低滲透油藏試井技術及其應用

孫婉瑩，黃英劍，張宏，全昊川，翟興昌

(1.中國石油測井有限公司長慶分公司，陜西 西安 745100；2.西安長立油氣工程技術服務有限公司，陜西 西安 710061；3.中國石油測井有限公司長慶分公司生產測井第二項目部，甘肅 慶陽 745000)

0 引言

為加強油田挖掘實踐中使用成效，可利用行之有效的方法，全方位解析與探究低滲透油藏試井技術。因此，本文闡述了長慶碳酸鹽三疊系油藏存儲層特性及其滲流特點，詳細介紹了試井技術的適應性。

1 低滲透油藏儲層特點及滲流特性

1.1 儲層的地質特性

不同地區的儲層地質特質不同，導致測試難度也不一樣，這就使得測錄法難以全面覆蓋所有區域，而且還存在著一定程度上的誤差問題，所以如何選擇適合當地條件的測錄井方案顯得尤為重要。在儲層過程中，沉淀物的成熟度和孔隙結構決定了流體性質的差異。研究表明，油層滲透率越高，則沉積時間越長，沉淀物越成熟。另外，沉積環境會影響巖石物理力學性質，進而影響滲流性能[1]。

1.2 儲層的滲流特性分析

通過詳細概括儲層的滲流特質，可以將油層的滲流特質歸納為“彈性”特征：即具有較強的變形能力，且能隨外界因素變化而迅速改變自身形狀和體積大小。第一，關于儲層的滲流特點，國內外學者做了許多理論分析與數值模擬研究，發現多孔介質中流體流動時，由于孔喉半徑減小，壓力降低，引起液體表面阻力增加，從而使氣體從一個孔流向另一個孔內。當壓力較小時，固體顆粒不易被壓入孔洞；當壓力過大時，容易發生膨脹現象，堵塞孔道，造成氣阻增大甚至出現破裂，嚴重時會危及整個裝置的安全運行。第二，根據實驗結果可知，無論是單井還是聯合井均可采用低滲透油藏作為開發目標。第三，對于地層復雜或有裂縫、溶洞等特殊情況的油田來說，為了達到更好的注采比效果，往往需要進行二次注排水措施來改善地下水動力場分布狀態，提高注水效率。因此，對于低滲油氣藏而言，要想實現高效注采設計，必須對井下注入水水質以及水驅油機理做出合理評估。注水程序要分三步走，即超前注水、中間放水及回灌階段，最后才是最終出水階段。儲層滲流特征的第二個特點是因其低滲儲能的特質，通常認為它只占全部產油量的10%左右，但實際生產過程中該指標可能高達20%以上。因此，針對高滲區，應考慮利用非飽和蒸汽驅技術。最后，對于油田工藝來說，為了避免在開采過程里發生油氣分離的現象，要選擇密封套管進行油田開采。

2 低滲透油藏非達西流試井分析方法

2.1 滲流機理

可以用低滲油氣藏中流體基本滲流定律，想要使地層流體運動時保持不間斷流動的狀態，需要高于地面一定的壓力梯度，這就是低滲油氣藏的特殊滲流原理。

2.2 典型曲線

接近不滲透區域假象是低滲油汽試井技術曲線最通常的表現。依據該模式可得出，建立動邊界影響的低速非達西流試井模式。

3 低滲透油藏試井技術應用分析

3.1 液面恢復測試

液面恢復測試使閉井后采用的測試技術，利用氣聲彈來測定液體表面與油套空隙高程，進一步測算出油層壓力變化值，從而達到確定原油流動方向的目的，這將有助于指導油井優化設計，減少采油成本。液面恢復測試的優點是測量工序簡單，可以一次性完成所有操作，但缺點是其準確性較低，且不能同時反映出油水井內部流體狀況[2]。缺點二是當油面液體回升到井口標準高度時，油井的密封度會產生偏差。液面恢復測試方法與延長組實驗不適配。

3.2 環空測試

環空測試工藝的工作原理是用鋼絲從偏心孔把壓力計穿入油套環形空間，這樣的話下入油層中部才能開展測試。按照這樣的方式，測試所獲得的信息通過試井技術可得到兩個結果，分別是壓力和底層參數。但是同時也形成兩個問題。第一個對井筒的適用環境有著很強的要求，要求使用在不超過20°斜度的油井中。但是，該技術的使用率被叢式井在延長組油田開發中推廣運用所限制；二是因為延長組原油蠟量比其他組更高，造成嚴重的油套環形空間的結蠟、垢狀況，容易導致堵塞住起下壓力計時，發生嚴重的生產安全事故[2]。

3.3 電纜直讀電子壓力計測試

利用電纜直讀來測底氣壓，這一工藝原理讓電纜深入到地下，進行壓力的傳導，通過人工閱讀壓力值，測定相關的地壓，雖然這種方式計算準確，不過投入過高，推廣起來具有一定的難度。

3.4 起泵測試技術

技術關鍵地方在于，油井運行三個月以后才能采用這一技術，在閉井階段必須穩定采用這個技術。在初級階段，這項技術不容易得到穩定壓力去恢復數據。這一技術對于地下壓力的檢測十分準確，有很高的開發成本，但也有安裝的相應范圍和應用方案。同時，在應用起泵測試技術里，需要作業人員深入到地下，去進行壓力計的安裝，所以具備安裝困難。在技術實施中，可以包括入井安裝壓力計、獲取穩產壓力，并且這些數值的獲取會貫穿全程，是穩定度很高的壓力測試技術。

3.5 尾管測試技術

這個技術應用范圍廣泛，能對生產全過程予以壓力跟蹤，在油井開采初期，將壓力設置于油管底部。壓力計會流動到油體內，并進行置換。除了對壓力計本身要求很高以外，涉及到外部的技術工藝都很簡單。油井進行正常作業以后，可以隨時取出壓力計，讀取數據，進行解析和統計，該壓力計能夠測試各個階段的相關數據，通過相關數據的解析和統計，來測試相關數據，發現油井的狀態安全度，包括地層壓力和參數等，通過相關數據的分析和安排，能發現油井的運行狀態是否安全，最終對未來油井的開采產生深遠的影響。

4 低滲透油藏試井技術實際應用

4.1 實例概況

本案例選自長慶油田盤古梁采油三廠，使用的數據涵蓋年限為自2007年至今。下面是相關概述：該油田開發的空隙度12.32%，油層4.0 m，石油黏度達2.12 mPa·s，井筒的平均半徑為 0.1 m。

若該油田處在低速非達西流模式，通過自動擬合后得出結論：井筒儲存系數2.035 m/MPa，表皮因子－3.789，原始地層壓14.184 MPa，有效滲透度為29 mD，啟動壓力梯度0.003 MPa/m。

4.2 裂縫低滲透復合油藏試井分析方法

4.2.1 典型曲線

由于該地途昂巖層特質較強，并且區域特質明晰，所以巖層特質強烈。在流體參數和土壤介質方面的特質明晰，所以油層表面或者液體方面會有阻力，井底存在裂縫，壓力恢復曲線會有單線性流和雙線性流動特質。這個特質，專家表示可以采用裂縫無限導流和有限導流模式，附加說明后來得到裂縫的數據，結論異常可靠[3]。

4.2.2 應用實例

靖安油田的于5521井、柳9341井的導數曲線能清晰地展示由徑向油藏模型獲得的地層壓力和流量比表皮參數的裂縫特性，并獲得裂縫的半長。

4.2.3 具有井簡存儲和表面效果的試井分析

結果表明，近井地帶特點與油藏開發特點之間形成了差別，主要表現在滲透率和近井的特征方面存在較大差異。因為鉆井泥漿在油層巖石射孔和地層壓實三個步驟當中，受到多重壓力作用和酸化導致地層壓力狀況的相互影響，這種影響將表現為遠井的滲透度遠小于井壁周圍空隙的滲透度，也就表明了近井地帶和油藏開發二者形成差別性特點。

巖層結構無最佳通透性，所以會出現以上結論中表現的低滲透特點，油井底部的流速問題會造成巖層問題。豎井的過程對油井水造成擠壓，所以油體流動很快，時間變長，最終導致低滲透度特質。在整體測試里，沒有發現徑向流段和邊界問題，所以測試完成，導致整體的近井地帶和油藏特質發生差異化。

為了解釋和解決以上數據差異化，可以采用有限厚度表皮解釋辦法和有效半徑等方式來解釋不同的成因，通過毛細管檢測和井水工藝去改善油井藏儲效益的影響。

5 對應見解與提議

5.1 宏觀評價油藏能量分布狀況

5.1.1 更具針對性的注采調控措施

結合試井數據，通過動態調整注采方案，根據科學動態的平衡方案去對不同地區塊和層系壓力進行基礎分配，對高壓的區域采取減少灌水的方案，對低氣壓區域采取加大灌水量的方案，進一步檢測和探索新建產區的技術實施，讓宏觀控油儲量基本得到落實，在方案實施里，一共對低氣壓區域增加灌水132井次，并且灌水量達到1 603 m3，對高壓區控灌水61井次，且灌水量已達到473 m3。(1)盤古梁油田：對油藏邊部十幾個井組進行注水，在2007年4月，水量有了明顯的增長，相比過去上調了98 m3。當前，有15口井單日產油量增長情況達到了0.40 t。(2)五里灣油田：通過實施“地層能量平衡”策略，19口可對比井壓從原來的11.77 MPa降至11.75 MPa，且壓力保持程度也已達到96.3%，水驅動程度已達64.3%。(3)盤古梁油田侏羅系：注采調整工作表現出的結果較為優異，采用低滲透油藏試井技術對巖層能力逐步進行了補償。2006年ZJ4新區的平均地層壓力僅為4.49 MPa，地層能量水平約為41.3%；而2007年，地層壓力升至4.06 MPa，地層能量水平也達到了46.5%。數據指標顯示，巖層的壓力提升中，地層儲油能量明顯提升5.2%。

5.1.2 合理調控生產壓差

合理調控生產壓力差能夠有效提升取得實效度高、流壓大的主向油井的采水強度；可對見效深度較小、水流壓低的側向油進行提液生產。通過這一策略，2007年采油三廠116個井研眼的對比數據中可以發現，地層水壓從11.69 MPa提高至12.03 MPa。

5.2 精細評價近井地帶滲流狀況

5.2.1 裂縫導流占主導

油田在壓力和倒數雙對曲線上最易反映出垂直裂縫的難題，并且早期井筒集中沒有駝峰現象，表明油井的污染問題得到了良好的解決方案。每個裂隙的半長集中分布在50～150 m，而井內的裂縫分布則在200～300 m范圍中間，說明整體的壓力很大，裂縫的延伸也非常長。整體的裂縫水平線也得到十分寬廣。

5.2.2 油井的特低滲透與地層非均質性

有些油井導數的曲線尾部出現上翹的情況，這主要是由于兩方面的原因：一是油井的特低滲透形成了低速非達西流；二是由于地層非均質構特征較突出，即使油井地勢較低，高滲區域也能讓壓力快速回升，從而解決問題。

5.2.3 均質地層供液力明顯不足

部分井改變了線性滲透的情況主要是由于地層產油嚴重不足，均質巖層產量減少導致，通過人造裂縫導流可實現壓力減弱，甚至達到裂縫封閉的效果。均質巖層開始減少，需要注意地層供液力的情況。

5.2.4 部分油藏特低滲特征

部分油井還顯示，油井的特低滲透，產生了低速非達西流。主要表現為土壤巖層的通透性變差，井底續流時限延長。比如吳旗元48井區，就是此類情況。

5.3 優選措施井及措施方法

5.3.1 利用試井特征曲線Sf選井

每年只有大概1/4的油井在選井措施中實施過壓力恢復測試，另外3/4則通過了氣壓控制系統評估。

5.3.2 利用特征曲線評價單井效果

(1)壓裂：靖安油田盤59-27井，通過前導數曲線可清晰辨別出復合油藏特點以及裂縫特點的線性流完成實現較早的情況，解釋裂隙特性半長僅18 m，滲透率為0.19 mD，井底完善程度系數最高可達5.37。通過分析得知，該井低產的原因多是由于裂縫導流能力變差引起的，通過實行壓裂保護措施，已實現日增油8 t。

(2)酸化：盤舌梁油田馮5060井于2007年上半年壓力恢復測試時，據調查，顯示表皮系值S=9.2，呈現顯著上升趨勢。采用酸化技術后，產能迅速增加，日產液增加到了18.6 m3，日增原油6.2 t。

(3)措施評價：通過試井檢測得知，該井能量較低，土壤地層向裂隙供液的能力不達標，酸化可以消除對近井地帶的污染，因此需要再增加注水，對土壤巖層進行補償。

6 結語

總而言之，長慶特低滲油田試井原料解析模塊經過了均質、裂縫及其復合油藏為關鍵點，地層滲流規則變化莫測，注采調節困難程序非常大。急需針對注采措施持續做出調節變動，方才可完成油井有效開采。因此，要想經濟高效開采油田，則從動態監控視角，篩選不相同試井技術，獲取大量材料實施試井解析。尤其針對策略挖潛井勢必整合油田地質特性、開采變動形態、地層壓力水準維持、污染水準、地層滲流特點等實施全方位研判，最終執行的策略方才能形成高收益。最終借助水井壓力降低測量技術逐步完成解析注水層是否發生大孔道。基于此，可按照注采均衡原則產生堵水調剖策略與執行高效評估。