試井裂縫評(píng)價(jià)方法在AS油田WY區(qū)塊開發(fā)中的應(yīng)用

孫曉瑞，郭康良，任 婷，孫瑞娜

景 歡，李 婧，王 彬 （ 長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北武漢430100）

AS油田位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡的中東部，構(gòu)造活動(dòng)十分微弱，地層產(chǎn)狀平緩。WY區(qū)塊所處的區(qū)域構(gòu)造單元屬于鄂爾多斯沉積盆地陜北斜坡東部，在局部形成起伏較小軸向近東西或北東-西南向的鼻狀隆起。由于該區(qū)塊天然微裂縫的存在，增加了注水開發(fā)的難度。為此，筆者對(duì)試井裂縫評(píng)價(jià)方法在AS油田WY區(qū)塊開發(fā)中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

1 裂縫特征

1．1 天然裂縫

AS油田區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定，水平主應(yīng)力方向在整個(gè)區(qū)域上變化不大。在對(duì)其構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)［1］研究中，認(rèn)為現(xiàn)今最大主應(yīng)力方向?yàn)楸睎|東方向，其中WY區(qū)塊塊具體為NE67°，該區(qū)塊主要發(fā)育EW、SN、NE、NW方向的4組裂縫。就長(zhǎng)6油層組而言，根據(jù)巖心古地磁測(cè)試證實(shí)在該區(qū)塊NE向的裂縫最為發(fā)育。

1．2 人工裂縫

人工壓裂縫的產(chǎn)狀和走向主要受到該地區(qū)目前地應(yīng)力的控制，同時(shí)受到天然和人工裂縫的影響。WY區(qū)塊塊垂向應(yīng)力σv約為27．6MPa，水平最大地應(yīng)力σH和水平最小地應(yīng)力σh分別為23．3MPa和20MPa，目前水平最大地應(yīng)力方向?yàn)镹E方向。當(dāng)σv＞σH＞σh時(shí)，形成垂直裂縫，因而該地區(qū)人工壓裂縫主要為垂直裂縫，且裂縫方NE向居多。同時(shí)，由于受到天然裂縫和人工壓裂縫的影響，部分區(qū)塊裂縫方向也呈NW向。

2）化學(xué)示蹤劑監(jiān)測(cè)分析 2004年至2010年在WY區(qū)塊開展了18口注水井示蹤劑監(jiān)測(cè)，結(jié)果顯示：①注入水推進(jìn)速度快，示蹤劑的見劑時(shí)間為7～39d。該區(qū)平均滲透率2．29×10-3μm2，油井監(jiān)測(cè)到示蹤劑最短時(shí)間為7d。②注入水推進(jìn)方向性極強(qiáng)，以北東向推進(jìn)為主。由此認(rèn)為WY區(qū)塊裂縫發(fā)育，表現(xiàn)出裂縫性油藏的特征。

3）注采動(dòng)態(tài)判斷分析 對(duì)近些年來(lái)的開發(fā)動(dòng)態(tài)資料統(tǒng)計(jì)及示蹤劑與脈沖試井結(jié)果分析表明，該研究區(qū)油井見水和水淹方向性較強(qiáng)，表現(xiàn)為注水井在北東方向上的油井見水比例較高，含水上升較快。全區(qū)已有64口油井含水率達(dá)100% （其中東部17口，中西部26口，西南部16口，塞107區(qū)5口），且大部分井為北東向見水。上述特點(diǎn)反映研究區(qū)中西部含水率較高，水淹程度較大，且北東向井的連通性比其他方向的連通性要好［2］。

2 試井曲線裂縫模型及特征

2．1 無(wú)限導(dǎo)流裂縫

無(wú)限導(dǎo)流裂縫模型的典型壓力曲線通常分為4個(gè)階段［3］（見圖1）：

圖1 無(wú)限導(dǎo)流裂縫壓力及其導(dǎo)數(shù)雙對(duì)數(shù)曲線

1）續(xù)流段 該段雙對(duì)數(shù)壓力和壓力導(dǎo)數(shù)曲線合二為一，呈45°的直線。純井筒儲(chǔ)集效應(yīng)的影響結(jié)束后，導(dǎo)數(shù)出現(xiàn)峰值后向下傾斜。峰值的高低取決于參數(shù)CDe2s值的大小，若CDe2s值越大，則峰值越高，下傾越陡，而且峰值出現(xiàn)時(shí)間越遲。

2）線性流段 線性流動(dòng)是指在某一區(qū)域內(nèi)流體流動(dòng)方向相同，流線呈平行線。線性流段是最能反映壓裂井特征的數(shù)據(jù)段，其裂縫半長(zhǎng)計(jì)算公式如下：

式中，m″為直角坐標(biāo)系中成過原點(diǎn)的一條直線的斜率；Xf為裂縫半長(zhǎng)，m；μ為流體粘度，mPa·s；φ為地層孔隙度；Ct為綜合壓縮系數(shù)，MPa-1；k為地層滲透率，μm2；h為地層厚度，m；q為井的地面產(chǎn)量，m3／d；B為原油的體積系數(shù)。

3）過渡段 該段壓力及其導(dǎo)數(shù)曲線近乎平行。

4）擬徑向流段 在擬徑向流段，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，壓力波向更遠(yuǎn)處傳播，裂縫的影響減弱，形成擬徑向流，壓力導(dǎo)數(shù)呈現(xiàn)水平段。該段裂縫半長(zhǎng)計(jì)算公式如下：

式中，rw為井半徑，m；為rwe折算半徑，m；s為表皮系數(shù)。

在以往的教學(xué)中，教師把更多的目光放在了學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)上，對(duì)于學(xué)生某個(gè)知識(shí)點(diǎn)掌握的好壞和學(xué)習(xí)效率的高低并沒有過多的關(guān)注。對(duì)于數(shù)學(xué)中的一些概念或者是定理也主要是讓學(xué)生通過死記硬背的方式掌握。這樣一來(lái)就降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，導(dǎo)致學(xué)習(xí)的效果并不理想。信息技術(shù)的加入，給學(xué)生帶來(lái)了全新的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，比如學(xué)習(xí)到關(guān)于幾何圖形的知識(shí)，教師就可以借助白板進(jìn)行一些七巧板的游戲，讓學(xué)生在游戲中學(xué)到知識(shí)，還能夠有效提高學(xué)生的觀察力，并且能夠更加深刻地認(rèn)識(shí)到幾何圖形的一些特點(diǎn)。

W29-021油井壓力雙對(duì)數(shù)曲線圖和壓力歷史擬合圖分別如圖2和圖3所示。由圖2和圖3可以看出，W29-021井的解釋模型為具有C（井筒儲(chǔ)集系數(shù)）和S（表皮系數(shù)）的無(wú)限導(dǎo)流垂直裂縫均質(zhì)油藏加無(wú)限大作用邊界。解釋結(jié)果如下：地層系數(shù)為8．36×10-3μm2·m，井筒儲(chǔ)集系數(shù)為3．49m3／MPa，滲透率為0．48×10-3μm2，表皮系數(shù)為0，地層壓力為7．69MPa，裂縫半長(zhǎng)為31．7m。

圖2 W29-021油井壓力雙對(duì)數(shù)曲線圖

圖3 W29-021油井壓力歷史擬合圖

2．2 有限導(dǎo)流裂縫

典型有限導(dǎo)流裂縫的曲線形態(tài)可分成5段，即續(xù)流段、雙線性流段、線性流段、過渡段和擬徑向流段［4］（見圖4）。

1）續(xù)流段 續(xù)流段與無(wú)限導(dǎo)流裂縫續(xù)流段相似。

2）雙線性流段 在裂縫內(nèi)部存在朝向井的不穩(wěn)定的線性流動(dòng)，在裂縫表面存在垂直于裂縫表面的地層線性流動(dòng)，是存在有限導(dǎo)流裂縫時(shí)的特征段，其壓力曲線和導(dǎo)數(shù)均為1／4斜率的平行線，兩線縱坐標(biāo)距離為0．602（對(duì)數(shù)周期）。

3）線性流段 線性流段與無(wú)限導(dǎo)流裂縫線性流段特征相似，其壓力和導(dǎo)數(shù)均為1／2斜率的平行線，兩線縱坐標(biāo)距離為0．301（對(duì)數(shù)周期）。

4）過渡段 該段與無(wú)限導(dǎo)流裂縫過渡段相似。

5）擬徑向流段 該段與無(wú)限導(dǎo)流裂縫過渡段擬徑向流段相似，在雙對(duì)數(shù)曲線圖上為水平直線，在半對(duì)數(shù)圖上表現(xiàn)為一條直線。

W20-15油井壓力雙對(duì)數(shù)曲線圖和壓力歷史擬合圖分別如圖5和圖6所示。由圖5和圖6可以看出，W20-15井的解釋模型為具有C和S的有限導(dǎo)流垂直裂縫均質(zhì)油藏加無(wú)限大作用邊界。解釋結(jié)果如下：地層系數(shù)為4．64×10-3μm2·m，井筒儲(chǔ)集系數(shù)為1．43×10-5m3／MPa，滲透率為0．341×10-3μm2，表皮系數(shù)為0，地層壓力為16．1995MPa，裂縫半長(zhǎng)為11．1m。

圖4 有限導(dǎo)流裂縫壓力及其導(dǎo)數(shù)雙對(duì)數(shù)曲線

圖5 W20-15油井壓力雙對(duì)數(shù)曲線圖

圖6 W20-15油井壓力歷史擬合圖

3 裂縫分級(jí)

利用測(cè)試前日產(chǎn)液量和滲透率等參數(shù)對(duì)裂縫進(jìn)行分級(jí)。WY區(qū)塊油井、水井裂縫半長(zhǎng)與產(chǎn)液關(guān)系圖分別如圖7和圖8所示。從圖7和圖8可以看出，其產(chǎn)液量和裂縫半長(zhǎng)整體上雖然呈正相關(guān)［2］，但是相關(guān)系數(shù)不高 （分別為0．579、0．464）。

圖7 WY區(qū)塊油井裂縫半長(zhǎng)與產(chǎn)液關(guān)系圖

圖8 WY區(qū)塊水井裂縫半長(zhǎng)與產(chǎn)液關(guān)系圖

根據(jù)WY區(qū)塊油井、水井滲透率和裂縫半長(zhǎng)關(guān)系圖 （分別見圖9和圖10），將WY區(qū)塊裂縫分為小縫 （裂縫半長(zhǎng)小于60m）、中縫 （裂縫半長(zhǎng)大于60m且小于150m）和大縫 （裂縫半長(zhǎng)大于150m）。小縫所在區(qū)域的滲透率一般小于1，其對(duì)儲(chǔ)層的滲流能力提升不大，主要是基巖影響油井的生產(chǎn)；中縫所在區(qū)域主要受裂縫和基巖的共同影響；大縫一般出現(xiàn)在水井處，這是由于強(qiáng)注水在地層中形成了長(zhǎng)裂縫，且井周圍滲透率較大，因而裂縫對(duì)注水井的滲流能力影響較大［5］。

圖9 WY區(qū)塊油井裂縫半長(zhǎng)與滲透率關(guān)系圖

圖10 WY區(qū)塊水井裂縫半長(zhǎng)與滲透率關(guān)系圖圖

一般來(lái)說，裂縫半長(zhǎng)大于60m的井的產(chǎn)液比周圍油井產(chǎn)液要高，這是由于裂縫的存在對(duì)該類井的滲流能力有所提升，因而其生產(chǎn)能力主要受裂縫影響 （見表1）。

表1 裂縫半長(zhǎng) （＞60m）對(duì)產(chǎn)液和滲透率的影響

4 結(jié) 語(yǔ)

在分析WY區(qū)塊天然裂縫以及人工裂縫特征的基礎(chǔ)上，利用試井裂縫評(píng)價(jià)技術(shù)對(duì)該區(qū)塊人工裂縫進(jìn)行研究，并建立了相應(yīng)的裂縫分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。研究表明，利用上述方法能夠認(rèn)清不同級(jí)別裂縫對(duì)注水開發(fā)效果的影響，對(duì)油田生產(chǎn)開發(fā)具有直接的指導(dǎo)意義。

［1］張莉 ．陜甘寧盆地儲(chǔ)層裂縫特征及形成的構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)分析 ［J］．地質(zhì)科技情報(bào)，2003，22（2）：21-24．

［2］孫慶和，何璽，李長(zhǎng)祿 ．特低滲透微縫特征及對(duì)注水開發(fā)效果的影響 ［J］．石油學(xué)報(bào)，2000，21（4）：52-57．

［3］郭建國(guó)，楊學(xué)文，李新華，等 ．用不穩(wěn)定試井曲線研究注水開發(fā)油藏的地質(zhì)模型 ［J］．新疆石油地質(zhì)，2001，22（3）：33-35．

［4］劉能強(qiáng) ．實(shí)用現(xiàn)代試井解釋方法 ［M］．北京：石油工業(yè)出版社，1992．

［5］杜軍社，李培俊，萬(wàn)文勝，等 ．試井資料在壓裂效果評(píng)價(jià)中的應(yīng)用 ［J］．新疆石油地質(zhì)，2004，25（4）：433-435．