工作；另外積液會 使套管的腐蝕加重。搞