修正等時試井資料解釋改進方法對比

馬 旭，常 森，王 濤，陸佳春，姜 楠

1中國石油長慶油田分公司第五采氣廠2中國石油長慶油田分公司第一采氣廠3中國石油長慶油田分公司蘇里格氣田開發分公司4中國石油青海油田采油四廠

0 引言

蘇里格氣田為我國陸上最大氣田，發育大型復合致密—低滲砂巖儲層，單井產量低，且伴有地層水產出，還有少量凝析油，D區塊積液井占比85.3%，平均液氣比0.79 m3/104m3，北部最高液氣比達到4.72 m3/104m3，且積液井比例逐年升高；該區氣井產能試井多選用修正等時試井測試方法，因壓裂液返排不徹底、單井產水等原因，常規資料處理方法得到的二項式產能曲線經常出現斜率為負值或者相關系數極低的情況，導致無法進行分析解釋［1-4］。

標準的產能試井需要生產相當長的時間才能達到穩定狀態［5］，1955年M.H.Cullender提出的等時試井測試方法要求每個產量開井生產時間相同且關井要求恢復到原始地層壓力水平，這對于低滲透氣層由于需要更長的時間因此在很多情況下是難以做到的；為縮短試井測試時間，1959年D.L.Katz和D.Cornell等人提出了修正等時試井，要求每一個產量開井生產時間相等、關井恢復壓力時間也相等。該方法相比標準的產能試井方法存在兩個問題［6］：一是每個制度流動未達到穩定狀態，用pwf代替穩定流壓；二是壓力未恢復到原始地層壓力，用pws代替pi。唐俊偉等［7］、張宗林等［8］提出了pwf的校正方法；2011年，馬強［9］提出了pws的校正方法；蔣裕強等［10］從理論上分析了井筒積液導致復壓資料異常的原因，唐海等［11］則提出了存在井底積液時試井資料的解釋方法。本文選取三種改進方法，通過實例論證得出適合蘇里格氣田D區低滲氣井的修正等時試井資料解釋方法，為現場準確評價單井產能提供依據。

1 穩定流壓改進法

常規修正等時試井資料整理方法在計算某個生產制度的生產壓差（壓力平方差、擬壓力差）時用每個制度最大不穩定關井壓力代替等時試井的穩定關井壓力，即假定每個生產制度的壓力降落僅取決于該制度的產量而與其前的生產狀態無關［12］。由于修正等時試井是在關井壓力未達到穩定時開始下一個制度，因此，理論上這種處理方法必然存在誤差。

借助雙對數擬合圖或壓力史模擬圖來實現關井壓力外推的方法受人為因素影響，而通過建立每一工作制度時壓力隨時間的變化規律，外推確定穩定的流壓則簡單，容易操作。

無限大氣藏中當氣井以穩定產量開井生產時，流壓與時間的變化可由公式（1）表示；而對于有限封閉氣藏，當流動時間較長時就不能用式（1）外推穩定流壓值；為解決該問題，通過近似變換［5］可得式（2），當流動時間t→∞時流壓將趨于α；通過pwf2與lg t之間的線性關系確定a、m，便得到了穩定流壓計算的改進方法。

式中：pwf—流壓，MPa；

a—MDH法半對數直線截距，MPa2；

m—MDH法半對數直線斜率。

2 關井壓力改進法

修正等時試井常規資料處理方法，是用每個工作制度下最高關井壓力pws代替原始地層壓力pi（pws1＝pi），由于關井壓力未達到穩定，生產壓差是近似計算，該誤差一般可以忽略；但對于低滲致密氣層則影響很大，精確計算需要已知與滲透率相關的疊加曲線斜率m，該值準確與否直接影響曲線形態和分析結果，但事實上m值很難準確獲得。

根據疊加原理，獲得每個工作制度的分析方程［8-11］，即：

式中：qg—氣井地面標準條件下的產量，104m3/d；

A—儲層中層流系數，無量綱；

B—儲層中湍流系數，無量綱。

由式（4）～式（6）可以看出，m項均為負值，所以計算的B值小于實際值；當B實際值比較小接近0時，有m項引起的誤差（負）導致B值減小變成負值就可能導致曲線反向，這便是低滲透氣井修正等時試井二項式產能方程指示曲線斜率為負、指數式方程n大于1產生的原因；也是無阻流量計算偏大的原因。另外產生曲線反向的原因還有：井底積液、近井地帶壓裂液浸泡、井底污染、層間干擾及地層滲流規律發生變化等原因。

由式（7）～式（8）可以看出，m項均為正值；所以計算的B值大于實際值，獲得的無阻流量偏小；m項引起的誤差相比式（3）～式（6）小很多，計算出的無阻流量更接近真實值，同時曲線反向問題得到了有效解決。

3 壓差取值改進法

在采用二項式產能方程進行分析時，需要的是實際的關井壓力和井底流壓，此時則有：

嚴格來說，每一個工作制度下井底積液高度存在差別，即式（11）中Ci在每一個測試點都是不同的；由于蘇里格氣田D區修正等時試井四開四關間隔大多為24 h，可以簡化為井底積液量不變也就是假定Ci為一常數C。

4 實例分析

4.1 SDAH2井

SDAH2井原始地層壓力22.84 MPa，為評價目的層水平井的生產能力，開展修正等時試井測試，其測試結果如表1所示。四開產水最高8.4 m3/d，延續生產階段平均產水2.27 m3/d。

表1 SDAH2井修正等時試井數據

按照常規資料處理方法繪制SDAH2井的產能曲線，得到一條斜率為負的曲線（見圖1a），結合該井每個工作制度產水量可知，異常原因是由該井產水或者存在井底積液造成的。采用三種改進方法對SDAH2井修正等時試井資料進行解釋，分別求取該井的二項式產能方程以及無阻流量，見表2及圖1b、圖1c、圖1d。

圖1 SDAH2井二項式產能曲線

三種改進方法都解決了該井常規處理方法二項式產能曲線斜率為負值的情況。從相關系數上看，Δp2改進法效果最好；pws改進法效果最差。

工作制度備注原方法 — — — 斜率為負，二項式產能方程相關系數無阻流量/（104 m3·d-1）未求取p wf改進法 Δp2＝0.7794q2+14.771q 0.7431 18.07相關系數較高p ws改進法 Δp2＝0.1218q2+22.849q 0.0156 20.57相關系數低Δp2改進法 Δp2＝1.8492q2+12.717q 0.9112 13.71相關系數最高無阻最低

4.2 SDBH2井

SDBH2井原始地層壓力23.9 MPa，修正等時試井測試結果如表3所示。該井是典型的高產水井，四開時產水最高為33.5 m3/d，延續生產階段平均產水量為13.3 m3/d。

表3 SDBH2井修正等時試井數據

采用常規資料處理方法及三種改進方法對SDBH2井修正等時試井資料進行解釋，分別求取該井的二項式產能方程以及無阻流量，見表4及圖2。

圖2 SDBH2井二項式產能曲線

表4 SDBH2井修正等時試井資料解釋方法對比

從相關系數上看，pws改進法和Δp2改進法效果最好；從無阻流量計算結果看，四種方法計算結果相差不大。

5 結論與認識

（1）理論上三種改進方法均能解決常規處理方法二項式產能曲線斜率為負的情況，縮小了修正等時試井因滲透性太低造成的誤差；但從實例論證上看，三種改進方法實際運用效果相差較大。

（2）當因地層原因（滲透性差、產水、污染等）導致個別制度下關井恢復壓力較低時，pws改進法運用效果并不理想；Δp2改進法、pwf改進法對于蘇里格氣田D區產水井或積液井修正等時試井資料解釋改進具有很好的應用效果。

（3）對蘇里格氣田D區產水井或積液井修正等時試井資料進行解釋時，不可盲目選擇一種改進方法，需考慮多種方法綜合應用。