试油测试技术和资料综合评价技术

试油测试技术 和资料综合评价技术 许 显 志 试油测试是油气勘探取得成果的关键，是寻找油气田、了解地下情况的最直接手段，也是为 开发提供科学依据的重要环节。试油测试工艺技术的发展经历了三个阶段，即以常规试油 为代表的第一阶段，以地层测试器试油为代表的第二阶段，以地层测试器、电子压力计和三 相分离器等技术综合应用的第三阶段。第三阶段，在引进、消化、推广国内外试油技术及 装备的基础上 ，针对大庆探区 “ 三低 ” 油层及致密气层的地质特点，全面发展和完善了试 油 测试工艺技术。资料解释技术也从手工计算、绘图发展到 全国应用计算机进行解释，油藏评 价从简单的试井分析向油气层综合解释、评价方向发展。目前已形成了具有大庆油田特点的 试油测试工艺和资料综合解释技术系列，为勘探提供了先进的手段，为大庆探区众多油气 藏的发现和储量的提交作出了重要的贡献。 一、测试技术的配套、完善，促进了地质认识水平和勘探效益的提高 测试技术经过 “ 七五 ” 的引进、消化、吸收和使用国内、外工艺技术和装备， “ 八五 ” 期间 ，针对在大庆探区的地质特点进行了发展和完善，到 “ 八五 ”末和 “ 九五 ” 初期，逐步形成 了满足不同井况、不同地层条件和 不同地质目的的测试技术。 （一）砂泥岩储层中途测试技术 中途测试技术是及早发现工业油气层的重要手段。 1991年以前由于 测试，使中途测试技术受到了限制。我们在引进膨胀式测试工具的同时，对选层标准、封隔 器座封位置、测试制度和施工参数设计等方面进行了详细研究，拓宽了中途测试的使用范围 ，在勘探中取得了明显的经济效益。 1利用中途测试技术及早发现油气藏 延 4井位于延吉盆地顶部坳陷德新凹陷南阳东构造带，钻井过程中，从井 喷。通过 对 途测试，日产天然气 11563为工业气层。这是延 吉盆地首次获工业气流，为下步勘探提供了科学依据。 2利用中途测试成果确定完井方法 目前，大庆油田的完井方法有两种，一种是套管完井，一种是裸眼完井，采用哪种方法完井 视井的情况而定。我们利用中途测试在完井方面做了一些工作，收到了明显的效果。和 3井 、万 111井、渔深 1井和延 1井，都是根据中途测试结果，采用裸眼完井的， 4井口仅套管和固 井费用就节约了 元。 3利用中途测试技术取准有 关地层参数 渔深 1井，位于松辽盆地北部中央坳陷区黑渔泡凹陷通达鼻状构造带。由于该地区泉一段缺 少水性和压力资料，所以在 产水 。本次 测试不仅搞清了水性，而且录取到了地层压力，达到了中途测试目的。 4利用中途测试技术提高勘探试油效益 大庆长垣西部具有多套油气层组合。限期进行中途测试，搞清油气水纵向分布规律，避免套 管完井后的井筒复杂化。 英 41井是大庆长垣西部的一口预探井，先后分别对三个层系进行了中途测试。该 井套管完井 后，根据中途测试结果避开油水同层和气水同层，共试油 6层，其中有 3层获工业气流，获得 了理想的试油成果。如果不搞中途测试，套管完井后可能要搞 9 层以上试油，这样，不仅井 筒复杂，而且开发无法利用。（二）地层测试技术 地层测试工艺具有试油周期短、录取资料全（可以录取压力、产量、温度和高压物性等资料 ） 、效益高的特点，在全国各油田得到了广泛的应用，大庆外围探井地层测试率 1983年 ， 1990 年以后一直保持在 60以上。 1、低渗透层测试技术 针对低渗透层的 特点，从试井设计出发，配套完善了低渗透层的测试技术，收得了较好的效 果。 （ 1）试井设计方法 试井设计是试油地质设计编制科学与否的关键，也是取全取准试油资料的保证。从试井理论 可知，试井设计是试井分析的反问题，即通过基本的地层参数，预测出待试层的产量和压力 变化曲线。 所以，根据试井理论，研制开发了试井设计软件，能对自喷井和非自喷井进行 压降、压恢和探边试井设计，特别是非自喷井试井设计功能在国内首次实现。 （ 2）试井设计所需参数的预测方法 我们对长垣两侧探井进行了敏感 性参数分析得到，地层压力、有效渗透率、表皮系数、井筒 储存系数和液体粘度对预测的曲线形态及产量影响较大。根据几个主要参数特点，结合钻井 、测井和录井等资料，分别试用了等值图法、多元统计法和交绘图版等方法。主要针对扶、 杨油层和葡萄花油层分区块建立了参数预测公式。 地层压力（ 测 通过研究表明，一般情况下，大庆外围区块地层压力随深度的关系为： P= 对于异常地层压力区，从压缩数定义出发，通过地层对地层微元体的形成压力分析，推导出 形成压力的增量，所以地层压力通式应表示为 ： +P P=E+ （ 1 式中， A、 B、 E、 是孔隙度。 有效渗透率（ e）预测 在研究过程中，我们试用了四种方法从中选出两种较好的方法，来预测有效渗透率。 根据有关专家实测的长垣两测不同层位的相对渗透率曲线和相对渗透率定义，可得到不同 层位的有效渗透率预测公式。 比较有代表性的 e= g（ /V ） 如果缺少岩芯分析资料，可用上述公式预测。 表皮系数（ S）的预测目前，表皮系数除了用试油资料计算外，没有看到确切预测公式或图版。在研究中，发现表 皮系数与地层厚度、钻时、泥浆压力与地层压力之差相关性较好，通过回归得到了不同层位 的预测公式。 井筒储存系数（ C）的预测 根据井筒储存系数的定义可知，它与产量成正比，与压差成反比。我们选用了 27层测试资料 ， 在双对数坐标上，以产量与地层压力之比为横座标，以井筒储存系数为纵坐标进行线性回 归，相关系数 式为： Q/P i ） 我们可以利用该公式预测井筒储存系数 流体粘度的确定 流体粘度可以借用邻井同层位同构造的高压物性资料。 把以上 5项参数输入试井软件，便可较准确地进行试井设计，如龙 22井（见图 1）。 （ 3）跨隔测试技术 跨隔测试具有三个特点：一是试油层序可以灵活调整，依据地质要求和井况条件，任意选层 测试，为老井复 查创造了条件；二是减少井筒储存，提高了压力恢复速度和录取资料质量； 三是及时发现并验证层间窜槽。 由于跨隔测试工艺技术在大庆广泛应用，测试水平不断提高，封隔器最大跨距达 190m，座封 卡点小夹层 卡点最浅 卡点最深 致密气层测试技术 随着勘探领域的拓展，致密储层逐渐增加，找气难度随之增大，这就要求我们在致密储层试 气工艺技术上有新突破。由于致密储层具有井深（ 27004000m）、地层压力高（ 30 45、 温度高（ 120 150 ）、储集类型多、自然产能低、气水分布复杂等特点，原有的中、浅 层 测试工艺技术已不能适应致密储层试气工艺的需要。为此，我们开展了致密气层测试技术研 究。 （ 1）射孔 射孔 层测试两道工序一次完成、加快试油进度、防止井喷、获 取最佳地质资料等诸多优点。但由于国内外减震器均不过关，压力计易损坏，严重地制约着 该工艺在生产中的应用。因此，我们从压力计损坏的机理入手，找出了造成压力计损坏的主 要原因是射孔弹起爆时产生的机械震动和压力冲击。研制成功了具 有纵向减震、径向减震和 过压保护三大功能的压力计减震器，并设计了两种适合不同井况的井下标准管柱。 第一种是研制成功了开井后环空加压起爆的测试联作技术（见图 2）该工艺具有以下优点： a、能实现较大的负压值，对地层的回压只是测试管柱内所加的液垫压力； b、射孔后即可进行流动测试，有利于解除地层污染； c、环空所加的压力不作用在压力计上，有利于保护井下压力计，旁通传压管耐压 d、起爆系统仅一个销钉，剪切值变化范围小， e、对井筒条件复杂有严重漏失的层，井口无法加压时，可根据射孔井段深度选择合适的销 钉，靠测试开井后的环空与油管压力之差起爆射孔枪。这项技术已在金 396、宋深 2等井应用 7层，工艺均一次成功。 第二种是研制成功了环空加压起爆后加深管柱， 实现跨测试测试的联作技术（见图 3）。该工艺的突出特点是有利于取准致密储层的压力 资 料 ，并且不受已试层的限制。这项技术共应用 21井次，在芳深 9井，侏罗系，3737 用上述工艺方法测试，获日产 气 04 m 3 ，实测地层压 力 度 3638m 。 （）地层测试工具进一步完善配套 针对 测试工具及管柱进行了封隔器、支撑管柱等 6项改造，提高 了测试一次成功率。在生产实践中，由于致密气层测试技术的逐步完善，不断创出了新水平 。在芳深 7 井封隔器承受正向压差 宋深 2井封隔器承受反向压差 42宋深 1 井 二、压后排液求产技术的进步为提高压裂成功率和扩大地质储量提供了先进的手段 压后排液求产技术是压裂改造增产技术的一个关键环节，它不仅影响压裂效果，而且影响资 料录取质量制约试油速度。为此，我们在这方面做了大量的工作，收到了明显的效果。 （一）低渗透油层压后排液求产技术 根据大庆探区的地质条件、井况和压后地层流动规律，经过多年的攻关，形成了适应不同井 层的压后排液求产技术。 1排液工艺 （ 1）封隔器单卡单向闭式气举管柱工艺 这种工艺的特点是气举效 率高，洗井时洗进液不倒灌，对油层没有伤害。（ 2）封隔器双卡单向闭式气举管柱工艺 这种工艺主要解决多套油层组合的井，压裂改造上部油层后，单排单求压裂层产能。 （ 3）封隔器单卡抽汲排液管柱工艺 这种工艺的优点是解决下部油层老井挖潜压裂改造后的排液技术难题。 （ 4）封隔器双卡抽汲排液管柱工艺 这种工艺采用长尾管和防砂卡封隔器组合的排液管柱，是老井挖潜和复杂井压后排液的主要 工艺。 2油井压后排液求产技术方法 压裂井排液求产技术方法 主要是根据压后地层流动规律及产量变化情况，确定不同时期的工 艺和工作制度，实现最优的排液求产方法。该项技术成果现已形成技术标准，经现场应用不 仅提高了资料的录取质量，而且提高了试油效率。以前平均每层压后排液求产 技术应用后缩短到 ，平均每层减少 济效益十分明显。 （二）致密气层压后排液求产技术 经过多年研究，形成了一套适应致密气层特点的压后排液求产技术 1氮气助排技术 氮气助排技术是由国外引进的，它从空气中制取氮气，靠三级压缩达 到高的注入压力用以助 排，利用该方法排液速度快，施工安全可靠。它的应用范围是气层排液和气层压裂后不能自 喷井或自喷能力弱井的排液。 2自喷排液方法 自喷排液是利用气层自身能量进行自喷排液的一种方法。这种方法是以自喷条件为基础， 排 液期间根据产气量增大情况，采用地面较长时间关井，待井口压力恢复到一定程度后，油管 短时间开井放喷排液。 3压后求产方法 气层压裂后因改造规模大、压裂液注入多、排液时间长、地层压力下降快，产量变化较大。 我们依据致密储层的特点确定了排液和 求产阶段的划分原则：（ 1）排出的液体能定性说明地层产水否； （ 2）压裂液的返排量不影响地层产气时关井恢复压力； （ 3）待地层压力恢复到原始压力的 85或井口压力恢复小于 开井求产。 （ 4）若关井前期测得的产气量小于 8000m /种方法在生产中应用 见到了理想的地质效果。例如，汪： 903井， 65号层，井段 后开、关 井放喷排液 37个周期，然后关井恢复压力 8天，井口压力达到 进入求产，产气量 达到了 50518 d。 三、资料综合解释技术的进步与发展，为科学评价储层奠定了基础 自 80年代采用地层测试以来，我们始终从生产实际出发，把最新的试井理论研究和计算机技 术有机地结合起来。从多方面开发研究，取得了一系列的成果，使资料综合解释技术日趋成 熟。 （一）试井软件的开发，为资料解释提供了先进的手段 在 础上， 1997年开始在 5 环境下开发试油测试综合 评价系统，力求在技术水平上跟上国际先进试井软件发展的步伐 ，建立一个开放的试井平台。该软件的四大功能，即试井设计、试井分析、节点分析和产能 试井，现已完成了大部分的研究工作，取得了阶段性的成果。 （二）以不稳定试井理论为基础，建立油、气井产量计算方法 1气井不稳定产量计算方法 以往的气井产能确定是通过四个不同工作制度条件下的试气资料求取气井二项式方程和指数 式方程进行的。但对低渗透气井，其产量随时间变化而变化，不易测得稳定的产量，为此， 近几年开展了气井产能评价方法的研究。 对于气井，定井底流压条件，应用 换，可得到下式： Q m 2r S X（ F（ （ F（ u （ F（ u F） 1 （ F（ 对于上面方程进行 可以得出不稳定气井 据此理论，编制了软件，适用于均质、双孔、双渗等多种油藏。用试井资料解释出的地层参 数代入相关方程，便可得出不稳定 方法不仅可以节省试气时间， 而且可以为评 价储层提供更多的参数。 升深 2井，登库组，井段 20个小层， 1995年 8月进行系统试气，这是目前大 庆探区深层自然产能最高的一口井，然而，该层的二项式曲线反向，无法求得绝对无阻流量 ，经分析认为主要是层间干扰造成的。用试井软件解释认为，储层为均质气藏， S ， e （ m /d） ，经过计算，本层的绝对无阻 流量为万 m d。 升深 2井在采油八厂开采过程中进行了系统试气，并用指数式方程求取绝对无阻流量 为 m /d。 2油井不稳定产量计算方法 在试油阶段，油井的产量是通过现场计量求取的。由于地层测试开井时间不同，其产量不同 ；常规试油由于其周期不同产量也不同，所以，只通过现场测取产量确定油井产能是不够的 。为此，我们通过把不稳定试井理论与立了在饱和压力 以下油、气两相流动时不稳定产量计算方法，可给出定流压下产量随时间变化曲线及不稳定 线，并形成了计算机软件。不论采用何种试油工艺、实测产量如何，只要能解释出准 确的地 层参数，代入软件中即可求出 准确评价油层提供了科学依据。树 1井，井段： 萄花 1油试采（连抽），日产油田 降至 ，解释地层渗透率为 表皮系数为 理 论产量与实际产量对比见下表，从表中可看出在求产 350小时后其理论产量与实际产量非常 吻合， 5井产量对比表 !2。 11F 时间（ 8110206278350398422460470494 5185 理论产量 （ m /d） 5 实际产量 （ d） F （三）开展了用温度恢复资料对储层进行解释、评价的研究 通过研究发现，温度升降与测试开、关井密切相关，为此，经理论研究 ，建立了气井温度试 井的数学方程，通过对方