李雪莉,胥 豪

(1.中國石化勝利油田分公司石油開發(fā)中心,山東東營257000;2.中國石化勝利石油管理局鉆井工藝研究院)

克拉205井井口壓力恢復(fù)異常的處理方法研究

李雪莉1,胥 豪2

(1.中國石化勝利油田分公司石油開發(fā)中心,山東東營257000;2.中國石化勝利石油管理局鉆井工藝研究院)

克拉205井在井口進(jìn)行不穩(wěn)定測試時(shí),井口壓力動(dòng)態(tài)出現(xiàn)異常。這種壓力異常主要表現(xiàn)在關(guān)井后很短的時(shí)間內(nèi)井口壓力急劇上升到一個(gè)高點(diǎn),隨著測試時(shí)間的延續(xù),井口壓力開始下降。文章考慮關(guān)井后井筒流體溫度的變化,建立關(guān)井后井筒溫度降落剖面預(yù)測模型,提出了將井口壓力較準(zhǔn)確地折算到井底的方法。結(jié)合克拉205井的實(shí)際情況采用法國 KAPPA公司研制的saphir試井解釋軟件,選用了適當(dāng)?shù)哪Ｐ蛯?duì)克拉205井進(jìn)行了試井分析,能很好地獲得儲(chǔ)層參數(shù)。

克拉205井;壓力恢復(fù)曲線;異常高壓;井筒溫度;井底壓力;試井;模型

克拉205井是塔里木盆地庫車坳陷北部 KL蘇構(gòu)造帶 KL蘇2號(hào)構(gòu)造西北翼上的一口評(píng)價(jià)井,完鉆井深4 050.00m,完鉆層位為白堊系巴什基奇克組,于2001年6月28日套管射孔完井。

克拉205井井口壓力恢復(fù)曲線異常的表現(xiàn)形式為:氣井關(guān)井初期,井口壓力很快恢復(fù)到一個(gè)高點(diǎn),過一段時(shí)間后,井口壓力開始下降,而實(shí)測井底壓力卻是一直上升的。文獻(xiàn)[1]詳細(xì)討論了出現(xiàn)這種異?，F(xiàn)象的機(jī)理,指出關(guān)井后流體溫度的變化是產(chǎn)生異常的主要原因。國內(nèi)外專家已做了不少的該類氣藏氣井井底壓力的預(yù)測研究,但氣井在井底壓力獲取方面受限于無法直接下壓力計(jì)到井底,只能在井口測試。因此建立受溫度影響的壓力折算模型得到較準(zhǔn)確的井底壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行試井解釋,對(duì)整個(gè)氣藏的壓力動(dòng)態(tài)監(jiān)測具有實(shí)踐意義。

1 氣井關(guān)井井筒溫度降落剖面預(yù)測

1959年,Kirkpatei就利用溫度梯度圖版預(yù)測井筒溫度分布。1995年,冉新權(quán)等研究了高產(chǎn)氣井井口壓力動(dòng)態(tài)異常機(jī)理,同年,冉新權(quán)又研究了氣井井口壓力異常的處理方法[2]。1999年,毛偉等研究了計(jì)算氣井井筒溫度分布的新方法[3]。本文以上述理論方法為基礎(chǔ),給出了井底壓力的計(jì)算方法。

從理論上講,關(guān)井后井筒溫度降落剖面的預(yù)測是極其復(fù)雜的[2],它受多方面因素的影響而難以確定。比如流體溫度、流體相態(tài)等。目前,求解這一問題的方法大致有三種,即解析法、經(jīng)驗(yàn)法和半解析方法[3]。本文采用以解析法為基礎(chǔ)的半解析法。

關(guān)井后井筒中某一點(diǎn)的溫度由下式解析確定

式中:TR(h,t)——關(guān)井后井筒中h處t時(shí)刻的溫度,K;TR(h)——井筒中h處的靜地溫,K;Tm(h)——關(guān)井前穩(wěn)定生產(chǎn)時(shí)井筒中h處的流動(dòng)溫度,K;Δt——關(guān)井恢復(fù)時(shí)間,s;tp——關(guān)井前穩(wěn)定生產(chǎn)時(shí)間,s;D0,D1,D2——常數(shù);rw——生產(chǎn)井半徑,m;α——地層導(dǎo)溫系數(shù) ,m2/s。

顯然,若已知關(guān)井后井筒溫度降落剖面隨時(shí)間的變化關(guān)系曲線,則可由(1)式求出這一地區(qū)的地層導(dǎo)溫系數(shù)α隨井深的變化,其中D0,D1,D2是通過經(jīng)驗(yàn)公式確定的。

2 由關(guān)井恢復(fù)井口壓力計(jì)算井底壓力

為了提高計(jì)算的準(zhǔn)確性,將井深h分為多個(gè)節(jié)點(diǎn)逐段計(jì)算,由關(guān)井后的溫度剖面得到每段溫度[3-5]。具體計(jì)算步驟如下:

第一節(jié)點(diǎn):①取井口壓力pt為迭代初值;②此段的溫度Tt+ΔT;③按上式計(jì)算p＊1;④若為所求值,計(jì)算結(jié)束;否則取,重復(fù)②-④步迭代計(jì)算,直到滿足精度要求為止。

將上一節(jié)點(diǎn)的p＊1作為下一節(jié)點(diǎn)的pt值即可逐點(diǎn)計(jì)算到井底壓力。

3 克拉205井試井解釋

克拉205井目前生產(chǎn)層位為古近系底砂巖、白堊系巴什基奇克組,生產(chǎn)井段為射孔段3 789.00～3 849.50m、3 851.50～ 3 864.50m、3 866.50～3 952.50m,射開厚度159.50m,電測解釋結(jié)果氣層/差氣層共156.50m。

該井于2004年11月19日開井生產(chǎn),初期以55%氣嘴開度生產(chǎn),日產(chǎn)氣301.00×104m3,之后逐步調(diào)整氣嘴開度控制日產(chǎn)氣量?？死?05井的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、關(guān)井后井筒溫度降落剖面和校正前后的壓力恢復(fù)曲線如表1、圖1和圖2。

表1 克拉205井基本參數(shù)

圖1 克拉205關(guān)井溫度隨時(shí)間分布曲線

圖2 克拉205井井口壓力與計(jì)算井底壓力曲線

利用前面計(jì)算靜壓的方法,結(jié)合計(jì)算的井口溫度分布,仍然以克拉205實(shí)測的井口壓力恢復(fù)數(shù)據(jù)為例計(jì)算井底壓力,從圖2中可以看出,經(jīng)過溫度校正后,計(jì)算的關(guān)井壓力恢復(fù)曲線的形態(tài)恢復(fù)正常,排除了主要受溫度影響的關(guān)井壓力恢復(fù)后期的下降。

用計(jì)算的井底壓力數(shù)據(jù),結(jié)合該區(qū)的地質(zhì)特征利用saphir試井軟件,選用適當(dāng)?shù)哪Ｐ蛯?duì)克拉205井進(jìn)行了試井分析,解釋結(jié)果見表2和圖3、圖4。

表2 克拉205井壓力恢復(fù)數(shù)據(jù)分析成果

圖3 克拉205井雙對(duì)數(shù)擬合曲線

圖4 克拉205井壓力歷史擬合曲線

解釋結(jié)果分析如下:

(1)從關(guān)井雙對(duì)數(shù)診斷看,壓力恢復(fù)早期壓力和壓力導(dǎo)數(shù)均表現(xiàn)出斜率為1的特征,這是井筒儲(chǔ)集效應(yīng)的反映。隨后短時(shí)間出現(xiàn)徑向流特征,且徑向流段較長,表明井底附近地層大體是均質(zhì)的,在較短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)徑向流,也表明地層能量損耗小,地層物性較好,補(bǔ)充力度強(qiáng);隨后導(dǎo)數(shù)曲線下傾,結(jié)合克拉2氣田地質(zhì)特征,因此選用復(fù)合地層模型進(jìn)行擬合。

(2)應(yīng)用現(xiàn)代試井分析方法進(jìn)行參數(shù)計(jì)算,分析結(jié)果為:內(nèi)區(qū)滲透率為3.93×10-3μm2,內(nèi)區(qū)半徑為50.5m。分析認(rèn)為該滲透率為砂巖滲透率,對(duì)氣層而言已屬中高滲,加之產(chǎn)層厚度大,這是使得地層能夠高產(chǎn)的原因。解釋的表皮系數(shù)為5.97,說明地層受到一定程度污染,但如果把氣體湍流的影響也考慮到表皮系數(shù)里面,則表皮系數(shù)就會(huì)較大。

(3)解釋目前地層壓力為59.87MPa,低于原始地層壓力74.36MPa,地層壓力在不斷的下降,這也符合該氣田是衰竭開采的特征。

4 結(jié)論

(1)在異常高壓氣井中,關(guān)井后井口測試數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常,在排除設(shè)備問題和鄰井干擾的情況下,往往要考慮井筒溫度變化帶來的影響。

(2)考慮溫度影響建立的模型校正的井口測試數(shù)據(jù),在整個(gè)壓力恢復(fù)形態(tài)上符合理論上的形態(tài)。

(3)本文考慮關(guān)井后井筒流體溫度的變化,建立關(guān)井后井筒溫度降落剖面預(yù)測模型,提出了將井口壓力較準(zhǔn)確地折算到井底的方法。同時(shí)結(jié)合克拉205井的實(shí)際情況,采用法國 KAPPA公司研制的saphir試井解釋軟件,選用了適當(dāng)?shù)哪Ｐ蛯?duì)克拉205井進(jìn)行了試井分析,能很好地獲得儲(chǔ)層參數(shù)。

[1]冉新權(quán),陳欽雷.高產(chǎn)純氣井井口壓力動(dòng)態(tài)異常機(jī)理分析[J].石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),1995,(增):65-67

[2]冉新權(quán),趙必榮.氣井井口壓力恢復(fù)曲線異常的處理方法研究[J].天然氣工業(yè),1995,15(6):24-28

[3]毛偉,梁政.計(jì)算氣井井筒溫度分布的新方法[J].西南石油學(xué)院學(xué)報(bào),1999,21(1):79-83

[4]譚玉春,郭新江,王小平,等.超高壓氣井井底壓力計(jì)算[J].鉆采工藝,2002,25(6):50-52

[5]楊蔚,黃煒.計(jì)算氣井井底壓力的新方法[J].天然氣工業(yè),1995,15(3):58-61

編輯:彭 剛

TE353.2

A

1673-8217(2010)03-0062-03

2009-10-15;改回日期:2010-01-18

李雪莉,1980年生,2004年畢業(yè)于西南石油大學(xué)石油工程專業(yè),2009年畢業(yè)于西南石油大學(xué)油氣田開發(fā)專業(yè),獲工學(xué)碩士學(xué)位,現(xiàn)主要從事油氣田開發(fā)工作。