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[专业讨论] 一种“压力衰竭”假象的识别与对策

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发表于 2018-5-3 09:58:13 | 显示全部楼层 |阅读模式

品质源于技术 服务源于态度
这是阿什卡微信公众号的第507篇原创文章
首发于2018年5月1日
一种“压力衰竭”假象的识别与对策

谭志亮1  于铁峰2   宋黎明1  黄登峰1  

(1. 长城钻探国际测井公司  北京100101; 2. 长城钻探测试公司  北京100101)


摘要:D油田的第一口井DST5压力曲线显示可能存在“压力衰竭”,解释过程中边界模型选为多条不渗透边界,这与本地区的地震、地质认识相矛盾。从地震和地质的研究成果、PPD函数和区域压力系数三个方面否定了不渗透的边界模型。从岩性物性和初开井时间两个方面分析了造成“压力衰竭”假象的根本原因。研究表明,测试资料所显示的测试过程中似乎出现了“压力衰竭”,事实上只是一种假象。试井解释要注重与其他学科相结合。此类储层的测试,应该采取延长初开井时间、降低泥浆比重、采用井下关井等措施,避免出现“压力衰竭”的假象。

关键词:压力衰竭  边界 初开井  PPD

0.jpg

D油田位于中东某国,为碳酸盐岩储层。其第一口探井D-1井位于构造高点,共测试5层,均为负压射孔,测射联作。在井段2770-2780米(M4层)进行DST5作业,测试期间初开井时间1.8min,初关时间17.02hr。二开时间31.73hr,二关时间46.98hr,日产油17.86m3,日产气1549m3。初关井实测最高恢复压力为4618.56psi,利用初关井压力资料无法外推地层压力;二关实测最高恢复压力4409.4psi,亦无法获取外推压力(图1),可能存在“压力衰竭”现象。由第二次关井压力导数曲线后期明显上翘(图2中的红线),结合两次关井恢复压力差值较大,初步判断,该井附近可能存在多条不渗透边界。


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图1 D-1 DST5两次开井与两次关井期间井底压力曲线图



“压力衰竭”假象的识别


对第二次关井压力恢复曲线进行解释,双对数曲线见图2。


02.JPG

图2 DST5第二次关井压力双对数曲线图



考虑到压力导数曲线后期上翘,结合两次关井恢复压力差值较大,初步选择均质+多条不渗透边界模型进行解释。但试井解释毕竟存在多解性,需要与地质等其它研究成果相结合,共同认识油气藏。以下从四个方面论述本解释模型不合适。


(1)区域地质认识。目前的地震与地质研究表明,该井附近并不存在边界,这与试井解释结果不符。


(2)双重介质储层、两层合试及非自喷井测试均可出现“压力衰竭”现象[1]。但本地区是孔隙型碳酸盐岩储层,单层测试且自喷。


(3)压力导数曲线后期上翘异常。Saphir软件中的PPD函数显示双对数曲线后期出现异常,压力导数曲线后期上翘并不是地层的真实反映,不应视为边界的反映[2]。


(4)区域压力系数。表1中各层压力系数介于1.132和1.137之间,油藏纵向上分为5套油水系统,各层边水能量较弱,具有共同的水源。因此,各层压力系数应基本一致。用初关井恢复末点实测压力4618.2psi,计算压力系数为1.17,有悖于区域整体认识。用第二次关井恢复压力4409.4psi,计算的压力系数为1.127,更接近本地区的整体认识。初关井末点恢复压力高于真实的地层压力。


因此,本层测试存在“压力衰竭”的假象。初关井的恢复压力并非本层真实地层压力,二关井的恢复压力更接近真实的地层压力。


“压力衰竭”假象的起因


这口井共5层进行测试,各层试井解释所得到的有效渗透率见各层解释成果表(表1)。由表1可见,M4层有效渗透率明显低于其他几层。出现“压力衰竭”假象的原因可从岩性物性和初关井时间两方面进行分析。


表1 D1井各层解释成果表

02-1.JPG


(1)渗透率低,岩性物性差。


该井钻井时采用的泥浆比重介于1.4-1.5,而各层压力系数介于1.132-1.137,表皮系数介于2.5-15.2,说明各层均受到不同程度的泥浆污染。M4层岩性和渗透率(表1)都表明,此层物性最差,与其他层位(D-1 DST1/2/3/4)相比,应延长初开井时间。但测试期间,本层初开井时间参照本井之前测试过的其他层位,并未有所改变,实际上甚至缩短了初开井流动时间,致使出现了“压力衰竭”假象。根据本层测试前获得的岩性资料,应该延长初开井测试时间。


(2)初开井时间太短。


初开井流动主要是为了清除测试前井筒中的脏物,消除原来的液柱对井底压力的影响,并有诱喷和一定的解堵作用。该层物性偏差,地面关井。地面记录初开井时间是5min,从压力曲线分析,井下实际开井时间仅为2.26min。施工日报显示,初开井期间井口并没有任何油气显示的迹象。井筒中原来的液柱根本没有排出,在此情况下“关井”测到的仍是(或接近于)原来的液柱压力。该井DST1井底实测压力曲线(图3)显示,由于初开井时间稍长,在B1-C1段压力曲线具有明显的上升趋势,说明射孔后有地层流体流出,流出的流体使液面不断上升,对压力计造成的回压不断增大,而DST5(图3)初开井(B1-C1)在射孔后并未有地层流体流出就进行了关井,未达到初开井的目的。对此类储层(M4层),测试时应该延长初开井时间,并且采用井底关井,以减小井筒储集效应,且避免地面计量的开井时间与实际开井时间出现较大误差。


03.JPG

图3 D-1 DST5和D-1 DST1初开关井压力曲线对比图



综上所述,该层物性较差,污染严重,初开井时间太短,致使初开井期间井底没有“喷活”,造成井筒附近污染区内出现“蹩压”现象。因此,初关井恢复压力为4618.56psi高于实际地层压力,致使地层压力出现了“压力衰竭”的假象;由PPD函数分析可知,第二次关井压力导数曲线后期上翘并不是地层的真实反映,不应解释为边界的反映。故选择均质无限大模型进行解释,压力导数曲线后期上翘不予考虑。


施工对策:


1.对其它井M4层进行测试时,应延长初开井时间,达到初开井的目的。


2.采用井下关井方式,可减小井筒储集效应,并能更准确地记录实际的开井时间。


3.钻遇此层应降低泥浆密度,减少对地层的污染,可降低出现“压力衰竭”假象的概率。试井解释也能提供更准确的解释结果。


4.从初开井时间的选择看,应加强测试作业期间的现场监督力量,以提高压力资料的录取质量。


结论:


1.本次测试压力资料所显示的 “压力衰竭”现象只是一种假象。第一次关井的恢复压力事实上仍是井筒原来的液柱回压,明显高于实际地层压力。第二次关井恢复压力更接近实际地层压力。


2.初开井流动时间过短是产生“压力衰竭”假象的最根本原因。实际测试中常常出现初开井时间太短的问题。这个问题会造成严重的后果,应引起足够的重视。测试中初开井时间要合适。


3.进行试井解释时应将试井资料与地震、地质等其它资料相结合,从而选择更准确的、更符合实际的试井解释模型,得到更为准确的地层参数。


参考文献:


[1]王新海, 夏位荣. 钻柱测试“压衰”的原因分析.新疆石油地质,1994,15(1):69-74


[2] 刘能强, 王葳. 试井资料的诊断方法——压力对时间的检验法.油气井测试,2009,18(3):19-20


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