李樹松*，湯 勇

(1.中海石油(中國)有限公司 湛江分公司，廣東 湛江 524057;2.西南石油大學 石油工程學院，成都 610500)

數(shù)值試井技術在海上復雜油氣田中的應用

李樹松1*，湯 勇2

(1.中海石油(中國)有限公司 湛江分公司，廣東 湛江 524057;2.西南石油大學 石油工程學院，成都 610500)

針對南海油氣田存在的非均質(zhì)油氣藏和多相流問題，引入數(shù)值試井技術?；谌嘣嚲疂B流力學模型、角點網(wǎng)格和網(wǎng)格離散技術建立數(shù)值試井體系。針對南海實例油井和氣井，應用數(shù)值試井技術進行儲層、表皮和原始地層壓力等參數(shù)解釋，并與常規(guī)方法進行對比分析。結果表明:該技術能很好地解決多相流和非均質(zhì)等疑難試井問題，為南海復雜油氣田的試井分析提供了依據(jù)和方向。

海上油氣田;數(shù)值試井;角點網(wǎng)格技術;非均質(zhì)試井

數(shù)值試井是近年來發(fā)展起來的一項新的試井解釋技術，它汲取了油藏數(shù)值模擬技術中描述地層含油飽和度變化、儲層分布厚度變化、滲流條件非均質(zhì)性和油藏特殊外邊界形狀等復雜油藏屬性方面成熟技術的優(yōu)點，同時結合了試井技術中井點、儲集層滲流屬性、外邊界壓力響應特征診斷和分析技術，并通過油井壓力歷史擬合方式成功實現(xiàn)了對油藏特征的精確描述。隨著海上復雜斷塊、低滲等地質(zhì)油藏情況復雜的邊際油田的大量投入開發(fā)，出現(xiàn)了很多非均質(zhì)油藏試井和多相流試井等疑難生產(chǎn)問題。實踐表明:目前國內(nèi)外試井技術以簡化、規(guī)則的解析技術為主，針對地質(zhì)油藏情況復雜的疑難試井，只能采用近似、半定量的解釋方法，導致解釋結果不精確。本研究通過開發(fā)和應用數(shù)值試井技術，解決海上復雜油田面臨的試井難題。

1 數(shù)值試井技術原理

1.1 三相滲流數(shù)學模型

考慮地層中油、氣、水三相流動，如忽略重力和毛管力的影響，通過滲流力學理論，建立油氣水三相試井滲流數(shù)學模型［1-4］:

式中:K為滲透率/mD;μ為黏度/(mPa·s);B為體積系數(shù);Rs為溶解氣油比; 為孔隙度;p為地層壓力/MPa;S為飽和度;t為時間/h;參數(shù)下標o為原油，g為天然氣，w為地層水。

1.2 數(shù)值模型網(wǎng)格建立

數(shù)值模型的網(wǎng)格模型主要有以下幾種:基礎模型或背景模型網(wǎng)格，可以為正方形或正六邊形;其中分段模型是為了描述油藏的內(nèi)部斷層或油藏外邊界;角點模型是為了描述斷層和斷層或者斷層和外邊界的交點。網(wǎng)格建立主要分2個步驟:1)建立包含外邊界、井和內(nèi)部的斷層的矢量圖(見圖1)，按順序建立基本網(wǎng)格、井的網(wǎng)格和斷層及外邊界周圍的網(wǎng)格。2)建立角點網(wǎng)格并進行局部加密，使之能描述邊界的特性。最后對角點網(wǎng)格、斷層網(wǎng)格和井的網(wǎng)格進行疊加，形成最終用來進行數(shù)值試井解釋的網(wǎng)格(見圖2)。

圖1 數(shù)值試井網(wǎng)格邊界、井、斷層矢量圖

圖2 數(shù)值試井網(wǎng)格示意圖

1.3 數(shù)值試井網(wǎng)格離散求解

將數(shù)學模型進行空間及時間離散后，網(wǎng)格節(jié)點的物質(zhì)平衡方程為:

其中:e為網(wǎng)格單元質(zhì)量變化量;V為網(wǎng)格單元體積;為網(wǎng)格單元體積流量;參數(shù)下標i為網(wǎng)格單元數(shù);j為和i相連網(wǎng)格單元數(shù)。

在時間 dt=［tn，t(n+1))，式(2)可寫為:

然后采用迭代求解得到數(shù)值模型的壓力分布及各種物性參數(shù)，并繪制試井理論曲線，最后導入壓力和產(chǎn)量數(shù)據(jù)，進行試井曲線擬合，得到多相流、非均質(zhì)等復雜油藏的精確解釋結果［5-8］。

2 數(shù)值試井技術在南海油氣田的應用

2.1 多相流數(shù)值試井應用

YM1井生產(chǎn)層位M1-IV油組，由于井打在油水過渡帶上，現(xiàn)在含水率達到70%，常規(guī)試井無法正確模擬油水流動真實情況，因此使用數(shù)值試井技術。應用數(shù)值試井技術，建立合理地質(zhì)模型，引入油水兩相相滲曲線，得出具有2條徑向流線的雙對數(shù)曲線，這樣可得到油、水真實滲透率。

解釋結果如表1所示。通過數(shù)值試井與常規(guī)試井解釋結果對比，再結合油氣田地質(zhì)和生產(chǎn)情況。分析發(fā)現(xiàn)數(shù)值試井解釋結果更符合實際情況，并且能夠模擬儲層油、水流動的真實情況。

表1 YM1井數(shù)值試井解釋成果表

2.2 非均質(zhì)油氣藏數(shù)值試井應用

南海西部大量強非均質(zhì)的油氣藏正在開發(fā)，由于海上考慮經(jīng)濟成本，井較少，造成對局部地質(zhì)情況認識不足，出現(xiàn)大量非均質(zhì)試井問題。南海西部某氣田T3II氣組6口生產(chǎn)井A1～A6同生產(chǎn)，但各井物性和生產(chǎn)特征有一定差別，因此井間連通性很難精確判斷。而且大部分井測試的壓力雙對曲線末端下翹，幅度各有不同，初步判斷為鄰井干擾所致。常規(guī)試井曲線擬合效果較差(見圖3)，因此不能準確描述氣組儲層物性及氣變化情況，特別是井間連通情況通過常規(guī)手段很難判斷。

圖3 A5H井常規(guī)試井壓力擬合曲線

為了準確分析氣組連通情況，采用數(shù)值試井技術來解釋這6口井。以A5H為例來闡述數(shù)值試井技術在T3II氣組的應用。首先結合地質(zhì)、地震、生產(chǎn)動態(tài)的認識，初步建立T3II氣組地質(zhì)模型，主要包含孔隙度、滲透率、厚度地質(zhì)模型。而后通過修改井間儲層的模型屬性，不斷地對生產(chǎn)動態(tài)進行擬合分析，直到得到較好擬合效果(見圖4～5)。通過進一步分析其他5口井得出:雖然6口井均存在鄰井干擾現(xiàn)象，氣組中西塊井間干擾較強，氣阻中西塊井間連通性較差，但氣組東塊井間干擾較弱，氣阻東塊井間連通性較差，最終認為T3II氣組總體連通，但中西部連通性較好，東塊連通性弱。此外，通過數(shù)值試井技術對“壓敏效應”儲層試井和注水受效情況進行了分析，如圖6所示。主要分析了井附近的壓力分布和含水變化，結果顯示和實際生產(chǎn)動態(tài)特征相符。

圖4 A5H井數(shù)值試井壓力歷史擬合曲線

圖5 A5H井數(shù)值試井擬合曲線

圖6 數(shù)值試井解注水受效分析圖

3 結語

1)多相流數(shù)值試井技術引入多相相滲曲線，通過模擬分析能得出Ko、Kw、Kg等各相相滲透率，而且能夠模擬儲層多相流體真實流動情況;

3)非均質(zhì)油氣藏數(shù)值試井技術針對平面非均質(zhì)強而局部儲層地質(zhì)認識不精確的情況，可以通過建立單井精細地質(zhì)模型，通過模擬分析，可準確定量解釋各井之間的干擾情況，以此進一步分析儲層連通情況;

3)數(shù)值試井技術改進了傳統(tǒng)試井解釋技術的缺陷和不足，功能很強大，為今后復雜油氣田的試井解釋工作開辟了一條新途徑。

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Application of Numerical Testing Technology in Complex Oil and Gas Fields

LI Shusong1*，TANG Yong2

(1.CNOOC(China)Co Zhanjiang Brach，Zhanjiang 524057，China;2.School of Petroleum Engineering，Southwest Petroleum University，Chengdu 610500，China)

There were heterogeneous reservoir well testing problems，multiphase well testing problems and other problems in South China Sea oil/gas fields.Aiming at the issures，CNOOC Ltd.ZhanJiang imported well testing technology.Numerical testing system was established by using three-phase porous flow model，corner grid technology，grid discretization technology.Through the development and application of numerical testing technology，and a set of effective work processes and working methods was summarized.Numerical well testing was applied in the South China Sea oil/gas fields，a good solution to the multiphase well testing and other difficult issues was obtained，which provided the basis and direction for complex oil field well test analysis in South China Sea

Sea oil/gas field;Numerical testing;Corner grid technology;Nonhomogeneity reservoir well testing;

TE310

A

2095-5383(2014)02-0004-03

10.13542/j.cnki.51-1747/tn.2014.02.002

2014-05-09

國家自然科學基金項目“考慮地層水蒸發(fā)的高溫高壓油氣藏相態(tài)及滲流機理研究”(50604011)

李樹松(1977-)，男(漢族)，吉林磐石人，工程師，碩士，研究方向:油藏工程及試井，通信作者郵箱:lishsh1@cnooc.com.cn。

湯勇(1975-)，男(漢族)，四川武勝人，副研究員，博士后，研究方向:油氣相態(tài)理論及測試。