張 俊

(中海油天津分公司渤海油田勘探開發(fā)研究院， 天津 300452)

較傳統(tǒng)所采用的電纜測試獲取地層壓力數(shù)據(jù)方法，隨鉆測壓技術有利于控制鉆井成本，提高井壁穩(wěn)定性，幫助識別儲層，劃分高、低滲透層，識別流體類型，并且在油藏壓力和流動性評價的基礎上，可以確定最優(yōu)的生產(chǎn)或注入層位[2]。渤海綏中36-1油田C區(qū)為湖相三角洲沉積，含油砂層多，剖面上多套砂、泥巖互層。2001年8月，開始對該區(qū)域進行開發(fā)，初期利用邊水及彈性能量開發(fā)，從2004年1月起，部分油井轉注，采用反九點面積注水開發(fā)。生產(chǎn)過程中從吸水剖面、產(chǎn)液剖面和飽和度測試剖面發(fā)現(xiàn)縱向上產(chǎn)液、吸水不均衡，層間剩余油分布差異較大。為了摸清各小層砂體間的壓力差異，指導注水井分層注水、優(yōu)化配注，確定油井合理的生產(chǎn)壓差，利用隨鉆測壓技術對加密調整井進行了壓力和流度測試。

1 隨鉆測壓工具及工作原理

斯倫貝謝隨鉆測壓工具StethoScope主要由電池和測壓模塊等組成，測壓模塊內裝有探針、壓力計、吸入泵等儀器(圖1)。該工具最大工作壓力138 MPa，最高工作溫度150 °C，能形成最大壓降41.4 MPa，在開泵和關泵條件下都可進行測試。

測壓原理是探針刺穿泥餅，進入地層，抽取地層流體，形成壓降，并測試吸入流速，流速可控制在0.2～2.0 mLs，然后停止吸入并測試地層壓力恢復(圖2)，從而測得地層壓力。測試器探針在井眼位置的儲層可假設為均質、無限大地層，當t→∞時，探針內壓力可用球形流方式表示，見式(1)。

圖1 StethoScope測壓裝置示意圖

圖2 測壓原理示意圖

(1)

式中：P(t) —t時刻探針內壓力，MPa；Pf— 地層壓力，MPa；q— 地層流體進入探針的流量，Ls；Ωs— 探針形狀因子；rp— 探針半徑，m；Kr和Kz— 分別為地層徑向和垂向滲透率，10-3μm2；μ— 地層流體黏度，mPa·s；fs(t) — 球形流時間函數(shù)；φ— 地層孔隙度，%；Ct— 綜合壓縮系數(shù)，MPa-1。

2 現(xiàn)場應用

2.1 C40井概況

C40井為加密定向調整井，最大井斜46°，目的層為東營組儲層，儲層段長度130 m，油層總厚度58.5 m，包括7個小層，12個砂體。

2.2 測試過程

采用鉆具組合為：Φ311.2 mmPDC鉆頭+Φ244.5 mm馬達(1.15°)+Φ203.2 mm浮閥+Φ209.6 mm ARC+Φ209.6 mm Stethoscope+Φ209.6 mm Telescope+Φ209.6 mm ADN+Φ196.8 mm(FJ+JAR)+ XO+Φ127 mm 加重鉆桿。

該井完鉆后立即短起至目的層頂部，采取從上到下的測試方式進行測試。通過伽馬曲線校深，以消除在鉆進過程中鉆柱的應力狀態(tài)和提管柱過程中的差別而引起的深度差。確認測點深度后利用支撐活塞座封，測試時StethoScope工具探針伸出貼靠井壁，其外部的密封圈緊貼井壁并鎖緊，預測試室內的馬達帶動其內活塞抽吸管線內液體后壓力下降情況。當探針內的壓力低于地層壓力一定值時，地層內的流體進入密閉的預測試室內。剛開始，時間優(yōu)化模式(TOP)進行一個小體積的預測試，根據(jù)壓力降落曲線的軌跡判斷壓力是否降至地層壓力之下。在一個小的壓恢后，緊接著根據(jù)壓力響應進行一個大的壓降和壓恢，而后根據(jù)壓力響應記錄第二個壓恢，之后吐出所吸入的地層流體，進行下一個測試點的測試(圖3)。StethoScope工具內測試容器的容量為25 mL，每個測點共進行3次壓降 — 壓恢測試過程，總測試時間為5 min。

2.3 測試結果分析

在測試時，由于StethoScope工具下方的儀器上接有一個馬達，為了井筒安全，所有測點均為開泵測試(測試時，泥漿保持循環(huán))，馬達使StethoScope工具產(chǎn)生振動，造成測壓時，壓力存在一定波動，波動范圍在0.3 MPa左右。共進行了20個深度點的測試(表1)，其中3個測點為座封失效，一個測點為致密，7個測點由于壓力波動，顯示為近穩(wěn)定，7個測點為壓力恢復穩(wěn)定測點，2個測點為未穩(wěn)定測點，有效測點涵蓋了計劃的14個測點。

圖3 1 751.5 m深度處壓力測試曲線

測試點質量類型統(tǒng)計個數(shù)評價標準穩(wěn)定7最后壓力恢復的斜率小于689.5 Pa∕min近穩(wěn)定7最后壓力恢復的斜率大于689.5 Pa∕min,小于等于13.8 kPa∕min未穩(wěn)定2最后壓力恢復的斜率大于13.8 kPa∕min致密1流度小于0.1×10-3μm2∕(MPa·s), 壓力恢復緩慢座封失效3壓力值顯示為井筒壓力,無地層壓力響應

計劃的14個測點的測試結果見表2。有效測點測試地層壓力范圍為11.0～14.6 MPa，環(huán)空泥漿壓力范圍為17.6～18.8 MPa。根據(jù)測點深度和原始地層壓力系數(shù)可計算各個測點原始地層壓力，及各個小層壓降范圍0.7～3.3 MPa，層間壓力差異較大，其中2、3小層(即第4～6測點)由于周邊采用水平井開發(fā)，地層壓力下降幅度較大，達3 MPa以上。從地層壓力隨深度變化圖(圖4)可知2、3小層壓力遠離壓力梯度線，地層壓力低于區(qū)域平均地層壓力，其余小層地層壓力下降幅度為1.0 MPa左右，與區(qū)域平均地層壓降基本吻合，其壓力梯度線與原始壓力梯度線平行。

表2 C40井測試結果表

圖4 C40井地層壓力隨深度變化

3 層間壓力差異對油井產(chǎn)能的影響

通過隨鉆測壓發(fā)現(xiàn)C40井小層間壓力差異較大，折算到同一基準面后壓力差異為3 MPa，通過數(shù)值模擬也為3 MPa。采用數(shù)值模擬方法，建立機理模型：設計4個小層厚度分別為10、6、9和10 m；地層靜壓為10.5、 11.5、 12.5和 13.5 MPa；滲透率都為2 μm2。從而計算不同流壓下的產(chǎn)能，分析壓力差異對產(chǎn)能造成的干擾程度。從比采油指數(shù)隨生產(chǎn)壓差的變化曲線(圖5)可以看到，隨著生產(chǎn)壓差的增大，出油層位增加，比采油指數(shù)增大，當生產(chǎn)壓差達到3.5 MPa后，比采油指數(shù)不再隨壓差的增大而變化，此時各個不同壓力的油層均有產(chǎn)出。因此，在目前油田多層合采的開發(fā)方式下，建議油井保持較大的生產(chǎn)壓差，才能使低壓層有產(chǎn)量貢獻，同時，周邊注水井需要加強對低壓層的注水，恢復地層壓力。

圖5 比采油指數(shù)隨生產(chǎn)壓差的變化曲線圖

4 結 語

通過StethoScope工具隨鉆測壓，獲取了C40井各個砂體的地層壓力和流度數(shù)據(jù)，研究了該區(qū)域地層壓力梯度變化及儲層能量衰竭情況，可有效指導后期該區(qū)采油井采取合理的工作制度，明確注水井需要加強注水的層位，對提高區(qū)域開發(fā)效果起到了重要作用。本井采用開泵測試，測試壓力存在一定波動，建議測試時采用關泵測試，以提高測試精度。

[1] 張明杰，李國軍，郭書生，等.隨鉆測壓技術在高溫高壓大斜度氣井中的應用[J].新疆石油天然氣,2012,8(3):45-47.

[2] Mark Proett,Mike Walker,David Welshans,et al.Formation Testing while Drilling,a New Era in Formation Testing[R].SPE84087,2003.