氣藏型儲氣庫注氣期試井分析探討

劉曉旭，周 源，王 霞，羅 鑫，周道勇

(中國石油西南油氣田分公司，四川 成都 610041)

0 引 言

氣藏型儲氣庫由于自身獨特的天然優勢，在儲氣庫中所占比例達到了76.70%[1]，中國地下儲氣庫也以氣藏型儲氣庫為主[2]。由于氣藏型儲氣庫采氣期時間較短(通常為3～4個月)，采氣安排緊湊、強度大，通常沒有足夠的時間進行測試，而注氣期時間相對較長(通常為7～8個月)，注氣強度小，具備井下測試作業的條件[3-5]。因此，為掌握儲氣庫注采過程中的儲層物性與滲流能力的變化，在注氣期開展試井測試是不可或缺的技術手段。鑒于目前針對儲氣庫注氣期試井的研究在國內外尚屬空白[6-11]，基于相國寺儲氣庫注氣期井下連續油管試井測試及采氣期試井測試結果，開展了儲氣庫注采過程中滲流特征及其影響因素的分析[12-18]。

1 相國寺儲氣庫簡況

相國寺儲氣庫是中國西南地區第1座地下儲氣庫，由相國寺石炭系氣藏枯竭后改建。儲氣庫設計庫容為42.6×108m3，其中，墊底氣量為19.8×108m3，工作氣量為22.8×108m3，運行壓力為13.2～28.0 MPa。相國寺儲氣庫自2010年2月開展先導性試驗，2013年6月底注氣并投入運營，目前共有注采井13口，監測井6口(其中1口監測井兼具采氣功能)。

2 儲氣庫注氣期影響因素及試井特征分析

儲氣庫注氣期，氣體在壓差作用下經井筒從井底流向儲層，儲層壓力升高，是采氣期的逆過程。與儲氣庫采氣期相比，儲氣庫注氣期最主要特征表現為溫降效應、變表皮效應以及儲層應力敏感，在試井特征曲線上也存在較大的差別。

XC7井是位于相國寺儲氣庫中北部的一口定向注采井，鉆遇儲層長度為35 m。該井在2013年10月開展了注汽測試，采用井下連續油管技術在注氣末期開展了停注壓力降落試井，2014年12月，采用鋼絲下壓力計技術，開展了采氣期內的關井壓力恢復試井。以XC7井注氣期內的關井壓力降落試井為例，闡述儲氣庫注氣過程中產生的溫降效應、變表皮效應以及儲層應力敏感效應，并剖析這些因素在試井雙對數曲線上的響應特征。

2.1 注氣溫降效應

圖1 XC7井溫降效應下的試井雙對數曲線Fig.1 The double logarithmic curve of welltest of Well XC7 under temperature drop effect

2.2 變表皮效應

儲氣庫注氣過程中，尤其是注氣初期，由于地面管線內的各種雜質(泥土、鐵銹等)混合增壓機組潤滑油、緩蝕劑等隨氣流一起帶入井底，造成井筒與儲層堵塞。而在采氣過程中，這些污染物會隨著氣流帶出井底，減輕對儲層的污染，表皮系數減小。因此，在儲氣庫注采運行過程中，井底表皮系數是動態變化的，這種表皮系數變化定義為變表皮效應。圖2為不同表皮系數下試井雙對數曲線(圖中S為儲氣庫注采井的表皮系數)。由圖2可知，不同表皮系數下的無因次壓力、無因次壓力導數雙對數曲線差異較大，主要表現為隨表皮系數減小，無因次壓力曲線整體下移，無因次壓力導數曲線的過渡流段下移，而對無因次壓力導數中的徑向流段影響較小。

圖2 XC7井不同表皮系數下的試井雙對數曲線Fig.2 The double logarithmic curve ofwell test of Well XC7 with different skin coefficients

2.3 儲層應力敏感

在注氣期，由于地層壓力升高，閉合的微裂縫重新開啟，孔隙及喉道半徑變大，在一定程度上會提高儲層滲透率；反之，在采氣期，由于地層壓力下降速度較快，微裂縫會發生一定程度的閉合，孔隙及喉道半徑變小而造成儲層滲透率下降。在儲氣庫反復注采過程中，由于注采強度大，壓力變化幅度也較大，儲層的滲流能力勢必會受到應力敏感的影響。

圖3為不同儲層滲透率下的雙對數曲線(圖中K為儲層滲透率，mD)。儲層滲透率在雙對數曲線上主要表現為隨滲透率的增大，雙對數曲線基本呈平行下移。

圖3 XC7井不同儲層滲透率下的試井雙對數曲線Fig.3 The double logarithmic curve of Welltest of Well XC7 with different reservoir permeability

綜上所述，表皮系數與滲透率的影響機理不同，二者在試井曲線上的響應特征不同，表皮系數主要影響壓力導數曲線的過渡流段，而滲透率主要影響徑向流段。由于儲氣庫同時存在變表皮效應與儲層應力敏感，對同一口注采井而言，在不同注采周期開展測試得到的試井曲線特征與儲層參數勢必存在較大的差異。

3 應用與分析

3.1 在同一運行周期下，注氣期與采氣期滲流特征大致相同

XC3井位于相國寺儲氣庫中部，是一口水平段長度為200 m的水平注采井。2014年9月，該井在注氣過程中開展了停注關井壓力降落試井后，通過地面流程倒換完成了采氣關井壓力恢復試井。圖4為XC3井注氣期關井壓力降落試井與采氣期關井壓力恢復試井雙對數曲線疊加圖。表1為2次試井解釋結果對比。

圖4 XC3井注氣期關井壓力降落試井與采氣期關井壓力恢復試井雙對數曲線疊加圖Fig.4 The superposition plot of doublelogarithmic curves of well test with shut-in pressuredrop in injection period and well test with shut-inpressure recovery in production period of Well XC3

表1 XC3井試井解釋參數對比Table 1 The comparison of well testinterpretation parameters of Well XC3

對比2次試井曲線特征與解釋參數可知，無論是注氣期還是采氣期，由于2次試井測試時間相近，試井曲線特征基本相同，試井解釋得到的儲層滲透率、表皮系數與探測半徑等參數也基本接近。這表明與采氣試井測試相比，利用注氣期進行試井測試得到的儲層參數具有同樣的參考價值。

3.2 不同注采運行周期下，注氣期與采氣期試井曲線特征與解釋結果差異較大

圖5為XC7井在2013年9月注氣期關井壓力降落試井與2014年12月采氣期關井壓力恢復試井雙對數曲線疊加圖。表2為2次試井解釋結果對比。

圖5 XC7井注氣期關井壓力降落試井與采氣期關井壓力恢復試井雙對數曲線疊加圖Fig.5 The superposition plot of double logarithmiccurves of well test with shut-in pressuredrop in injection period and well test withshut-in pressure recovery in production period of Well XC7

由圖5可知，由于2次測試條件不同，各影響因素發生了變化，2次試井雙對數曲線特征差異較大，解釋結果也存在較大的差異。由表2解釋結果可以得到如下結論。

(1) 2014年采氣期試井解釋滲透率明顯高于注氣期測試解釋滲透率。這是由于2013年注氣期關井壓力降落試井處于第1注氣周期，地層壓力較低，儲層中部分裂縫仍處于閉合狀態，氣藏開發過程中的應力敏感的影響較大。2014年12月采氣期測試時地層壓力較高，部分裂縫重新張開，儲層滲透率有一定程度的恢復。

(2) 2014年注氣期表皮系數明顯高于2013年采氣期表皮系數。這說明注氣過程加重了井底污染，而采氣過程能帶出部分污染物，在一定程度上緩解了井底污染。

4 結論及建議

(1) 氣藏開發中的試井分析方法同樣適用于儲氣庫注氣過程，與采氣期測試相比，注氣期試井分析結果具有同樣的參考意義。

(2) 儲氣庫注氣過程中的溫降效應在試井雙對數曲線上的響應不明顯，對試井解釋結果的影響可基本忽略不計。

(3)由于變表皮效應與儲層應力敏感的影響，儲氣庫不同注采運行周期內試井曲線特征與解釋結果差異較大。

(4) 儲氣庫注氣時應確保地面管線內無雜質，并防止潤滑油與絲扣油帶入井底污染地層，定期清洗井筒內污染物來提高儲氣庫調峰采氣能力。

(5) 在編制儲氣庫注采運行方案時，應充分考慮變表皮效應與儲層應力敏感的影響，通過在不同運行周期內開展試井測試來準確掌握儲氣庫注采能力。