關(guān)鍵詞：順北地區(qū)；深層油氣藏；斷溶體；洞穴；試井

引言

中國是世界上第一大油氣能源資源消費(fèi)大國，對油氣資源的消耗需求日益增加。隨著常規(guī)的中淺層油氣資源的逐年開發(fā)與消耗殆盡，中國的油氣開發(fā)正在朝著深層、超深層方向發(fā)展[13]，如塔里木盆地順北地區(qū)儲層埋深超過7000m[46]。順北地區(qū)的油氣藏屬于斷溶體油氣藏[710]，已落實(shí)18條走滑斷裂帶，受走滑斷裂控制的油氣儲滲空間主要以洞穴、裂縫及沿縫溶蝕孔洞為主[1113]。順北地區(qū)縫洞儲集體的類型、大小、形態(tài)等呈現(xiàn)多樣化特征[1415]，不同的儲滲空間介質(zhì)類型決定著不同的流動方式，例如，破碎帶裂縫儲集體的流體流動通常遵循達(dá)西滲流規(guī)律[16]，而大尺度洞穴的流體則多以等勢體彈性膨脹的方式進(jìn)行流動[1718]。為提高開發(fā)效果，順北地區(qū)多采用可橫向穿越縫洞儲集體的水平井進(jìn)行開發(fā)[19]。井與不同縫洞儲集體的接觸方式?jīng)Q定了流體在地下不同介質(zhì)間的流動路徑[2021]。不同儲滲空間介質(zhì)的流動方式、不同的井與縫洞儲集體接觸方式會引起不同的試井曲線特征[2223]。順北地區(qū)不同井的試井曲線形態(tài)特征復(fù)雜多變，深入剖析順北地區(qū)測試井的試井曲線形態(tài)特征及類別，對揭示斷控油氣藏復(fù)雜縫洞儲集體的流動規(guī)律，具有十分重要的作用和意義。

1順北地區(qū)試井曲線特征及類別

1.1典型試井曲線特征及類別劃分

不同的典型試井曲線形態(tài)特征可反映流體在井筒和地層中的不同流動狀態(tài)[2428]，例如，現(xiàn)代試井分析曲線早期壓力及壓力導(dǎo)數(shù)曲線重合，且呈單位斜率直線，這一典型試井曲線形態(tài)特征，反映了純井筒儲集效應(yīng)階段流體在井筒中的彈性膨脹流動狀態(tài)。試井曲線類別可依據(jù)典型的試井曲線形態(tài)特征進(jìn)行劃分。

利用順北地區(qū)動態(tài)監(jiān)測錄取的關(guān)井壓力恢復(fù)測試資料，繪制出現(xiàn)代試井分析壓力及壓力導(dǎo)數(shù)雙對數(shù)曲線，經(jīng)統(tǒng)計(jì)觀察典型的試井曲線特征后，可將順北地區(qū)的試井曲線劃分成3類典型曲線。

1.1.1A類典型試井曲線

A類典型試井曲線的中期壓力導(dǎo)數(shù)曲線呈一徑向流水平線，如圖1所示。依據(jù)后期試井曲線的響應(yīng)特征，又可將A類試井曲線細(xì)分為3個亞類：A–I類，后期壓力導(dǎo)數(shù)曲線下掉，如圖1a所示；A–II類，后期壓力導(dǎo)數(shù)曲線呈一單位斜率的直線，如圖1b所示；A–III類，后期壓力導(dǎo)數(shù)曲線先呈一單位斜率的直線，再下降，然后變成一水平線，如圖1c所示。

1.1.2B類典型試井曲線

B類典型試井曲線的中期壓力導(dǎo)數(shù)曲線呈一單位斜率的直線，如圖2所示。依據(jù)后期試井曲線的響應(yīng)特征，也可將B類試井曲線細(xì)分為3個亞類：B–I類，后期壓力導(dǎo)數(shù)曲線為中期單位斜率直線的延續(xù)，如圖2a所示；B–II類，后期壓力導(dǎo)數(shù)曲線經(jīng)過渡變化后也呈一單位斜率的直線，與中期壓力導(dǎo)數(shù)曲線平行，如圖2b所示；B–III類，后期壓力導(dǎo)數(shù)曲線仍呈一單位斜率的直線，但出現(xiàn)的時間比B–II亞類早，曲線位置更高，如圖2c所示。

1.1.3C類典型試井曲線

C類典型試井曲線的壓力及壓力導(dǎo)數(shù)曲線呈一對近似平行的斜線，如圖3所示。依據(jù)后期試井曲線的響應(yīng)特征，也可將C類試井曲線細(xì)分為3個亞類：C–I類，后期試井曲線出現(xiàn)異常，如圖3a所示；C–II類，后期壓力導(dǎo)數(shù)曲線下降，如圖3b所示；C–III類，后期壓力導(dǎo)數(shù)曲線經(jīng)過渡變化后呈一單位斜率的直線，如圖3c所示。

雖然劃分大類和亞類試井曲線依據(jù)的是差異化的中后期曲線特征，但并不意味著不同類別試井曲線的早期特征完全相同或類似。同一大類不同亞類的早期試井曲線形態(tài)特征可能類似，也可能完全不同。例如，A類的3個亞類早期試井曲線形態(tài)類似，而C類的3個亞類早期試井曲線形態(tài)則完全不同，C–II類早期試井曲線形態(tài)與A類的類似。

1.2典型試井曲線流動階段識別

依據(jù)壓力及壓力導(dǎo)數(shù)雙對數(shù)曲線的變化特征，可對典型試井曲線進(jìn)行流動階段識別與劃分。依據(jù)順北地區(qū)斷溶體儲集體的地質(zhì)特征及儲集空間類型，可判斷出典型試井曲線所對應(yīng)的儲集空間類型、井筒與不同儲集空間類型的接觸關(guān)系以及流體流動規(guī)律。

1.2.1A類典型試井曲線流動階段

A類典型試井曲線流動階段劃分情況如圖1所示。3個亞類試井曲線的前3個流動階段完全相同。

階段1，早期井筒儲集階段，壓力與壓力導(dǎo)數(shù)曲線基本重合（圖1a），呈單位斜率直線，是井筒流體彈性膨脹的試井曲線響應(yīng)；此階段試井曲線數(shù)據(jù)點(diǎn)有不同程度離散的跳動或形態(tài)變化（圖1b、圖1c），是井筒流體相變作用引起變井筒儲集效應(yīng)的試井曲線響應(yīng)。

階段2，早期表皮效應(yīng)階段，壓力與壓力導(dǎo)數(shù)曲線出現(xiàn)分離，壓力導(dǎo)數(shù)曲線先上升后下降，呈“駝峰”形態(tài)，是近井筒儲層滲流狀態(tài)的試井曲線響應(yīng)。

階段3，中期徑向流，壓力導(dǎo)數(shù)曲線呈一水平線，是水平井筒穿越裂縫破碎帶的垂向徑向流滲流特征響應(yīng)。該階段是A類試井曲線的典型特征，也是劃分出A類試井曲線的主要依據(jù)。

3個亞類試井曲線在前3個流動階段之后的流動階段有所差別。對A–I類：階段4，后期壓力導(dǎo)數(shù)曲線下掉，是有限破碎帶封閉體的滲流特征響應(yīng)。

對A–II類和A–III類：階段4，后期壓力導(dǎo)數(shù)曲線呈一單位斜率的直線，是井外圍大尺度片狀洞穴內(nèi)流體等勢體彈性膨脹的流動特征響應(yīng)。對A–III類：階段5，壓力導(dǎo)數(shù)曲線下降，是井外圍破碎帶儲層物性變好的試井曲線響應(yīng)；階段6，壓力導(dǎo)數(shù)曲線呈一水平線，是井外圍破碎帶徑向流的試井曲線響應(yīng)。

1.2.2B類典型試井曲線流動階段

B類典型試井曲線流動階段劃分情況如圖2所示。3個亞類試井曲線的前4個流動階段完全相同，分別是：

階段1和2分別為早期井筒儲集效應(yīng)階段和表皮效應(yīng)階段，圖2的試井曲線數(shù)據(jù)點(diǎn)有著明顯的離散跳動和形態(tài)變化，是變井筒儲集效應(yīng)的試井曲線響應(yīng)。

階段3，過渡流階段，壓力導(dǎo)數(shù)表現(xiàn)為跳動的曲線，是流態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)變的試井曲線響應(yīng)。

階段4，中期壓力導(dǎo)數(shù)曲線呈一單位斜率的直線，是水平井筒打在大尺度片狀洞穴上，洞穴內(nèi)流體發(fā)生等勢體彈性膨脹的流動特征響應(yīng)。該階段是B類試井曲線的典型特征，也是劃分出B類試井曲線的主要依據(jù)。

3個亞類試井曲線在前4個流動階段之后的流動階段有所差別。對B–I類：后期壓力導(dǎo)數(shù)曲線為中期單位斜率直線的延續(xù)，表明大尺度片狀洞穴體積大、能量充足，洞穴等勢體彈性膨脹持續(xù)時間長。對B–II類和B–III類：階段5，過渡流階段，壓力導(dǎo)數(shù)曲線下降；階段6，壓力導(dǎo)數(shù)曲線也呈一單位斜率的直線，與階段4的壓力導(dǎo)數(shù)曲線平行。根據(jù)B–II類試井曲線形態(tài)特征，推測地層中存在多個大尺度洞穴，且呈“串珠”狀。B–III類后期壓力導(dǎo)數(shù)曲線出現(xiàn)的時間比B–II亞類早，曲線位置更高。根據(jù)B–III類試井曲線形態(tài)特征，推測地層中存在多個大尺度洞穴，水平井井筒同時穿過多個片狀洞。

1.2.3C類典型試井曲線流動階段

C類典型試井曲線流動階段劃分情況如圖3所示。3個亞類試井曲線的前3個流動階段完全相同，分別是：

階段1和2分別為早期井筒儲集效應(yīng)階段和表皮效應(yīng)階段，圖3的試井曲線數(shù)據(jù)點(diǎn)有著明顯的離散跳動和形態(tài)變化，仍是變井筒儲集效應(yīng)的試井曲線響應(yīng)。在階段2，C–III類試井曲線的壓力導(dǎo)數(shù)曲線無“駝峰”特征，是負(fù)表皮井滲流特征的試井曲線響應(yīng)。

階段3，中期線性流，壓力及壓力導(dǎo)數(shù)曲線呈一對近似平行的斜線，是水平井筒直接與大尺度裂縫相連，裂縫流體線性地流入井筒的滲流特征響應(yīng)。該階段是C類試井曲線的典型特征，也是劃分出C類試井曲線的主要依據(jù)。

3個亞類試井曲線在前3個流動階段之后的流動階段有所差別。對C–I類：階段4，后期試井壓力恢復(fù)曲線先異常下降，再上升，壓力導(dǎo)數(shù)曲線也隨壓力曲線的異常變化出現(xiàn)異常的波動和跳躍，推測可能是地層中重組分流體發(fā)生重力滑脫引起地層相變而導(dǎo)致的試井曲線異常。對C–II類：階段4，后期壓力導(dǎo)數(shù)曲線下降，是井外圍破碎帶地層物性變好的試井曲線響應(yīng)。對C–III類：階段4，過渡流階段，后期壓力導(dǎo)數(shù)曲線下降；階段5，壓力導(dǎo)數(shù)曲線呈一單位斜率的直線，是井外圍大尺度片狀洞穴內(nèi)流體等勢體彈性膨脹的流動特征響應(yīng)；中期線性流階段還未完全結(jié)束就出現(xiàn)洞穴等勢體彈性膨脹的流動特征響應(yīng)，表明大尺度裂縫與洞穴相連通。

2超深斷溶體儲層試井模型及類別

根據(jù)順北地區(qū)3大類9個亞類的試井曲線形態(tài)特征及各流動階段曲線形態(tài)的變化特征，結(jié)合順北地區(qū)超深斷溶體儲層的實(shí)際地質(zhì)情況，提出了3大類9個亞類的試井解釋評價模型，如表1所示。對A類試井曲線，需建立井筒穿過純破碎帶的試井模型；對B類試井曲線，需建立井筒穿過大尺度片狀洞的試井模型；對C類試井曲線，需建立井筒穿過大尺度裂縫的試井模型。對不同亞類的試井曲線，還需分別建立不同縫洞發(fā)育狀況的儲層介質(zhì)模型，且需考慮不同類型儲層介質(zhì)與井筒的接觸方式。

3超深斷溶體儲層典型試井物理模型

3.1A類試井物理模型

A類試井模型的基本物理模型示意圖如圖4所示，假設(shè)條件為：1）斷控破碎帶為一條帶狀立方體形有限封閉儲集體；2）破碎帶發(fā)育有一定程度的天然微裂縫，是油氣儲集的主要空間和滲流通道；3）基質(zhì)巖塊十分致密，忽略基質(zhì)的滲流貢獻(xiàn)；4）水平井筒穿過破碎帶，破碎帶流體沿垂直平面徑向流入水平井筒；5）考慮變井筒儲集效應(yīng)和表皮效應(yīng)。

對A–I類試井模型，上述5條假設(shè)條件即為全部物理模型假設(shè)條件，其物理模型示意圖如圖4a所示。對A–II類試井模型，除上述5條假設(shè)條件外，破碎帶中還存在一個不與井筒直接連通的大尺度片狀洞穴，如圖4b所示。A–III類與A–II類試井模型不同之處在于破碎帶呈兩區(qū)復(fù)合特性，外圍破碎帶物性變好，如圖4c所示。

3.2B類試井模型

B類試井模型的基本物理模型示意圖如圖5所示。

B類試井模型假設(shè)條件為：1）斷控破碎帶為一條帶狀立方體形有限封閉儲集體；2）破碎帶發(fā)育有一定程度的天然微裂縫和大尺度片狀洞，是油氣儲集的主要空間和滲流通道；3）基質(zhì)巖塊十分致密，忽略基質(zhì)的滲流貢獻(xiàn)；4）大尺度片狀洞中的流體做等勢體彈性膨脹，其流動能力遠(yuǎn)大于天然微裂縫的流動能力；5）考慮變井筒儲集效應(yīng)和表皮效應(yīng)。對B–I類試井模型，破碎帶中僅有1個大尺度片狀洞，水平井筒與片狀洞直接相連，其物理模型示意圖如圖5a所示。對B–II類試井模型，破碎帶中有多個大尺度片狀洞，呈“串珠”狀，水平井筒與其中一個片狀洞直接相連，如圖5b所示。對B–III類試井模型，破碎帶中有多個大尺度片狀洞，呈水平井筒同時穿過兩個片狀洞，如圖5c所示。

3.3C類試井模型

C類試井模型的基本物理模型示意圖見圖6。

C類試井模型假設(shè)條件為：1）斷控破碎帶為一條帶狀立方體形有限封閉儲集體；2）破碎帶發(fā)育有一定程度的天然微裂縫和大尺度裂縫，是油氣儲集的主要空間和滲流通道；3）基質(zhì)巖塊十分致密，忽略基質(zhì)的滲流貢獻(xiàn)；4）大尺度裂縫的流動能力遠(yuǎn)大于天然微裂縫的流動能力；5）考慮變井筒儲集效應(yīng)和表皮效應(yīng)。對C–I類試井模型，其物理模型示意圖如圖6a所示；若要解決C–I類試井曲線后期的異常問題，還需考慮地層流體的相變特征。對C–II類試井模型，破碎帶呈兩區(qū)復(fù)合特性，外圍破碎帶物性變好，如圖6b所示。對C–III類試井模型，破碎帶中有多個大尺度片狀洞，呈水平井筒同時穿過兩個片狀洞，如圖6c所示。

4結(jié)論

1）順北超深斷溶體儲層3類試井曲線：A類中期導(dǎo)數(shù)曲線呈一徑向流水平線，是水平井穿越破碎帶的垂向徑向流響應(yīng)；B類中期導(dǎo)數(shù)曲線呈一單位斜率直線，是水平井打在大尺度片狀洞穴上洞內(nèi)流體等勢體彈性膨脹響應(yīng)；C類壓力及導(dǎo)數(shù)曲線近似平行，是大尺度裂縫流體線性流響應(yīng)。

2）根據(jù)后期試井曲線特征可將3類曲線細(xì)分為9個亞類：A–I類反映有限封閉破碎帶；A–II和A–III類反映井外圍存在大尺度片狀洞穴或外圍物性變好；B–I類反映大體積、充足能量片狀洞；B–II類反映“串珠”狀片狀洞穴；B–III類反映水平井筒同時穿過多個片狀洞；C–I類反映重組分流體重力滑脫引起地層相變；C–II類反映破碎帶外圍儲層物性變好；C–III類反映大尺度裂縫與洞穴相連通。

3）考慮不同的縫洞發(fā)育特征、井筒與縫洞的接觸關(guān)系、井筒與地層流體的相變特征，提出了與3大類9個亞類試井曲線相對應(yīng)的試井物理模型，為超深斷溶體儲層未來試井理論研究指明了方向。