王晉瑤(中國(guó)石油西南油氣田公司工程項(xiàng)目造價(jià)中心，四川 成都 610000)

0 引言

常規(guī)的系統(tǒng)在試井過(guò)程中對(duì)于測(cè)井資料來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的，它對(duì)油田天然氣貯層特性做出了非常全面的說(shuō)明，但同時(shí)也與試井研究工作有密不可分的聯(lián)系。在試井過(guò)程中，往往需要依靠測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)來(lái)確定試驗(yàn)的目的層位，而沒(méi)有測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)也就不能對(duì)貯氣層數(shù)據(jù)、油藏開(kāi)采數(shù)據(jù)、流體運(yùn)動(dòng)資料等做出全面闡述，也就談不上對(duì)試井說(shuō)明的科學(xué)化、合理化。同時(shí)，根據(jù)地球物理測(cè)量數(shù)據(jù)的異?，F(xiàn)象，建議利用裂隙、溶洞和介質(zhì)油藏的試井解析模式，根據(jù)不同試井分析數(shù)據(jù)對(duì)其加以研究、總結(jié)，代替這些可能再發(fā)生的錯(cuò)誤和偏差[1]。

1 試井現(xiàn)狀及其常見(jiàn)的問(wèn)題分析

1.1 氣井修正等時(shí)試井測(cè)試現(xiàn)狀

在做試井分析時(shí)，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)一些井的測(cè)試數(shù)據(jù)異常，需要分析數(shù)據(jù)異常的原因，并對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的校正。

根據(jù)滲流力學(xué)原理，可以得到二項(xiàng)式產(chǎn)能方程：

對(duì)方程(1)兩邊同除qg可得：

以qg為橫坐標(biāo)為縱坐標(biāo)做圖，可以得到一條直線。

然而，在實(shí)際試井過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)試井?dāng)?shù)據(jù)異常，指示曲線也跟著變得異常。用常規(guī)的試井分析方法無(wú)法進(jìn)行處理。在本文中，將對(duì)數(shù)據(jù)異常的原因進(jìn)行分析，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校正。

當(dāng)井筒積液時(shí)，因?yàn)榫子幸褐未嬖?，由井口?jì)算的井底壓力低于實(shí)際地層壓力，采用此壓力計(jì)算產(chǎn)能，會(huì)造成曲線異常。

在試井測(cè)試過(guò)程中，井底有液柱，會(huì)造成井底流壓計(jì)算值不準(zhǔn)，它同樣也和試井的作用有著不可分割的關(guān)系。因此，在測(cè)試時(shí)應(yīng)直接下壓力計(jì)，從而進(jìn)入到油井的底部進(jìn)行試壓工作，但是由于客觀條件出現(xiàn)各種各樣的因素，因此只能夠在井口進(jìn)行測(cè)壓工作。當(dāng)井筒液柱不高時(shí)，關(guān)井進(jìn)行壓力恢復(fù)，液柱在重力作用下又流回地層，此時(shí)根據(jù)最大關(guān)井壓力計(jì)算的地層壓力Pr是準(zhǔn)確的。然而，在測(cè)試中，由于有井底積液，由井口壓力計(jì)算得到的井底流壓值P′wf比實(shí)際的井底流壓值Pwf偏小，其誤差為Pwf-P′wf。

由于進(jìn)行常規(guī)回壓試井時(shí)，各個(gè)工作制度下的產(chǎn)量是從小到大的，在剛開(kāi)始測(cè)試時(shí)，用的是小油嘴。當(dāng)井底有積液時(shí)，小油嘴下的產(chǎn)量較小，井底積液帶不出去，隨著油嘴的變大，產(chǎn)氣量也變大，這樣帶出的積液也變大，當(dāng)生產(chǎn)到一定時(shí)候最終可將井底的積液全部都帶出。當(dāng)井底沒(méi)有積液時(shí)，按井口計(jì)算的井底壓力才是準(zhǔn)確的。

因此，在求產(chǎn)能方程時(shí)，需要對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行校正。令C=Pwf-P′wf，則

此時(shí)二項(xiàng)式產(chǎn)能方程為：

然而，因?yàn)椴⒉恢谰矁?nèi)的液面到底多高，所以很難知道誤差C的真實(shí)值。此時(shí)，可以采取估計(jì)的方法將估計(jì)值C代入二項(xiàng)式產(chǎn)能特征方程(5)，然后在坐標(biāo)圖上繪圖，利用最小二乘法進(jìn)行線性回歸，當(dāng)線性表達(dá)式相關(guān)系數(shù)最高時(shí)，此時(shí)代入的C值認(rèn)為較為準(zhǔn)確。

TD26井2004年6月進(jìn)行了第二次穩(wěn)定試井，此時(shí)的地層壓力為44.51 MPa，其測(cè)試數(shù)據(jù)如表1所示。

根據(jù)表1的數(shù)據(jù)和此氣井的其他相關(guān)資料，可以求出其井底流壓及其擬壓力，結(jié)果如表2所示。

表2 TD26井穩(wěn)定試井?dāng)?shù)據(jù)

根據(jù)TD26井井深結(jié)構(gòu)資料知道，此氣井油套環(huán)空沒(méi)有下封隔器，油管和油套環(huán)空是連通的，因此當(dāng)用油管生產(chǎn)時(shí)，理論上井口套壓要比井口油壓高。然而從表1可以看出，在前三個(gè)工作制度下井口套壓比井口油壓低。分析其原因，應(yīng)該是測(cè)試時(shí)井底存在積液，并且油套環(huán)空里的液面比油管的液面高，隨著工作制度的改變，產(chǎn)氣量增大，可以帶出的液體量也增大。當(dāng)在第四個(gè)工作制度時(shí)，井底液體基本已經(jīng)排完，此時(shí)井口壓力恢復(fù)正常，井口套壓比油壓高。因此，前三個(gè)工作制度下的壓力需要進(jìn)行校正。

表1 TD26井穩(wěn)定試井原始數(shù)據(jù)

當(dāng)井筒有積液時(shí)，由井口壓力計(jì)算得到的井底壓力低于實(shí)際壓力，直接采用測(cè)試數(shù)據(jù)計(jì)算，會(huì)造成結(jié)果偏離真實(shí)值或者無(wú)法進(jìn)行試井解釋。對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的校正，方可進(jìn)行試井解釋。

1.2 試井常見(jiàn)問(wèn)題分析

首先，試井往往會(huì)將有界和無(wú)界的土壤巖層進(jìn)行混淆。由于在油氣藏中保存的地質(zhì)較為復(fù)雜性，包含了斷裂、溶洞、裂隙、高滲透性的地層條件等。其中斷裂現(xiàn)象特別突出，在試井曲線上也表現(xiàn)得突出，而實(shí)際上，在地質(zhì)范圍中即使根本未有斷層發(fā)生過(guò)，在試井曲線上卻依然能夠見(jiàn)到界線的出現(xiàn)情況，主要是由于巖層中相對(duì)較外地區(qū)的物性特征在發(fā)生變化。在以往的試井認(rèn)識(shí)上，人們通常以為是由于斷層數(shù)量太多、相距過(guò)近而引起的，而且也因?yàn)樵谝恍┑貐^(qū)的斷層在構(gòu)造曲線上的寬度比較小(誤差接受條件)。在當(dāng)前分析中，會(huì)逐漸產(chǎn)生顛覆這一概念的新情況，這也會(huì)引發(fā)矯枉過(guò)正的提問(wèn)。在使用均質(zhì)無(wú)限大模式時(shí)，必須規(guī)避另外的解析模式，這才有利于盡可能地減小偏差。

第二，對(duì)導(dǎo)數(shù)曲線變化規(guī)律具有一定的主觀性認(rèn)識(shí)。由于試井的時(shí)間比較短、不安定原因較多，而導(dǎo)致測(cè)量資料困難劇烈變化也是很正常的，這樣由于在工作過(guò)程當(dāng)中無(wú)法看到邊緣反射的巖層。但是通過(guò)通常的設(shè)計(jì)方式來(lái)進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)邊緣反射段也不會(huì)很長(zhǎng)，并且邊緣反射段屬于一種低傾角巖層，二者能夠在河道形巖層電壓指數(shù)曲線方面保持高度的一致性。換言之，在測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的某一層的信息，這種情況也可以通過(guò)建立河道形土壤地層模型，并且對(duì)比多角土壤地層模型來(lái)進(jìn)行深入分析以及現(xiàn)象解釋?zhuān)c此同時(shí)也可以運(yùn)用雙曲線擬合的測(cè)試方法，避免由于工作人員主觀臆斷而造成的錯(cuò)誤分析[2]。

第三，試井時(shí)易忽略其建模分析。由于日益多新型技術(shù)在油田氣體鉆探研究中使用，試井能力已獲得了較大提高，實(shí)質(zhì)上這一些專(zhuān)門(mén)進(jìn)行的測(cè)試項(xiàng)目可以運(yùn)用多種建模方法進(jìn)行分析，而并不只是用一個(gè)方法這種分析。通常，采用裂隙模擬技術(shù)更為可行。

2 試井解釋中對(duì)測(cè)井資料的應(yīng)用

修正等時(shí)試井是氣井中重要的產(chǎn)能試井手段之一。不過(guò)在等時(shí)工作的進(jìn)行中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生因?yàn)樽鳂I(yè)錯(cuò)誤、儀器失效或冰堵等問(wèn)題而不得不關(guān)井的情況，導(dǎo)致某一或二個(gè)等時(shí)作業(yè)中的壓力、生產(chǎn)信息不足或不能完成的時(shí)隔取點(diǎn)，對(duì)生產(chǎn)研究成果沖擊很大，或者造成整個(gè)生產(chǎn)試井中資料不能分析。根據(jù)這些情況，可以采用對(duì)延續(xù)期流動(dòng)初期的水壓和生產(chǎn)資料作為生產(chǎn)試井資料，以提高修正等期試井中異常數(shù)據(jù)的可分析性和分析結(jié)論的精度。實(shí)例結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)對(duì)延續(xù)期流動(dòng)初期的水壓和生產(chǎn)資料的分析，生產(chǎn)產(chǎn)能計(jì)算已經(jīng)可以適應(yīng)實(shí)際工作要求[3]。

也因此，“系統(tǒng)試井”這一種工作方式也可以被稱(chēng)之“常規(guī)回壓試井”，用這種方式的主要目的就是能夠測(cè)量油氣井。需要經(jīng)過(guò)分析和思考在不同產(chǎn)量的情況下以及平衡的狀態(tài)下，究竟有何種表現(xiàn)。利用已收集的數(shù)據(jù)資料，油田天然氣公司就能夠掌握油井井底壓力狀態(tài)，并對(duì)產(chǎn)能進(jìn)行合理評(píng)價(jià)，也因此就可以測(cè)算油氣井單井生產(chǎn)能力、毫無(wú)阻礙流量等。而在進(jìn)行全系統(tǒng)試井研究的過(guò)程中，試井研究工作者可以根據(jù)試井材料中的孔隙量、滲透率、水飽和度、厚度等信息，甚至反過(guò)來(lái)說(shuō)，根據(jù)決定與試井研究目的相關(guān)的天然物性信息，對(duì)整個(gè)試井分析過(guò)程做出了完整的總結(jié)。

首先，根據(jù)從目標(biāo)層位獲得的基本物性參數(shù)進(jìn)行試井工程測(cè)量。如本文所述，探井?dāng)?shù)據(jù)廣泛包括試井工程的一般技術(shù)參數(shù)和解釋數(shù)據(jù)，包括一般壓力、滲透率、孔隙度、厚度等，探井資料提供的數(shù)據(jù)是否真實(shí)，也直接關(guān)系到試井研究解釋結(jié)果是否真實(shí)。在更具體的實(shí)踐中，也可以根據(jù)測(cè)量曲線中生成的測(cè)量層位和結(jié)果進(jìn)行測(cè)試。

其次，預(yù)測(cè)油氣井?dāng)?shù)據(jù)。試井結(jié)果直接決定油田天然氣的經(jīng)濟(jì)價(jià)格和它是否具備被投資的資格，所以對(duì)于預(yù)測(cè)油氣井現(xiàn)狀來(lái)說(shuō)非常關(guān)鍵，包括研究難度、儲(chǔ)量、地質(zhì)條件等。通過(guò)利用勘探井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行試井分析，可以大大減輕試井模型擬合值過(guò)程的壓力，同時(shí)在分析結(jié)論的可靠性方面也有了較好提高。

再次，也可推測(cè)出石油氣藏貯層的動(dòng)態(tài)滲透率。雖然動(dòng)態(tài)滲透性值也是反應(yīng)石油氣井產(chǎn)能情況的主要指標(biāo)，但由于目前最主要的計(jì)算方法，通常是應(yīng)用在實(shí)驗(yàn)室?guī)r芯中的相應(yīng)滲透率測(cè)量法和試井法，因此統(tǒng)計(jì)困難度也相當(dāng)大。

針對(duì)此，在許多情形下人們采用了經(jīng)驗(yàn)估算的方法測(cè)算地貯層的相應(yīng)滲透性，很顯然具有很大錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)。但問(wèn)題是，在地質(zhì)取芯的生產(chǎn)流程中，由于操作難度是一個(gè)很大的因素(生產(chǎn)成本因素就是某個(gè)技術(shù)方面)，因此人們往往偏重油田中重點(diǎn)鉆井的部位和關(guān)鍵層的取芯，在其他方面則少有考慮。這樣所形成的數(shù)據(jù)模型也具有很多問(wèn)題，無(wú)法體現(xiàn)“滲透率”的廣泛聯(lián)系，而實(shí)際使用中的函數(shù)關(guān)系式也具有很多局限性。相對(duì)的，巖心水相滲透率測(cè)試方法包括非飽和水條件下水、油、氣滲透率的對(duì)比。通過(guò)對(duì)產(chǎn)水率的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)估計(jì)，可以建立相對(duì)穩(wěn)定的含水飽和度“經(jīng)驗(yàn)關(guān)系”。從精確度與合理性?xún)蓚€(gè)層面的考量，應(yīng)該選擇多級(jí)試井、多點(diǎn)勘探鉆井的方法，這能夠避免了技術(shù)的不確定性，但花費(fèi)的技術(shù)成本十分昂貴。一般來(lái)說(shuō)，油氣藏的動(dòng)態(tài)滲透率計(jì)算需要根據(jù)情況并考慮各種因素[4]。

3 試井對(duì)異常資料的應(yīng)對(duì)措施

修正等時(shí)步驟試井由于測(cè)量周期較短、對(duì)天然氣資源耗費(fèi)較低，因此在低滲特低滲氣藏一直成為高生產(chǎn)能力試井的首選之一?？梢酝ㄟ^(guò)修正等時(shí)試井在等時(shí)步驟得到的產(chǎn)量數(shù)據(jù)，以及與此相應(yīng)的油井井底流壓力數(shù)值，進(jìn)而得出氣井產(chǎn)能方程、毫無(wú)阻礙流速以及油井井底水流向動(dòng)態(tài)曲線等，以判斷氣井的開(kāi)發(fā)方法與范圍。不過(guò)在等時(shí)步驟測(cè)量過(guò)程中，常常會(huì)發(fā)生因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)操作條件不良、管道刺漏或冰堵等原因而被迫閉井的現(xiàn)象，致使某一項(xiàng)管理制度甚至是前二套體系的壓力、質(zhì)量信息不足。并且，由于在氣井的流動(dòng)過(guò)程中廣泛產(chǎn)水，因此往往會(huì)發(fā)生由于井筒內(nèi)積液因素而引起的生產(chǎn)與水壓數(shù)值波動(dòng)很大，甚至不能通過(guò)等時(shí)隔取點(diǎn)，從而使得所有等時(shí)試井狀態(tài)的數(shù)值都無(wú)從解析。

根據(jù)上述開(kāi)井期內(nèi)等時(shí)機(jī)制反常的情況，把延續(xù)期開(kāi)井初期以及測(cè)試期在同一等時(shí)機(jī)制內(nèi)的產(chǎn)出信息和水壓都視為一種不穩(wěn)定機(jī)制，來(lái)替換由于某些機(jī)制出現(xiàn)異常引起的生產(chǎn)信息無(wú)從解決的等時(shí)狀態(tài)，以便使無(wú)法解釋的試井資料有所解。

勘探井中獲得的數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常也屬于常規(guī)問(wèn)題，但根據(jù)系統(tǒng)的試井作業(yè)研究，基本上每一個(gè)作業(yè)制度變更，系統(tǒng)都會(huì)提出關(guān)井后對(duì)油嘴的更換要求。同時(shí)，基于對(duì)產(chǎn)品安全性的需要考慮，公司一般都在油氣井上安裝二套閘門(mén)，并采取備用措施加以管理。由于在使用環(huán)境中，閥門(mén)的運(yùn)行通常要求防爆機(jī)構(gòu)的介入，而一些裝置的工作也會(huì)改變開(kāi)井的時(shí)間，這一流程中的壓力計(jì)算也可能出現(xiàn)異常。另外，由于油氣井在實(shí)際投產(chǎn)的流程中，可能帶有在大部分液態(tài)或油氣藏地層產(chǎn)狀中普遍地出現(xiàn)的油水混合物，因此一旦混合液隨空氣流入分離設(shè)備，就會(huì)導(dǎo)致高溫鍋爐熄滅以及氣體運(yùn)輸不順利的問(wèn)題。以高壓鍋爐為例，當(dāng)其剛剛結(jié)束工作熄滅時(shí)，油井底部的廢氣在停止工作后會(huì)吸收熱量并膨脹，從而導(dǎo)致輸送管道堵塞和結(jié)冰。因此，在系統(tǒng)試井中進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性是非常必要的。特別是在油氣井開(kāi)發(fā)的中后期，由于壓力變化更頻繁，液體排放的監(jiān)測(cè)更為重要，這將影響天然氣的供應(yīng)質(zhì)量。根據(jù)此，人們可把試井對(duì)特殊資源產(chǎn)生的現(xiàn)狀分成了人力可控與人力不可控二個(gè)類(lèi)別，而具體情況采取的解決方法則有以下四個(gè)方面。

首先，在氣井試井過(guò)程中，由于排水口的存在，導(dǎo)致數(shù)據(jù)異常，往往會(huì)形成排水面體積和油水比的計(jì)算誤差。因此，可以通過(guò)安裝在北京航空航天大學(xué)新媒體藝術(shù)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)研究院的相應(yīng)方法，在對(duì)排液口實(shí)施測(cè)量，并提供一個(gè)穩(wěn)定的、可以統(tǒng)計(jì)實(shí)際排液量和統(tǒng)計(jì)氣體當(dāng)量，這樣就可以很好防止信息不準(zhǔn)確的現(xiàn)象。

第二，在改進(jìn)工作制度流程中，由于主要涉及到控制系統(tǒng)中的油嘴滑舌切換、閘門(mén)切換等工作流程繁瑣所帶來(lái)的不確定性，因此對(duì)在這些情形下產(chǎn)生的非正常數(shù)據(jù)情況，可采用完全替代部分技術(shù)的方法，如將閘門(mén)切換至高角閥。

其三，在開(kāi)展排液實(shí)踐的進(jìn)程中，應(yīng)該使用分離器的放空閘開(kāi)關(guān)完成排液，這樣一來(lái)便不會(huì)對(duì)水壓產(chǎn)生過(guò)大干擾，而無(wú)須采用閉井作業(yè)。首先觀察排污口里有沒(méi)有空氣，如果在通氣情況下說(shuō)明電話或電腦分離器液已排除，接著就可以通過(guò)放空閘進(jìn)行循環(huán)操作。

其四，在對(duì)流體參數(shù)壓力的測(cè)試控制過(guò)程中，還需要通過(guò)壓力測(cè)試數(shù)據(jù)來(lái)研究油氣藏中流體參數(shù)壓力混合物的活躍度，從而提出適當(dāng)?shù)慕鉀Q方法[5]。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在整個(gè)勘探井的工作過(guò)程中，數(shù)據(jù)資源的分析起著十分關(guān)鍵的作用。因此如何充分發(fā)掘相關(guān)數(shù)據(jù)資源的價(jià)值，充分利用這些數(shù)據(jù)就能夠很大程度上節(jié)約勞動(dòng)力，并且能夠大幅度地提高分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。與此同時(shí)，勘探油井常常受到各種因素的影響，比如：油氣層界面、行洪情況、水分飽和度等，這些因素在一種貯層垂直和非穩(wěn)定形態(tài)下作為分析的重要基礎(chǔ)。在進(jìn)行事情分析的工作過(guò)程中，還能夠通過(guò)相關(guān)勘探井獲取信息和資源的分析，最終來(lái)確定測(cè)試目標(biāo)層位的相關(guān)情況。但是由于在中國(guó)油田天然氣勘探和發(fā)展過(guò)程中存在的土壤地層條件比較復(fù)雜多變，再加上在試井時(shí)本身所具有的局限性和限制性，使得非例行資源存在處于合理的科學(xué)范圍內(nèi)，這也就造成了試井分析過(guò)程中出現(xiàn)多方向、多解性。所以，筆者認(rèn)為問(wèn)題最重的還是選擇一個(gè)相對(duì)合理的分析模型，才可以得出較為科學(xué)合理的結(jié)論，實(shí)戰(zhàn)中要強(qiáng)調(diào)針對(duì)性，避免試井?dāng)?shù)據(jù)解析的經(jīng)驗(yàn)主義和主觀臆斷。