气藏型储气库注气期试井分析探讨

刘晓旭，周 源，王 霞，罗 鑫，周道勇

(中国石油西南油气田分公司，四川 成都 610041)

0 引 言

气藏型储气库由于自身独特的天然优势，在储气库中所占比例达到了76.70%[1]，中国地下储气库也以气藏型储气库为主[2]。由于气藏型储气库采气期时间较短(通常为3～4个月)，采气安排紧凑、强度大，通常没有足够的时间进行测试，而注气期时间相对较长(通常为7～8个月)，注气强度小，具备井下测试作业的条件[3-5]。因此，为掌握储气库注采过程中的储层物性与渗流能力的变化，在注气期开展试井测试是不可或缺的技术手段。鉴于目前针对储气库注气期试井的研究在国内外尚属空白[6-11]，基于相国寺储气库注气期井下连续油管试井测试及采气期试井测试结果，开展了储气库注采过程中渗流特征及其影响因素的分析[12-18]。

1 相国寺储气库简况

相国寺储气库是中国西南地区第1座地下储气库，由相国寺石炭系气藏枯竭后改建。储气库设计库容为42.6×108m3，其中，垫底气量为19.8×108m3，工作气量为22.8×108m3，运行压力为13.2～28.0 MPa。相国寺储气库自2010年2月开展先导性试验，2013年6月底注气并投入运营，目前共有注采井13口，监测井6口(其中1口监测井兼具采气功能)。

2 储气库注气期影响因素及试井特征分析

储气库注气期，气体在压差作用下经井筒从井底流向储层，储层压力升高，是采气期的逆过程。与储气库采气期相比，储气库注气期最主要特征表现为温降效应、变表皮效应以及储层应力敏感，在试井特征曲线上也存在较大的差别。

XC7井是位于相国寺储气库中北部的一口定向注采井，钻遇储层长度为35 m。该井在2013年10月开展了注汽测试，采用井下连续油管技术在注气末期开展了停注压力降落试井，2014年12月，采用钢丝下压力计技术，开展了采气期内的关井压力恢复试井。以XC7井注气期内的关井压力降落试井为例，阐述储气库注气过程中产生的温降效应、变表皮效应以及储层应力敏感效应，并剖析这些因素在试井双对数曲线上的响应特征。

2.1 注气温降效应

图1 XC7井温降效应下的试井双对数曲线Fig.1 The double logarithmic curve of welltest of Well XC7 under temperature drop effect

2.2 变表皮效应

储气库注气过程中，尤其是注气初期，由于地面管线内的各种杂质(泥土、铁锈等)混合增压机组润滑油、缓蚀剂等随气流一起带入井底，造成井筒与储层堵塞。而在采气过程中，这些污染物会随着气流带出井底，减轻对储层的污染，表皮系数减小。因此，在储气库注采运行过程中，井底表皮系数是动态变化的，这种表皮系数变化定义为变表皮效应。图2为不同表皮系数下试井双对数曲线(图中S为储气库注采井的表皮系数)。由图2可知，不同表皮系数下的无因次压力、无因次压力导数双对数曲线差异较大，主要表现为随表皮系数减小，无因次压力曲线整体下移，无因次压力导数曲线的过渡流段下移，而对无因次压力导数中的径向流段影响较小。

图2 XC7井不同表皮系数下的试井双对数曲线Fig.2 The double logarithmic curve ofwell test of Well XC7 with different skin coefficients

2.3 储层应力敏感

在注气期，由于地层压力升高，闭合的微裂缝重新开启，孔隙及喉道半径变大，在一定程度上会提高储层渗透率；反之，在采气期，由于地层压力下降速度较快，微裂缝会发生一定程度的闭合，孔隙及喉道半径变小而造成储层渗透率下降。在储气库反复注采过程中，由于注采强度大，压力变化幅度也较大，储层的渗流能力势必会受到应力敏感的影响。

图3为不同储层渗透率下的双对数曲线(图中K为储层渗透率，mD)。储层渗透率在双对数曲线上主要表现为随渗透率的增大，双对数曲线基本呈平行下移。

图3 XC7井不同储层渗透率下的试井双对数曲线Fig.3 The double logarithmic curve of Welltest of Well XC7 with different reservoir permeability

综上所述，表皮系数与渗透率的影响机理不同，二者在试井曲线上的响应特征不同，表皮系数主要影响压力导数曲线的过渡流段，而渗透率主要影响径向流段。由于储气库同时存在变表皮效应与储层应力敏感，对同一口注采井而言，在不同注采周期开展测试得到的试井曲线特征与储层参数势必存在较大的差异。

3 应用与分析

3.1 在同一运行周期下，注气期与采气期渗流特征大致相同

XC3井位于相国寺储气库中部，是一口水平段长度为200 m的水平注采井。2014年9月，该井在注气过程中开展了停注关井压力降落试井后，通过地面流程倒换完成了采气关井压力恢复试井。图4为XC3井注气期关井压力降落试井与采气期关井压力恢复试井双对数曲线叠加图。表1为2次试井解释结果对比。

图4 XC3井注气期关井压力降落试井与采气期关井压力恢复试井双对数曲线叠加图Fig.4 The superposition plot of doublelogarithmic curves of well test with shut-in pressuredrop in injection period and well test with shut-inpressure recovery in production period of Well XC3

表1 XC3井试井解释参数对比Table 1 The comparison of well testinterpretation parameters of Well XC3

对比2次试井曲线特征与解释参数可知，无论是注气期还是采气期，由于2次试井测试时间相近，试井曲线特征基本相同，试井解释得到的储层渗透率、表皮系数与探测半径等参数也基本接近。这表明与采气试井测试相比，利用注气期进行试井测试得到的储层参数具有同样的参考价值。

3.2 不同注采运行周期下，注气期与采气期试井曲线特征与解释结果差异较大

图5为XC7井在2013年9月注气期关井压力降落试井与2014年12月采气期关井压力恢复试井双对数曲线叠加图。表2为2次试井解释结果对比。

图5 XC7井注气期关井压力降落试井与采气期关井压力恢复试井双对数曲线叠加图Fig.5 The superposition plot of double logarithmiccurves of well test with shut-in pressuredrop in injection period and well test withshut-in pressure recovery in production period of Well XC7

由图5可知，由于2次测试条件不同，各影响因素发生了变化，2次试井双对数曲线特征差异较大，解释结果也存在较大的差异。由表2解释结果可以得到如下结论。

(1) 2014年采气期试井解释渗透率明显高于注气期测试解释渗透率。这是由于2013年注气期关井压力降落试井处于第1注气周期，地层压力较低，储层中部分裂缝仍处于闭合状态，气藏开发过程中的应力敏感的影响较大。2014年12月采气期测试时地层压力较高，部分裂缝重新张开，储层渗透率有一定程度的恢复。

(2) 2014年注气期表皮系数明显高于2013年采气期表皮系数。这说明注气过程加重了井底污染，而采气过程能带出部分污染物，在一定程度上缓解了井底污染。

4 结论及建议

(1) 气藏开发中的试井分析方法同样适用于储气库注气过程，与采气期测试相比，注气期试井分析结果具有同样的参考意义。

(2) 储气库注气过程中的温降效应在试井双对数曲线上的响应不明显，对试井解释结果的影响可基本忽略不计。

(3)由于变表皮效应与储层应力敏感的影响，储气库不同注采运行周期内试井曲线特征与解释结果差异较大。

(4) 储气库注气时应确保地面管线内无杂质，并防止润滑油与丝扣油带入井底污染地层，定期清洗井筒内污染物来提高储气库调峰采气能力。

(5) 在编制储气库注采运行方案时，应充分考虑变表皮效应与储层应力敏感的影响，通过在不同运行周期内开展试井测试来准确掌握储气库注采能力。