隨鉆測壓在能量衰竭性油藏的應用

張明杰, 黎 軍, 劉洪彬, 王 剛

(1中海石油(中國)有限公司湛江分公司 2貝克休斯公司 3中石油川慶鉆探公司鉆采院 4中石油西南油田公司川中油氣礦開發科)

目前南海很多油氣田的開發生產已進入中后期，產量下降，含水率上升，注水不受效，油田儲層動態能量情況不明等因素極大地阻礙了采油效率。改善老油田開發效果及提高采收率已經成為我國油田，乃至世界大多數油田科技攻關工作中的重要課題[1]。隨鉆測壓在開發調整井中通過獲取各層壓力資料可明確其與注水井或采油井之間連通性，判斷油藏能量枯竭情況，從而在開發調整過程中根據油藏實際能量狀況，針對性的優化油田開發方案，達到提高油田開發效果的目的。隨鉆測壓技術近年來南海初步嘗試應用，在國內屬于前沿技術，目前南海地區進行了幾口井的嘗試，效果明顯，有極大推廣價值。

一、隨鉆測壓工具簡介

南海油氣田同陸地油田一樣，存在諸多斷層及海陸相沉積地層，沉積復雜，儲層很多非均質性嚴重，油田也多為復雜斷塊油田。油田由于長時間開發，地層能量衰竭嚴重，產量急劇下降，為了保持或提高油層壓力，實現油田高產穩產，并獲得較高的采收率，必須對油田進行注水[2]。有些注水井由于儲層橫向的非均質性，對應儲層往往不連通，這就導致注采不受效，從而嚴重影響油田的開發效果。

另外海上油氣田幾乎所有的井都為大斜度井或水平井，想要在這些井中取得油藏當前儲層地層壓力。地層壓力的變化是反映地層能量大小的直接指標，其變化可以反映地層能量的大小[3]，根據儲層能量進行優化開發調整方案。傳統的電纜地層壓力測試工具由于井斜較大難以實現，隨鉆測壓技術的出現為在這種大斜度開發調整井中獲取壓力數據提供了保障。

1. 隨鉆測壓原理

隨鉆測壓是在鉆井過程中進行測壓的一種隨鉆測井工具,同常規隨鉆工具一樣,它也是同鉆具組合在一起,在鉆井過程中,隨鉆LWD 工具測量常規測井曲線,當鉆至目的儲層后,就可以用隨鉆測壓工具對儲層進行測壓。目前國內有兩種隨鉆測壓工具在應用，一種是斯倫貝謝的StethoScope，另一種是貝克休斯的TestTrak。下面就以斯倫貝謝隨鉆測壓工具為例進行說明，如圖1。StethoScope隨鉆工具測壓時，支撐腿伸開推動反方向探針緊貼儲層井壁，通過濾餅封隔儲層與井筒之間的連通，在探針和地層之間建立連通通道，通過抽取少量儲層流體的方式形成壓力擾動，在整個壓力恢復過程中，詳細記錄壓力變化情況，通過分析壓力下降與壓力恢復情況判斷地層滲透性，如圖2。在此過程中，識別地層流度是抽汲地層流體體積的函數，根據分析函數結構，獲得地層壓力、壓降流度[4]。

圖1 StethoScope示意圖

圖2 壓力預測試示意圖

1測試前鉆井液柱壓力 2探針接觸井壁時的壓力相應 3開始壓力下降 4工具管線的流體膨脹過程 5地層流體開始流入工具 6開始壓力恢復 7最終恢復壓力 8測試后鉆井液柱壓力 9井筒與地層壓力差

根據預測試的壓力與時間關系，可以進行相應的數據處理與分析，獲得壓降流度[5]。

StethoScope隨鉆測壓工具在測量壓力時，測量的地層壓力和流度通過MWD工具實時傳輸至地面，它可以和其它不同的隨鉆LWD工具進行組合[6]，為實時決策提供數據支持。隨鉆測壓工具通過連續測量同一油藏多個深度處的地層壓力形成地層壓力剖面圖。

該隨鉆測壓工具可以在開泵或關泵條件下進行壓力測量，在大斜度或水平井中還可以根據井斜方位進行定位測量。

2. 隨鉆測壓的應用

隨鉆測壓在開發調整井的主要應用有：確定油藏能量衰竭剖面，預防鉆井液侵入污染；確定注水造成的地層局部憋壓，預防投產快速水淹；確定儲層壓力是否下降到飽和壓力，預防大量出氣造成的原油黏度快速上升；輔助鉆后井型調整(注水井轉生產井，生產井轉注水井)；確定斷層的封堵性，為生產和注水決策提供依據；確定兩個或多個砂體之間的流體聯通性[7]。

3. 隨鉆測壓的兩個誤區

誤區一：井下壓力計測量的壓力和隨鉆測壓是一樣的。

由于井下壓力計測量的是油藏中距離較遠的多層的平均壓力，此壓力值與每個層位的地層壓力有一些差距，甚至會差距很大，無法很好的為精細化調整提供依據。基于本文W油田C井的數據，隨鉆測壓測得的小層壓力從17.46～24.26 MPa不等，但是井下壓力計(油藏中深)所測量的油藏靜壓為11.67 MPa，兩者有非常明顯的區別。

誤區二：隨鉆測壓所得到的滲透率結果可以用來做精確產能預測。

由于隨鉆測壓的時間較短，壓力波無法傳播到距離井筒較遠的地方，所以基于隨鉆測壓壓力數據的滲透率結果只能代表近井筒地帶的平均值，無法作為精確產能預測的基礎。

二、應用實例分析

W油田位于南海北部灣盆地潿西南凹陷東區B洼陷西部、中央2號斷裂構造帶的下降盤。油層主要分布在古近系漸新統潿洲組(主要是潿三段)，W油田所在的屬于三角洲前緣水下分流河道沉積微相，目前該區共3口開發井，1口注水井位于構造低部位(A注水),2口采油井位于構造高部位(B、C采油，C井為目前所鉆井，井斜近60°)，設計動用儲量240×104m3，其中B井合采W3Ⅳ、W3Ⅴ、W3Ⅸ上、W3Ⅸ下、W3Ⅹ共5層，初產250 m3/d；2013年6月測得B井的合層壓力系數為0.87，地層虧空導致產量隨之下降，產量降至150 m3/d，C井完井后準備生產W3Ⅴ、W3Ⅶ、W3Ⅷ、W3Ⅸ上、W3Ⅸ下五層，目前由于A井未取得壓力資料，B井只有合層所測壓力系數，無法判斷注采連通性，連通性不明的情況下，若A井貿然轉注，仍存在注水不受效的風險，在此情況下，則需要再補充完善注水層位，因此通過對C井隨鉆測壓來落實連通性非常重要。

該W油田原始地層壓力系數1.01，為正常壓力系統，但是隨著不斷的生產，加上外圍水體能量不足，合采的某些層存在壓力下降。目前部分層位地層壓力已開始下降，并且由于不同層位的物性不同，壓力下降的程度也存在差異，物性差異越大，地層能量虧空的差異也就越大。

在W油田C井應用StethoScope隨鉆測壓工具進行地層壓力測試，一共在10個深度點進行了壓力測量，測量結果10個壓力點都為有效點，壓力恢復穩定，隨鉆測壓數據如表1。

表1 W油田C井隨鉆測壓成果表

圖3為隨鉆測壓深度剖面圖，由圖3和表1可以看到W油田小層能量虧空非常不均衡。經過對所得到的壓力數據進行分析對比，發現W3Ⅴ油組地層壓力系數沒有下降，能量充足，可能與A、B井連通性不好；W3Ⅶ和W3Ⅸ下油組地層壓力系數有所下降，與A、B井連通性還可；W3Ⅷ和W3Ⅸ上油組地層壓力系數下降較多，油藏天然能量不足，應盡早全面實施注水恢復地層壓力，提高油井產量[8]，其與A、B井連通性較好，各層連通關系如圖4，可以首先考慮在W3Ⅶ、W3Ⅸ上、W3Ⅷ和W3Ⅸ下四層進行注水，增加地層能量，提高采油效果。

圖3 C井隨鉆測壓深度剖面圖

同時基于C井的隨鉆測壓結果，對C井完井方案進行優化，采用聯作完井方式，最大程度減少了儲層污染；計算了各層產液指數，判斷臨井排液效果達到預期，決定盡快對A井進行轉注。

圖4 W油田A,B,C井連通性示意圖

三、結論

(1)隨鉆測壓所測數據做出小層壓力剖面圖，與鄰井進行對比，可預測井間的連通性，以進行注水方案優化，提高注水效果。也可以進行開發方案調整，優化井位部署。

(2)對于海上老油田大斜度水平井開發的其它方面,隨鉆測壓也具有重要的指導和借鑒意義。