学文网摘要 本文对水平井试井解释进行了研究,分析了不同流动段的曲线形态,并提出了水平井试井解释的思路,采用不稳定试井解释结果对水平井无阻流量的确定及二项式曲线的绘制作了一定的描述,通过对大牛地气田DF2井的压恢解释,认为方法是可行的。
关键词 大牛地气田;水平井;试井解释
中***分类号TE37文献标识码A文章编号 1674-6708(2010)21-0175-02
0 引言
随着国内外钻井水平的不断发展,水平井作为油气田的一个增产手段已经越来越多的被国内各大油气公司所认可,而且增产效果明显,相对钻井技术而言,水平井试井解释缺明显滞后,本文通过大牛地气田DF2井不稳定试井资料的解释入手,对水平井试井解释进行了部分研究及探讨,对该地区水平井的不稳定试井解释积累了经验。
1 水平井流动阶段分析
由于水平井的井眼是在产层中钻进,因此水平井流动阶段根据井眼位置的不同大致可以分为以下几种:
1)井筒存储流动阶段
与垂直井的情况相同,在流动初期,水平井测试曲线的双对数曲线首先也是出现斜率为1的直线段,这段为纯井筒存储流动段,通过井筒存储段的曲线可以求取井筒存储系数等参数。
2)初始径向流动阶段
当水平井开井生产时,在没有受到地层顶、底面影响时,地层流体沿井眼方向呈径向流动,根据垂直井的解释经验,在导数曲线上,该流动段表现为一条水平直线段,在半对数曲线上表现为一条直线。但该流动阶段受地层渗透性、地层厚度、井筒存储等因素的影响,这一流动段有时候会很短甚至在导数曲线上无法观察到。
当获得初始径向流动阶段的半对数曲线斜率时,可以采用下式获取地层渗透率。
(1)
式中:Kv为垂直渗透率,μm2;
KH为水平渗透率,μm2;
q为产量(油、气、水)m3/d;
μ为粘度 MPaqS;
m为初始径向流半对数曲线直线段斜率;
L为水平井长,m。
对于天然气井测试与垂直井相同采用拟压力代替压力进行解释,拟压力定义为:
(2)
获取地层渗透率的公式为公式(3):
(3)
3)拟径向流阶段
随着流动时间的增加,地层中的流体扩散到水平段以外,这时候“压降漏斗”沿着地层平面类似于径向的向扩大,这个流动阶段称为拟径向流动阶段,在导数曲线上表现为一条水平直线段,在半对数曲线上表现为一条直线。由于拟径向流动段探测的是整个水平井段以外的流体流动,因此通过拟径向流段的半对数直线斜率可以求取水平渗透率,计算公式见公式(4)。
(4)
对于天然气井求取水平渗透率的公式见公式(5):
(5)
式中,h为地层厚度,单位为m。
得到拟径向流曲线需要很长时间,有些井可能需要几年的时间,测试到拟径向流阶段也预示着水平井段的增产措施已经基本不起作用,流体的流动主要在地层中流动,因此在一般的测试中是很难获得拟径向流阶段曲线的。
4)过渡段
在初始径向流动阶段与拟径向流动阶段中间的流动阶段一般称为过渡段,过渡段又因为井眼在地层中的不同位置在导数曲线上又有不同的特点。
当井眼在地层中部时,初始径向流结束后,流动曲线会表现为相当于垂直井筒流动曲线中的平行断层的特征,表现在导数曲线上为一条向上的曲线。
当井眼不在地层中部时,初始径向流结束后,“压降漏斗”首先遇到地层的某一个界面,这时流动曲线在导数曲线表现为一条水平直线,在半对数曲线上表现为一条直线且其斜率为初始径向流直线段斜率的2倍,随着“压降漏斗”的不断扩大,流动曲线表现为垂直井筒流动曲线中的平行断层的特征,表现在导数曲线上为一条向上的曲线。
2 水平井试井解释的难点
水平井试井解释的主要难点表现在测试曲线的复杂性上,完井方式的不同、井眼在地层中的位置不同、地层厚度不同甚至水平井段的长度都可以影响到测试曲线的形态,因此水平井试井解释的标准***板也有很多,因为影响水平井测试曲线形态的因素很多,给水平井试井解释带来很大的难度。
2.1 完井方式的不同对试井曲线的影响
完井方式主要影响试井曲线的井储段的形态,水平井的完井方式通常为裸眼完井和射孔完井,裸眼完井在测试时表皮系数较小,井储段曲线容易出现且明显,在双对数曲线上斜率为1的直线段明显。射孔完井由于水平的特殊性,一般采用180°的相位射孔,射孔井段长,但孔数少,射孔引起的表皮系数增大,由于表皮的影响,井储流动段变短,在双对数曲线上斜率为1的直线段较短,且不明显,尤其是井底关井的测试曲线表现的更突出。
2.2 井眼在地层中的位置对试井曲线的影响
水平井井眼在地层中的位置不同试井曲线也会有很大的不同,井眼在地层中部时,当初始径向流阶段结束后,压降漏斗会同时到达地层的顶、底界,这时地层的流动状态相当于垂直井平行边界的特征,双对数曲线中的导数到这个阶段急速上升。
当井眼不在地层中部时,压降漏斗会首先到达某一界面(定、底界),然后才到达另一边界,在压降漏斗仅到达一个时,流动状态相当于垂直井的单条断层的状态,在双对数曲线的导数曲线中表现为一条水平直线,在半对数曲线中为一条直线,其斜率为初始流动段半对数直线段的两倍,当压降漏斗到达地层的另一个界面时,地层的流动状态相当于垂直井的平行边界特征,在双对数曲线的导数曲线中为急速上升的一段曲线。井眼距离地层的某一界面越近,导数曲线的水平段和半对数曲线的直线段就越明显,保持的时间也就越长。
2.3 地层厚度对试井曲线的影响
地层厚度的大小主要影响初始径向流段(主要针对井眼在地层中部附近的井),地层厚度越大,初始径向流保持的时间就越长,反之初始径向流保持时间就越短甚至在时间曲线中被掩盖。
2.4 其他因素对试井曲线的影响
除了上面介绍的这些因素影响试井曲线的形态以外,还有很多因素影响试井曲线的形态,比如地层物性的不均质性,底水的影响,井眼打开不完全等因素,都直接影响到试井曲线的形态。
3 应用实例
DF2井是华北分公司在大牛地气田部署的一口水平井,水平段长度897.65m,其压恢双对数曲线见***1。
从DF2井双对数曲线可以看出,在导数曲线出现斜率为1的一条直线段,斜率为1的直线段是井筒存储的特征,通过该直线可以求取井筒存储系数,而其后的水平线为初始径向流动阶段,通过该水平直线段可以求取KVKH值,初始径向流阶段结束后,曲线上翘,为过渡阶段曲线特征,由于受测试时间的限制,该曲线没有出现拟径向流曲线(出现拟径向流水平线需要很长时间,一般测试都很难测到),对该压恢资料进行解释时,首先采用纯井筒存储段及初始径向流段分别求取井筒存储系数C及水平渗透率与垂直渗透率的乘积KVKH,然后采用拟合法求取水平渗透率KH,再根据初始径向流段获得的KVKH值求取垂直渗透率KV等参数,
通过曲线拟合可以求取地层各项参数,根据地层参数可以计算出DF2井二项式方程及无阻流量,二项式方程为:
m(Pi)-m(Pf)=-2.2378×10-5Qg+0.000362Qg2
计算该井无阻流量为:85270m3/d,流入动态曲线见***3,二项式曲线见***4。
4结论及建议
1)流体在水平井中的流动状态与在垂直井中的流动状态存在很大的不同,同时水平井的特征曲线在实际试井解释时很难出现,给试井解释带来很大的难度;
2)水平井的试井解释成功地应用到大牛地气田,本文提出的方法可行,取得的解释结果可靠;
3)由于井口关井,井储时间较长,建议今后采用井底关井或延长关井时间。
参考文献
[1]李士伦,等编著.天然气工程.石油工业出版社.
[2]张琪主编.采油工程原理与设计.石油工业出版社.
[3]采气工.石油工业出版社.
[4]试井手册.石油工业出版社.
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