大排量地層測試器滲流機理分析

大排量地層測試器滲流機理分析

通過測量地層中的流量和壓力之間的變化關(guān)系，以及儲存層的流動樣品，確定地層的壓力、滲透率和表皮系數(shù)?，F(xiàn)在，它已成為氣田勘探的重要方法，尤其是海上氣田勘探。在勘探階段及早地確定油氣層的產(chǎn)能,對于迅速制定油氣田高效開發(fā)策略具有重要意義,目前評價方法是以鉆桿測試技術(shù)為依據(jù),其原理是根據(jù)滲流力學(xué)理論進行產(chǎn)能評價,但這種測試在海上油田勘探中占井時間長、測試成本高。因此國際上一些石油技術(shù)服務(wù)公司正在研制大排量的地層測試器,并已取得重要進展。但由于目前電纜地層測試器采用一次開關(guān)測試方法,無法對產(chǎn)能作出正確評價。我們在FCT電纜地層測試器工具研制基礎(chǔ)上,探討了利用大排量地層測試器取代鉆桿地層測試技術(shù)進行產(chǎn)能評價的可能性。一、井底壓力反演地層測試器流動期結(jié)束后,地層中流體停止流動,探針附近壓力開始恢復(fù),壓力波在地層中的傳播方式有兩種:球形流動和圓柱型流動(徑向流動)。在厚地層中測試時,壓力波未達到油層上下不滲透界面時,恢復(fù)期壓力波呈球形傳播,如圖1所示,這時流動形態(tài)以球形為主。大排量的泵抽式地層測試器流動期排量大,測試半徑遠遠大于RFT測試器,對于5～10m厚的油藏,壓力波很快傳播到上下油層邊界,這時流動變?yōu)橄蛱筋^方向的徑向流動(圖1)。因此,后期流動以徑向流為主。為此,在實際壓力分析與測試設(shè)計過程中,應(yīng)該考慮兩種流動形態(tài)的滲流形式區(qū)別,井底壓力計算方法如下:(1)早期球形流動階段,采用球形流方法,考慮地層測試期管線儲存的壓力反演解為:pˉWD(z)=[(1?e?2z√)+Sz√(1+e?2z√)]/z3/2{z√CD[(1?e?2z√)+Sz√(1+e?2z√)]+(1+e?2z√)}(1)pˉWD(z)=[(1-e-2z)+Sz(1+e-2z)]/z3/2{zCD[(1-e-2z)+Sz(1+e-2z)]+(1+e-2z)}(1)(2)晚期流動階段,采用徑向流動方法,井底壓力反演解為:pˉWD(z)=K0(z√)z[z√K1(z√)+CDe2SK0(z√)](2)pˉWD(z)=Κ0(z)z[zΚ1(z)+CDe2SΚ0(z)](2)式中:pWD(z)—無因次井底壓力的拉氏反演解;z—對應(yīng)時間的拉氏變量;S—表皮系數(shù);CD—無因次管儲系數(shù);K0—一類零階修正貝塞爾函數(shù);K1—一類一階修正貝塞爾函數(shù)。二、地層測試方法現(xiàn)有電纜地層測試器一般采用一開加一關(guān)的測試方法,無法對產(chǎn)能做出評價。根據(jù)上述分析,既然大排量地層測試器流動形態(tài)已由球形流過渡到徑向流,可以借用鉆桿地層測試器測試程序。大排量泵抽式測試器測試的產(chǎn)能確定原則是:(1)設(shè)計合理壓差,類似于DST測試,采用3個流動—恢復(fù)測試序列;(2)測取有效開關(guān)井序列壓差與產(chǎn)量;(3)采用地層測試器壓力解釋方法求準(zhǔn)地層參數(shù);(4)采用類似系統(tǒng)試井方法計算采油指數(shù);(5)繪制IPR流入曲線。三、無砂氣藏水氣藏時間及參數(shù)確定由于大排量測試器正處于研制階段,無測試數(shù)據(jù),因此根據(jù)式(1)和式(2),采用3個流量測試序列,計算壓力數(shù)據(jù),如表1。有關(guān)油層數(shù)據(jù)如下:油層厚度h=5m,孔隙度Φ=20%,粘度μ=2mPa·s,流體壓縮系數(shù)cμ=1.45×10-3MPa-1,巖石壓縮系數(shù)cp=5.22×10-3MPa-1。地層壓力Pi=20.00MPa,滲透率k=10.0×10-3μm2,表皮系數(shù)S=1.0,管儲系數(shù)C=6.0×10-7m3/MPa。通過模擬計算,選取對應(yīng)的壓差和流量數(shù)據(jù)繪制相應(yīng)曲線,見圖2,計算斜率為1.7771m3/d·MPa,即為采油指數(shù)。確定的流量與壓差關(guān)系為:q=9.0146(pi-pwf)(3)根據(jù)式(3),針對不同壓差,計算了對應(yīng)的產(chǎn)量,如表2。對應(yīng)的產(chǎn)量壓差曲線見圖3。四、試序列確定產(chǎn)能方法為地層