低渗透油藏试井技术及其应用

孙婉莹，黄英剑，张宏，全昊川，翟兴昌

(1.中国石油测井有限公司长庆分公司，陕西 西安 745100；2.西安长立油气工程技术服务有限公司，陕西 西安 710061；3.中国石油测井有限公司长庆分公司生产测井第二项目部，甘肃 庆阳 745000)

0 引言

为加强油田挖掘实践中使用成效，可利用行之有效的方法，全方位解析与探究低渗透油藏试井技术。因此，本文阐述了长庆碳酸盐三叠系油藏存储层特性及其渗流特点，详细介绍了试井技术的适应性。

1 低渗透油藏储层特点及渗流特性

1.1 储层的地质特性

不同地区的储层地质特质不同，导致测试难度也不一样，这就使得测录法难以全面覆盖所有区域，而且还存在着一定程度上的误差问题，所以如何选择适合当地条件的测录井方案显得尤为重要。在储层过程中，沉淀物的成熟度和孔隙结构决定了流体性质的差异。研究表明，油层渗透率越高，则沉积时间越长，沉淀物越成熟。另外，沉积环境会影响岩石物理力学性质，进而影响渗流性能[1]。

1.2 储层的渗流特性分析

通过详细概括储层的渗流特质，可以将油层的渗流特质归纳为“弹性”特征：即具有较强的变形能力，且能随外界因素变化而迅速改变自身形状和体积大小。第一，关于储层的渗流特点，国内外学者做了许多理论分析与数值模拟研究，发现多孔介质中流体流动时，由于孔喉半径减小，压力降低，引起液体表面阻力增加，从而使气体从一个孔流向另一个孔内。当压力较小时，固体颗粒不易被压入孔洞；当压力过大时，容易发生膨胀现象，堵塞孔道，造成气阻增大甚至出现破裂，严重时会危及整个装置的安全运行。第二，根据实验结果可知，无论是单井还是联合井均可采用低渗透油藏作为开发目标。第三，对于地层复杂或有裂缝、溶洞等特殊情况的油田来说，为了达到更好的注采比效果，往往需要进行二次注排水措施来改善地下水动力场分布状态，提高注水效率。因此，对于低渗油气藏而言，要想实现高效注采设计，必须对井下注入水水质以及水驱油机理做出合理评估。注水程序要分三步走，即超前注水、中间放水及回灌阶段，最后才是最终出水阶段。储层渗流特征的第二个特点是因其低渗储能的特质，通常认为它只占全部产油量的10%左右，但实际生产过程中该指标可能高达20%以上。因此，针对高渗区，应考虑利用非饱和蒸汽驱技术。最后，对于油田工艺来说，为了避免在开采过程里发生油气分离的现象，要选择密封套管进行油田开采。

2 低渗透油藏非达西流试井分析方法

2.1 渗流机理

可以用低渗油气藏中流体基本渗流定律，想要使地层流体运动时保持不间断流动的状态，需要高于地面一定的压力梯度，这就是低渗油气藏的特殊渗流原理。

2.2 典型曲线

接近不渗透区域假象是低渗油汽试井技术曲线最通常的表现。依据该模式可得出，建立动边界影响的低速非达西流试井模式。

3 低渗透油藏试井技术应用分析

3.1 液面恢复测试

液面恢复测试使闭井后采用的测试技术，利用气声弹来测定液体表面与油套空隙高程，进一步测算出油层压力变化值，从而达到确定原油流动方向的目的，这将有助于指导油井优化设计，减少采油成本。液面恢复测试的优点是测量工序简单，可以一次性完成所有操作，但缺点是其准确性较低，且不能同时反映出油水井内部流体状况[2]。缺点二是当油面液体回升到井口标准高度时，油井的密封度会产生偏差。液面恢复测试方法与延长组实验不适配。

3.2 环空测试

环空测试工艺的工作原理是用钢丝从偏心孔把压力计穿入油套环形空间，这样的话下入油层中部才能开展测试。按照这样的方式，测试所获得的信息通过试井技术可得到两个结果，分别是压力和底层参数。但是同时也形成两个问题。第一个对井筒的适用环境有着很强的要求，要求使用在不超过20°斜度的油井中。但是，该技术的使用率被丛式井在延长组油田开发中推广运用所限制；二是因为延长组原油蜡量比其他组更高，造成严重的油套环形空间的结蜡、垢状况，容易导致堵塞住起下压力计时，发生严重的生产安全事故[2]。

3.3 电缆直读电子压力计测试

利用电缆直读来测底气压，这一工艺原理让电缆深入到地下，进行压力的传导，通过人工阅读压力值，测定相关的地压，虽然这种方式计算准确，不过投入过高，推广起来具有一定的难度。

3.4 起泵测试技术

技术关键地方在于，油井运行三个月以后才能采用这一技术，在闭井阶段必须稳定采用这个技术。在初级阶段，这项技术不容易得到稳定压力去恢复数据。这一技术对于地下压力的检测十分准确，有很高的开发成本，但也有安装的相应范围和应用方案。同时，在应用起泵测试技术里，需要作业人员深入到地下，去进行压力计的安装，所以具备安装困难。在技术实施中，可以包括入井安装压力计、获取稳产压力，并且这些数值的获取会贯穿全程，是稳定度很高的压力测试技术。

3.5 尾管测试技术

这个技术应用范围广泛，能对生产全过程予以压力跟踪，在油井开采初期，将压力设置于油管底部。压力计会流动到油体内，并进行置换。除了对压力计本身要求很高以外，涉及到外部的技术工艺都很简单。油井进行正常作业以后，可以随时取出压力计，读取数据，进行解析和统计，该压力计能够测试各个阶段的相关数据，通过相关数据的解析和统计，来测试相关数据，发现油井的状态安全度，包括地层压力和参数等，通过相关数据的分析和安排，能发现油井的运行状态是否安全，最终对未来油井的开采产生深远的影响。

4 低渗透油藏试井技术实际应用

4.1 实例概况

本案例选自长庆油田盘古梁采油三厂，使用的数据涵盖年限为自2007年至今。下面是相关概述：该油田开发的空隙度12.32%，油层4.0 m，石油黏度达2.12 mPa·s，井筒的平均半径为 0.1 m。

若该油田处在低速非达西流模式，通过自动拟合后得出结论：井筒储存系数2.035 m/MPa，表皮因子－3.789，原始地层压14.184 MPa，有效渗透度为29 mD，启动压力梯度0.003 MPa/m。

4.2 裂缝低渗透复合油藏试井分析方法

4.2.1 典型曲线

由于该地途昂岩层特质较强，并且区域特质明晰，所以岩层特质强烈。在流体参数和土壤介质方面的特质明晰，所以油层表面或者液体方面会有阻力，井底存在裂缝，压力恢复曲线会有单线性流和双线性流动特质。这个特质，专家表示可以采用裂缝无限导流和有限导流模式，附加说明后来得到裂缝的数据，结论异常可靠[3]。

4.2.2 应用实例

靖安油田的于5521井、柳9341井的导数曲线能清晰地展示由径向油藏模型获得的地层压力和流量比表皮参数的裂缝特性，并获得裂缝的半长。

4.2.3 具有井简存储和表面效果的试井分析

结果表明，近井地带特点与油藏开发特点之间形成了差别，主要表现在渗透率和近井的特征方面存在较大差异。因为钻井泥浆在油层岩石射孔和地层压实三个步骤当中，受到多重压力作用和酸化导致地层压力状况的相互影响，这种影响将表现为远井的渗透度远小于井壁周围空隙的渗透度，也就表明了近井地带和油藏开发二者形成差别性特点。

岩层结构无最佳通透性，所以会出现以上结论中表现的低渗透特点，油井底部的流速问题会造成岩层问题。竖井的过程对油井水造成挤压，所以油体流动很快，时间变长，最终导致低渗透度特质。在整体测试里，没有发现径向流段和边界问题，所以测试完成，导致整体的近井地带和油藏特质发生差异化。

为了解释和解决以上数据差异化，可以采用有限厚度表皮解释办法和有效半径等方式来解释不同的成因，通过毛细管检测和井水工艺去改善油井藏储效益的影响。

5 对应见解与提议

5.1 宏观评价油藏能量分布状况

5.1.1 更具针对性的注采调控措施

结合试井数据，通过动态调整注采方案，根据科学动态的平衡方案去对不同地区块和层系压力进行基础分配，对高压的区域采取减少灌水的方案，对低气压区域采取加大灌水量的方案，进一步检测和探索新建产区的技术实施，让宏观控油储量基本得到落实，在方案实施里，一共对低气压区域增加灌水132井次，并且灌水量达到1 603 m3，对高压区控灌水61井次，且灌水量已达到473 m3。(1)盘古梁油田：对油藏边部十几个井组进行注水，在2007年4月，水量有了明显的增长，相比过去上调了98 m3。当前，有15口井单日产油量增长情况达到了0.40 t。(2)五里湾油田：通过实施“地层能量平衡”策略，19口可对比井压从原来的11.77 MPa降至11.75 MPa，且压力保持程度也已达到96.3%，水驱动程度已达64.3%。(3)盘古梁油田侏罗系：注采调整工作表现出的结果较为优异，采用低渗透油藏试井技术对岩层能力逐步进行了补偿。2006年ZJ4新区的平均地层压力仅为4.49 MPa，地层能量水平约为41.3%；而2007年，地层压力升至4.06 MPa，地层能量水平也达到了46.5%。数据指标显示，岩层的压力提升中，地层储油能量明显提升5.2%。

5.1.2 合理调控生产压差

合理调控生产压力差能够有效提升取得实效度高、流压大的主向油井的采水强度；可对见效深度较小、水流压低的侧向油进行提液生产。通过这一策略，2007年采油三厂116个井研眼的对比数据中可以发现，地层水压从11.69 MPa提高至12.03 MPa。

5.2 精细评价近井地带渗流状况

5.2.1 裂缝导流占主导

油田在压力和倒数双对曲线上最易反映出垂直裂缝的难题，并且早期井筒集中没有驼峰现象，表明油井的污染问题得到了良好的解决方案。每个裂隙的半长集中分布在50～150 m，而井内的裂缝分布则在200～300 m范围中间，说明整体的压力很大，裂缝的延伸也非常长。整体的裂缝水平线也得到十分宽广。

5.2.2 油井的特低渗透与地层非均质性

有些油井导数的曲线尾部出现上翘的情况，这主要是由于两方面的原因：一是油井的特低渗透形成了低速非达西流；二是由于地层非均质构特征较突出，即使油井地势较低，高渗区域也能让压力快速回升，从而解决问题。

5.2.3 均质地层供液力明显不足

部分井改变了线性渗透的情况主要是由于地层产油严重不足，均质岩层产量减少导致，通过人造裂缝导流可实现压力减弱，甚至达到裂缝封闭的效果。均质岩层开始减少，需要注意地层供液力的情况。

5.2.4 部分油藏特低渗特征

部分油井还显示，油井的特低渗透，产生了低速非达西流。主要表现为土壤岩层的通透性变差，井底续流时限延长。比如吴旗元48井区，就是此类情况。

5.3 优选措施井及措施方法

5.3.1 利用试井特征曲线Sf选井

每年只有大概1/4的油井在选井措施中实施过压力恢复测试，另外3/4则通过了气压控制系统评估。

5.3.2 利用特征曲线评价单井效果

(1)压裂：靖安油田盘59-27井，通过前导数曲线可清晰辨别出复合油藏特点以及裂缝特点的线性流完成实现较早的情况，解释裂隙特性半长仅18 m，渗透率为0.19 mD，井底完善程度系数最高可达5.37。通过分析得知，该井低产的原因多是由于裂缝导流能力变差引起的，通过实行压裂保护措施，已实现日增油8 t。

(2)酸化：盘舌梁油田冯5060井于2007年上半年压力恢复测试时，据调查，显示表皮系值S=9.2，呈现显著上升趋势。采用酸化技术后，产能迅速增加，日产液增加到了18.6 m3，日增原油6.2 t。

(3)措施评价：通过试井检测得知，该井能量较低，土壤地层向裂隙供液的能力不达标，酸化可以消除对近井地带的污染，因此需要再增加注水，对土壤岩层进行补偿。

6 结语

总而言之，长庆特低渗油田试井原料解析模块经过了均质、裂缝及其复合油藏为关键点，地层渗流规则变化莫测，注采调节困难程序非常大。急需针对注采措施持续做出调节变动，方才可完成油井有效开采。因此，要想经济高效开采油田，则从动态监控视角，筛选不相同试井技术，获取大量材料实施试井解析。尤其针对策略挖潜井势必整合油田地质特性、开采变动形态、地层压力水准维持、污染水准、地层渗流特点等实施全方位研判，最终执行的策略方才能形成高收益。最终借助水井压力降低测量技术逐步完成解析注水层是否发生大孔道。基于此，可按照注采均衡原则产生堵水调剖策略与执行高效评估。