垂向干扰试井方法在试油生产中的应用

郑伟东,毕全福,白光瑞

(中国石油新疆油田公司试油公司,新疆克拉玛依 834000)

1 测试层概况

测试井的具体情况如下:FN4井第二层试油于2009年9月6日通过油管传输射孔,射开P1f层,井段为4 635～4 648 m,16孔/m,装弹194弹/13 m,射后无显示;7日经抽汲至井深1 500 m,抽出水6.69 m3后不出;灌满井筒提出射孔管柱检查,实射194孔,发射率100%,11日下封隔器,座封后正反打压10 MPa验封合格;17日用总用胍胶液312.8 m3油管压裂;22日退完压裂液后抽汲试产,日抽汲13次,抽深1 500 m,液面230 m～1 380 m,抽出油3.17 m3,抽出水7.21 m3.由于本井第一试油层段P1f(4 568～4 580 m、4 607～4 618 m)试油结果为6.5 mm油嘴日产油10.55 t,日产气1 090 m3,日产水12.3 m3,其结论为油水同层.为了检验本层段与已试井段是否连通,决定采取垂向干扰方法试井.

图1 FN4井作业管柱示意图

2 垂向干扰测试设计

我们设计的垂向干扰测试方案如下:

(1)下入储存式电子压力计至井深4 580 m处,作业管柱结构见图1.

(2)压力计静止2 h后,开始套管打压验窜,步骤如下:油管敞开,套管打压至25 MPa后关闭套管30 min,开套管泄压30 min.上述程序共做3次,然后关闭油管与套管.

(3)关井36～40 h后,打开套管泄压(油管继续关闭)以继续验窜,步骤如下:油管关闭,套管打压至

25 MPa后关闭套管30 min,然后开套管泄压30 min.上述程序共做3次,然后打开油管及套管闸门泄压.

(4)打开油管与套管泄压30 min后再进行验窜作业,步骤如下:油管敞开,套管打压至25 MPa后关闭套管30 min,再开套管泄压30 min.上述程序共做3次,最后提出储存式电子压力计.

3 油井验窜测试实施情况

3.1 第一次测试

2009年10月10日,12:58压力计接电池,13:25入井,14:12下至井深4 580 m处,16:00套管打压, 16:10套压升至25 MPa(用水5.28 m3),关套管闸门,16:10～16:40套压由25 MPa降至2 MPa,16:40～17:10打开套管闸门泄压;17:10套管打压升至25 MPa(用水1.232 m3),关套管闸门,17:10～17:40套压由25 MPa降至3 MPa,17:40～18:10打开套管闸门泄压,18:10套压升至25 MPa(用水1.06 m3),关套管闸门,18:10～18:40套压由25 MPa降至2 MPa, 18:40～19:10打开套管闸门泄压,19:10关套管闸门及油管闸门.

3.2 第二次测试

2009年10月12日,10:00～10:04套管打压至25 MPa(用水2.29 m3),关套管闸门,10:04～10:34套压由25 MPa降至3 MPa,10:34～11:04打开套管闸门泄压,11:04～11:07套管打压至25 MPa(用水0.88 m3),关套管闸门,油压由 8.5 MPa升至 11 MPa.11:07～11:37套压由25 MPa降至2.2 MPa,油压由11 MPa降至9 MPa,11:37～12:07打开套管闸门泄压,12:07～12:11套管打压至25 MPa(用水0.7 m3)关闭闸门,油压由9 MPa升至11 MPa,12:11～12:41套压由25 MPa降至3.1 MPa,油压由11 MPa降至9.1 MPa,12:41～13:11同时打开油管闸门及套管闸门泄压,油压、套压均归零,油管返出原油2.11 m3及少量天然气.

3.3 第三次测试

2009年10月12日,13:11～13:14套管打压至25 MPa(用水0.53 m3)后关闭闸门,油压0 MPa,无返出物,13:14～13:44套压由25 MPa降至3.2 MPa,油压0 MPa,无返出物.13:44～14:14开套管闸门泄压,14:14～14:17套管打压至25 MPa(用水0.53 m3)关闭闸门,油压0 MPa,无返出物,14:17～14:47套压由25 MPa降至3.5 MPa,油压0 MPa,无返出物. 14:47～15:17开套管闸门泄压,15:17～15:20套管打压至25 Mpa(用水0.53 m3)关闭闸门,油压0 Mpa,返出原油0.53 m3.15:20～15:50套压由25 MPa降至3.5 MPa,油压0 MPa,无返出物,15:50～16:20开套管闸门泄压.16:20～17:20提出压力计,结束测试.

4 垂向干扰测试分析

在验窜测试中,垂向干扰试井下入井底的电子压力计完整地记录了测试全过程的压力和温度数据,真实地反映了井底压力和温度变化,其记录结果如图2所示.

根据井底监测压力计的压力变化曲线与地面施工情况对比分析如下:

图2 FN4井垂向干扰验窜压力数据图

(1)第一次测试.油管处于敞开状态,监测压力呈上升趋势,全过程上升趋势基本一致(仅有很小波动),与地面油套环空3次加压及释放压力并没有很好的对应关系,结果如图3所示.

图3 FN4井垂向干扰验窜压力数据图(第1次测试)

(2)第二次测试.油管处于关井状态,监测压力计显示,关井压力逐渐恢复至平稳状态的53.446 MPa后,当油套环空井口第一次加压时,井底压力上升至最高55.5 MPa后急剧降至53.505 MPa,然后呈缓慢上升趋势逐步恢复;在油套环空释放压力后,监测压力略降后重新呈上升趋势恢复.后两次加压和释放压力,反应情况也基本相同,并且在本次测试过程中压力恢复趋势基本保持一致,结果如图4所示.

图4 FN4井垂向干扰验窜压力数据图(第2次测试)

在第二次测试中,油套环空加压(泄压)时监测压力的波动,是由于油套环空压力变化传导到油管内,引起监测压力的短时间波动所致;套管停止加压,关井后油管内监测压力迅速回落,然后再开始逐渐恢复,但恢复趋势较测试打压前恢复速率变大,主要原因是由于打压时向油套环空内注入流体,引起环空内流体整体下移,打破了原来井筒内的温度平衡,造成环空温度整体下降(下降梯度与注入量成正比),低于正常的地温梯度,从而传导到油管及油管内,引起油管收缩,挤压油管内流体,产生了一个附加压力恢复速率,在其他条件不变的情况下,压力恢复速率比测试注入流体前变大.

(3)第三次测试.油管处于敞开状态,监测压力曲线基本上不受地面油套环空3次加压及释放压力的影响,完全没有相应的对应关系,结果如图5所示.

图5 FN4井垂向干扰验窜压力数据图(第3次测试)

5 结论与建议

5.1 测试结论

通过对本次干扰测试3次扰动的监测资料综合分析可以认为:本试油层段P1f:4635～4648 m与已试层段P1f:4607～4618 m之间不连通,试油期间所产出油、水均为本层所产,与第一试油层无关,试油结果可靠.

5.2 建 议

本次垂向干扰测试解释的难点是,当油管关闭而在油套管环空打压和释放压力时,位于油管内的井底监测压力计所记录的压力变化在时间上与地面的测试操作存在一定的对应关系,这主要是井筒内压力、温度变化等因素的影响所致.据此建议,在今后的垂向干扰测试设计和测试资料解释中,应充分考虑和消除井筒因素的影响,以免造成错误的解释结论和认识.

[1]高承泰.串漏垂向干扰试井的特征及解释方法[J].石油学报,1994,15(2):65-75.

[2]张继芬,卫秀芬,贾莉卿.确定夹层稳定性垂向干扰试井方法[J].石油学报,1999,20(2):70-74.

[3]邓广宇.两层合采井分层测压技术研究[J].石油仪器, 2003,17(2):15-17.

[4]Bourdet D.现代试井解释模型及应用[M].张义堂译.北京:石油工业出版社,2007.

[5]Chaudhry A U.试井手册[M].张继红译.北京:石油工业出版社,1992.