储层损害矿场评价技术在塔中T井中的应用

２００６年５月　河南　石　油　Ｈ　ｅｎａｎ　Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　第２０卷第３期　文章编号：１００６—４０９５（２００６）０３—００６８—０３　储层损害矿场评价技术在塔中Ｔ井中的应用　陈平中，王新海　（长江大学，湖北荆州４３４０２３）　摘要：通过对试井分析获得的总表皮系数进行分解，得到用来表征地层损害程度的地层损害表皮系数，并　由此确定地层损害半径和预测油井措施增产率，形成一套储层损害矿场评价方法　在塔中Ｔ井等多井中　的应用表明，该方法具有较好的准确性和实用价值。　关键词：储层损害；矿场评价；表皮系数；损害半径；增产率预测　中图分类号：ＴＥ３５３．３　文献标识码：Ａ　储层损害矿场评价技术是保护油气层系统工　程的重要组成部分。正确使用地层损害矿场评价　技术，可以及时准确地评价油气层损害的程度，为　采用有效的增产措施提供依据，减少决策失误。　以往一般用总表皮系数Ｓ、堵塞比ＤＲ、附加压力　１．１．２射孔拟表皮系数ＳＤｆ　射孔拟表皮系数Ｓ　ｒ包括射孔充填线性拟表　皮系数Ｓ　射孔压实带拟表皮系数Ｓｄｐ和射孔孔　眼拟表皮系数Ｓ　即　Ｓｐｔ—Ｓｇ＋Ｓｄｐ＋Ｓｐ　（２）　降△Ｐ等参数来定量地分析油气层损害程度。然　而，试井中求得的总表皮系数包括了一切偏离理　想渗流所产生的表皮效应，并没有真实反映地层　其中：Ｓ　Ｓｄｐ和Ｓ　的具体表达式可参阅参考文献　［１］。　１．１．３井斜拟表皮系数Ｓｅ　斜井增大了渗流面积，产生负表皮效应。　的污染程度，故用它们来评价地层损害程度是不　太合适的。为此，本文提出用地层损害表皮系数、　地层损害半径、预测措施增产率等一套储层损害　矿场评价方法来定量评价地层损害程度和预测措　施增产效果。　Ｃｉｎｃｏ等人（１９７５）给出了计算井斜拟表皮系数　Ｓ０。　ｓ。一一ｃ　嘶一ｃ　嘶ｌｇ（　㈣　１储层损害矿场评价方法研究　１．１表皮系数分解［１．　其中　＝ａｒｃｔａｎ（　ｔａ　）　式中：６ｌⅣ——井斜角度。　１．１．４非达西拟表皮系数ＳｎＩ）　试井资料解释求得的总表皮系数，除钻井液、　完井液对井底附近地带产生地层损害表皮系数以　外，还有部分打开程度、射孔、井斜、相态变化、非　达西渗流等因素产生的拟表皮系数。要正确评价　地层损害，需要进行表皮系数分解。　１．１．１部分打开油层的拟表皮系数Ｓ　当井产量很高时可能在孔眼处，甚至在地层　内产生紊流，而形成非达西渗流。非达西渗流的　拟表皮系数表达式为：　ＳｎＤ：：：Ｄ　ｑ　（４）　关于部分打开油层所产生的拟表皮系数Ｓ　其中Ｄ一　群　式中：』Ｄ一＿一一流体地面密度，ｇ／ｃｍ３；卜紊流系　收稿日期：２００５—１２—０９：改回日期：２００６—０３—０６　作者简介：陈平中，讲师，１９６９年生，１９９２年毕业于江汉石油　的计算公式有许多不同的形式，最简单的公式为：　Ｌ　Ｌ厂　—一　Ｓｐｔ＝（　一１）ｌｎ（　／　一２）　凡Ｄ　ｒｗ、／总ｖ　（１）　式中：＾——油层厚度，ｍ；ｈｐ——打开油层的厚　度，ｍ；走——地层渗透率，　ｍ２；ｋｖ——地层垂向　渗透率，　ｒｎ２；ｒｗ——油井半径，ＩＴＩ。　学院石油地质专业，１９９５年取得江汉石油学院煤田油气地　质与勘探专业硕士学位，现从事油田开发的教学与研究工　作，北京石油勘探开发研究院在读博士。电话：０７１６—　８０６０９２１　维普资讯 http://www.cqvip.com

陈平中等．储层损害矿场评价技术在塔中Ｔ井中的应用　数，１／ｍ；　ｍ。／ｄ。　流体粘度，ｍＰａ・ＳＩ　ｒ产量，　损害愈轻，即损害带内渗透率不是常数，而是随地　层径向变化。若假设在损害带内渗透率变化满足　指数递增关系，即　ｋ　一ｋ（　）　ｒ　≤ｒ≤ｒ。　（１１）　１．１．５相变拟表皮系数Ｓ　油井相变拟表皮系数为　Ｓ印一（　一１）１ｎ　ｋ＿　ｒ（５－１）　ｒ凝析气井相变拟表皮系数为：　Ｓ印一（　＿１）ｌ畦　（５＿２）　式中：ｋ～志培——油、气相对渗透率，小数；Ｓ　Ｓ　ｉ——原始含油、气饱和度，小数；Ｓ　Ｓｇ——含　油、气饱和度，小数；ｒｂ——相变半径，ｍｌ　１．１．６边界形状拟表皮系数ＳｃＡ　非圆形供油边界的拟表皮系数为：　ｓ　一丢ｌｎ　（６）　式中：ＣＡ——几何形状因子。　１．１．７各向异性地层的拟表皮系数Ｓ　［　各向异性地层的拟表皮系数为：　Ｓ　：一Ｉｎ　（７）　式中：８＝（ｋ　／ｋ）　。　１．１．８变产量拟表皮系数Ｓ　［　］　ｓ叩一　＋　＋　丢ｌ厶　ｎ　‘户　（８）　１．１．９地层损害表皮系数Ｓｄ　从总表皮系数中扣除其他各种因素影响产生　的拟表皮系数即为地层损害表皮系数，它反映了　地层的真实损害情况。它的表达式为：　Ｓｄ—Ｓ—Ｓｐｔ～Ｓｐｆ—Ｓ口一ＳｎＤ—ＳｃＡ一　一ｓ蛐一ｓ　一…　（９）　１．２地层损害半径　以往通常用（１０）式来计算地层损害半径。　ｒｓ—ｒｗ　ｅｘｐ‘　ｓ）　（１０）　式中　——地层损害半径，ｍ；ｒｗ——井眼半径，　ｍ；志　——地层损害处的地层渗透率，　ｍ２；志　——　井眼附近处的地层渗透率，　ｍ２；，ｓ＿总表皮系　数，小数。　该式既假设损害带内渗透率为常数，同时又　使用了总表皮系数，实践表明这样处理是不妥当　的。事实上在损害带内损害程度不同，离井愈远　根据表皮系数定义和达西定律可得到地层损　害半径的方程（１２）：　Ｓ　一　｛（　）　［一Ｅ‘　ｌｎ　）＋　Ｅ（　ｒｓ—ｒｗ　ｊ　）ｌ—ｌｎ　）｝ｒｗ　Ｊ　　（１２）　该方程可用牛顿迭代法求解。　１．３措施增产率预测　若增产措施使表皮系数降低了△Ｓ，措施前后　的井底压力不变，则措施增产率叩为：　，一　一　ｑ—Ｐ　一　一Ｐ　一０　８６８而．　６　Ｓ　　）　在生产压差不变的条件下，要使增产率达到　叩，则需措施使表皮系数降低。　若增产措施使地层损害表皮系数Ｓｄ完全消　除，则增产率为：　△Ｓ一　（１４）　７扎　１十　由增产率为：　Ｏ　．８６　８　６一　ｏｒ丽Ｓａ　（１５）　２　实例应用　塔中Ｔ井３　５３７．０～３　５５４．０　ｍ井段位于石　碳系Ⅲ油组，试油结果表明该层为凝析气层，地层　污染系数比较大，从压力曲线形态看，该地层远处　渗透性较好。油井有关参数：ｈ＝ｈ　＝１７　ｍ，ｒ　＝　０．１０８　ｍ，Ｓ＝４３．７２，ｍ＝０．７４６　１５　ＭＰａ／ｃｙｃｌｅ（斜　率，其中ｃｙｃｌｅ为时间周期），ｋ＝４．０７　Ｘ　１０Ｉ４　ｍ２，　ｋ　＝０．５ｋ，　＝０。，　＝０．３ｍ（射孔深度），ｒｐ＝　０．００６　ｍ（子弹半径），ｋ如＝４．０７　Ｘ　１０Ｉ５　ｒｎ２（射孔　压实带渗透率），Ｐｉ＝４２．５３　ＭＰａ，ｒｂ＝５ｍ，Ｐ　＝　１０．５５　ＭＶａ，ｑ＝６．２５　ｍ３／ａ。表皮系数分解后的　结果为：　部分打开油层的拟表皮系数：Ｓ　＝０．０；　射孔产生的拟拟表皮系数：ｓｐｆ＝４．４７；　井斜产生的拟表皮系数：Ｓ。＝０．０；　非达西流产生的拟表皮系数：ＳｎＤ＝０．０；　相变产生的拟表皮系数：Ｓｂ＝８．９５；　维普资讯 http://www.cqvip.com

河南石油　２００６年第３期　边界形状引起的拟表皮系数：ＳｃＡ＝０．０；　各向异性地层产生的拟表皮系数：Ｓ　＝０．０；　变产量产生的拟表皮系数：Ｓ　。＝０．０；　定量评价地层损害程度和预测措施增产效果，具　有较高的准确性和较好的实用价值。　（２）试井资料解释得到的总表皮系数，除钻井　液、完井液对井底附近地带产生地层损害表皮系　数以外，还有部分打开程度、射孑Ｌ、井斜、相态变　化、非达西渗流等其他多种因素产生的拟表皮系　数。要正确评价地层损害，需要进行表皮系数分　解。从应用实例来看，总表皮系数虽比较大，若地　层损害表皮系数很小，措施效果也将不明显，这也　是有些油层采取增产措施却并没有见到预期效果　的主要原因之一。　参考文献　１成绥民，王天顺．表皮系数系统分解方法ＥＪ］．钻采工　艺，１９９１，（４）：３５～４０　由此可得到地层损害表皮系数：Ｓａ＝３０．３，地　层损害半径：　＝２．０９　ｍ。随后对该井段进行了　高能气体压裂，压裂后的有关参数为：ｋ　＝７．２６　Ｘ　１Ｏ　ｒ　，Ｐ　＝１５．６２　ＭＰａ，ｑ　＝１９．３　ｒ　／ａ，Ｓ　＝１３．７５，由此也可得到压裂后的地层损害表皮系　数：Ｓｄ　＝０．３３；地层损害半径：ｒ　＝０．１０　ｍ，压裂　措施增产率的预测为：＇７＝２１２．８５　；而实际的原　油增产率为：　际＝２０８．８　。可见，理论预测值　和实际值基本吻合，说明预测方法的准确性较高。　从地层损害表皮系数、损害半径和措施增产率来　看，此次高能气体压裂效果明显，不仅基本上解除　了井底附近泥浆污染，而且也显著提高了产能。　需要说明的是，虽然压裂后总表皮系数仍比较大，　２陈元千．油气藏工程计算方法：矿场试井ＥＭ］．北京：石　油工业出版社，１　１）９０．１５￣５０　但主要是射孔与井底附近相态变化（远处地层中　液体为单相流动，而近井地层流体为气液两相）引　起的表皮效应，因而不需对该井层再进行措施处　理。该方法对克拉２井等其他十余口井的应用　３王新海，钱春江．各向异性与不渗透直线拟表皮系数　Ｅｌｉ．钻采工艺，１９９７，（５）：３２～３４　４王新海，周国隆．渗透率间断与变产量的拟表皮系数　ＥＪ］．油气井测试，１９９８，（４）：１４～１７　５李静群，荆蔼林，彭惠群．表皮系数分解与增产效果预　测［Ｊ］．油气井测试，１９９８，（１）：６～１Ｏ　编辑：彭刚　中，均表明它有较好的准确性和实用价值。　３　结论　（１）应用地层损害表皮系数、地层损害半径、　预测措施增产率等一套储层损害矿场评价方法来　（上接第６７页）　度，大幅提高矿渣：　的综合性能。　泵压降低３ＭＰａ，大大降低了施工风险，同时，对于　（２）研制的低密高强度矿渣体系固井工艺技　１　４００￣２　９００　ｍ井段封固质量较好。　术在胜利油田取得了良好的应用效果，应用前景　４结论　提高低密度矿渣浆的沉降稳定性、体积稳定性，减　少游离液含量，降低失水，提高了矿渣石抗压强　十分广阔。　（３）低密高强矿渣浆固井工艺技术尚处于起　（１）研究开发的低密高强矿渣配方能够显著　点研究试作阶段，还需不断完善和发展。　编辑：李金隼