基于电缆地层测试器的产能评价及试油优化

王景恒

中国石化胜利油田分公司油气勘探管理中心　（山东　东营　257000）

对于一些低阻油层，油水过渡带不明显的储层，单纯地依赖常规测井解释结果以及气测、录井确定流体性质，并确定试油层位存在较大的风险。电缆地层测试器可以快速实时确认流体性质，获取有效流度及渗透率信息，确定油水界面。中国石化胜利油田分公司埕北凸起是在埕北潜山基础上发育起来的地质构造，其构造形态受沉积基底及埕北大断层的影响和控制，在埕北大断层两侧发育了一系列与主断层平行或交叉的次级断层，将整个埕北构造切割成若干个小断块。由于地层的超覆或披覆，岩性在横向上发生变化，由于断块的切割、遮挡，在该区多种类型的圈闭，为埕北构造复式油气藏的形成创造了条件，储层纵向薄互层发育复杂，流体黏度变化大，对于油层及油水同层的甄别，是勘探的难点所在。同时，该区块许多试油结果达不到理想预期效果，主要由以下原因造成：①产水或含水率过高；②流动不到地面；③流速不够，无法清理近井污染或携带积液；④油藏半径小，地层能量不足。

通过小型的电缆地层测试器，可以预先对地层压力、流体属性以及渗透率进行评价。利用电缆地层测试器测试结果，可以预先评价试油过程中会存在哪些问题，并优化试油层位[1-2]。

1　MDT节点法产能预测

节点法产能预测公式是基于油、气井达西产能公式得来。产能预测采用节点分析的方法，将油从地层经过完井部分，然后从井筒到地面管汇流出作为一个系统来分析，把整个油井生产系统的压力损失分成段。产能预测选取井底为求解点，将整个生产系统仪井底为节点分为两部分：一部分为油藏中的流动，即流入部分；另一部分为从油管入口到分离器的管流系统，即流出部分。流入、流出曲线的交点即为所给条件下的油井产量和对应的井底流压 （图1）。选取井底为求解点，便于预测油藏压力降低后的未来油井产量，以及研究油井由于污染或采取增产措施带来的影响。

将WFT或者DST所得到的有效渗透率对常规测井解释渗透率进行标定，结合完井参数以及PVT分析数据，运用节点分析方法获得流入、流出曲线。

通过电缆地层测试器，一个很重要的目的是通过泵抽后的压恢试井解释分析，评估地层参数（k、s、P*）。解释原理及方法和其他试井解释原理是一致的：常用的有压力导数曲线的流型识别和常规的霍纳曲线分析[3]。

式中：q 为产量，m3/d；K 为有效渗透率,10-3μm2；h为地层有效厚度,m；Pe为地层原始压力,MPa；Pwf为井底流压,MPa；μ 为液体黏度,mPa·s；B0为地层体积系数；Re为泄流半径,m；Rw为井半径,m；S为表皮系数。

图1　井底节点分析示意图

2　单井建模法产能预测

当讨论节点法产能预测时，可以从公式（1）中看出，产能的最终大小取决于累计Kh及人为假设的射孔段中部的地层压力，但是节点法产能预测弊端在于：①地层压力系数差异较大的多个储层，在考虑同时射孔时是无法模拟的；②无法处理多相流情况。通过单井建模，可以模拟出多相流动以及地层压力复杂情况下的产出情况。通过定义不同平衡区域内的压力及流体性质以及利用不同流动相的相渗曲线可以实现多相流和复杂压力系统的产能模拟。

在建模过程中，可以根据不同的孔、渗对储层进行划分，进而不同的储层类型可以得到不同的孔渗平均结果，而不是节点法中用单一的平均值。同时，不同的毛管力和不同相渗曲线可以应用于不同的储层类型。

单井产能预测模型（SWPM）充分集成全部测井解释结果以及岩心分析数据进行数值模拟。通过这种人机交互、流程化的应用模块，建立一维岩石物理模型和三维数值网格模拟模型。这种模拟既可以是数值化也可以通过半解析法[4]来实现。同时，依赖于是否有生产历史数据，可以选择性地进行模型刻度，用以预测未来单井产能变化。在建模过程可以充分集成岩心、压力和生产及试油数据，通过刻度实现从井筒到油藏的衔接。

岩石物理解释结果（总孔隙度、渗透率，饱和度及束缚水饱和度）被用来定义流动单元及划分储层类型。毛管力和相渗既可以来自于岩心实验结果也可以利用经验公式[5]获取。

油藏流体模型既可以基于PVT分析结果，也可以基于电缆测试器的井下流体组分分析模块。建立三维静态模型时需要定义泄流面积大小、垂深，基于储层类型的分层以及完井方式。

3　实例应用

埕北3XX井在纵向从馆陶组到沙河街组，常规测井解释7个油气层，但经过电缆测试器实时流体分析确认了5个层为油层，2个层为水层。

以2 871.5~2 877 m段为例，说明电缆地层测试原理及节点法产能评价的应用过程。该层斜深为6.5 m，垂深为5 m，在2 876 m点进行泵抽过程中，通过井下流体分析仪实时分析得到原油黏度为4.12 mPa·s，气油比 20 m3/m3。

采用均值无限大定井储模型，通过不稳定压力恢复解释，解释该层平均渗透率0.7 μm2，有效流度约 0.17 μm2/（mPa·s)。 图 2 为不同表皮系数情况下，给定完井方式和井口压力下的流入流出曲线，在井底压降5 MPa和5个表皮的情况下，预测产能200 m3/d；实测试油结论为175 m3/d，与预测结果吻合较好，误差约14%。

图2　2 871.5～2 877 m段流入流出曲线

经过对井下流体分析以及产能评价，本井原计划的DST测试层位为7个，但由于2个是水层，以及产能评价确定了2个低产层，最后选取优化了3个主力产油层位进行测试，节约了大量财力和时间成本。

4　结论

电缆地层测试器可以快速、高效、低成本的对低阻油层、油水过渡带以及单纯依靠测井、录井判断不明确的储层进行流体分析，确定流体性质，提高勘探成功率；建立在电缆地层测试基础上的节点法产能预测或单井建模法产能预测可以快速评价储层的产出能力，优化试油层位，节约勘探成本；该套产能预测流程不仅适用于常规流体储层，对于凝析气储层也具有很好的适应性。

参考文献：

[1]匡立春.电缆地层测试资料应用导论[M].北京：石油工业出版社,2005.

[2]王向荣,周灿灿,王昌学,等.电缆地层测试器测井应用综述[J].地球物理学进展,2008,23（5）：1579-1585.

[3]姚军,谷建伟,吕爱民.油藏工程[M].东营：中国石油大学出版社,2016.

[4]Gilchrist,J.P.,Busswell,G.,Banerjee,R.,Spath,J.,Thambynayagam,R.K.M.Semi-analytical Solution for Multiple Layer Reservoir Problems with Multiple Vertical,Horizontal,Deviated and Fractured Wells[C].Dubai：IPTC 11718,2007.

[5]T.S.Ramakrishnan,D.T.Wasan.The Relative Permeability Function for Two-Phase Flow in Porous Media：Effect of Capillary Number[C].Tulsa：SPE 12693,1984.