試井在低滲透油藏壓裂效果綜合評價中的應用

王為林，杜鵬偉，安宏亮，周 軍

（中國石油長慶油田分公司第七采油廠地質研究所，陜西西安 710200）

低滲透油（氣）藏壓裂效果分析是認識儲層地質特征和評價壓裂施工工藝的重要工作。試井資料是目前評價壓裂效果最有效的方法之一，業界已發表了有關理論方法及應用例子[1-8]，但很少見到發表有關鄂爾多斯盆地低滲透油田典型油藏區塊分析例子。本文以鄂爾多斯盆地的一個典型低滲透油田-HJ油田為例，進行有關研究工作。本文全面利用了HJ油田壓裂施工及試井資料，并結合油藏地質特征，對影響HJ油田油藏壓裂效果的主要因素進行分析，且根據試井解釋理論，運用壓裂前后試井資料對比分析試井曲線特征[5，6]及地層參數解釋結果，從試井曲線形態變化、表皮因子、裂縫長度、裂縫導流能力等對油藏加砂壓裂效果進行了評價[4，7，8]，為油藏壓裂優選層位、措施方案改進提供依據，本文成果可供有關現場工作參考應用。

1 低滲透油藏壓裂井試井模型

研究表明，在深度超過700 m的地層中，壓裂見效產生的大多是垂直裂縫。壓裂見效常見的是形成無限導流垂直裂縫和有限導流垂直裂縫（雙線性、三線性）。如果形成的是無限導流垂直裂縫，在雙對數曲線上，早期的線性流動階段，壓力及壓力導數是兩條斜率為1/2的平行直線，二者的縱坐標之差為0.301對數周期。在擬徑向流段，壓力導數曲線呈縱坐標值為0.5的直線（見圖 1）。

圖1 無限導流垂直裂縫典型圖版

而在低滲透地層中，壓裂見效多形成低滲透有限導流垂直裂縫（雙線性、三線性），在雙對數曲線上，早期裂縫線性流動階段，壓力及壓力導數是兩條斜率為1/2的平行直線，二者的縱坐標之差為0.301對數周期，而在裂縫雙線性響應階段，壓力及壓力導數是兩條斜率為1/4的平行直線，二者的縱坐標之差為0.602對數周期；在地層線性流響應階段，壓力及壓力導數是兩條斜率為1/4的平行直線，二者的縱坐標之差為0.602對數周期（見圖2）。

圖2 低滲透有限導流垂直裂縫（雙線性）典型圖版

如果壓裂形成裂縫，表明壓裂見效，利用不穩定試井壓力恢復曲線可以求解裂縫半長。裂縫半長越長，說明壓裂造縫效果越好。同時，還可求解裂縫滲透率和裂縫導流率，判斷裂縫流動（線性流動）后整個油氣藏的復合壓力響應（地層徑向流動和異常邊界）是否出現。

2 低滲透油藏壓裂效果評價方法

人工壓裂主要目的是力求消除污染和低滲透這兩方面的不利影響：在地層中壓開裂縫，解除油井周圍區域的污染，改善滲流條件，提高地層滲透率，從而提高油氣井產量。對低滲透井壓裂效果評價可以從表皮系數方面來考慮。根據壓裂是否解除污染來評價壓裂的效果，主要考慮表皮效應。衡量表皮效應的大小是表皮系數S，對于均質油藏中的一口井，S＞0表示污染，數值越大表明污染越嚴重；S=0表示未受污染；S＜0表示增產措施見效，數值越大表明增產措施的效果越好。

根據以上評價依據，利用試井資料評價低滲井壓裂措施效果，可以采用參數對比法。對于壓裂前后都進行過試井的壓裂井，利用不穩定試井壓力恢復曲線可以定性定量求解地層滲透率和表皮系數。通過壓裂前后兩值的對比及油氣產量的對比，可判斷壓裂效果。壓裂形成裂縫的情況下，可以求解裂縫半長。裂縫半長越長，說明壓裂造縫效果越好。

表1 Di395-52井壓裂前后解釋成果對比表

3 方法應用

3.1 油井基本情況

HJ油田Di395-52井為G73區塊油藏的一口采油井，2009年7月4日投產，完鉆海拔2 688 m，補心海拔1 477.25 m，水泥返深86.5 m，最大井斜20.1°，套補距5.8 m，套管壁厚7.72 mm，套管鋼級為J-55。射開井段長 81：2 641.0 m～2 645.0 m，厚度 4.0 m，長 81：2 647.0 m～2 651.0 m，厚度 4.0 m，油藏中深 2 649 m，地層孔隙度9.3%，油層段井徑0.124 m，原油黏度1.26 mPa·s，原油體積系數 1.50 m3/m3，原始地層壓力18.7 MPa，原始氣油比137.32 m3/t，綜合壓縮系數1.53×10-3MPa-1。

措施前以32 mm泵徑生產，平均日產液水平1.18 m3，平均日產油水平0.603 t，平均日產水水平0.45 m3，綜合含水37.43%。截至2015年6月28日，累計產液量4 378.84 m3，累計產油量3 229.09 t，累計產水量501.53 m3，綜合含水10.50%。

3.2 壓裂效果評價

2015年6月28日壓裂后以32 mm泵抽油生產，日產液水平上升為1.38 m3，日產油上升為1.01 t，平均日產水水平下降為0.15 m3，綜合含水率下降為11.10%，日增產能0.407 t。從生產數據來看，壓裂效果好，措施成功。

為更加科學全面評價本次措施效果，2015年8月20日對該井進行壓力恢復測試，歷時505 h，錄取到了合格的資料。把壓裂前后兩次的不穩定試井資料進行對比分析，解釋結果（見表1），曲線擬合良好（見圖3、圖 4）。

圖3 Di395-52井壓裂前雙對數擬合曲線

該井壓裂前后測試的雙對數擬合曲線，壓裂前的雙對數曲線是有井筒儲存和表皮效應影響的均質地層特征，而壓裂后的雙對數曲線則消除了井筒儲存和表皮效應，開口變大，說明地層滲透性變好。從表1可以看出，壓裂前后平均地層壓力基本保持在13.5 MPa左右；壓裂后儲層滲透率增加為58.76 mD；裂縫半長增加為115.01 m；導流率由15.78增加為10 368.35。由于壓裂后，油層裂縫重新開啟，長度增加，滲流能力大大增加，油井產能得以恢復，獲得了較好的經濟效益。

利用上述方法，對HJ油田低滲透油藏的3口井壓前壓后資料分別進行解釋，對比分析其解釋平均值，結果（見表 2）。

分析Di18-62、Di46-76、Di54-13三口井壓裂前后的雙對數曲線（見圖5～圖7），壓裂后曲線開口變大，末端上翹，表現出了明顯的裂縫線性流特征。這表示壓裂施工成功改變了井底附近地層流體的流動形式，減小了流動阻力，增加了油藏內流體流動能力。

圖4 Di395-52井壓裂后雙對數擬合曲線

圖5 Di18-62井壓裂前后雙對數擬合曲線

表2 三口井壓裂前后解釋成果對比表

圖6 Di46-76井壓裂前后雙對數擬合曲線

對于低滲透油藏，由于壓裂后人工裂縫改變了井底附近地層滲流場，減小了滲流阻力，所以壓裂后滲透率提高，表皮系數數值增大，導致油井產能增強，日產液量提高，提高了油田的經濟效益。另外，經過一段時間生產后，測試顯示地層壓力有一定幅度下降。

圖7 Di54-13井壓裂前后雙對數擬合曲線

4 結論

通過低滲透油藏四口井應用試井資料評價壓裂效果，結果表明，壓裂后試井雙對數曲線開口變大，末端上翹，表現出明顯的裂縫線性流特征，這一特征可以定性的了解壓裂施工效果。通過定量解釋，可以了解低滲透油藏油井壓裂后，表皮系數、導流率和導壓系數的變化情況，為日產液量變化提供預測依據。解釋結果變化表明，壓裂改變了地層滲流場，降低了井底附近流體流動阻力，提高了油井產能，可以使HJ油田的經濟效益得以提高。建議低滲透砂巖油藏推廣應用，以加強油藏動態監測，提高措施效率。