黃小平（中石化勝利石油工程有限公司測(cè)井公司，山東 東營(yíng) 257096）

重復(fù)式電纜地層測(cè)試技術(shù)是油氣勘探中一種常用的快速有效估算儲(chǔ)層流體密度、判斷儲(chǔ)層油水界面以及儲(chǔ)層縱向和橫向連通性的方法。隨著電纜地層測(cè)試技術(shù)的不斷發(fā)展，其在油氣勘探開發(fā)中得到廣泛應(yīng)用。通過它獲取的地層壓力以及相關(guān)資料能夠直接反映地層的地質(zhì)信息，具有快速、直觀、經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)［1］。

A油田屬于海相碳酸鹽巖沉積，巖性復(fù)雜，主要為灰質(zhì)泥巖、泥質(zhì)灰?guī)r、含泥白堊質(zhì)灰?guī)r及灰?guī)r等，儲(chǔ)集類型主要為孔隙－孔洞型，且裂縫不發(fā)育。筆者主要介紹了重復(fù)式電纜地層測(cè)試技術(shù)在指導(dǎo)鉆井液性能調(diào)配、估算儲(chǔ)層流體密度、判斷油水界面、分析儲(chǔ)層縱向和橫向連通性、估算儲(chǔ)層滲透率等方面的應(yīng)用。

1 指導(dǎo)鉆井液性能調(diào)配

在鉆井過程中，盲目采用高密度鉆井液往往會(huì)造成油氣污染，降低測(cè)井資料的真實(shí)性，給油、氣、水層的評(píng)價(jià)工作增加難度；同時(shí)也給油氣開采帶來極大的困難［2］。因此，如何調(diào)配正確的鉆井液性能，實(shí)現(xiàn)平衡鉆井，減少油氣儲(chǔ)層污染是非常重要的。

重復(fù)式電纜地層測(cè)試器可以測(cè)量井筒內(nèi)鉆井液柱的壓力，而鉆井液壓力梯度反映了鉆井液密度和鉆井液系統(tǒng)的均勻性。當(dāng)鉆井液柱中存在鉆井液顆粒的分離或地層中的流體竄入鉆井液中時(shí)，鉆井液的壓力就會(huì)發(fā)生變化；鉆井液柱壓力比地層壓力稍大一點(diǎn)時(shí)，既可保持正常鉆井，又可減少鉆井液過多侵入對(duì)油氣儲(chǔ)層的污染。通過對(duì)A油田幾口井的地層測(cè)試作業(yè)，發(fā)現(xiàn)鉆井液均勻性很好，但是所采用的鉆井液密度（特指其純數(shù)值）比實(shí)際地層壓力因數(shù)高出很多（見表1、圖1）。因此，為了平衡鉆井，增加測(cè)井資料的真實(shí)性，減少油氣污染，在以后的鉆井過程中應(yīng)以這個(gè)壓力因數(shù)作為參考來指導(dǎo)進(jìn)行鉆井液密度調(diào)配。

表1 A油田地層壓力系數(shù)

圖1 深度－鉆井液壓力剖面圖

2 估算儲(chǔ)層流體密度、判斷儲(chǔ)層油水界面以及分析儲(chǔ)層縱向和橫向連通性

重復(fù)式電纜地層測(cè)試技術(shù)是快速、準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)油氣水層的有效方法之一［3］。在深度－壓力剖面圖上，測(cè)試的地層壓力點(diǎn)可以擬合成直線，當(dāng)一個(gè)油氣藏的連通性好時(shí)，整個(gè)油氣藏的儲(chǔ)集空間壓力傳播通暢，處于同一個(gè)壓力系統(tǒng)中。這時(shí)，根據(jù)壓力梯度計(jì)算的密度就能判斷儲(chǔ)集空間的流體性質(zhì)。對(duì)A油田XX1井目的層地層進(jìn)行重復(fù)式電纜地層測(cè)試作業(yè)并利用壓力資料（圖2）分析發(fā)現(xiàn)，目的層的上白堊系儲(chǔ)層頂部是密度為0.81g／cm3的油層，中部和底部分別是密度為1.07g／cm3和1.08g／cm3的水層。在圖2（b）中不難發(fā)現(xiàn)，頂部和中部擬合的直線存在一個(gè)拐點(diǎn)，而中部和底部擬合的直線斜率幾乎一樣，但不在同一直線上，可能存在不同的壓力系統(tǒng)。后經(jīng)該區(qū)域其他幾口井證實(shí)，上、下白堊系儲(chǔ)層之間存在不同的壓力系統(tǒng)，縱向不連通。

重復(fù)式電纜地層測(cè)試技術(shù)也是判斷油水界面的有效方法之一。但A油田的碳酸鹽巖地層孔隙結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，因此其應(yīng)用相應(yīng)受到了限制。利用地層測(cè)試資料與常規(guī)測(cè)井資料有效結(jié)合，能判斷出自由水界面和油水界面。如圖2所示，根據(jù)XX1井地層測(cè)試得到的壓力梯度拐點(diǎn)即油水界面深度為3072.5m，而常規(guī)測(cè)井資料顯示油水界面深度為3047.5m，壓力梯度拐點(diǎn)對(duì)應(yīng)的深度比實(shí)際油水界面深。后經(jīng)過反復(fù)研究對(duì)比發(fā)現(xiàn)，在A油田中壓力梯度的拐點(diǎn)深度為自由水界面。壓力梯度與油水狀態(tài)相對(duì)應(yīng)，因此，由于毛細(xì)管壓力的作用，拐點(diǎn)的深度比實(shí)際油水界面低［4］，而常規(guī)測(cè)井資料所反映的才是真正的油水界面。

對(duì)于同一區(qū)域的油藏來說，連通性好、物性相近的儲(chǔ)層，因孔隙流體的傳壓作用，其地層壓力相同。重復(fù)式電纜地層測(cè)試技術(shù)可以用此原理檢測(cè)儲(chǔ)層的橫向連通性。圖3是A油田鄰近3口井地層壓力剖面對(duì)比圖，可以看出其壓力系統(tǒng)一致，連通性非常好。

3 估算儲(chǔ)層滲透率

圖2 XX1井壓力剖面與常規(guī)資料對(duì)比圖

根據(jù)重復(fù)式電纜地層測(cè)試器測(cè)試得到的地層流體流動(dòng)時(shí)壓降數(shù)據(jù)分析和流動(dòng)測(cè)試后壓力恢復(fù)數(shù)據(jù)分析，可以估算出儲(chǔ)層滲透率①Schlumberger.Log Interpretation Principle／Applications.1991.。通過壓降數(shù)據(jù)分析計(jì)算的滲透率為壓降滲透率，通過流動(dòng)測(cè)試后壓力恢復(fù)數(shù)據(jù)分析計(jì)算的滲透率為壓力恢復(fù)滲透率。

3.1 壓降滲透率

在使用重復(fù)式電纜地層測(cè)試儀器中的10cm3預(yù)測(cè)室工作時(shí)，認(rèn)為流體進(jìn)入地層測(cè)試儀器的流動(dòng)量是呈球形或半球形的，因?yàn)轭A(yù)測(cè)過程中，實(shí)際上只有少量的流體流動(dòng)，所以很快就形成穩(wěn)態(tài)的半球形流動(dòng)，最后的壓降公式經(jīng)簡(jiǎn)化換算后，可以得到滲透率計(jì)算公式①Schlumberger.Log Interpretation Principle／Applications.1991.：

式中：Kd為壓降滲透率，mD；q為預(yù)測(cè)室的流速，cm3／s；μ為流動(dòng)流體的黏度，mPa·s；Δp為壓降，psi；常數(shù)5660的單位為m－1。

在使用 “標(biāo)準(zhǔn)”取樣管的情況下，常數(shù)為5660m－1。當(dāng)使用 “大直徑”或 “快速”取樣管時(shí)，式中的常數(shù)要改為2395m－1。類似地，當(dāng)使用 “大面積封隔器”時(shí)，常數(shù)變?yōu)?107m－1。

3.2 壓力恢復(fù)滲透率

滲透率也可通過分析壓力恢復(fù)記錄的數(shù)據(jù)來估算。當(dāng)重復(fù)式電纜地層測(cè)試器的2個(gè)預(yù)測(cè)室充滿流體時(shí)，隨著壓力向內(nèi)傳播的進(jìn)展，取樣器中的壓力升高到地層原始靜壓力pe，壓力傳播的幾何特征可以用來計(jì)算滲透率。

1）根據(jù)對(duì)無限均勻介質(zhì)中球狀流動(dòng)模型的計(jì)算，得出下面表達(dá)式：

圖3 地層壓力剖面對(duì)比圖

式中：pe為地層原始靜壓力，psi；ps為取樣管壓力（球狀恢復(fù)壓力），psi；為地層孔隙度，%；μ′為未被污染地層流體的黏度，mPa·s；ct為地層流體總壓縮系數(shù) ，psi－1；Ks為球狀流動(dòng)滲透率，mD；Δt為關(guān)閉后經(jīng)過的時(shí)間，s；q1為第1預(yù)測(cè)室流速，cm3／s；q2為第2預(yù)測(cè)室流速，cm3／s；t1為第1預(yù)測(cè)室流動(dòng)時(shí)間，s；t2為第2預(yù)測(cè)室流動(dòng)時(shí)間，s；常數(shù)8×104的單位為m－1。

壓力恢復(fù)過程的瞬時(shí)觀測(cè)壓力與球狀時(shí)間函數(shù)fs（Δt）在線性坐標(biāo)系中作圖，理想情況下應(yīng)是一條直線，這條直線向外延長(zhǎng)到fs（Δt）＝0，則得到地層壓力pe（見圖4（a）中的線性曲線）。根據(jù)球狀壓力恢復(fù)曲線的斜率m，利用下式可以計(jì)算球狀滲透率①Schlumberger.Log Interpretation Principle／Applications.1991.：

2）對(duì)于徑向柱狀流模式，壓力恢復(fù)方程為：

式中：Kc為柱狀流壓力恢復(fù)滲透率，mD；h是產(chǎn)層厚度，m。在線性坐標(biāo)系中，作壓力讀數(shù)和柱狀時(shí)間函數(shù)fc（Δt）關(guān)系圖，理想情況下壓力與柱狀時(shí)間函數(shù)應(yīng)是一條直線，該線在靜止地層壓力pe處與fc（Δt）＝0線相交，根據(jù)Kc＝的關(guān)系，可以用該線的斜率m確定滲透率（見圖4（b）中的線性曲線）。

圖4 壓力與時(shí)間函數(shù)圖

根據(jù)上述理論，對(duì)A油田XX2井11個(gè)測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行滲透率估算，結(jié)果如表2所示。

表2 滲透率估算值

實(shí)際上，壓降滲透率和壓力恢復(fù)滲透率是不一樣的。壓降滲透率趨向于反映井壁附近地層流體的隨機(jī)抽樣，壓力恢復(fù)滲透率趨向于反映地層流體壓力擾動(dòng)處的平均滲透率。壓力恢復(fù)滲透率本質(zhì)上比壓降滲透率精準(zhǔn)得多，因此，采用壓力恢復(fù)法計(jì)算滲透率方法比較合適。

4 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

1）重復(fù)式電纜地層測(cè)試技術(shù)在油氣勘探中有較好的作用，指導(dǎo)區(qū)塊鉆井液性能調(diào)配、測(cè)量?jī)?chǔ)層地層壓力、估算儲(chǔ)層滲透率、分析流體性質(zhì)、判斷油水界面以及進(jìn)行儲(chǔ)層縱向和橫向連通性分析等，充分顯示了其快速、直觀、經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)。

2）重復(fù)式電纜地層測(cè)試技術(shù)在A油田海相碳酸鹽巖地層中的應(yīng)用實(shí)踐證明，該技術(shù)既滿足了生產(chǎn)需求也為該區(qū)域的開發(fā)部署與規(guī)劃提供了重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

［1］葛元霞，宋秋銀，張芹，等 .RFT測(cè)井在文明寨油田應(yīng)用研究 ［J］.斷塊油氣田，2002，9（3）：77～79.

［2］山永蘭，王志勇，曾晚麗，等 .RFT測(cè)井資料在孤島油田的應(yīng)用效果研究 ［J］.國外油田工程，2004，20（8）：42～43.

［3］司馬立強(qiáng)，夏宏泉，范翔宇，等 .測(cè)井精細(xì)解釋在碳酸鹽巖氣藏儲(chǔ)量計(jì)算中的應(yīng)用 ［J］.西南石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2003，25（2）：8～10.