試井資料在某斷層識別中的作用

婁勝男

(大慶油田有限責任公司測試技術服務分公司 黑龍江 大慶 163000)

·經驗交流·

試井資料在某斷層識別中的作用

婁勝男

(大慶油田有限責任公司測試技術服務分公司 黑龍江 大慶 163000)

某開發區井震結合研究應用成果表明斷層更為破碎，新組合和核銷的斷層多為小斷層。由于一些小斷層突變不明顯，可能會被認為干擾，所以結合測試資料可以準確識別小斷層的存在；通過理論模型及計算公式可以計算出斷層與測試井的距離；通過試井曲線并結合地質沉積相態圖等靜態數據，可以懷疑斷層是否出現核銷斷層。試井資料在斷層識別中的作用可為修正斷層位置提供參考。

試井資料；斷層；鏡像原理

0 引 言

某開發區深化井震結合研究應用成果，指導斷層區精細挖潛，2008年完成了160 km2的高密度三維地震數據采集。與原認識相比，斷層走向和傾角變化不大，組合關系和延伸長度變化較大,斷層更為破碎，新組合和核銷的斷層多為小斷層。

然而，破碎的小斷層識別是地震資料精細構造解釋的難點之一，在油氣勘探和評價階段，由于小斷層對油層流體運動、地層能量傳導具有明顯的影響，勢必影響油井的開發效益和剩余油的分布。在油田開發及開發調整階段，小斷層的識別及其側向封堵性能的評價是剩余油富集區預測、油田開發調整方案部署和編制的重要依據和基礎資料。但是，受地震資料分辨能力的限制，有關小斷層識別的可靠性一直存在爭議，對油田開發效果和開發效益方面的影響也不能快速明顯顯現，使得地震資料在油田開發中應用的深度和廣度受到了一定的限制。利用壓力恢復或壓力試井資料分析油層邊界(可能是巖性變化，也有可能是封閉性斷層)已有相應的理論和方法，也是油田開發地質研究中常用的斷層識別方法之一，壓力試井解釋成果等開發動態資料與地震資料相結合，綜合應用各種小斷層解釋技術，取長補短，綜合識別油藏中的小斷層，評價斷層側向封堵性能，分析小斷層對油層流體運動的影響，總結、完善小斷層識別與評價技術。

1 試井資料輔助地震資料驗證小斷層的存在

根據地震勘探理論，當地層中存在斷層時，在經過處理的地震數據體(剖面)上地震反射同相軸存在錯斷、扭曲和膝折等地震響應特征，小斷層則更多地表現為同相軸振幅、相位的突變特征，但由于一些突變不明顯，可能會被認為干擾，所以小斷層的識別應該與試井資料相結合，才能準確識別小斷層的存在。

測試井的外邊界如果出現不滲透邊界(斷層或巖性尖滅)，那么我們就可以用“鏡像原理”[1]來解釋， “鏡像原理”就是如果在一條密封斷層BB附近有一口油井A1以產量q生產，由此所形成的壓力變化，等價于不存在此斷層BB時，該井A1與另一口井A2所造成的壓力變化的疊加，而井A2在與A1對于斷層BB成軸對稱的位置上，且A2的產量恰與A1完全一樣。就好像這斷層是一面鏡子，A2是A1的像一樣，如圖1所示。我們稱A1為原像(Active Well),A2為鏡像(Image Well)。

圖1 鏡像原理(不滲透邊界)

如果出現不止一條不滲透邊界的話，即斷層形狀或數量更為復雜的情況下，則根據“鏡像原理”，像井數目將會更多，甚至多達無窮多口，雙對數曲線會表現出急速“上翹”，如圖2所示。半對數曲線呈現兩條直線段，他們的斜率之比為1∶2，如圖3所示。在不滲透邊界的影響到達井筒后(嚴格的說應為“在不滲透邊界對井底壓力的影響足夠大之后” )，井底壓降速度加快，因此，壓降和時間的雙對數曲線都變陡[2]，即出現“上翹”現象。

圖2 不滲透邊界診斷曲線

圖3 特種識別曲線

例如，某-P25井是五礦五隊的一口螺桿泵井，1997年投產，有效厚度13 m，原始地層壓力11.29 MPa。2006年至2009年的試井資料如圖4所示。從圖4可以看出，曲線形態后期表現上翹，說明遇到不滲透邊界；駝峰依次升高，表明井筒附近污染程度越來越嚴重；續流段依次變長，說明隨著油井的開發，地層條件變差。

表1為某-P25井歷年試井參數對比情況。從表1可以定量地看出，井筒污染變嚴重，地層條件變差，結合該井主產液層的地質沉積相態圖，發現周圍并沒有出現巖性尖滅現象，我們懷疑該井附近存在斷層。結合井震資料，驗證我們的猜測，該井周圍存在斷層(黑色實線)，如圖5所示。

圖4 某-P25 井歷年試井資料(2006.9.21-2009.9.2)

時間表皮系數井筒儲集系數有效滲透率流動系數2006.9.21-3.440.13230.40950.27942009.9.2-2.130.56160.00820.0690

圖5 某-P25井井位圖

某-P25井2012年9月至2013年5月的試井曲線如圖6所示。從圖6可以看出，曲線后期出現異常上翹，到2013年5月曲線上翹并且接近閉合。根據“鏡像原理”我們可以懷疑存在多條斷層共同作用的結果，通過地質井震結合，驗證了我們的猜想。如圖7所示，某-P25井周邊出現新斷層(紅色、藍色代表新斷層的上、下盤)。

圖6 某-P25 井歷年試井資料(2012.9.3-2013.5.14)

圖7 某-P25井新井位圖

2 試井資料判斷斷層的位置

為了提高油藏地質特征認知水平，為油田開發調整及調整井網部署提供重要參考依據，除了了解到井周圍有斷層發育，還必須要準確判斷斷層的位置，通過試井曲線分析，并結合地質沉積相態圖，如上文所述，首先判斷出周圍有斷層發育，再利用數學模型及公式計算出探測半徑、影響半徑等參數，為地質人員修正斷層位置提供參考。

某-P30井是2004年11月投產的一口抽油機井，該井在2011年的一次試井中，后期表現出上翹趨勢，說明周圍有不滲透邊界，如圖8所示。如果測試井附近有不滲透邊界(如密封斷層)，而且曲線呈現明顯的直線型不滲透邊界反應——出現兩條直線段，后一直線段與前一直線段的斜率之比是2∶1，則可用下式計算出測試井到不滲透邊界的距離：

(1)

式(1)中，d為井到不滲透邊界的距離，m；tx為壓降曲線兩條半對數直線段交點所對應的時間，h；K為滲透率，μm2；Φ為裂縫直徑，m；u為流體粘度，mPa·s；Ct為井筒儲集系數，m/MPa；

圖8 某-P30井試井曲線

現代試井解釋可用計算機直接計算出各項參數，如表2所示。計算出各項參數之后，計算機利用公式(1)計算出測試井到斷層的距離d，為地質人員修正斷層位置提供參考。

表2 某P30井試井曲線及各項參數

3 試井資料驗證核銷斷層

對于沒有明顯的斷層特征(巖層的連續性和完整性)，我們稱之為核銷斷層，也就是斷層在長期水流沖刷，沉積填埋后造成斷層不明顯。既然核銷斷層沒有明顯斷層特征，那么測試井曲線也不會表現出斷層的特征。

某-426井是某礦某隊的一口分層注水井，其井位圖如圖9所示。投產日期是1993年11月，開采層位是S11～S37，有效厚度9.0 m,油層中部深度986.1 m，原始飽和壓力10.2MPa。從圖9中可以看出，周圍有斷層發育，對該井注入示蹤劑發現[3]，在連通油井某427井及某-425井也發現有示蹤劑，說明周圍斷層已不具備封閉性。某426井注示蹤劑跟蹤情況見表3。

圖9 某-426井井位圖

注入井層段見示蹤劑井某426SI4+5(1)～SI4+5(3)某-425、某-427

結合該井試井資料來看，某-426井的四次試井中僅有一次試井曲線邊界出現上翹趨勢，其他都沒有出現邊界反應，并表現出均質無限大模型特征，出現徑向流，

懷疑該井周圍斷層核銷。

4 結 論

1)試井資料可以輔助地震資料驗證小斷層的存在，與井震結合，為精細油田描述提供理論依據。

2)試井資料可以計算出斷層與測試井的距離，為地質人員提供參考及修正斷層位置。

3)試井資料驗證核銷斷層，實現注采系統合理、層系清晰、井網獨立、井距優化、利于調整的目的，進一步改善水驅開發效果。

[1] 劉能強.實用現代試井解釋方法[M]．北京：石油工業出版社.2003:117-121.

[2] 翟云芳.滲流力學[M].石油工業出版社.2009:56-59.

[3] 郭海敏，戴家才，陳科貴.生產測井原理與資料解釋[M]．北京：石油工業出版社，2007：77-83.

廣 告 索 引

北京麥思泰克科技有限公司

(封二)

中信泰富特鋼集團

(插1)

瑞致

永興科技發展有限公司 (插2、3)

番禺珠江鋼管有限公司

(插4)

天津鋼管集團股份有限公司

(插5)

奧華電子

(插6)

中國石油西南油氣田公司安全環保與技術監督研究院

(插7)

中國石油天然氣管道科學研究院有限公司

(插8)

山東墨龍石油機械股份有限公司

(插9)

中國石油集團工程設計有限責任公司酸性油氣田材料與腐蝕控制中心

(插10)

德州大陸架石油工程技術有限公司

(插11)

中國石油渤海裝備巨龍鋼管公司

(插12)

天擎科技

(插13)

天津市聯眾鋼管有限公司

(插14)

北京華脈世紀石油科技有限公司

(插15)

忠世高新材料股份有限公司

(插16)

西南油氣田物資公司石油專用管材檢測公司

(插17)

西安瑞杰實業

(插18)

西安泰銳精密機械科技有限公司

(插19)

石油管材標準、圖書、文集及期刊的征訂

(插20、封三)

石油管及裝備材料國際會議(TEC 2017)通知

(封四)

The results of a development zone combined with seismic application show that the fault is more broken, with the new combined and verified faults being small faults. As some small faults may be considered as interference without obvious mutation, the accurate identification of small fault layer should be combined with the test data. The distance between the fault and the test well can be calculated through theoretical model and the calculation formula. Whether there is a fault can be judged through well test curve and geological deposition phase diagram and other static data. The application of test data in fault identification can provide reference for correction of the fault location.

test data; fault; mirror image principle

婁勝男，女， 1988年生，工程師，2010年畢業于東北石油大學資源勘查工程專業，目前在大慶油田測試技術服務分公司監測信息解釋評價中心工作。E-mail:6030404@qq.com

P631.8+1

A

2096-0077(2017)02-0084-03

10.19459/j.cnki.61-1500/te.2017.02.020

LOU Shengnan(LoggingandTestingServicesCompany,DaqingOilfieldCo.Ltd.,Daqing,Heilongjiang163153,China)

2016-05-23 編輯：姜 婷)

Application of Test Data in the Identification of a Fault