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分层压力测试工艺及解释方法

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分层 压力 测试 工艺 解释 方法 法子
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分层压力测试工艺及解释方法 吴洪彪 王美珍 刘淑芬 (石油大学·北京) (大庆油田有限责任公司) 摘要 为搞清油田的地层压力,满足分层动态分析需要,大庆油田结合生产需要,针对偏心配产 管柱和常规偏心配水管柱特点,开发了相应的分层压力测试方法,以及测取分层流量和分层压力的 管柱配套工艺方法;针对分层压力测试方法及分层压力资料特点,对有流量和无流量的分层压力资 料给出了具体的解释方法。 主题词 油田开发 分层测试 压力 流量 解释 前 言 油层压力是油田开发动态分析的重要指标,根 据分层压力可以对各类油层分别进行方案调整,充 分挖潜各个油层的潜力。随着油田开发的不断深 化,开采对象已不再只是主力油层,特别是三次加密 井网投入开发后,开采对象的差别越来越大。原有 的笼统压力监测系统监测层段划分过粗,监测井点 代表性较差;常规测试较多,针对油水井对应层段的 特殊测试较少。因此,全井压力难以满足分层动态 分析的需要。为了搞清油田的地层压力水平,必须 开展分层(段)压力测试工艺研究,同时针对分层压 力资料的具体特点,研究相应的分层压力测试资料 的解释方法。 分层压力测试工艺 经过长时间的研究开发、试验、改进和完善,目 前在大庆油田成功应用的主要有三种分层压力测试 工艺方法。 1.偏心配水管柱分层压力测试工艺 大庆油田目前分层注水井普遍采用的是偏心配 水管柱。油田开发要求测试工艺要在最经济、最有 效的前提下测取分层压力,既要适应油田大面积推 广的需要,又要准确率高。针对油田分层注水的具 体特点,大庆油田研制开发了偏心配水管柱分层压 力测试技术。偏心配水管柱分层注水量的调整主要 是通过调换配水嘴的直径大小实现,利用钢丝进行 投捞。针对这一特点,充分利用偏心配水孔,研制开 发了新型压力计———偏孔压力计。 (1)原理 偏孔压力计的长短和直慷与原配水器一致,测 试时只需捞出配水器,投入偏孔压力计即可。如果 是多个层段同时测试,则可以同时投入多支压力计, 测取多个层段压力。首先用钢丝捞出全部的偏心配 水器,然后从最下面一层开始投入偏孔压力计,接下 来投入第二支偏孔压力计,直到投入最后一层,测试 几个层段,投入几支压力计。也可以根据需要单独 测试某一个层段,其它几个层段继续注水。 (2)适用条件 对于分层注水,油田开发要求各个层段要根据 油层具体特点和开发需要调整各层段的注水量(通 过调换水嘴直径实现),调整注水量的结果是各个层 段之间压力产生差别,尤其是加强层和控制层之间 压力差别更大。实测分层压力资料表明,最多的两 个层之间的压差可达到7 MPa,如果是下面的层段 压力高于上面层段的压力,则可以用可洗井封隔器, 也可以用不可洗井封隔器。如果是上面层段的压力 高于下面层段的压力,则需要考虑封隔器的具体特 点,因为可洗井封隔器的洗井压差一般在0.2~0.6 MPa之间,因此若上面层段压力高于下面层段压力 0.2MPa以上,则可能就会因层间压差大,而打开封 隔器,造成分层压力测试失败。该方法对于用不可 2001年6月 油 气 井 测 试 第10卷 第3期 吴洪彪,男,博士研究生,1990年毕业后一直从事油田开发、动态监测技术研究及管理工作。地址:黑龙江省大庆市大庆油田有限责任公 司开发部,邮政编码:163453。 洗井封隔器的注水井测试成功率较高。若用可洗井 封隔器,测试时则应做到关井不关层,同时压力计的 密封圈必须保证密封,偏心配水孔必须规范。利用 偏孔压力计测取分层压力,主要有以下两种方法:一 是一个层一个层接替测试,其它层段继续注水,或是 至少保留一个层段注水;二是几个层段同时测试,关 层不关井,测试过程中始终保持一定的注水压力,使 得油管压力高于套管压力,则可达到可洗井封隔器 不被打开的目的,保证测试需要的条件。 2.偏心配产管柱分层压力测试工艺 上述分层压力测试方法成功率的高低主要是受 压力计与配水孔的密封状况影响,若匹配的不好,测 试就会失败。而配水孔由于多次投捞,会产生变形, 因此大庆油田重新改进、完善了偏心配产管柱分层 压力测试工艺技术。改进后的工艺无论是密封性, 还是可靠性都有很大提高,试验结果也表明测试成 功率较高。该工艺不仅可以测注水井分层压力,而 且还可以测采油井的分层压力(常关采油井)。 (1)原理 采用常规的生产管柱,封隔器采用不可洗井封 隔器。偏心配产器带有桥式通道,偏心堵塞器没有 单流阀,压力计与配产器之间共有四道皮碗密封。 验封时用钢丝上提或下放密封段,到达验封层位后, 从下向上,多层一次完成。测压时将带有多支压力 计的密封段从下至上逐层投放,分层压力测试完从 上到下逐级取出。 (2)特点 多个层段可以同时测试,测试成功率较高。测 试时密封段皮碗与工作筒和钢体配合必须合理。密 封段过盈量过大,则仪器下入困难,过盈量偏小,则 难以承压,造成不密封,影响测试成功率。皮碗一般 比工作筒小1 mm,工作筒正公差要求在0.05 mm以 内。 3.“测调集成”管柱 为了提高分层流量、分层压力测试成功率和测 试效率,大庆油田研制开发了“测调集成”管柱,形成 了分层流量、分层压力测试配套工艺技术。 (1)原理 “测调集成”管柱与测试工作筒配套使用,主要 是通过测试工作筒测取分层压力。每支测试工作筒 有三个导压孔,可同时下两支压力计,同时测取两个 层段压力。测试时工作筒与管柱之间是密封的,压 力计的导压孔分别对应不同的测试层段。 (2)技术特点 突出特点是“集成”,不仅可以测取分层压力,而 且还可以测取分层流量,测试成功率高,测试效率 高。影响测试成功率的主要因素是堵塞器的密封盘 根与配水器的过盈量配合问题,堵塞器过盈量过大, 则会导致不密封,影响测试成功率。 分层压力测试资料解释方法 目前,求取平均地层压力通常有MDH法、MBH 法及各油田根据本油田的特点研究开发的实用方 法。这些方法主要适用于弹性开采方式(封闭边界 条件)下的地层压力计算或定压边界条件(注采平 衡)下的地层压力计算,而且必须已知流量。然而在 油田注水开发过程中,常常出现注采不平衡,尤其是 一些加强注水的油藏,注采比可达到2~ 3,显然这 些油藏再用原有的地层压力计算方法其结果必然会 产生偏差。同时由于各种原因影响,许多分层压力 监测井测不到分层流量,再用原有的计算方法则无 法解释。针对分层压力资料的具体特点,本文提出 了考虑注采比影响的地层压力计算方法和无流量压 力资料的解释方法。 1.有流量的分层压力资料解释方法 注水开发油田,根据物质(体积)平衡原理,考虑 注采比影响的地层压力计算公式 p =pt +m lg 18.57AhφCtqB t m -0.217(3-IPR) (1) 式中: p ———平均地层压力,MPa; m ———压力恢复曲线直线段斜率,MPa/cycle; h ———油层有效厚度,m; φ———地层孔隙度,f; q ———单井日产液量,m3; IPR ———注采比,无因次。 为方便取 t=1 h,则上式变为 p =pt=1 +m lg 18.57AhφCtqB m -0.217(3-IPR)(2) 其中 m =2.12×10 -3qBμ Kh 式中:K ———地层渗透率,μm2 ; μ———流体粘度,mPa·s。 上述(2)式即为考虑注采比影响的平均地层压 26 油 气 井 测 试 2001年6月 力计算公式。当 IPR =0时,油藏相当于封闭油藏, (2)式即为弹性驱动方式下的平均地层压力计算公 式;当 IPR =1时,油藏为注采平衡油藏,(2)式为水 压驱动方式下的平均地层压力计算公式。可以看 出,注采比对地层压力计算结果影响的大小主要由 注采比和直线段斜率决定。若直线段斜率较小,注 采比不高,则可以忽略注采比的影响。 2.无流量分层压力资料试井解释方法 大庆油田无流量分层压力资料表明,由于采取 井下关井,而且测试前采取了限流,因此无流量压力 资料的直线段斜率较小,一般都在0~ 0.3之间,直 线段斜率对地层压力计算结果敏感性较差,因此可 以利用速度恢复法来解释分层压力资料。 速度法公式如下 p =pt =1 +m lg 10.423mλp (3) 速度法计算地层压力主要受直线段斜率和假定 压力变化达到稳定时的变化速度影响。利用速度法 计算地层压力,难点在于如何选取稳定的压力变化 速度。对于全井压力资料而言,由于直线段斜率比 较大(大庆油田长垣地区目前基础井网径向流直线 段斜率在1~1.5之间,调整井网在1.5~ 2之间), 因此压力恢复时的稳定速度对地层压力计算结果影 响较大,速度恢复法应用效果较差。而分层压力由 于是采取井下关井,斜率较小(一般小于0.5),因此 稳定压力恢复速度对计算结果的影响不大,可以利 用速度法解释无流量分层压力资料(稳定速度0.1 ~0.3 MPa/d)。 3.流量校正法 如果能够计算出分层流量,则可以直接利用常 规试井解释方法解释分层压力资料,而分层流量可 以利用嘴损曲线求取,即 q =0.4976Δp0.6259 (4) 根据嘴前、嘴后压差即可计算分层流量。然而 该方法要求必须测得嘴前、嘴后的压力,较难实现, 而且由于该公式是经验公式,其适用性也具有一定 的局限性。该方法在大庆油田实际应用难度较大, 适用性较差。 实例分析 北3-6-69井为分层注水井,偏心配产管柱,1999 年7月24~28日进行分层压力测试,没有测取分层 流量,分层压力资料采用速度恢复法进行计算,稳定 压力变化速度0.03 MPa/d。基础数据及解释结果 见表1。 表1 北3-6-69井分层测试成果表 层 位 末点压力(MPa) 速度法(MPa) 斜率 流量校正法(MPa) 松Ⅰ法(MPa) P2Ⅰ 13.519 13.50 0.08 1.90 13.40 P4~ 7Ⅰ 15.125 14.87 0.11 1.70 15.40 P3~ 5Ⅱ 17.986 17.43 0.28 2.69 17.78 P7~ 9Ⅱ 18.159 18.55 0.50 5.73 19.01 P10Ⅱ-G Ⅰ 13.851 13.18 0.26 3.47 13.28 从表中可以看出,速度法计算结果与稳定压力 比较符合,而与流量校正法相差较大,利用速度恢复 法解释无流量的分层压力资料是完全可行的。 结 论 1.偏心配水管柱可以利用偏孔压力计测取分层 压力,偏心配产管柱可以利用桥式密封段测取分层 压力。“测调集成”配套工艺技术测试效率高,测试 成功率高,便于油田分层注水、分层测试。 2.有分层流量的分层压力资料应利用考虑注采 比影响的地层压力计算方法计算分层压力,无流量 的分层压力资料可利用速度恢复法进行解释。 参 考 文 献 1.葛家理:油气层渗流力学, 石油工业出版社, 1982, 96 ~ 110。 2.童宪章:压力恢复曲线在油田开发中的应用,石油工业出 版社,1979。 本文收稿日期:2000-07-20 编辑:杨惠娟 27第10卷 第3期 吴洪彪等:分层压力测试工艺及解释方法 viscosity.By applying Laplace change to resolve the mathematic model, a multivariate system of linear equations in Laplace space has been got and the real space solution of down holepressure has been gained by using LU disintegration method and numerical inverse technique for resolving system of linear equations and a typical curve has been given out. By useof thismodel,the analysis can be done to the well testing data of the reservoirwith fluid property changeof poly- mer flooding or alkali-surfactant-polymer flooding. Subjectheading:multiple combination reservoir,well test interpretation,Laplace transform,mathematical model,typical curve ·Evaluation &Application· Analysis ofFlowingWellTestingDatawithHill ShapewithNumerical Simulation.2001(3)10:18~19 Wang Xinhai ,Lei Ting (Jianghan Petroleum Institute), Liu Dehai ,Ji Yulin (Headquarters of Tarim Petroleum Explo- ration and development) There are not analytical solution and software for flowingwell testing data of wellbore pressure with hill shape as yet.In this paper,numerical simulation method for analysisof flowingwell testing datahasbeen studied.Themethod can be used to interpret flowing dataof flowingwell of variable rate and nonatresian well,buildup dataof flowingwell and nonartesian well as well.Hill shape curve can be interpreted by means of themodel of flowingwell of variable rate with wellbore ef- fect.The field case of hill shape curve has been interpreted. Subjectheading:flowing pressure.hill shape curve,numerical simulation,well test interpretation,flowing well,nonarte- sian well AnEvaluationApplicationofWell TestinDevelopmentofTuhaWater-DriveReservoir.2001(3)10:20~24 Cheng Xinghai , Liu Xueyuan (Qiuling Production Factory , Tuha Oilfield),Yu Xiaorong (Engineering Technologr Cen- ter , Tuha Oilfield) For knowing of the percolation distribution' s feature in the development of Tuha low permeation water-drive reservoirand the changing principle of pressure with the physical characteristics,and forwidely knowingof the reservoir toimprove the aiming and validity of all themeasures,the papermakes an exampleofQiulingoilfield and has done the second subtle in- terpretation and the systemically synthetic anslysis forthe data of pressure draw-down,pressure build up and the monitor between wells to the hundreds of wells since theirdeveloped.From this,some achievements and understanding have been got for teservoirmodels,physical variations and pressure changing principles in the development of low permeation water- drive reservoir,which provides some trains of thoughts and methods for the interpretation of the well test to the similar reservoir. Subjectheading:Tulufan basin,water drive, development,well testing,oil reservoirevaluation,application TechnologyandItsInterpretation ofSeparateLayer'sPressureTest.2001(3)10:25~27 Wu Hongbiao (Petroleum University), Wang Meizhen ,Liu Shufen (Daqing Oilfield , Ltd .) For making out the standard of formation pressure and meeting the needs of dynamic analysis of separate layer,combined with the production needs,in the light of the features of side-pocket production string and conventional side-pocket injec- tion pipe,corresponding method of separate layer' s pressure test and the matching technique formetering separate layer' sflow and pressure have been developed in Daqing oilfield.In accordance with the testing method of separate layes' s pressure and its data,especially to data of no-flow,the concrete interpretation method is given. Subjectheading:oil field development,separate layer testing,pressure,flow,interpretation TheNewMethodtoDefinetheProductionTestOutputofExploratoryWell.2001(3)10:28~ 31 Zhang Weiju (Well Testing Company ,Daqing Petroleum Co ., Ltd .) In the basis of well testing theory,it was got that the primary factors which influence ability of oil well to produce were permeability and effective thickness.According to that,this paper analysed the data of production well of every year in Daqing exploration zone,found the relation between output of formation testing and one of production testing in the same flow pressure,and gave the chart about it.Though inspecting in the 31wells,its relative error is from3.7%to 24.6%. Subjectheading:exploratory well,production test,production,permeability,effective thickness 75第10卷 第3期 油 气 井 测
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