李澤奎

(中石油大慶油田有限責(zé)任公司測(cè)試技術(shù)服務(wù)分公司第九大隊(duì),黑龍江 大慶 163853)

等時(shí)試井思想在指示曲線法測(cè)調(diào)技術(shù)中的應(yīng)用

李澤奎

(中石油大慶油田有限責(zé)任公司測(cè)試技術(shù)服務(wù)分公司第九大隊(duì),黑龍江 大慶 163853)

在指示曲線測(cè)調(diào)技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中,不成功的井大部分原因是注水壓力不夠穩(wěn)定。等時(shí)試井理論是一種產(chǎn)能試井理論,該理論在應(yīng)用過(guò)程中并不需要流動(dòng)壓力達(dá)到穩(wěn)定,就可以對(duì)壓力和產(chǎn)液量進(jìn)行錄取,再通過(guò)一定的計(jì)算就可以得出穩(wěn)定的產(chǎn)能方程。為此,嘗試將等時(shí)試井思想應(yīng)用于指示曲線法測(cè)調(diào)技術(shù),利用一組不穩(wěn)定的壓力流量數(shù)據(jù),通過(guò)一定的計(jì)算來(lái)求出指示曲線方程中的未知參數(shù),得到指示曲線方程,從而實(shí)現(xiàn)在不需要穩(wěn)水的情況下,只通過(guò)一次測(cè)試就可以應(yīng)用指示曲線的目的,由此大大提高該技術(shù)的成功率,并進(jìn)一步縮短測(cè)調(diào)時(shí)間,提高測(cè)調(diào)效率。此外,該方法也可以進(jìn)一步發(fā)展應(yīng)用到其他水井測(cè)試項(xiàng)目中,進(jìn)一步提高測(cè)試資料的及時(shí)性和準(zhǔn)確性,從而使測(cè)試資料在水驅(qū)精細(xì)挖潛中發(fā)揮出更大的作用。

等時(shí)試井;指示曲線測(cè)調(diào)技術(shù);壓力流量;指示曲線方程

測(cè)試服務(wù)一直被譽(yù)為油田注水的“診斷科”,測(cè)試技術(shù)的高低、測(cè)試資料的好壞直接影響到整個(gè)油田的水驅(qū)效果,尤其是水驅(qū)精細(xì)挖潛,對(duì)測(cè)試資料提出了更高的要求。指示曲線法測(cè)調(diào)技術(shù)是經(jīng)過(guò)不斷研究改進(jìn)而形成一種新型的水井測(cè)調(diào)技術(shù),該技術(shù)與傳統(tǒng)的水井測(cè)調(diào)工藝相比有了很大的突破,在很大程度上提高了測(cè)調(diào)的工作效率,降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,大大增加了測(cè)試資料的時(shí)效性,可以更及時(shí)有效的為水驅(qū)精細(xì)挖潛提供技術(shù)支撐。但在應(yīng)用該技術(shù)過(guò)程中,不成功的井大部分原因是注水壓力不夠穩(wěn)定。注水壓力穩(wěn)定這一問(wèn)題之所以會(huì)影響到該技術(shù)的成功率,是因?yàn)樵趹?yīng)用指示曲線測(cè)調(diào)技術(shù)的時(shí)候需要通過(guò)2次測(cè)試獲得2組穩(wěn)定的壓力流量數(shù)據(jù),從而找出該井的地層吸水規(guī)律。但在現(xiàn)實(shí)測(cè)試過(guò)程中,如果不經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)水,測(cè)得的壓力流量數(shù)據(jù)往往是“假穩(wěn)定”或不穩(wěn)定的,如果穩(wěn)水,各個(gè)井況本身存在差異,需要的穩(wěn)水時(shí)間較長(zhǎng),甚至有些井本身就很難較長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定配注,這樣又會(huì)影響測(cè)調(diào)效率。

等時(shí)試井理論是一種產(chǎn)能試井理論,該理論在應(yīng)用過(guò)程中并不需要流動(dòng)壓力達(dá)到穩(wěn)定,就可以對(duì)壓力和產(chǎn)液量進(jìn)行錄取,再通過(guò)一定的計(jì)算就可以得出穩(wěn)定的產(chǎn)能方程。為此,筆者嘗試將等時(shí)試井思想應(yīng)用于指示曲線法測(cè)調(diào)技術(shù)。

1 等時(shí)試井原理

等時(shí)試井方法采取3個(gè)以上不同工作制度生產(chǎn),同時(shí)測(cè)量流動(dòng)壓力。實(shí)施時(shí)并不要求流動(dòng)壓力達(dá)到穩(wěn)定,同時(shí)每次改換工作制度開(kāi)井前,關(guān)井恢復(fù)到原始底層壓力。井的產(chǎn)量和壓力對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)圖1,對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)示例見(jiàn)表1。

用測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)作圖時(shí),對(duì)應(yīng)第i個(gè)工作制度下的產(chǎn)氣量qgi的壓差的計(jì)算方法是:

式中,Δpi為產(chǎn)氣量為qgi時(shí)的壓差,MPa; pR為地層壓力,MPa;pwfi為第i個(gè)工作制度下的井底流動(dòng)壓力,MPa。

應(yīng)用上述的對(duì)應(yīng)關(guān)系,可以做出等時(shí)試井的產(chǎn)能方程圖,如圖2所示。從4個(gè)不穩(wěn)定產(chǎn)能點(diǎn),做不穩(wěn)定方程的平行直線,得到穩(wěn)定的產(chǎn)能方程線,然后用圖解法推算出無(wú)阻流量qAOF。無(wú)阻流量是指井底放空為大氣壓力時(shí),產(chǎn)氣值將達(dá)到極限值,這時(shí)的氣井產(chǎn)量稱為無(wú)阻流量。

表1 等時(shí)試井壓力與產(chǎn)量對(duì)應(yīng)關(guān)系舉例

2 指示曲線測(cè)調(diào)技術(shù)原理

首先把注水井看成是一個(gè)整體壓力系統(tǒng)[1],有:

式中,P咀前為陶瓷水咀前的注入壓力,MPa;P咀損為注入流體經(jīng)陶瓷水咀后的壓力損失,MPa;Pk為地層壓力,MPa;q為流經(jīng)陶瓷水咀的流體流量,m3/d;J為吸水指數(shù),無(wú)量綱。

現(xiàn)在水井測(cè)調(diào)所使用的電子流量計(jì)不但能夠測(cè)出分層流量,同時(shí)還能攜帶層段的咀前流壓值。這樣P咀前和流量q就已知,通過(guò)2次檢測(cè)卡片得:

通過(guò)式(3)可以確定地層壓力Pk和吸水指數(shù)J,也就是知道了地層吸水規(guī)律。假定某個(gè)層的水咀不變或者假定一個(gè)注水井調(diào)試合格以后井口應(yīng)該具有的流壓值,就可以算出每個(gè)層段的咀前流壓值,把這個(gè)壓力和地質(zhì)要求的配注量代入式(2),總能找到一個(gè)水咀直徑滿足這個(gè)方程。其他層段同樣這樣處理,就得到了水咀組合。

通過(guò)這一原理簡(jiǎn)介就可以看出,必須獲取2組穩(wěn)定的壓力流量數(shù)據(jù)才能求出吸水指數(shù)和地層壓力,從而得到準(zhǔn)確的指示曲線方程。這就是前面提到的影響這一技術(shù)成功率的一個(gè)重要原因。下面嘗試?yán)玫葧r(shí)試井的思想通過(guò)一組數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行吸水指數(shù)J和地層壓力Pk的計(jì)算。

圖2 等時(shí)試井產(chǎn)能方程示意圖

3 利用一組數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)計(jì)算

在調(diào)試時(shí),首先測(cè)一遍檢測(cè)卡片,得到調(diào)前的壓力流量曲線,如圖3所示。

3.1 偏Ⅳ層段的計(jì)算方法

首先以箭頭所指偏Ⅳ層段為例來(lái)進(jìn)行計(jì)算。假設(shè)地層壓力Pk=0.1MPa,從流壓臺(tái)階上選取n組壓力流量數(shù)據(jù),其中第i點(diǎn)的壓力和流量為(Pi,qi),將此時(shí)的Pk及(Pi,qi)帶入式(2),求得此時(shí)的吸水指數(shù)Ji,這樣,利用n組壓力流量數(shù)據(jù)就可以求出n個(gè)吸水指數(shù)J,將這n個(gè)吸水指數(shù)做成J的圖版,就得到Pk=0.1MPa時(shí)的吸水指數(shù)曲線。依次下去,采用試湊法,將Pk每次增加的步長(zhǎng)設(shè)為0.1MPa,再將流壓臺(tái)階上所選的n組壓力流量(P,q)帶入式(2),求得J,然后再作出J的圖版。因?yàn)榈貙訅毫隙ㄐ∮谠搶拥囊暳鲏?所以Pk的試湊范圍為0.1MPa至視流壓。在作出的所有圖版中尋找J相對(duì)最平穩(wěn)的圖版,此時(shí)的PkⅣ和JⅣ即為該層段的地層壓力和吸水指數(shù)。

圖3 調(diào)前壓力、流量曲線

圖4所示為某口試驗(yàn)井上當(dāng)Pk=15MPa和Pk= 20MPa時(shí),以壓力為橫坐標(biāo),流量為縱坐標(biāo)所繪制的圖版,該圖版中2條趨勢(shì)線的斜率即為地層的吸水指數(shù)J。由圖4可見(jiàn),Pk值越高趨勢(shì)線斜率越大,即J值越大。在繪制該圖版的過(guò)程中,為了便于計(jì)算,忽略了嘴損函數(shù)的影響,由此也可以看出,在不考慮嘴損函數(shù)的前提下,地層壓力和吸水指數(shù)基本成正比關(guān)系。

圖4 不同Pk試湊值下J的變化

3.2 偏Ⅲ層段的計(jì)算方法

現(xiàn)在的測(cè)試資料是用遞減方法計(jì)算流量的,所以偏Ⅲ層段地層壓力和吸水指數(shù)的計(jì)算要復(fù)雜一些。首先來(lái)確定偏Ⅲ流壓臺(tái)階上某一壓力點(diǎn)PⅢi所對(duì)應(yīng)的真實(shí)流量qⅢi,將PⅢi減去與偏Ⅳ層之間的靜水柱壓力后得到的壓力PⅣ和確定的PkⅣ、JⅣ帶入式(2),求得流量qⅣ,再用流壓臺(tái)階上選取的流量qⅢ減去qⅣ得到qⅢi,然后將(PⅢi,qⅢi)代入式(2),同樣將Pk每次增加的步長(zhǎng)設(shè)為0.1MPa,從Pk= 0.1MPa開(kāi)始進(jìn)行與偏Ⅳ相同的計(jì)算過(guò)程,最終求取該層段的地層壓力PkⅢ和吸水指數(shù)JⅢ。

利用同樣的方法即可求出偏Ⅱ和偏Ⅰ層的地層壓力和吸水指數(shù)。這樣就可以通過(guò)一次測(cè)試來(lái)獲取各層的地層壓力和吸水指數(shù),從而可以進(jìn)一步利用指示曲線測(cè)調(diào)技術(shù)來(lái)對(duì)該井進(jìn)行后續(xù)的測(cè)調(diào)工作。

上面所述計(jì)算過(guò)程看起來(lái)比較復(fù)雜,但完全可以通過(guò)編程來(lái)實(shí)現(xiàn)最終的計(jì)算目的。另外,如果井下管柱為橋式偏心注水管柱和堵塞器,計(jì)算除偏Ⅳ外各層的地層壓力和吸水指數(shù)時(shí)就可以使用與偏Ⅳ完全相同的計(jì)算方法,從而使計(jì)算更加簡(jiǎn)單。

4 實(shí)例驗(yàn)證

為了驗(yàn)證上述理論以及計(jì)算的正確性,筆者選擇采油九廠T55-11井進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。首先利用指示曲線法對(duì)該井進(jìn)行了測(cè)調(diào),并取得了成功。這里筆者只以該井偏Ⅳ層段為例進(jìn)行驗(yàn)證。在利用指示曲線法時(shí),測(cè)得的2組壓力流量數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 T55-11井偏Ⅳ層段在不同油壓下測(cè)得的壓力流量數(shù)據(jù)_

為了方便計(jì)算,筆者不考慮指示曲線方程中嘴損函數(shù)部分,則全井壓力系統(tǒng)平衡方程簡(jiǎn)化為:

將表2中2組數(shù)據(jù)帶入方程(4),可以求出Pk=13.5MPa,J=40。

此外,筆者在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)T55-11井進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),并對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)列表,在不同假設(shè)Pk值的情況下進(jìn)行計(jì)算,并作出了相應(yīng)的J曲線組。在這里不可能將每個(gè)假設(shè)Pk下所得的吸水指數(shù)J以及相應(yīng)的J圖版依依列出,為了方便對(duì)比,只選擇了Pk= 13.0MPa、13.5MPa、13.8MPa下的3組數(shù)據(jù)和3個(gè)相應(yīng)的J圖版。表3以及圖5、圖6、圖7分別列出了各組計(jì)算數(shù)據(jù)以及相應(yīng)的J圖版。

表3 不同Pk值時(shí)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)(選取)

從圖5、圖6、圖7不難看出,Pk=13.5MPa時(shí)所得到的J圖版是相對(duì)比較穩(wěn)定的,也就是表3中的Pk值和J值比較接近T55-11井偏Ⅳ層段真實(shí)的地層壓力和吸水指數(shù),這與利用指示曲線方程求得的Pk值和J值基本吻合,從而至少說(shuō)明了這一理論計(jì)算方法在趨勢(shì)上是正確的。

圖5 Pk=13.0MPa時(shí)的J圖版

圖6 Pk=13.5MPa時(shí)的J圖版

圖7 Pk=13.8MPa時(shí)的J圖版

5 結(jié)語(yǔ)

筆者的目的只是通過(guò)以上的介紹闡述一個(gè)新的理論方法,并證明了該方法具有一定的可行性。具體將該方法應(yīng)用于指示曲線測(cè)調(diào)技術(shù)還有很多細(xì)致大量的的工作要做。在以后的工作中,還需進(jìn)一步對(duì)這一理論方法進(jìn)行完善,并盡早的將其應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐,提高測(cè)試資料質(zhì)量,更好的發(fā)揮測(cè)試資料在水驅(qū)精細(xì)挖潛中的作用。

[1]王建輝.指示曲線法測(cè)調(diào)技術(shù)的逆向應(yīng)用探討[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2012,33(9):53-54.

[編輯]洪云飛

湖北省高校學(xué)報(bào)研究會(huì)2014年綜合學(xué)術(shù)年會(huì)在荊州召開(kāi)

4月27～29日,湖北省高校學(xué)報(bào)研究會(huì)2014年綜合學(xué)術(shù)年會(huì)在荊州召開(kāi),來(lái)自全省各高校學(xué)報(bào)或期刊的100多位會(huì)員代表參加了這次會(huì)議。會(huì)議由湖北省高校學(xué)報(bào)研究會(huì)會(huì)長(zhǎng)、地球科學(xué)名譽(yù)主編王亨君教授主持;中國(guó)高?？萍计诳芯繒?huì)理事長(zhǎng)、清華大學(xué)出版社期刊中心主任顏帥,湖北省政府參事、湖北省期刊協(xié)會(huì)會(huì)長(zhǎng)黃國(guó)筠,長(zhǎng)江大學(xué)副校長(zhǎng)張玉清,荊州市政協(xié)副主席、長(zhǎng)江大學(xué)教授李建明等領(lǐng)導(dǎo)出席了開(kāi)幕式。

在開(kāi)幕式上,作為此次會(huì)議的協(xié)辦單位,張玉清代表長(zhǎng)江大學(xué)致詞,他介紹了長(zhǎng)江大學(xué)發(fā)展情況及長(zhǎng)江大學(xué)各個(gè)學(xué)報(bào)近年來(lái)所取得的進(jìn)步;強(qiáng)調(diào)期刊在高校發(fā)展中具有非常重要的地位和作用;并對(duì)湖北省期刊同行對(duì)長(zhǎng)江大學(xué)各個(gè)學(xué)報(bào)的支持表示感謝,祝愿各兄弟院校學(xué)報(bào)在未來(lái)得到更好的發(fā)展,更有影響力、號(hào)召力、凝聚力。

在年會(huì)報(bào)告會(huì)上,與會(huì)代表圍繞“高校期刊的改革與發(fā)展”這一主題展開(kāi)交流討論。黃國(guó)筠給大家講解和分析了目前的期刊出版方針政策,并給與會(huì)代表通報(bào)了2014年湖北省期刊評(píng)優(yōu)活動(dòng)的相關(guān)信息;顏帥作了《中國(guó)科技期刊“三步走”》的報(bào)告,給代表們帶來(lái)了包括中國(guó)高校學(xué)報(bào)在內(nèi)的中國(guó)科技期刊運(yùn)行機(jī)制改革和發(fā)展的最新動(dòng)態(tài);王亨君作了《科技期刊數(shù)字出版與國(guó)際化》的報(bào)告;《華中師范大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版)》副主編鄧宏炎談了對(duì)高校學(xué)報(bào)國(guó)際化的幾點(diǎn)思考;長(zhǎng)江大學(xué)期刊社社長(zhǎng)舒干介紹了《長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版)》旬刊的辦刊經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn);《大地測(cè)量與地球動(dòng)力學(xué)》主編柳建喬闡述了期刊集團(tuán)化發(fā)展特征,并對(duì)當(dāng)前存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析;《武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào):材料科學(xué)(英文版)》執(zhí)行主編陳銀洲詳實(shí)分析了科技期刊的變革與突圍;《中國(guó)地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào)(社科版)》主編劉傳紅則與大家一起探討了教育部“名刊工程”的建設(shè);《湖北大學(xué)學(xué)報(bào)(社科版)》主編陳道德介紹了學(xué)報(bào)創(chuàng)辦特色欄目、爭(zhēng)創(chuàng)“名欄”的經(jīng)驗(yàn)。

TE357.6

A

1673-1409(2014)14-0104-04

2014-01-13

李澤奎(1968-),男,助理工程師,現(xiàn)主要從事油田試井方面的研究工作。