塔中Ⅰ號氣田東部碳酸鹽巖儲層的試井特征分析

摘 要

摘 要 塔里木氣田東部試驗區儲層高溫高壓,流體性質和流動機理復雜;試井曲線具有多樣性、復雜性及多解性的特點,試井分析面臨巨大的挑戰。為此,根據研究區地質特點及有關資料錄

摘 要  塔里木氣田東部試驗區儲層高溫高壓,流體性質和流動機理復雜;試井曲線具有多樣性復雜性及多解性的特點,試井分析面臨巨大的挑戰。為此,根據研究區地質特點及有關資料錄取情況,采用現代試井分析方法與生產動態分析相結合的非均質氣藏動態描述綜合技術,將儲層劃分為視均質雙重孔隙復合模型以及裂縫、裂縫孔洞模型等5種類型進行試井分析。結果表明:該區儲層非均質性較強,平面連通性差;試井特征與穩產能力有著緊密的聯系,對不同類型的井,應制訂相應的開發技術對策。
    關鍵詞塔中Ⅰ號氣田碳酸鹽巖試井儲集層類型生產能力特征動態描述
 
    塔里木盆地塔中號氣田東部試驗區阻[1-3]已經建成10×108 m3天然氣、23×104t凝析油的生產能力。其中有生產井32口,除試采數據外,還有大量的試油、試井資料。通過對動態資料的分析,建立了單井動態描述方法[4-5]。單井動態描述是處理和解釋氣井試井、
試采過程中錄取到的壓力、產量等動態數據響應,以現代試井分析(Pressure Transient Analysis,PTA)和生產動態分析(Production Analysis,PA或Rate Transient Analysis,RTA),特別是最新發展的數值試井分析方法和技術為依托,結合靜態信息對氣井所處地層情況進行全新解讀以獲取氣藏或氣井參數的過程。氣井試井解釋經驗表明:將短期試井與長期生產動態相結合進行試井解釋是降低多解性的有效手段之一。綜合采用試井、生產分析進行單井儲層動態描述嘲,可準確對儲層滲透率、表皮系數、水體大小、單井控制儲量、可采儲量等進行評價,大大降低了試井解釋多解性。筆者在此基礎上,將試井曲線進行分類[7-8],探索試井曲線類型與儲集體的對應規律。
1 單井動態模型特征
    試采井單井動態描述結果表明:單井試井曲線多樣,主要有視均質模型、雙重介質模型、裂縫模型、裂縫—孔洞模型、復合模型等。
1.1 視均質模型
    均質地層是指均勻分布的滲流介質,視均質地層特征曲線在形態和表現形式上同均質地層一樣,所不同的是流體的儲滲介質有所差異,其特征是地層有一定的自然產能,關井壓力恢復速度快,雙對數診斷圖上導數曲線具有明顯的徑向流段,能夠反應地層內部的滲流特征,說明儲層自身條件較好,措施效果也是幾種曲線類型中最好的,措施成功率最高[2]

如TZ621井,4851~4885m井段的儲層測井解釋孔隙度為2.66%,巖性為生屑砂屑灰巖,針狀溶孔及小型溶蝕孔洞發育,主要發育Ⅱ、Ⅲ類儲層,儲滲綜合評價為孔洞型。試油期間,開井流動曲線近似一條水平直線,呈干層特征;初關井壓力恢復較快,表明地層滲透性較好(圖1)。壓裂后,用4.9mm油嘴生產,折合日產油103.87m3,折合日產氣47320m3,效果顯著。試井解釋表現出典型的均質地層特征。由于廣泛發育洞穴,且洞穴內巖石充填較少,所以此類儲層的滲流條件非常好,試井解釋滲透率為270mD,初期產能高,但穩產條件取決于洞穴的彈性空問大小以及與洞穴相連的儲集體儲滲能力的大小。該井自2004年12月8日到2011年3月10日關井前,累計產油9.9×104t,累計產氣4400×104m3
1.2 雙重介質模型

雙重孔隙介質模型是塔中碳酸鹽巖儲層的主要類型之一,表明盡管碳酸鹽巖基質孔滲條件極差,但在有效儲滲體中高導流縫洞與微細縫隙之間形成了類似雙重介質流動特性的滲流介質,這一特性也說明在縫洞單元中溶孔、微細裂縫較為發育,具有一定的儲集條件。
如TZ82井,5430~5487m井段測井解釋孔隙度為1.35%。沉積亞相為灰泥丘,微相為丘核與丘坪。在5430~5450m井段微相為丘坪,巖性為灰白色含砂屑泥晶灰巖,大量晶洞全充填,少量半充填;5450~5490m井段微相為丘核,巖性為深灰白隱藻泥晶灰巖,下部見大量晶洞被白色方解石充填。主要發育Ⅳ類儲層。試井解釋模型采用雙孔模型(圖2)。
TZ82井于2005年9月17日開始試采,2006年7月底因氣油比高關井,累計產油1.7×104 t,累計產氣4016×104m3
1.3裂縫模型

    裂縫井模型也是塔中碳酸鹽巖儲層的主要類型之一,此類井由于基質孔滲條件差,能量補給不足,相應的產能低、遞減快。如TZ828井,5595~5603m儲層的沉積環境主要為粒屑灘、礁丘亞相,礁翼、中高能砂屑灘微相。巖性生屑砂屑灰巖、層孔蟲骨架巖,含大量棘屑、發育溶洞、灰色生物礁灰巖、見高角度構造縫和蜂窩狀溶蝕孔洞。孔隙度平均值為1.8%,儲層類型以Ⅰ、Ⅱ類為主。試油期間開井流動曲線近似一條直線,開井期間地面無產出,表明地層無自噴能力;關井壓力曲線恢復緩慢,反映儲層為低滲透儲層。二次關井導數曲線后期出現不規則,是由于井筒相變的影響造成的,如圖3所示,試井解釋只能用10h以內的數據。
    該井2008年6月8日一8月10日之間進行了短期試采,關井前累計產油220t,累計產氣39×104m3。油壓從7.5MPa降到0。現代生產動態分析結果表明,該井控制范圍有限,按照氣相計算控制儲量只有70×104m3,井控半徑只有70 m。
1.4 裂縫一孔洞(串珠狀)模型

    裂縫一孔洞模型是塔中碳酸鹽巖儲層的主要類型之一。雖然基質孔滲條件差、產能低,但是由于有能量補給,該類型氣井有一定的穩產期。碳酸鹽巖地層的裂縫、孔、洞發育帶,有時呈片狀發育,在這些片狀發育區域之間,被滲透性好、但極狹窄的通道連接,形成串珠狀。
    如TZ62井,4704.5~4753.5m井段儲層的沉積環境主要為砂屑灘、層孔蟲一海綿骨架礁,沉積微相為中高能砂礫屑灘、礁頂一礁坪、礁翼一礁核。巖性主要為淺灰色隱藻泥晶灰巖、泥亮晶生屑砂礫屑灰巖、珊瑚格架灰巖,發育溶蝕孔洞及高角度裂縫,裂縫被方解石充填。孔隙度介于1.84%~6.2%,、Ⅱ、Ⅲ類儲層均有發育。該井從2004年3月23日開始一直進行試采,酸壓改造后投產,雙對數曲線顯示出明顯的串珠狀特征(圖4)。截至2009年1月5日關井前,累計產油1.4×104t,累計產氣3125×104m3,呈現出階梯穩產特征。
1.5 復合模型

    復合模型是塔中碳酸鹽巖儲層的主要類型之一,大部分井層表現為外圍條件變差模型特征,內區控制范圍很小,流壓下降快,試采井基本無穩產期。
如TZ83井,5 666~5 684 m井段儲層的沉積環境主要為粒屑灘、灰泥亞相,沉積微相主要發育中等能量砂屑灘、丘核。巖性主要為隱藻泥晶灰巖,其中泥質條帶被黑色和綠色泥質充填,孔隙度介于0~3.8%,儲層類型以Ⅲ類為主,夾Ⅳ類儲層。完井酸壓求產測試,7 mm油嘴產量基本穩定,但是流壓降低4.0 MPa左右,說明單井控制范圍有限。試井曲線表現出外圍變差的復合模型特征(圖5)。
2  試井與產能的關系
    試采井單井動態描述結果表明試驗區內試井特征多樣,單井滲透率低,非均質性強,滲透率介于0.1~130mD,以中低滲透為主。試井特征與產能特征關系密切。對于視均質與雙重孔隙介質情形來說,試采過程中產量高且穩定,遞減慢;對于裂縫孔洞型情形來說,雖然產量低,但能保持穩定;對于裂縫型與外圍變差的復合模型,產量遞減快,壓力衰竭快,基本無穩產期。
3  結論及建議
    1)該區試井曲線類型多樣,主要有視均質模型、雙重介質模型、裂縫模型、裂縫一孔洞模型、復合模型等儲層非均質性較強,平面連通性差,局部存在連通的可能性。試井特征與穩產能力有著緊密的聯系,對不同類型的井,應制訂相應的開發對策。
    2)試井曲線雖然類型多樣,但并沒有表現出所謂的“三重介質模型”特征,即雙對數曲線出現2個下凹的情形;在實際解釋過程中,應堅持“避繁就簡”的原則,即用最簡單的模型擬合生產歷史,對氣井的未來生產產動態做出合理的預測,而不僅僅是為了求取幾個物性參數。
 
參考文獻
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[8]向祖平,張烈輝,陳輝,等.相滲曲線對油水兩相流數值試井曲線的影響[J].西南石油大學學報,2007,29(4):74-78.
本文作者:溫曉紅1 鄧繼學2 蘇敏文2 孫賀東3
作者單位:1.中國地質大學(北京)能源學院 2.中國石油川慶鉆探工程公司長慶井下技術作業公司 3.中國科學院力學研究所