哈德油田试井解释方法改进与应用

朱礼萍

(大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司 黑龙江 大庆 163153)

0 引 言

试井技术是评价油藏压力、储层物性和地层流体流动能力的重要手段，能为油田开发方案制定和措施调整提供依据[1]。哈萨克斯坦哈德油田的试井工作起步较晚，现场测试和资料解释结果与实际情况偏差较大，不能正确反映底层特征。以往用EPS PanSystem软件[2-3]解释试井资料时，在从原始资料录取到资料解释整个过程中存在许多问题。为了深入了解油藏动态变化，对2015年以来哈德油田试井资料用Saphir软件[4]进行了二次解释。通过分析研究测试过程中原始资料录取、解释过程中基础参数输入和解释模型选择等一系列问题，提出了解决方案，提高了试井解释结果的合理性，从而保证试井资料更好地指导油田开发方案调整、保持地层压力。

1 哈德油田试井存在的问题

中国石油控股的哈德石油(KazGerMunai)公司负责开发哈萨克斯坦南图尔盖盆地Akshabulak、Nuraly、Aksai等油田[5-8]。主要油藏埋深1 200～1 800 m，上部为滨岸砂沉积，向下逐渐过渡为湖相灰岩和灰质砂岩沉积，断裂较发育。开采油层层数多，非均质性严重，主力油层高孔(21%～38%)特高渗(大于8 000 mD，1 mD=10-3μm2)，其他油层中孔(15%～25%)中渗(100～800 mD)或者中孔(15%～28%)低渗(1～40 mD)。原油为低密度、低黏度轻质油，地层水矿化度很高。这些油田于1998～2003年陆续投产并由衰竭式开采转为注水开采，目前地层压力普遍较低，注水效果差，累计注采比低。

1.1 原始压力资料录取

原始资料主要存在2类问题：1)部分井的关井时间不合理。通过分析历年不稳定试井资料发现，很多井的地层渗透性较好，但是由于关井时间不够长就结束试井，测试资料在时间上刚刚过井储段、未测出径向流直线段，没有获得较完整的试井曲线，资料达不到解释要求，不能准确解释地层参数。2)采样间隔设置不合理。很多井的测试数据存在采样时间间隔长、采集压力数据点少、缺少关键点数据等问题，影响地层压力解释精度。

1.2 基础参数应用

哈德油田以往试井解释使用的是EPS PanSystem软件，解释中使用的流体参数只是油相PVT参数，开采初期油井含水低，含水对试井解释结果的影响可以忽略不计，但随着开采的进行，采油井的含水是逐年升高的，此时的含水对解释结果的影响就不可忽视[9]，含水越高的井解释结果偏差越大。

1.3 解释模型选择

在解释过程中，很多井解释模型选择不够准确，模型差异会对解释结果有很大的影响，因此正确选择模型非常重要[10]。

1.4 试井资料统计情况

对哈德油田在2015年以来测试的150井次试井资料进行了统计分析。压力数据不合格57井次，占评价分析井数的38.1%，主要受仪器分辨率不足、关井时间不合理、采样间隔设置不合理等因素影响。模型选择不合理井47井次，占评价分析井数的31.3%，模型不合理主要体现在裂缝模型、复合油藏模型和定压(封闭)边界模型的选择上，应结合油藏动静态资料和试井曲线形态综合分析，选择更符合地质认识的试井解释模型，确保解释结果准确性。解释的地层压力误差超过0.5 MPa的井有30井次，占评价分析井数的20%，主要是受试井解释模型和试井双对数曲线的拟合效果影响，特别是曲线后期的拟合效果对地层压力解释结果影响较大。

2 试井设计和解释方法改进

针对以上问题，有必要对哈德油田的试井和解释方法进行改进。主要从以下方面入手：测试之前对该井地质信息和历史资料有一定的了解，合理设计关井时间和采样间隔，保证录取原始数据的完整性和准确性；在资料解释过程中，录入基础参数时考虑含水影响，结合地质、井况等信息，正确选择解释模型，使测试曲线形态能够完整地反映地层特征。

2.1 个性化设计

2.1.1 合理设计关井时间

建议对以往试井资料未出现径向流直线段的井合理设计关井时间，使双对数曲线上出现纵坐标值为0.5的水平直线段和边界反映[11]。例如A01井2020年关井时间92 h，曲线刚进入中期段，没有反映出复合油藏特征，如图1所示，选用均质油藏模型解释，初始压力17.159 MPa。2021年延长关井时间至340 h，得到了完整试井曲线，反映了更丰富的地层信息，根据曲线特征并结合地质条件综合分析，选用复合油藏模型解释，解释曲线与实测数据的拟合度提高，初始压力18.045 MPa，得到的解释结果更可靠。

图1 A01井双对数曲线拟合对比

合理的关井时间直接影响解释结果的正确性，也会对曲线形态造成一定的影响。关井时间太短，压力还未传入地层深部，压力恢复未达到初始压力或径向流段水平，很难解释出真实地层信息，而关井时间过长会影响产量[12]。哈德油田储层条件比较复杂，通过分析单井不稳定试井资料的历史延续性，认为关井时间不能一概而论，合理的关井时间从3 d到15 d不等。因此，在试井管理方面要加强施工设计的质量管理，根据区块地质特征，结合本井和邻井以往不稳定试井资料，对每一口井的关井时间实行个性化方案设计，提高原始资料录取质量。这样，不会因为个别井关井时间过短而测不出完整曲线形态，也避免了因为关井时间过长而影响产量。

2.1.2 合理设置采样间隔

录取不稳定试井资料时，测试时间长，采样点较多。因此，需要合理设置采样间隔，建议在刚刚关井和测试结束要开井时提高采样频率、加密测试。例如2020年10月份测试的A02井，关井时刻没有加密测试导致流压点数据缺失，如图2所示，测试结束阶段采样间隔过大，导致采集到的末点压力(开井前压力计采集到的最后一个压力数据)不代表最后关井时刻井底压力值，如图3所示，因此导致双对数曲线形态异常，如图4所示，解释结果与实际有一定偏差，无法完整反映地层的真实情况。

图2 缺少流压点数据

图3 测试结束阶段采样间隔过大

图4 A02井试井资料

针对采样间隔设置不合理导致的资料质量问题，建议优化采样间隔设置，充分考虑施工过程及意外因素影响，在开关井前后增设2 h的加密采样点(建议采用测试仪器的最小采样间隔)，避免关键数据缺失，若施工过程不顺利导致无法按采样设计完成测试，则重设采样间隔或更换压力计进行测试。

2.2 录入基础参数时考虑含水影响

2.2.1 含水对解释结果的影响

试井解释需要输入的基础参数有地层的有效厚度、孔隙度、岩石压缩系数，流体的黏度、体积系数、压缩系数等。用Saphir试井解释软件进行二次解释时，考虑了含水对基础参数的影响[13]，对黏度、体积系数等基础参数进行了折算。

2.2.2 参数折算方法

考虑含水的影响，可将油水两相的黏度和体积系数参数折算成拟单相参数[14]。具体折算方法见公式(1)和公式(2)。由于水相的黏度和体积系数通常小于油相黏度和体积系数，折算后的拟单相黏度和体积系数常小于单相油的黏度和体积系数。

μ=μw×fw+(1-fw)×μo

(1)

式(1)中:μ为拟单相流体黏度，mPa·s；μo为油相黏度，mPa·s；μw为水相黏度，mPa·s；fw为含水，无量纲。

(2)

式(2)中:B为油相体积系数，m3/m3；Bo为油相体积系数，m3/m3；Bw为水相体积系数，m3/m3；ρw2为地面水密度， g/cm3；ρo2为地面油密度， g/cm3。

2.2.3 含水对解释结果影响的对比分析

为分析基础参数选取方法对解释结果带来的影响，对10口井不稳定试井资料进行对比分析，将油水两相PVT参数根据含水转化成拟单相PVT参数，流体黏度差异较大，如图5所示。

图5 基础参数差异性

利用拟单相流体参数进行重新解释，与原解释结果对比，渗透率差异较大，新方法解释的渗透率较小，主要受拟单相流体黏度变小的影响，如图6所示。

图6 不同基础参数解释结果表现为渗透率相差较大

为了进一步验证含水对解释结果的影响，对A03井用2种方法进行解释并进行了对比分析。用EPS PanSystem解释时输入的油相黏度是1.24 mPa·s，而用Saphir解释软件解释时考虑了含水的影响，折算以后输入的黏度为0.56 mPa·s，地层有效厚度为5.1 m，选取模型都是变井储均质无限大油藏，解释结果如表1所示，解释结果有较大的偏差，渗透率降低了一个数量级，由原来的120.2 mD降为17.75 mD，表皮系数影响不明显。开采初期哈德油田开发主力油层渗透率普遍在70～1 320 mD，哈德油田断层比较复杂，平面矛盾和层间矛盾都比较大，因此每口井渗透率相差也比较大，通过大量试井资料解释和地区岩心试验数据综合对比分析，考虑含水影响的渗透率解释结果更符合地区情况。

表1 A03井PanSystem和Saphir解释结果对比

2.3 正确选择解释模型

曲线形态可以反映出井筒附近污染情况和周围是否存在边底水、封闭或者岩性变化等地质情况。选择解释模型时，既要看曲线形态，也要结合该井的生产动态和含水等井史信息和沉积相带图等地质信息，综合分析确定解释模型[15]。

例如A04井试井资料录取于2020年，早期井储续流比较明显，用PanSystem软件解释时选取的解释模型是均质油藏模型，如图7所示。2021年用Saphir软件二次解释时,注意到了实测数据双对数曲线后期上翘，分析认为可能符合2种解释模型，即断层边界或者复合油藏。如果为断层，需判断是单一断层还是夹角断层，因此要结合构造图、沉积相带图做进一步分析。构造图显示该井周围没有断层等边界特征，如图8所示，但是井周围岩性有明显变化，砂体由发育好的河道砂向主体席状砂过度，如图9所示，导致双对数曲线后期上翘。因此试井解释时选取复合油藏模型是正确的。

图7 A04井不同解释模型对比图

图8 A04井构造图

图9 A04井沉积相带图

2.4 识别断层

A05井是2018年8月7日投产的一口油井(直井)，该井日产为29.12 m3，含水为89%。射孔井段深度为1 753.00～1 769.50 m，有效厚度为5.5 m，孔隙度为0.222 2，油的黏度为2.04 mPa·s，水的黏度为0.48 mPa·s，油密度为0.763 g/cm3，水密度为1 g/cm3，流体密度折算后为0.973 9 g/cm3，体积系数为1.056 6 m3/m3。结合历年测试资料和地质状况综合分析，该井设计的合理关井时间为70.75 h，并且在开关井阶段测试数据进行了加密测试。

用Saphir软件进行解释时，双对数曲线如图10所示，曲线中晚期出现径向流动后又上翘。沉积相带图如图11所示，可知井周围岩性由主体席状砂向非主体席状砂过度。构造图如图12所示，显示该井附近确实存在断层。结合该井的压力、产量变化和试井信息综合判断，曲线后期上翘是受断层影响。对A05井重新进行解释，选用复合油藏、一条封闭边界试井解释模型，解释出来的断层距离测试井91.64 m，和地质静态信息基本一致，因此本次试井解释结果可靠，为该区块的断层认识提供了依据，其他解释结果见表2。

图10 A05井双对数曲线特征

图11 A05井沉积相带图

图12 A05井构造图

表2 A05井解释结果

3 结 论

针对哈德油田试井资料采集和资料解释存在的问题采取了改进措施，并进行了实际应用。

1)在试井资料采集方面，要合理设计关井时间和设置采样间隔，综合考虑历史资料和地质条件，针对每一口井定制个性化方案，保证测试曲线形态能够完整反映地层特征。

2)解释过程中录入基础参数时，考虑了含水的影响，对黏度和体积系数参数进行了折算，解释精度明显提高。

3)根据曲线形态，结合井史和地质状况等信息，正确选择模型进行解释，既可以判断出井筒附近污染情况，也可判断出周围地质情况。

4)相对于原方法，改进后的试井资料解释结果更加合理，能为油田开发方案调整提供更可靠的依据。