試油測試技術(shù)和資料綜合評價技術(shù)

試油測試技術(shù)和資料綜合評價技術(shù)試油測試是油氣勘探取得成果的關(guān)鍵，是尋找油氣田、了解地下情況的最直接手段，也是為開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)的重要環(huán)節(jié)。試油測試工藝技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段，即以常規(guī)試油為代表的第一階段，以地層測試器試油為代表的第二階段，以地層測試器、電子壓力計和三相分離器等技術(shù)綜合應(yīng)用的第三階段。第三階段，在引進、消化、推廣國內(nèi)外試油技術(shù)及裝備的基礎(chǔ)上，針對大慶探區(qū)“三低”油層及致密氣層的地質(zhì)特點，全面發(fā)展和完善了試油測試工藝技術(shù)。資料解釋技術(shù)也從手工計算、繪圖發(fā)展到全國應(yīng)用計算機進行解釋，油藏評價從簡單的試井分析向油氣層綜合解釋、評價方向發(fā)展。目前已形成了具有大慶油田特點的試油測試工藝和資料綜合解釋技術(shù)系列，為勘探提供了先進的手段，為大慶探區(qū)眾多油氣藏的發(fā)現(xiàn)和儲量的提交作出了重要的貢獻?？谝?、測試技術(shù)的配套、完善，促進了地質(zhì)認(rèn)識水平和勘探效益的提高測試技術(shù)經(jīng)過“七五”的引進、消化、吸收和使用國內(nèi)、外工藝技術(shù)和裝備，“八五”期間，針對在大慶探區(qū)的地質(zhì)特點進行了發(fā)展和完善，到“八五”末和“九五”初期，逐步形成了滿足不同井況、不同地層條件和不同地質(zhì)目的的測試技術(shù)?？冢ㄒ唬┥澳鄮r儲層中途測試技術(shù)口中途測試技術(shù)是及早發(fā)現(xiàn)工業(yè)油氣層的重要手段。1991年以前由于MFE單封隔器很難實現(xiàn)分層測試，使中途測試技術(shù)受到了限制。我們在引進膨脹式測試工具的同時，對選層標(biāo)準(zhǔn)、封隔器座封位置、測試制度和施工參數(shù)設(shè)計等方面進行了詳細(xì)研究，拓寬了中途測試的使用范圍，在勘探中取得了明顯的經(jīng)濟效益?？??利用中途測試技術(shù)及早發(fā)現(xiàn)油氣藏口延4井位于延吉盆地頂部坳陷德新凹陷南陽東構(gòu)造帶，鉆井過程中，從井519m開始多次井噴。通過對497.0?522.3m中途測試，日產(chǎn)天然氣11563皿口口3口，為工業(yè)氣層。這是延吉盆地首次獲工業(yè)氣流，為下步勘探提供了科學(xué)依據(jù)?？??利用中途測試成果確定完井方法口目前，大慶油田的完井方法有兩種，一種是套管完井，一種是裸眼完井，采用哪種方法完井視井的情況而定。我們利用中途測試在完井方面做了一些工作，收到了明顯的效果。和3井、萬111井、漁深1井和延1井，都是根據(jù)中途測試結(jié)果，采用裸眼完井的，4井口僅套管和固井費用就節(jié)約了222.0萬元?？??利用中途測試技術(shù)取準(zhǔn)有關(guān)地層參數(shù)口漁深1井，位于松遼盆地北部中央坳陷區(qū)黑漁泡凹陷通達(dá)鼻狀構(gòu)造帶。由于該地區(qū)泉一段缺少水性和壓力資料，所以在2304.0?2301.4m進行中途測試，日產(chǎn)水56.2mDD3□。本次測試不僅搞清了水性，而且錄取到了地層壓力，達(dá)到了中途測試目的?？??利用中途測試技術(shù)提高勘探試油效益口大慶長垣西部具有多套油氣層組合。限期進行中途測試，搞清油氣水縱向分布規(guī)律，避免套管完井后的井筒復(fù)雜化?？谟?1井是大慶長垣西部的一口預(yù)探井，先后分別對三個層系進行了中途測試。該井套管完井后，根據(jù)中途測試結(jié)果避開油水同層和氣水同層，共試油6層，其中有3層獲工業(yè)氣流，獲得了理想的試油成果。如果不搞中途測試，套管完井后可能要搞9層以上試油，這樣，不僅井筒復(fù)雜，而且開發(fā)無法利用?？冢ǘ┑貙訙y試技術(shù)口地層測試工藝具有試油周期短、錄取資料全（可以錄取壓力、產(chǎn)量、溫度和高壓物性等資料）、效益高的特點，在全國各油田得到了廣泛的應(yīng)用，大慶外圍探井地層測試率1983年15.82%，1990年以后一直保持在60%以上?？?、低滲透層測試技術(shù)口針對低滲透層的特點，從試井設(shè)計出發(fā)，配套完善了低滲透層的測試技術(shù)，收得了較好的效果?？冢?） 試井設(shè)計方法口試井設(shè)計是試油地質(zhì)設(shè)計編制科學(xué)與否的關(guān)鍵，也是取全取準(zhǔn)試油資料的保證。從試井理論可知，試井設(shè)計是試井分析的反問題，即通過基本的地層參數(shù)，預(yù)測出待試層的產(chǎn)量和壓力變化曲線。所以，根據(jù)試井理論，研制開發(fā)了試井設(shè)計軟件，能對自噴井和非自噴井進行壓降、壓恢和探邊試井設(shè)計，特別是非自噴井試井設(shè)計功能在國內(nèi)首次實現(xiàn)。口（2） 試井設(shè)計所需參數(shù)的預(yù)測方法口我們對長垣兩側(cè)探井進行了敏感性參數(shù)分析得到，地層壓力、有效滲透率、表皮系數(shù)、井筒儲存系數(shù)和液體粘度對預(yù)測的曲線形態(tài)及產(chǎn)量影響較大。根據(jù)幾個主要參數(shù)特點，結(jié)合鉆井、測井和錄井等資料，分別試用了等值圖法、多元統(tǒng)計法和交繪圖版等方法。主要針對扶、楊油層和葡萄花油層分區(qū)塊建立了參數(shù)預(yù)測公式。口①地層壓力（Pi）預(yù)測口通過研究表明，一般情況下，大慶外圍區(qū)塊地層壓力隨深度的關(guān)系為：口P=AH+B口對于異常地層壓力區(qū)，從壓縮數(shù)定義出發(fā)，通過地層對地層微元體的形成壓力分析，推導(dǎo)出形成壓力的增量，所以地層壓力通式應(yīng)表示為：口Pi=P+AP口△P=E+FlnSX（屮（1-屮）SX）口式中，A、B、E、F是常數(shù)，H是油層中部深度，屮是孔隙度?？冖谟行B透率（e）預(yù)測口在研究過程中，我們試用了四種方法從中選出兩種較好的方法，來預(yù)測有效滲透率。口a.相對滲透率圖版法口根據(jù)有關(guān)專家實測的長垣兩測不同層位的相對滲透率曲線和相對滲透率定義，可得到不同層位的有效滲透率預(yù)測公式?？赽.地球物理測井方法口比較有代表性的Watt公式：口e=0.136屮口口4.4□/S□□2口口口⑷注□口S□□wirD=[1.145-1g（屮/VDDshD—0.25）]/3.288口如果缺少巖芯分析資料，可用上述公式預(yù)測?？冖郾砥は禂?shù)（S）的預(yù)測口目前，表皮系數(shù)除了用試油資料計算外，沒有看到確切預(yù)測公式或圖版。在研究中，發(fā)現(xiàn)表皮系數(shù)與地層厚度、鉆時、泥漿壓力與地層壓力之差相關(guān)性較好，通過回歸得到了不同層位的預(yù)測公式?？冖芫矁Υ嫦禂?shù)（C）的預(yù)測口根據(jù)井筒儲存系數(shù)的定義可知，它與產(chǎn)量成正比，與壓差成反比。我們選用了27層測試資料，在雙對數(shù)坐標(biāo)上，以產(chǎn)量與地層壓力之比為橫座標(biāo)，以井筒儲存系數(shù)為縱坐標(biāo)進行線性回歸，相關(guān)系數(shù)0.903,公式為：口lgc=0.7221g（Q/PDDi口）+1.989口我們可以利用該公式預(yù)測井筒儲存系數(shù)□⑤流體粘度的確定口流體粘度可以借用鄰井同層位同構(gòu)造的高壓物性資料。口把以上5項參數(shù)輸入試井軟件，便可較準(zhǔn)確地進行試井設(shè)計，如龍22井（見圖1）。口（3）跨隔測試技術(shù)口跨隔測試具有三個特點：一是試油層序可以靈活調(diào)整，依據(jù)地質(zhì)要求和井況條件，任意選層測試，為老井復(fù)查創(chuàng)造了條件；二是減少井筒儲存，提高了壓力恢復(fù)速度和錄取資料質(zhì)量；三是及時發(fā)現(xiàn)并驗證層間竄槽。口由于跨隔測試工藝技術(shù)在大慶廣泛應(yīng)用，測試水平不斷提高，封隔器最大跨距達(dá)190m，座封卡點小夾層1.6m,上卡點最淺529.2m，下卡點最深3878.84m?？??致密氣層測試技術(shù)口隨著勘探領(lǐng)域的拓展，致密儲層逐漸增加，找氣難度隨之增大，這就要求我們在致密儲層試氣工藝技術(shù)上有新突破。由于致密儲層具有井深（2700?4000m）、地層壓力高（30?45MPa）、溫度高（120?150C）、儲集類型多、自然產(chǎn)能低、氣水分布復(fù)雜等特點，原有的中、淺層測試工藝技術(shù)已不能適應(yīng)致密儲層試氣工藝的需要。為此，我們開展了致密氣層測試技術(shù)研究?！酰?） 射孔-測試聯(lián)作技術(shù)口射孔-測試聯(lián)作技術(shù)具有射孔、地層測試兩道工序一次完成、加快試油進度、防止井噴、獲取最佳地質(zhì)資料等諸多優(yōu)點。但由于國內(nèi)外減震器均不過關(guān)，壓力計易損壞，嚴(yán)重地制約著該工藝在生產(chǎn)中的應(yīng)用。因此，我們從壓力計損壞的機理入手，找出了造成壓力計損壞的主要原因是射孔彈起爆時產(chǎn)生的機械震動和壓力沖擊。研制成功了具有縱向減震、徑向減震和過壓保護三大功能的壓力計減震器，并設(shè)計了兩種適合不同井況的井下標(biāo)準(zhǔn)管柱?？诘谝环N是研制成功了開井后環(huán)空加壓起爆的測試聯(lián)作技術(shù)（見圖2）該工藝具有以下優(yōu)點：a、能實現(xiàn)較大的負(fù)壓值，對地層的回壓只是測試管柱內(nèi)所加的液墊壓力；口b、 射孔后即可進行流動測試，有利于解除地層污染；口c、 環(huán)空所加的壓力不作用在壓力計上，有利于保護井下壓力計，旁通傳壓管耐壓60.0MPa；d、起爆系統(tǒng)僅一個銷釘，剪切值變化范圍小，環(huán)空壓力一般可控制在10.0MPa以內(nèi)；口e、對井筒條件復(fù)雜有嚴(yán)重漏失的層，井口無法加壓時，可根據(jù)射孔井段深度選擇合適的銷釘，靠測試開井后的環(huán)空與油管壓力之差起爆射孔槍。這項技術(shù)已在金396、宋深2等井應(yīng)用7層，工藝均一次成功?？诘诙N是研制成功了環(huán)空加壓起爆后加深管柱，口 實現(xiàn)跨測試測試的聯(lián)作技術(shù)（見圖3）。該工藝的突出特點是有利于取準(zhǔn)致密儲層的壓力資料，并且不受已試層的限制。這項技術(shù)共應(yīng)用21井次，在芳深9井，侏羅系，井段3602.0?3737.6m，采用上述工藝方法測試，獲日產(chǎn)。0口口2口氣4.7區(qū)10口口4口皿口口3口，實測地層壓力38.96MPa，溫度142.2°C/3638m?？冢?） 地層測試工具進一步完善配套口針對MFE測試工具泄壓等問題，對測試工具及管柱進行了封隔器、支撐管柱等6項改造，提高了測試一次成功率。在生產(chǎn)實踐中，由于致密氣層測試技術(shù)的逐步完善，不斷創(chuàng)出了新水平。在芳深7井封隔器承受正向壓差41.7MPa；在宋深2井封隔器承受反向壓差42MPa；在宋深1井3834.2m測試一次成功?？诳诙?、壓后排液求產(chǎn)技術(shù)的進步為提高壓裂成功率和擴大地質(zhì)儲量提供了先進的手段口壓后排液求產(chǎn)技術(shù)是壓裂改造增產(chǎn)技術(shù)的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它不僅影響壓裂效果，而且影響資料錄取質(zhì)量制約試油速度。為此，我們在這方面做了大量的工作，收到了明顯的效果。口（一）低滲透油層壓后排液求產(chǎn)技術(shù)口根據(jù)大慶探區(qū)的地質(zhì)條件、井況和壓后地層流動規(guī)律，經(jīng)過多年的攻關(guān)，形成了適應(yīng)不同井層的壓后排液求產(chǎn)技術(shù)。口1?排液工藝口封隔器單卡單向閉式氣舉管柱工藝口這種工藝的特點是氣舉效率高，洗井時洗進液不倒灌，對油層沒有傷害?？诜飧羝麟p卡單向閉式氣舉管柱工藝口這種工藝主要解決多套油層組合的井，壓裂改造上部油層后，單排單求壓裂層產(chǎn)能?？诜飧羝鲉慰ǔ榧撑乓汗苤に嚳谶@種工藝的優(yōu)點是解決下部油層老井挖潛壓裂改造后的排液技術(shù)難題?？诜飧羝麟p卡抽汲排液管柱工藝口這種工藝采用長尾管和防砂卡封隔器組合的排液管柱，是老井挖潛和復(fù)雜井壓后排液的主要工藝。口2?油井壓后排液求產(chǎn)技術(shù)方法口壓裂井排液求產(chǎn)技術(shù)方法主要是根據(jù)壓后地層流動規(guī)律及產(chǎn)量變化情況，確定不同時期的工藝和工作制度，實現(xiàn)最優(yōu)的排液求產(chǎn)方法。該項技術(shù)成果現(xiàn)已形成技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)現(xiàn)場應(yīng)用不僅提高了資料的錄取質(zhì)量，而且提高了試油效率。以前平均每層壓后排液求產(chǎn)19.25天，該技術(shù)應(yīng)用后縮短到10.97天，平均每層減少8.28天，經(jīng)濟效益十分明顯?？?二)致密氣層壓后排液求產(chǎn)技術(shù)口經(jīng)過多年研究，形成了一套適應(yīng)致密氣層特點的壓后排液求產(chǎn)技術(shù)口1?氮氣助排技術(shù)口氮氣助排技術(shù)是由國外引進的，它從空氣中制取氮氣，靠三級壓縮達(dá)到高的注入壓力用以助排,利用該方法排液速度快，施工安全可靠。它的應(yīng)用范圍是氣層排液和氣層壓裂后不能自噴井或自噴能力弱井的排液?？??自噴排液方法口自噴排液是利用氣層自身能量進行自噴排液的一種方法。這種方法是以自噴條件為基礎(chǔ)，排液期間根據(jù)產(chǎn)氣量增大情況，采用地面較長時間關(guān)井，待井口壓力恢復(fù)到一定程度后，油管短時間開井放噴排液?？??壓后求產(chǎn)方法口氣層壓裂后因改造規(guī)模大、壓裂液注入多、排液時間長、地層壓力下降快，產(chǎn)量變化較大。我們依據(jù)致密儲層的特點確定了排液和求產(chǎn)階段的劃分原則：口排出的液體能定性說明地層產(chǎn)水否；口壓裂液的返排量不影響地層產(chǎn)氣時關(guān)井恢復(fù)壓力；口待地層壓力恢復(fù)到原始壓力的85%或井口壓力恢復(fù)小于0.15MPa/d時，再開井求產(chǎn)?？谌絷P(guān)井前期測得的產(chǎn)氣量小于8000mDD3D/d則不必關(guān)井恢復(fù)，這種方法在生產(chǎn)中應(yīng)用見到了理想的地質(zhì)效果。例如，汪：903井，J61、65號層，井段3037.0?2962.4m,壓后開、關(guān)井放噴排液37個周期，然后關(guān)井恢復(fù)壓力8天，井口壓力達(dá)到23.2MPa，再進入求產(chǎn)，產(chǎn)氣量達(dá)到了50518皿口口3口/d?！蹩谌①Y料綜合解釋技術(shù)的進步與發(fā)展，為科學(xué)評價儲層奠定了基礎(chǔ)自80年代采用地層測試以來，我們始終從生產(chǎn)實際出發(fā)，把最新的試井理論研究和計算機技術(shù)有機地結(jié)合起來。從多方面開發(fā)研究，取得了一系列的成果，使資料綜合解釋技術(shù)日趨成熟?？谠嚲浖拈_發(fā)，為資料解釋提供了先進的手段口在《DS2.0現(xiàn)代試井解釋軟件》和《GWT試氣資料處理軟件》基礎(chǔ)上，1997年開始在Windows95環(huán)境下開發(fā)試油測試綜合評價系統(tǒng)，力求在技術(shù)水平上跟上國際先進試井軟件發(fā)展的步伐，建立一個開放的試井平臺。該軟件的四大功能，即試井設(shè)計、試井分析、節(jié)點分析和產(chǎn)能試井，現(xiàn)已完成了大部分的研究工作，取得了階段性的成果?？谝圆环€(wěn)定試井理論為基礎(chǔ)，建立油、氣井產(chǎn)量計算方法口1?氣井不穩(wěn)定產(chǎn)量計算方法口以往的氣井產(chǎn)能確定是通過四個不同工作制度條件下的試氣資料求取氣井二項式方程和指數(shù)式方程進行的。但對低滲透氣井，其產(chǎn)量隨時間變化而變化，不易測得穩(wěn)定的產(chǎn)量，為此，近幾年開展了氣井產(chǎn)能評價方法的研究。口對于氣井，定井底流壓條件，應(yīng)用Bessel函數(shù)和Laplace變換，可得到下式：口口0口丁滅一=—SX(2Dm^TX—□口0口2「□口0DSX)=SX(F(uF)□1口(F(uF))u{口口0口(F(uF))+sF(uF)口口1口(F(uF))}SX)口對于上面方程進行Laplace數(shù)值反演和反復(fù)迭代等變換，就可以得出不穩(wěn)定氣井IPR曲線，根據(jù)此理論，編制了軟件，適用于均質(zhì)、雙孔、雙滲等多種油藏。用試井資料解釋出的地層參數(shù)代入相關(guān)方程，便可得出不穩(wěn)定IPR曲線。該方法不僅可以節(jié)省試氣時間，而且可以為評價儲層提供更多的參數(shù)。□升深2井，登庫組，井段2904.0?2571.0m,共20個小層，1995年8月進行系統(tǒng)試氣，這是目前大慶探區(qū)深層自然產(chǎn)能最高的一口井，然而，該層的二項式曲線反向，無法求得絕對無阻流量，經(jīng)分析認(rèn)為主要是層間干擾造成的。用試井軟件解釋認(rèn)為，儲層為均質(zhì)氣藏，S=45. 61,D=1.95eDD-6□（mDD3D/d）□□—1□，經(jīng)過計算，本層的絕對無阻流量為130萬mDD3D/doD升深2井在采油八廠開采過程中進行了系統(tǒng)試氣，并用指數(shù)式方程求取絕對無阻流量為112.1萬mDD3口/d?！??油井不穩(wěn)定產(chǎn)量計算方法口在試油階段，油井的產(chǎn)量是通過現(xiàn)場計量求取的。由于地層測試開井時間不同，其產(chǎn)量不同；常規(guī)試油由于其周期不同產(chǎn)量也不同，所以，只通過現(xiàn)場測取產(chǎn)量確定油井產(chǎn)能是不夠的。為此，我們通過把不穩(wěn)定試井理論與Standing和Vogel等方法相結(jié)合，建立了在飽和壓力以下油、氣兩相流動時不穩(wěn)定產(chǎn)量計算方法，可給出定流壓下產(chǎn)量隨時間變化曲線及不穩(wěn)定IPR曲線，并形成了計算機軟件。不論采用何種試油工藝、實測產(chǎn)量如何，只要能解釋出準(zhǔn)確的地層參數(shù)，代入軟件中即可求出IPR曲線，為準(zhǔn)確評價油層提供了科學(xué)依據(jù)。口樹1井，井段：1363.0?1379.0m,葡萄花1-4號層。抽油試采（連抽），日產(chǎn)油田18.19m口□3□降至11.0皿口口3口，解釋地層滲透率為0.1511呻口口3口，表皮系數(shù)為7.603，其理論產(chǎn)量與實際產(chǎn)量對比見下表，從表中可看出在求產(chǎn)350小時后其理論產(chǎn)量與實際產(chǎn)量非常吻合，平均相對誤差為0.1%。□□5H樹1井產(chǎn)量對比表口 BG（!BHDFG2,F6，2。11F時間（hr）381102062783503984224604704945185BHDG45”理論產(chǎn)量口（m□口3口衍）11口1211口5711口3211口2111口1311口0811口0611口0411口03 11口0110口995 BH5”實際產(chǎn)量口（m□口3口衍）18口1915口5515口8413口9011口2011口2610口0111口2911口46 10口4211口00