臨興氣田二流量試井試驗(yàn)效果分析

孫澤寧 亓銀波 王易忠

第一作者簡(jiǎn)介：孫澤寧（1989-），男，碩士，工程師。研究方向?yàn)橹旅軞饩畨毫验_發(fā)。

DOI：10.19981/j.CN23-1581/G3.2024.15.016

摘? 要：氣井二流量試井在鄂爾多斯盆地其他致密砂巖氣田已廣泛使用，在長(zhǎng)慶氣田、延安氣田的應(yīng)用效果良好，尤其針對(duì)臨興氣田上產(chǎn)任務(wù)重、常規(guī)試井測(cè)試成本較高，不關(guān)井、測(cè)試時(shí)間短的優(yōu)勢(shì)具有廣闊的應(yīng)用前景。目前優(yōu)選3口不同類型的井，即高產(chǎn)壓裂井、高產(chǎn)射孔井、積液井，采用井口+井下壓力監(jiān)測(cè)工藝，1口壓恢+二流量、2口二流量。以井下壓恢驗(yàn)證井二流量試井解釋結(jié)果可靠性，以井下二流量試井驗(yàn)證井口二流量試井解釋可靠性。該次試驗(yàn)結(jié)果顯示，井口、井下測(cè)試誤差小于10%，測(cè)試周期縮短6 d。根據(jù)該次試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)不同類型井選擇預(yù)制適應(yīng)的試井工藝，達(dá)到測(cè)試綜合效益最大化。

關(guān)鍵詞：二流量試井；臨興氣田；地層參數(shù)；監(jiān)測(cè)工藝；試驗(yàn)效果

中圖分類號(hào)：TE344? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-2945（2024）15-0075-04

Abstract： The second flow test of gas well has been widely used in other tight sandstone gas fields in Ordos Basin， and the application effect is good in Changqing Gas Field and Yan'an Gas Field. Especially for the advantages of heavy production task， high cost of conventional well testing， no shut-in and short testing time in Linxing Gas Field， it has a broad application prospect. At present， three different types of wells are selected： high-yield fracturing wells， high-yield perforating wells and fluid accumulation wells. The wellhead + downhole pressure monitoring technology is adopted， one pressure recovery + two flow rate and two two flow rate. The reliability of two-flow well test interpretation results is verified by downhole pressure recovery test， and the reliability of wellhead two-flow well test interpretation is verified by downhole two-flow well test. The test results show that the test error of wellhead and downhole is less than 10%， and the test period is shortened by 6 days. According to the results of the test. The well testing technology suitable for prefabrication is selected for different types of wells to maximize the comprehensive benefit of testing.

Keywords： two-flow well testing; Linxing Gas Field; formation parameters; monitoring technology; test effect

臨興氣田為典型的“3低”致密砂巖氣藏，單井開采壽命較短，常規(guī)壓力測(cè)試測(cè)試成本較高、測(cè)試周期較長(zhǎng)，氣田上產(chǎn)任務(wù)重使得新測(cè)試工藝的實(shí)施勢(shì)在必行。通過大量的調(diào)研工作，目前致密氣二流量試井在同區(qū)域延安氣田、長(zhǎng)慶氣田廣泛使用，應(yīng)用效果良好。從滲流理論及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用2方面進(jìn)行分析，二流量試井在臨興氣田的試驗(yàn)勢(shì)在必行。本次通過選擇3類不同的井進(jìn)行試驗(yàn)，驗(yàn)證測(cè)試可靠性，形成適用于臨興氣田的二流量試井測(cè)試方法，推廣井口測(cè)壓，進(jìn)一步降低測(cè)試成本，提高氣田開發(fā)經(jīng)濟(jì)效益。

1? 二流量試井理論依據(jù)

根據(jù)滲流定律，當(dāng)一口生產(chǎn)井改變工作制度時(shí)，該井井底及周邊地層壓力發(fā)生變化，能夠反映出儲(chǔ)層特征、流體性質(zhì)及單井控制范圍，依據(jù)滲流理論，采用第一流量段大產(chǎn)量生產(chǎn)，第二流量段小產(chǎn)量生產(chǎn)，形成類似壓力恢復(fù)曲線的特征，再利用試井軟件進(jìn)行分析。

該理論假定致密砂巖氣井已恒定產(chǎn)量q1生產(chǎn)到tp時(shí)刻后，繼續(xù)以產(chǎn)量q2生產(chǎn)，第二流量小于第一流量（q2＜q1），應(yīng)用疊加原理，可以得到調(diào)整產(chǎn)量后某一時(shí)刻的井底壓力，即

式中：pwf為井底流壓，MPa；Pi為原始地層壓力，MPa；K為儲(chǔ)層滲透率，mD；h為產(chǎn)層厚度，m；q1為第一流量，104 m3/d；q2為第二流量，104 m3/d；B為天然氣體積系數(shù)；S為機(jī)械表皮系數(shù)，無量綱；μ為地層天然氣黏度，mPa·s；φ為地層有效孔隙度，%；Δt為第二流量持續(xù)時(shí)間，h。

2? 選井及現(xiàn)場(chǎng)試井方法

2.1? 選井及測(cè)試方案工藝

綜合考慮氣井各生產(chǎn)階段生產(chǎn)特征，針對(duì)單井計(jì)量的氣井，臨興氣田氣井大概分為3個(gè)類型，針對(duì)不同井測(cè)試方案及工藝如下所示。

2.1.1? 壓裂高產(chǎn)井

試氣產(chǎn)量超過5×104 m3/d，氣井生產(chǎn)中井筒無積液，氣井能量充足。

測(cè)試方案：流壓流溫梯+變產(chǎn)量+壓恢+靜壓靜溫梯度。

測(cè)試工藝：井口生產(chǎn)翼測(cè)壓+井下鋼絲懸掛工藝。

2.1.2? 射孔生產(chǎn)井

臨興氣田淺層氣射孔完井較多，該類井不產(chǎn)水，產(chǎn)量一般大于2×104 m3/d，氣井生產(chǎn)較穩(wěn)定。

測(cè)試方案：第一流量段流壓流溫梯+變產(chǎn)量+第二流量段流壓流溫梯。

測(cè)試工藝：井口生產(chǎn)翼測(cè)壓+井下鋼絲懸掛工藝。

2.1.3? 積液氣井

臨興氣田單井開采中后期井筒出現(xiàn)積液，產(chǎn)量大于2×104 m3/d，氣井生產(chǎn)較穩(wěn)定，第二流量段產(chǎn)量大于臨界攜液流量。

測(cè)試方案：第一流量段流壓流溫梯+變產(chǎn)量+第二流量段流壓流溫梯。

測(cè)試工藝：井口生產(chǎn)翼測(cè)壓+井下鋼絲懸掛工藝。

2.2? 施工設(shè)備工藝及作業(yè)流程

施工設(shè)備：鋼絲試井車及配套設(shè)備、高精度壓力計(jì)、旋進(jìn)旋渦流量計(jì)和井口管線保溫設(shè)備。臨興區(qū)塊實(shí)行單井計(jì)量，測(cè)試期間不需要三相分離器，測(cè)試成本大大縮減。

施工工藝：井口測(cè)壓+井下鋼絲存儲(chǔ)測(cè)壓。

現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)流程：①井況踏勘，了解井場(chǎng)生產(chǎn)狀況及周邊環(huán)境，便于安排測(cè)試施工；②到達(dá)井場(chǎng)后觀察該井生產(chǎn)狀況2～4 h，待生產(chǎn)狀況穩(wěn)定后，按照設(shè)計(jì)調(diào)整產(chǎn)量，當(dāng)氣井產(chǎn)能與設(shè)計(jì)差異較大時(shí)，可臨時(shí)調(diào)整測(cè)試產(chǎn)量，調(diào)整時(shí)需第一制度產(chǎn)量下井口油壓大于外輸管線壓力，第二制度產(chǎn)量下保證井口管線不出現(xiàn)凍堵現(xiàn)象，對(duì)于產(chǎn)水氣井，第二產(chǎn)量必須大于臨界攜液產(chǎn)量；③做好井口壓力計(jì)保溫工作，確保壓力計(jì)溫度在其正常工作范圍之內(nèi)；④第一流量調(diào)整第二流量時(shí)要迅速，目前臨興采用針閥進(jìn)行調(diào)整，操作時(shí)間約30 s，調(diào)整后5 h加密觀測(cè)油壓、套壓及產(chǎn)量、實(shí)時(shí)調(diào)整，確保產(chǎn)量波動(dòng)幅度不超過5%；⑤根據(jù)臨興氣田試驗(yàn)情況第二流量為第一流量的1/4～1/2最佳，可保證足夠的壓力恢復(fù)幅度，確保數(shù)據(jù)的可分析性；⑥根據(jù)目前試驗(yàn)結(jié)果，第一制度穩(wěn)產(chǎn)2～4 d即可調(diào)換制度，換制度前24 h產(chǎn)量波動(dòng)幅度不超過5%，其他時(shí)間產(chǎn)量波動(dòng)幅度不超過10%即可；⑦采用鋼絲懸掛工藝施工時(shí)，井下壓力計(jì)盡可能下至氣層中部，消除積液影響，保證壓力、溫度折算精度；⑧井口壓力計(jì)安裝在井口生產(chǎn)翼油壓表處，測(cè)試結(jié)束后依次拆卸井口、井下壓力計(jì)，回放數(shù)據(jù)。提交解釋人員即可。

3? 試驗(yàn)井測(cè)試結(jié)果

3.1? 作業(yè)概況

本次試驗(yàn)共3口井：LX-X井為壓裂高產(chǎn)井、LX-Y為射孔生產(chǎn)井、LX-Z為積液氣井。

LX-X井與LX-Y井測(cè)試成功，LX-Z井測(cè)試期間產(chǎn)量突降，無法進(jìn)行二流量測(cè)試，最后改測(cè)關(guān)井壓力恢復(fù)。試驗(yàn)井二流量生產(chǎn)制度見表1，試驗(yàn)井基礎(chǔ)參數(shù)見表2。

表1? 試驗(yàn)井二流量生產(chǎn)制度表

表2? 試驗(yàn)井基礎(chǔ)參數(shù)表

3.2? 二流量測(cè)試實(shí)測(cè)曲線分析

LX-X井與LX-Y井測(cè)試成功，二流量測(cè)試段井口測(cè)壓數(shù)據(jù)與井下測(cè)壓數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系很好。實(shí)測(cè)壓力曲線如圖1所示。

LX-X、LX-Y井口測(cè)壓數(shù)據(jù)與井下測(cè)壓數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系良好，數(shù)據(jù)一致性很高。LX-X井油管及油套環(huán)空連通，該井不積液，井口壓力計(jì)接在套壓表處；LX-Y井井下有封隔器，油管及油套環(huán)空不連通，井口壓力計(jì)安裝在油壓表處。

3.3? 井口折算曲線與井下曲線分析

利用實(shí)測(cè)梯度數(shù)據(jù)將井口數(shù)據(jù)按照生產(chǎn)制度分段折算至井下，折算壓力監(jiān)測(cè)曲線如圖2所示，以井下實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為依據(jù)，2口井井口折算井下壓力的誤差小于0.1 MPa，折算精度滿足要求。

3.4? 解釋結(jié)果對(duì)比

3.4.1? 井下關(guān)井壓力恢復(fù)與二流量測(cè)試分析結(jié)果對(duì)比

LX-X井采用井下關(guān)井壓力恢復(fù)驗(yàn)證二流量試井的測(cè)試精度，結(jié)果見表3。解釋結(jié)果表明二者試井解釋模型一致，主要地層參數(shù)誤差小于5%，二流量試井的解釋結(jié)果滿足要求。

3.4.2? 井口折算、井下二流量測(cè)試分析結(jié)果對(duì)比

基于LX-X的測(cè)試結(jié)果，LX-Y井測(cè)試只進(jìn)行二流量試井。對(duì)比2口井井口折算、井下二流量測(cè)試解釋精度，結(jié)果見表4。

LX-X、LX-Y井解釋結(jié)果表明二者試井解釋模型一致，對(duì)于不同井，二者雙對(duì)數(shù)曲線形態(tài)趨勢(shì)基本一致，末期曲線完全重合，對(duì)應(yīng)關(guān)系很好，都能完整反映出地層滲流特征，解釋成果參數(shù)幾乎無太大誤差，主要地層參數(shù)誤差小于10%。因此，井口二流量試井是可靠的。

2口井測(cè)試結(jié)果表明：對(duì)于高產(chǎn)壓裂井、射孔生產(chǎn)井，井口二流量測(cè)試結(jié)果精度滿足要求，對(duì)于此2類井，可用井口二流量測(cè)壓工藝代替井下二流量測(cè)壓工藝。

4? 結(jié)論

1）臨興氣田二流量試驗(yàn)結(jié)果表明：井下二流量試井與常規(guī)關(guān)井壓力恢復(fù)試井相比，解釋模型二者一致，各地層參數(shù)計(jì)算誤差小于5%，井下二流量試井可取代常規(guī)壓力恢復(fù)試井。

2）對(duì)于壓裂高產(chǎn)井、射孔生產(chǎn)井，井筒內(nèi)無積液或不產(chǎn)液的井，井口二流量試井與井下二流量試井相比，二者解釋模型一致，主要地層參數(shù)計(jì)算誤差小于10%，同一口井二者雙對(duì)數(shù)曲線形態(tài)基本一致，對(duì)應(yīng)關(guān)系良好。對(duì)此2類井，可用井口二流量試井代替井下二流量試井。

3）目前測(cè)試方案：本次試驗(yàn)二流量井口壓力折算誤差小于0.1 MPa，目前井口壓力折算采用流壓流溫梯度進(jìn)行約束，測(cè)試過程中必須錄取第一流量段及第二流量段的流壓流溫梯度資料，確保折算結(jié)果準(zhǔn)確；可減少工具在井下的停留時(shí)間，提高作業(yè)安全性，降低作業(yè)成本。

4）對(duì)于不同井，井口壓力計(jì)安裝位置至關(guān)重要，一般安裝在井口生產(chǎn)翼油壓表處。對(duì)于油管與油套環(huán)空連通且不積液的井，壓力計(jì)安裝在生產(chǎn)翼油壓表處或套壓表處均可；對(duì)于有封隔器油管與油套環(huán)空不連通的井，井口壓力計(jì)安裝在井口生產(chǎn)翼油壓表處。

5）目前根據(jù)臨興氣田測(cè)試試驗(yàn)情況，二流量試井第一流量測(cè)試2～4 d，變產(chǎn)量前24 h內(nèi)產(chǎn)量波動(dòng)幅度小于5%，其他時(shí)間段產(chǎn)量誤差小于10%即可滿足測(cè)試需求；對(duì)于第二流量段，測(cè)試5～8 d即可，全段產(chǎn)量動(dòng)幅度小于5%，變產(chǎn)量后4 h之內(nèi)必須加密觀測(cè)油壓、套壓、產(chǎn)量，第二段生產(chǎn)穩(wěn)定方能保證二流量測(cè)試成功。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王香增．致密氣藏高效開發(fā)理論與技術(shù)[M]．北京：科學(xué)出版社，2020．

[2] DOMINIQUE B． The use advanced interpretation models[M]．北京：石油工業(yè)出版社，2007．

[3] 中國石油長(zhǎng)慶油田分公司勘探開發(fā)研究院．蘇里格氣田開采特征與動(dòng)態(tài)描述[M]．北京：石油工業(yè)出版社，2020．

[4] 劉能強(qiáng)．實(shí)用現(xiàn)代試井解釋方法[M]．北京：石油工業(yè)出版社，2008．

[5] 薛波，邵振鵬，秦遠(yuǎn)成，等.二流量試井技術(shù)在延氣一廠的應(yīng)用[J].油氣井測(cè)試，2016，25（3）：38-41，77.

[6] 賈永祿，余佳，朱水橋，等.不關(guān)井壓力恢復(fù)現(xiàn)代試井理論研究[J].油氣井測(cè)試，2001（3）：1-4，74.

[7] 李琳琳，郭志芳，周愛蘭，等.二流量試井評(píng)價(jià)技術(shù)與應(yīng)用[J].油氣井測(cè)試，2009，18（5）：26-29，76.

[8] 姜青梅，趙先進(jìn)，李興業(yè)，等.二流量試井工藝在文23氣田的應(yīng)用[J].油氣地質(zhì)與采收率，2004（6）：78-80，86.

[9] 李虞庚，姚振年，鐘松定，等.試井手冊(cè)[M].北京：石油工業(yè)出版社，1992．

[10] 肖陽，江同文，馮積累，等.不關(guān)井試井分析在桑南西生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析中的應(yīng)用[J].油氣井測(cè)試，2012，21（1）：19-21，76.