利用等时速率法评价火山岩储层特征

2011-11-18卢红杰王宗益

长江大学学报(自科版) 2011年22期

关键词：续流试井径向

卢红杰，王宗益

(吐哈油田有限责任公司井下技术作业公司，新疆鄯善 838200)

吴振华

(吐哈油田有限责任公司温米采油厂，新疆鄯善 838202)

赵华，梁栩

(吐哈油田有限责任公司井下技术作业公司，新疆鄯善 838200)

利用等时速率法评价火山岩储层特征

卢红杰，王宗益

(吐哈油田有限责任公司井下技术作业公司，新疆鄯善 838200)

吴振华

(吐哈油田有限责任公司温米采油厂，新疆鄯善 838202)

赵华，梁栩

(吐哈油田有限责任公司井下技术作业公司，新疆鄯善 838200)

火山岩储层受低孔渗、非均质性、导流导压能力弱、储层污染及井储效应等影响，资料获取率和合格率低，大量续流资料无法用于储层评价。通过对大量现场测试资料进行统计分析，找出了储层特征的变化与储层压力恢复速率变化间的规律，提出了等时速率解释法并建立了等时速率模型，并验证了试井解释结果。应用结果表明，等时速率解释法可以较好地评价三塘湖盆地火山岩储层的非均质性及污染特征，完全适用于储层特征分析。

火山岩；储层特征；等时速率；解释方法；评价；压力恢复；续流

三塘湖盆地火山岩的一个主要特征是低孔渗，大多数储层裂缝发育程度很低，储层渗流能力和导压能力极差。地层测试开井流动期产出很少甚至不产出，关井压力恢复过程中关井时间是开井时间的几十倍，也只有少数井能测取合格的压力恢复资料，大多数压力恢复曲线处于不稳定状态，传统解释软件和续流段校正法等早期资料分析方法[1-7]无法解释评价测试资料并定量计算储层的特性参数，不能对储层进行有效的评价。另外，借用灰岩裂缝性储层解释模型评价火山岩储层误差较大，需要校验。

所谓等时速率，是指相同的单位时间内压力恢复值的变化量，也称等时压力传导速率。对大量现场测试资料反复采用压差法、压力梯度法、反推导法等研究曲线变化形态发现，压力传导速率曲线即单位时间内地层压力的变化量曲线是储层物性最有代表性的特征反映曲线，是测试范围内压力传导速率的真实反映，可代表储层渗流特征。通过对压力速率曲线求解，即可获得储层的物性参数。无论是续流阶段还是径向流动阶段，压力传导速率随时间与压差变化，储层特征变化将导致储层压力传导速率的变化，通过对比分析异常变化形态与变化量，能够对储层的渗流特征进行定量的分析计算。这一典型特征为火山岩测试资料解释处理奠定了理论基础。

1 等时速率模型建立

模型假设具有井筒储集的均质、无限大油藏。根据试井基础理论，测试开井流动后不稳定期压降方程为[8-10]：

(1)

式中，pwf为井底流动压力，MPa；pi为原始地层压力，MPa；q为开井流动均产量，m3/d；μ为流体粘度，mPa·s；B为体积系数；K为地层有效渗透率，10-3μm2；h为油层厚度，m；tp为生产时间，h；φ为孔隙度；Ct为综合压缩系数，MPa-1；rw为井底半径，m；S为表皮系数。

对式(1)应用叠加原理可以得到压力恢复方程，即：

或：

(2)

式中，pws为关井恢复压力，MPa；m为霍纳直线段斜率；t为关井恢复时间，h。

根据等时速率定义建立等时速率方程：

(3)

式中，pws2、pws1分别是关井t2、t1时间的井底压力恢复值。

由式(2)和式(3)求解可得到等时速率曲线方程:

Vp=mlg{[t2(tp+t1)]/[t1(tp+t2]}/(t2-t1)

(4)

或：

pws2-pws1=mlg{[t2(tp+t1)]/[t1(tp+t2)]}

(5)

对于裂缝-孔隙性储层，进入裂隙流动阶段的渗流特征虽然与孔隙渗流不尽相同，但速率的变化是一致的，呈线性流动特征，符合压力恢复等时速率方程，但由于恢复受到裂缝非线性湍流影响，导致了在相同时间内实测的压力值远大于线性流压力值，延长了压力恢复的时间。将时间差定义为湍流时间tc，即恢复时间为t+tc，则裂缝性储层的等时速率方程为：

Vp=mlg{[t2+tc)(tp+t1+tc)]/[(t1+tc)(tp+t2+t)]}/(t2-t1)

(6)

储层污染反映在渗流特征上表现为有效渗透率下降，导流、导压能力降低，导致在压力恢复测试中单位时间实测的压力值小于真实压力值，即，储层受污染后要测取到真实压力值所需要的时间要长于理论模型时间。将时间差定义为污染时间ts，则储层受污染后等时速率方程为：

Vp=mlg{[t2+tc-ts)(tp+t1+tc-ts)]/[(t1+tc-ts)(tp+t2+tc-ts)]}/(t2-t1)

(7)

2 等时速率解释方法应用步骤与结果验证

2.1解释方法应用步骤

等时速率解释方法主要以模型拟合解释为基础，将实测压力恢复曲线的等时速率曲线与模型典型等时速率曲线进行拟合，通过调整渗透率K、地层压力pi、湍流时间tc和污染时间ts，使曲线达到完全拟合状态，此时典型曲线的参数即是储层的物性参数。

1)求渗透率初值作Vp-lg{[t2(tp+t1)]/[t1(tp+t2)]}/(t2-t1)关系曲线图(见图1)，将曲线未端平滑直线段作直线，求取直线斜率m、渗透率K。

2)求地层压力初值作Vp-pws的关系曲线图(见图2)，将曲线未端取平滑直线段作直线，求取直线斜率m和pws。

3)拟合校验初值，求取地层参数用等时速率方程作速率模型图和压力恢复方程作压力恢复曲线检验图(见图3、4)，并分别与实测曲线放在同一个坐标区内，调整参数，使实测曲线与模型曲线完全拟合，即可求取地层参数。

图1 Vp-lgf(t)关系曲线图图2 Vp-pws的关系曲线图

图3 典型速率曲线拟合图图4 压力恢复曲线检验图

2.2结果验证

表1 ND108井测试资料对比解释结果

在出现径向流的压力恢复曲线中截取曲线续流段数据应用等时速率法进行解释，验证解释结果的正确性并校核现代试井解释结果。

实例1ND108井第2层测试资料。用现代试井解释的无限导流+U型边界模型分析径向流资料，用等时速率解释的裂缝+污染模型分析径向流资料和前35h续流资料，对比结果见表1。

表2 M23井测试资料对比解释结果

实例2M23井第4层资料。用现代试井解释的具有井筒储集和表皮影响的均质油藏模型分析径向流资料，用等时速率解释的均质储油藏模型分析径向流资料和前35h续流资料，对比结果见表2。

由对比结果看出，径向流和续流等时速率解释结果相近，与岩矿试验结果及测井资料相符，现代试井解释结果误差偏大。

3 火山岩储层特征评价

3.1ND构造火山岩储层特征

ND构造带位于三塘湖盆地马朗凹陷ND鼻隆带的中部，是最具火山岩代表性的构造。受天然裂缝发育程度影响较大，不规律的储层形态与特征决定了储层在纵向和横向上的严重非均质性。

1)石炭系C2h组测试6层，全部未出现径向流段。实测压力梯度为0.143～0.876MPa/100m，对其中4层续流资料进行等时速率分析，结果见表3。根据解释结果分析，裂缝湍流系数β异常大，表明近井带存在天然裂缝且发育较好，对流动影响较大，污染后导致导流能力变差。储层物性总体上表现较差，实施改造措施后产能较低。实测和解释压力梯度变化大，表明储层非均质性严重。

表3 石炭系C2h组未出现径向流资料解释结果

2)石炭系C2k组测试14层，有11层未出现径向流段。实测梯度0.595～0.998MPa/100m。对其中5层续流资料进行等时速率分析，结果见表4。根据解释结果分析，裂缝湍流系数较大，说明近井带存在天然裂缝且发育程度较好。近井带存在污染，导致储层导流能力变差，储层物性总体上表现较差。实测和解释压力梯度变化较大，表明储层非均质性比较严重。

表4 石炭系C2k组未出现径向流资料解释结果

3.2MZ构造储层特征

测试16层，有5层出现径向流，压力梯度为0.894～1.471MPa/100m；有11层未出现径向流，对其中4层续流资料进行等时速率分析，结果见表5。根据解释结果分析，近井带存在天然裂缝，裂缝壁受到污染致导流能力下降。总体看，天然裂缝发育不是很好。压力梯度较高，表明储层能量较高；物性差，导致测试产量低。后期分析，M38井第2层压裂效果较好，说明压裂不仅改善了近井带渗流条件还有解除了裂缝通道的污染。