不穩(wěn)定試井對低滲油藏污染分析及應用

陳 珺，王保軍，杜四輩，李紅英，趙 輝，李 萍，孟利華

（中國石油長慶油田分公司第三采油廠，寧夏銀川 750006）

地層污染是指各種不利作用所造成的含油層的滲透率的損失。地層污染因素主要有兩種：（1）各種原因造成的儲層性質蝕變，包括滲透率降低、濕潤性反轉、礦物顆粒釋放、反應副產物的沉淀以及有機和無機結垢的形成；（2）各種作用造成的流體性質變化包括乳化堵塞引起的粘度和有效流度的改變。這些作用在鉆井、開采、修井和水力壓裂作業(yè)過程中都可以觸發(fā)，地層污染常常顯示為地層滲透率的傷害、井壁堵塞和井產能變差。

大多數(shù)情況下井地層污染的診斷方法主要通過試井、動態(tài)產量及產出液體分析來確定流動效率降低的原因，由于不穩(wěn)定試井是在井下取得數(shù)據，因此不穩(wěn)定試井是正確評價地層污染傷害最有效的方法。

1 地層污染與不穩(wěn)定試井關系

地層受污染影響的主要表現(xiàn)方式是油井產能或水井注入能力異常遞減，由于受產能遞減影響往往將潛在產油層誤診為非產層，儲層在鉆井完井之后及開采過程中是否受到污染以及受污染的程度，傳統(tǒng)的方法是利用不穩(wěn)定試井資料，求出一個總表皮S，根據正負值籠統(tǒng)地進行判斷。近年來通過對低滲油藏不穩(wěn)定試井資料的研究表明S 值由于受投產前壓裂的影響，解釋值基本呈負值，如果僅用一個籠統(tǒng)的綜合表皮系數(shù)S 的正負值來分析產能下降，是無法對低滲油藏油氣井產量受損的真正原因做出分析。

只有在常規(guī)試井解釋求出的總表皮S 的基礎上，進一步做表皮分解，具體分析產量損害到底是由什么原因引起的，受損害程度如何，才能給油藏管理者提出增產措施的合理化建議。目前，表皮分解是從宏觀上評價油氣層損害程度以及確定增產措施的最有效的方法。

地層傷害造成的產能遞減分析是復雜的，影響因素主要有：（1）油管中的結蠟、結垢（2）細粒運移的地層傷害、表皮形成、完井傷害以及其它因素（3）油藏條件的改變，如采油指數(shù)的改變以及其它相關因素。在諸多因素中，井的產能或注入能力主要取決于沿產出或注入流體路徑的壓力損失，這就是不穩(wěn)定試井分析中表皮效應的附加壓降，附加壓降主要指油氣層本身的污染，實際情況是：油層部分打開、射孔、井斜、非達西流的影響、潤濕反轉現(xiàn)象等都可能產生附加壓降，形成表皮污染，并具體體現(xiàn)在S 值上，地層污染受損害示意圖（見圖1）。

圖1 地層污染示意圖

表皮系數(shù)主要由如下因素造成：（1）地層的污染；（2）射孔引起的污染；（3）地層部分打開；（4）斜井和水平井；（5）非達西流動；（6）多相流；（7）水力壓裂/天然裂縫（負）。

總表皮系數(shù)并不是各項分表皮簡單的代數(shù)和，由于射孔、井斜及裂縫引起的表皮可能為負值，因此試井解釋時必須在常規(guī)試井解釋求出的總表皮S 的基礎上，進一步做表皮壓降、有效半徑、滲透率變化分析，才能給油藏管理者提出合理的增產措施。

2 低滲儲層污染典型試井曲線分析

近來年通過對長慶油田三疊系長6、長8 油藏不穩(wěn)定試井分析對比，總結出較為特殊的幾種情形的地層污染類型，經現(xiàn)場應用并提出措施對策后效果良好。

2.1 新井投產前污染

電測解釋及試油時表現(xiàn)為產能較高，由于完井或措施時對地層傷害，影響后期正常生產，此類井根據投產前的不穩(wěn)定試井資料分析，在長慶靖吳油田長6、長8 油藏有兩類特征曲線：

Ⅰ類曲線特征：前期受壓裂影響，井底附近的地層得到改善，形成雙線性流動的滲流通道，后期由于儲層低滲物性急劇變化，這樣在徑向上儲層中形成了兩個明顯的不同滲透性區(qū)域，此類曲線有低滲油藏低速非達西流表現(xiàn)，說明單井可控面積較小。

儲層傷害分析：早期試井解釋結果（見表1）顯示井筒附近表皮壓降明顯，壓力影響半徑大，證明井附近存在堵塞，解釋綜合表皮無污染，經表皮分解分析后表明近井地帶有污染帶存在，分析該井有可能是壓裂時的入井液體未及時排出，造成儲層近井地帶堵塞。（壓裂液返排量為入地液量的1/3）。

措施對策：因措施形成滲流通道較好，新井投產壓裂后未及時排液造成儲層堵塞，此類井投產后都表現(xiàn)為產量持續(xù)降低，能量較為充足，經過措施解除近井帶污染后獲得正常生產井產能。

表1 不同測試時間解釋結果

Ⅱ類曲線特征：近井地層受壓裂影響，井底附近的儲層物性得到改善，但形成的線性流動區(qū)域較小，反應儲層低滲特性在措施后沒有得到有效改善，未形成較好的滲流通道。

儲層傷害分析：試井早期參數(shù)（見表2）顯示儲層滲透率極低，壓力影響半徑很小，分析該井存在兩種污染：（1）井筒附近因完井泥漿等浸入形成污染帶；（2）由于措施未達到預期效果可能形成的壓裂液污染；如形成滲透率傷害有不可逆轉性；動態(tài)上表現(xiàn)為高壓低產。

表2 不同測試時間解釋結果

措施對策：因儲層物性差滲透率極低，儲層內液體無流動能力，酸化無法形成有效的滲流通道，此類井采取酸化無效，需采取二次壓裂措施可恢復一定產能。

2.2 低產且異常低壓井

此類井主要分布在物性較差的長慶靖吳油田的吳420 區(qū)和塞392 區(qū)的長6 油藏。

試井曲線主體特征：壓力恢復測試異常出現(xiàn)壓降，壓力降落一段時間后開始呈恢復趨勢，結合動靜態(tài)資料綜合分析造成壓力恢復先下降后上升的原因是液面低于泵口，油井嚴重供液不足或是地層能量嚴重虧空，井筒液柱壓力高于地層壓力，造成井筒液體倒灌，液柱壓力擴散若干小時后，壓力下降接近或略高于井底壓力后倒灌結束，井底壓力才開始恢復，這類試井曲線基本都在低產間開井中出現(xiàn)。

地層傷害分析：該類井導數(shù)曲線顯示地層供給邊緣較小，地層經過壓裂后具有的裂縫閉合，導致儲層滲透能力發(fā)生改變形成壓力敏感性地層，由于平面的嚴重非均質性使地層未有良好的滲流通道，這類井可造成注水見效周期較長或長期不見效。

措施對策：此類井由于地層平面上非均質性的物性條件制約，此類井采取先水井措施后油井措施的對策，對相應水井采取化堵增壓等措施擴大對應層系注水波及半徑，待油井供給邊緣變大后再采取油井引效措施。

2.3 單井產液能力降低但地層顯示高壓力

試井曲線顯示地層具有供液能力，儲層由于污染導致產能下降，有兩種特征曲線：

第一種曲線特征：壓力恢復曲線早期幾小時內快速上升；后期測試基本平穩(wěn)，導數(shù)曲線顯示線性流存在，地層體現(xiàn)裂縫特征，儲層具有供液能力，因滲流通道堵塞，壓力影響半徑較小。

地層傷害分析：雙對數(shù)導數(shù)曲線識別流動段分析污染存在，解釋綜合表皮為負數(shù)，常規(guī)判別該井無污染，進一步對線性流段進行分析，經過表皮分解法解釋，解釋結果顯示井筒基本完善，但裂縫污染且呈閉合趨勢，屬裂縫堵塞類型污染井。

措施對策：裂縫污染堵塞屬儲層深部污染，采用酸化基本無效，需采用壓裂改造使裂縫滲流通道暢通后井產能可得以恢復。

第二種曲線特征：壓力恢復速度前期較快，如新74-59 井前100 h 恢復速率3.7 MPa, 200 h 恢復速率2.5 MPa，300 h 恢復速率2.4 MPa，可以看出200 h 后壓力恢復緩慢，延長測試時間壓力也基本平穩(wěn)；導數(shù)曲線顯示地層供液能力差，壓力影響半徑較小，無明顯線性流存在，曲線有不滲透邊界特征。

地層傷害分析：導數(shù)曲線早期試井解釋結果（見表3）顯示表皮壓降較小，壓力波及半徑極小，說明地層基本無流動性，由于投產后儲層無良好的導流能力使地層導壓能力升高，導致高壓低產，該井因投產前如地層受污染未及時解除，可能產生滲透率傷害，使產層措施難度加大。

表3 不同測試時間解釋結果

措施對策：此類井采用酸化無效，需采用壓裂改造使地層具有滲流通道，如果滲透率受到傷害，由于低滲油藏滲透率不可逆轉性，其產能將難以恢復。

3 認識及結論

（1）不穩(wěn)定試井技術為低滲儲層污染傷害診斷及應用提供了更寬闊的前景，表皮分解是從宏觀上評價油氣層損害程度以及確定增產措施的最有效的方法，經動態(tài)結合分析、運用證明是可行和有效的。

（2）低滲儲層中生產井不穩(wěn)定試井解釋出的總表皮系數(shù)呈負值時，不一定表明油氣井就沒有受到污染，采用分解表皮壓降、滲透率變化及計算影響半徑方法，是正確評價油氣藏污染損害程度，并由此確定合理的增產措施最有效的方法。

（3）低滲儲層的井產能下降井應用不穩(wěn)定試井解釋參數(shù)，可對儲層傷害做出定性甚至定量分析，從而采取相應措施避免油層傷害損失應有的產能。

［1］〔美〕法魯克·西維編著.油層傷害-原理、模擬、評價和防治［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2003.

［2］ 覃峰編著.現(xiàn)代砂巖油藏控水增油開發(fā)開采與油層傷害保護技術術實用手冊［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2010.3

［3］《中國油氣井測試資料解釋范例》編寫組編著.中國油氣井測試資料解釋范例［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1994.