气测录井响应特征与试油效果产能评价方法研究

2022-04-19陈灿珠殷文荣何成山

录井工程 2022年1期

吴佳陈灿珠殷文荣孔越孙颖何成山

(①中国石油渤海钻探油气合作开发分公司；②中国石油渤海钻探第一录井公司；③中国石油大港油田公司勘探事业部)

0 引言

随着勘探开发的不断深入，油气勘探向薄层、深层、致密层方向发展，勘探难度和成本增大，油气田开发增产措施的成功率亟待提高。试油压裂改造技术可以改善储层物性，提高试油的出油率，直接影响着油气井的产能。目前气测录井参数的应用只局限于定性分析，还不能达到定量指标，单一通过气测值的高低来判断地层的含油气性存在着一定的误差甚至错误[1]。本文基于对轻质油、中质油、重质油地区不同层位气测录井参数的影响因素分析，对录井响应特征与试油效果相关性进行研究，寻找气测录井与试油效果的关系，提高录井解释的符合率，对油气层评价具有重要意义。

1 气测录井影响因素分析

1.1 现场作业条件的影响

气测录井作为发现油气层的一种直接技术手段，其作业条件具有一定的技术要求。现场需要确保正常连续工作稳定的三相交流电，以免发生因电源电压频率低、仪器工作看似正常，却漏掉油层显示的不正常现象。脱气器应安放在距井口4～6 m处，钻井液流动平缓，且钻井液槽坡度要在3°以下。避免坡度过大，造成钻井液通过脱气器时流速过快，脱气器还未及时脱出气体，钻井液已快速流走，极有可能漏掉显示。此外，不同型号脱气器的脱气效率也影响着气测记录仪的数值[2]。

1.2 钻井液性能的影响

当钻井液密度较高时，钻井液柱施加给地层的压力较大，地层油气浸入钻井液的量很小，录取的各项资料显示绝对含量较低；相反，钻井液柱产生的压力略低于地层的压力时，地层中大量的油气不断渗入钻井液，使气测录井显示值相对较高。同时，钻井液粘度越高，脱气器脱气越困难，气测显示值越低。在钻速一定的情况下，钻井液的循环流量越小，单位体积钻井液中的岩屑气越少，从而使得气测值会相对减小；反之，气测值会相对增大[3]。因此即使是在同一构造区域钻井，气测录井显示值也相差较大。

2 一种评价试油效果的新方法

气测录井是现场油气显示的第一手资料，在一定的温度、压力条件下，烃类在储层流体中以游离、吸附和溶解状态存在，通过气相色谱仪可以测量到地层气体、后效气体、背景气、接单根气。无论烃类在储层中以何种形式存在，只要溶入钻井液中或是岩屑携带烃类气体都可以被气测录井仪及时地捕捉到，并以数字的形式记录下来。通过分析钻井液中烃类组分和其他气体的成分含量，可以快速对流体性质作出初步判断。

目前试油求产常用公式是根据达西定律推导得出的平面径向流求产公式[4]：

(1)

式中：Qd为流量，D·m/s(1 D=1 μm2)；pe为有效供油半径处的油层压力，Pa；pw为井内的流压，Pa；K为储层渗透率，mD；h为储层厚度，m；Re为储层的供液半径，m；Rw为井筒半径，m；μ为原油粘度，mPa·s。

公式(1)是从井筒流体物理意义上推导得出，主要与储层性质、原油性质以及供油半径等因素有关[5]，是理想状态下的流量计算公式，由于参与计算的物理量较单一，未考虑到钻井工程参数、钻井液参数和气测录井参数对流体流量的影响，故引入地下单位体积岩石含气率计算方法。地下单位体积岩石含气率法是基于混合气体在地表、地下不同温压条件下体积变化导致其在钻井液中含量变化的思路提出的，即根据气体状态方程，通过量化参数和理论推导，计算出地下单位体积岩石的含气率[6]。该公式在一定程度上消除了工程参数、钻井液参数、气测参数对于气体数据的影响[7]，可以直接用于评价储层的含油气性。

(2)

式中：Sg为地下单位体积岩石含气率，%；Cn为组分气测值(n=1、2、3、4、5；分别表示C1、C2、C3、iC4、nC4、iC5、nC5)，%；Em为各组分脱气效率系数(m=1、2、3、4、5)，无量纲；Zi为偏差压缩系数(i=1、2、3、4、5)，无量纲；t为钻时，min/m；V为排量，m3；H为井眼垂深,m；Gt为地温梯度,℃/m；D为井眼直径,mm；Tout为钻井液出口温度,℃；ρ为钻井液密度,g/cm3。

本次研究工作除考虑了相关参数的影响之外，还按照轻、中、重质油的油性区分，即是否采取压裂措施分别讨论，找寻单位体积岩石含气率与气测录井响应参数之间的关系。通过分析近4年176口探评井的2915个小层，其中试油井158口，压裂井段88个,计算出单井射孔井段的地下单位体积岩石含气率(图1)，对目标井的钻井工程参数、录井气测参数、试油井段测试数据进行匹配分析，得到地下单位体积岩石含气率Sg与产能Q评价的公式(表1),6个公式适用于砂岩储层，盆地含油气有明显的轻质油、中质油、重质油、致密气、致密油的特征，都是针对单一储层的产能预测，多层合试求产需要做单层加权平均,其公式如下：

图1 轻、中、重质油井油层含气率与日产量交会图

(3)

式中：Q多层为多层合成产能单层平均值，t；Qn为第n层单层产能，t。

表1 分油性储层产能评价公式

3 应用效果

3.1 实例应用

G 1607井位于沧东凹陷王官屯断鼻北翼，储层发育，属于重质油区。从图2中可以看出，该井在2 578～2 637 m井段，井壁取心20颗，全烃最高值3.45%，录井解释为差油层、油层。压裂前，平均液面1 403 m，日产油2 t；采用泵压20 MPa压裂后，日产油5.38 t。该井段计算的单位体积岩石含气率的范围是1%～9.44%，通过表1重质油有措施井产能评价公式Q=-180.31Sg2+78.609Sg+5.364计算，按层段劈分产量估算日产油为6.29 t，实际压裂后日产油5.38 t，误差率为16.9%，说明评价公式对于产能预测具有适用性。

3.2 整体效果

随钻跟踪DG油区5口新钻探评井(G 1607、G 1701、J 1701、W 17102、G 17105井)，录井解释23层，与试油结论符合20层，录井解释符合率86.9%。6个压裂试油井段中，5个预测产能与实际日产量相符(本次研究认为，误差率在50%以内都是符合的)，1口井因积液未排尽，预测不准确(表2)。整体预测效果表明，该方法应用效果良好，对油气层准确评价具有一定价值。