修正等时试井资料解释改进方法对比

马 旭，常 森，王 涛，陆佳春，姜 楠

1中国石油长庆油田分公司第五采气厂2中国石油长庆油田分公司第一采气厂3中国石油长庆油田分公司苏里格气田开发分公司4中国石油青海油田采油四厂

0 引言

苏里格气田为我国陆上最大气田，发育大型复合致密—低渗砂岩储层，单井产量低，且伴有地层水产出，还有少量凝析油，D区块积液井占比85.3%，平均液气比0.79 m3/104m3，北部最高液气比达到4.72 m3/104m3，且积液井比例逐年升高；该区气井产能试井多选用修正等时试井测试方法，因压裂液返排不彻底、单井产水等原因，常规资料处理方法得到的二项式产能曲线经常出现斜率为负值或者相关系数极低的情况，导致无法进行分析解释［1-4］。

标准的产能试井需要生产相当长的时间才能达到稳定状态［5］，1955年M.H.Cullender提出的等时试井测试方法要求每个产量开井生产时间相同且关井要求恢复到原始地层压力水平，这对于低渗透气层由于需要更长的时间因此在很多情况下是难以做到的；为缩短试井测试时间，1959年D.L.Katz和D.Cornell等人提出了修正等时试井，要求每一个产量开井生产时间相等、关井恢复压力时间也相等。该方法相比标准的产能试井方法存在两个问题［6］：一是每个制度流动未达到稳定状态，用pwf代替稳定流压；二是压力未恢复到原始地层压力，用pws代替pi。唐俊伟等［7］、张宗林等［8］提出了pwf的校正方法；2011年，马强［9］提出了pws的校正方法；蒋裕强等［10］从理论上分析了井筒积液导致复压资料异常的原因，唐海等［11］则提出了存在井底积液时试井资料的解释方法。本文选取三种改进方法，通过实例论证得出适合苏里格气田D区低渗气井的修正等时试井资料解释方法，为现场准确评价单井产能提供依据。

1 稳定流压改进法

常规修正等时试井资料整理方法在计算某个生产制度的生产压差（压力平方差、拟压力差）时用每个制度最大不稳定关井压力代替等时试井的稳定关井压力，即假定每个生产制度的压力降落仅取决于该制度的产量而与其前的生产状态无关［12］。由于修正等时试井是在关井压力未达到稳定时开始下一个制度，因此，理论上这种处理方法必然存在误差。

借助双对数拟合图或压力史模拟图来实现关井压力外推的方法受人为因素影响，而通过建立每一工作制度时压力随时间的变化规律，外推确定稳定的流压则简单，容易操作。

无限大气藏中当气井以稳定产量开井生产时，流压与时间的变化可由公式（1）表示；而对于有限封闭气藏，当流动时间较长时就不能用式（1）外推稳定流压值；为解决该问题，通过近似变换［5］可得式（2），当流动时间t→∞时流压将趋于α；通过pwf2与lg t之间的线性关系确定a、m，便得到了稳定流压计算的改进方法。

式中：pwf—流压，MPa；

a—MDH法半对数直线截距，MPa2；

m—MDH法半对数直线斜率。

2 关井压力改进法

修正等时试井常规资料处理方法，是用每个工作制度下最高关井压力pws代替原始地层压力pi（pws1＝pi），由于关井压力未达到稳定，生产压差是近似计算，该误差一般可以忽略；但对于低渗致密气层则影响很大，精确计算需要已知与渗透率相关的叠加曲线斜率m，该值准确与否直接影响曲线形态和分析结果，但事实上m值很难准确获得。

根据叠加原理，获得每个工作制度的分析方程［8-11］，即：

式中：qg—气井地面标准条件下的产量，104m3/d；

A—储层中层流系数，无量纲；

B—储层中湍流系数，无量纲。

由式（4）～式（6）可以看出，m项均为负值，所以计算的B值小于实际值；当B实际值比较小接近0时，有m项引起的误差（负）导致B值减小变成负值就可能导致曲线反向，这便是低渗透气井修正等时试井二项式产能方程指示曲线斜率为负、指数式方程n大于1产生的原因；也是无阻流量计算偏大的原因。另外产生曲线反向的原因还有：井底积液、近井地带压裂液浸泡、井底污染、层间干扰及地层渗流规律发生变化等原因。

由式（7）～式（8）可以看出，m项均为正值；所以计算的B值大于实际值，获得的无阻流量偏小；m项引起的误差相比式（3）～式（6）小很多，计算出的无阻流量更接近真实值，同时曲线反向问题得到了有效解决。

3 压差取值改进法

在采用二项式产能方程进行分析时，需要的是实际的关井压力和井底流压，此时则有：

严格来说，每一个工作制度下井底积液高度存在差别，即式（11）中Ci在每一个测试点都是不同的；由于苏里格气田D区修正等时试井四开四关间隔大多为24 h，可以简化为井底积液量不变也就是假定Ci为一常数C。

4 实例分析

4.1 SDAH2井

SDAH2井原始地层压力22.84 MPa，为评价目的层水平井的生产能力，开展修正等时试井测试，其测试结果如表1所示。四开产水最高8.4 m3/d，延续生产阶段平均产水2.27 m3/d。

表1 SDAH2井修正等时试井数据

按照常规资料处理方法绘制SDAH2井的产能曲线，得到一条斜率为负的曲线（见图1a），结合该井每个工作制度产水量可知，异常原因是由该井产水或者存在井底积液造成的。采用三种改进方法对SDAH2井修正等时试井资料进行解释，分别求取该井的二项式产能方程以及无阻流量，见表2及图1b、图1c、图1d。

图1 SDAH2井二项式产能曲线

三种改进方法都解决了该井常规处理方法二项式产能曲线斜率为负值的情况。从相关系数上看，Δp2改进法效果最好；pws改进法效果最差。

工作制度备注原方法 — — — 斜率为负，二项式产能方程相关系数无阻流量/（104 m3·d-1）未求取p wf改进法 Δp2＝0.7794q2+14.771q 0.7431 18.07相关系数较高p ws改进法 Δp2＝0.1218q2+22.849q 0.0156 20.57相关系数低Δp2改进法 Δp2＝1.8492q2+12.717q 0.9112 13.71相关系数最高无阻最低

4.2 SDBH2井

SDBH2井原始地层压力23.9 MPa，修正等时试井测试结果如表3所示。该井是典型的高产水井，四开时产水最高为33.5 m3/d，延续生产阶段平均产水量为13.3 m3/d。

表3 SDBH2井修正等时试井数据

采用常规资料处理方法及三种改进方法对SDBH2井修正等时试井资料进行解释，分别求取该井的二项式产能方程以及无阻流量，见表4及图2。

图2 SDBH2井二项式产能曲线

表4 SDBH2井修正等时试井资料解释方法对比

从相关系数上看，pws改进法和Δp2改进法效果最好；从无阻流量计算结果看，四种方法计算结果相差不大。

5 结论与认识

（1）理论上三种改进方法均能解决常规处理方法二项式产能曲线斜率为负的情况，缩小了修正等时试井因渗透性太低造成的误差；但从实例论证上看，三种改进方法实际运用效果相差较大。

（2）当因地层原因（渗透性差、产水、污染等）导致个别制度下关井恢复压力较低时，pws改进法运用效果并不理想；Δp2改进法、pwf改进法对于苏里格气田D区产水井或积液井修正等时试井资料解释改进具有很好的应用效果。

（3）对苏里格气田D区产水井或积液井修正等时试井资料进行解释时，不可盲目选择一种改进方法，需考虑多种方法综合应用。