DFIT測試在長慶氣田開發(fā)中的應用

1、2006年10月油氣井測試第15卷第5期DFIT測試在長慶氣田開發(fā)中的應用唐梅榮'卜向前'王成旺I彭瑞強彳(I .長慶油田分公司油氣工藝技術研究院陜西西安710021； 2.長慶油田分公司第五采油廠陜西定邊718600)摘要與常規(guī)的小型測試壓裂不同，流體注入診斷測試(DFIT)是通過關井階段出現(xiàn)的擬牧性 流或擬徑向沈階段求取儲層壓力，采用改進的梅耶霍夫方法(M-method)解釋儲層滲透率。以長慶 榆林氣田一口開發(fā)井為例，依據(jù)DF1T的技術原理和測試步驟，對該井測試壓降數(shù)據(jù)進行解釋分 析，結果可信度較高，證明了該項工藝在長慶低壓低滲油氣田的可行性。關鍵詞擬線性徑向流擬合地層參數(shù)

2、2006年10月油氣井測試第15卷第5期2006年10月油氣井測試第15卷第5期【作者筒介唐梅榮，男,工程師,1980年出生，畢業(yè)于西安石油大學石油工程系，一直從事水力圧裂技術的研究與應用工作。1994-2011 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved h(lp:/Avww.cr>ldnel引言隨著水力壓裂技術的發(fā)展，水力壓裂施工中或 停泵后的壓力擬合分析技術引起了廣泛關注。這種 技術提供了一種認識、評價水力壓裂裂縫延伸擴展 動態(tài)及幾何形態(tài)的一種經(jīng)濟、簡便方法，它不僅可以 獲取重要的地

3、層參數(shù)和壓裂參數(shù)，而且可以幫助提 高壓裂施工成功率和有效率。早在20世紀80年 代，以Nolte(美國)為代表的研究人員就開始著手研 究如何通過獲得的壓裂施工壓力或停泵后的壓力降 落來認識、分析圧裂裂縫幾何形態(tài)及地層參數(shù)，并分 析壓裂施工中壓力變化以幫助提髙壓裂施工成功率 和有效率。限于當時技術水平，主要基于二維裂縫 模擬模型及壓力與時間的雙對數(shù)曲線進行分析。20世紀90年代以來，美國的學者開始研究如 何通過擬合現(xiàn)場施工監(jiān)測的凈壓力與軟件理論模型 計算的凈壓力來分析評價壓裂施工參數(shù)，從而提髙 壓裂施工成功率。這種基于三維裂縫延伸模擬模型 的水力壓裂凈壓刀擬合分析解釋技術，通過在現(xiàn)場 應用中不斷

4、發(fā)展完善，成為壓裂設計中的一項重要 技術一小型測試壓裂技術。小型測試壓裂技術已廣泛應用于油氣田壓裂開 發(fā)中，但由于小型測試測壓時間較短(長慶油氣田測 壓在1 h左右)，關井測壓期間很難出現(xiàn)擬線性流、 擬徑向流階段。因此，不能獲取地層壓力數(shù)值，僅能 通過凈壓力擬合解釋儲層滲透率。試井方法雖然可 以解釋儲層壓力、滲透率等參數(shù),但由于周期長、費 用髙,限制了其推廣應用。近年來，石油工程師采用一種介于小型測試與 試井之間的方法，流體注人診斷測試(Diagnostic Fluid Injection Tests,簡稱DFIT測試)，在小型測試 壓裂后延長關井時間至24 h以上，出現(xiàn)擬線性流乃 至擬徑向流

5、階段，用試井的方法解釋儲層壓力。 Pinnacle公司的壓裂酸化模擬軟件FracproPT最新 版本中增加了 DFIT測試功能，為DFIT測試應用 提供了軟件支持。技術原理1. 閉合前改進的Mayerhofer分析Mayerhofer使用閉合齋壓力降落數(shù)據(jù)確定滲透 率，而后Valko和Economides也使用這種方法發(fā)展了 簡化改進的Mayerhofer方法。兩種方法的主要區(qū)別 是改進前的Mayerhofer方法使用滲透率和裂縫面阻 力的估計值來擬合壓力降。通過改變滲透率、裂縫面 阻力和裂縫面積參數(shù)，實現(xiàn)壓力降和壓力導數(shù)較為滿 意的擬合;另一方面,改進的Mayerhofer 法假設裂 縫幾何

6、形狀為限制髙度或徑向的:裂縫面積通過對壓 力降落數(shù)據(jù)進行NolbShlyapobersky分析來確定。因 此，不需要用壓力降的歷史擬合來確定裂縫面積，可 直接用特種識別曲線來估計滲透率和裂縫面阻力。這兩種方法求導中需要幾個直要假設。Craig建 議，當壓力降落期間隱含在Mayerhofer和改進Mayer- hofer方法中的假設條件不能疵滿足時，用G函數(shù)導 數(shù)分析來識別。因此,G函數(shù)導數(shù)分析應該與Mayer- 第15卷第5期唐梅榮等:DFIT測試在長慶氣田開發(fā)中的應用#hofer方法及改進的Mayerhofer方法聯(lián)合使用。2. 閉合后分析閉合后分析最初由Gu和Aboudeiman提出, N

7、olte后來將這種方法論應用于裂縫閉合后的壓力 降數(shù)據(jù)分析o最近，Chipperfield和Brill在Cooper 盆地研究中使用閉合后分析，同時還給出了應用這 種方法時的一些總體指導性規(guī)則。Gu和Abousleiman主要是從擬徑向流階段確 定滲透率，而Nolle則側重于擬線性流區(qū)的分析。 Gu和Abousleiman稱他們提出的測試方法為“脈沖 裂縫測試”,它和診斷裂縫注入測試比較類似。Gu 認為,脈沖裂縫測試使用后期數(shù)據(jù)，因而不管地層是 否被壓開都可以應用該方法。在停泵期間，準確識別擬線性流階段還是擬徑 向流階段非常重要。裂縫閉合后不久擬線性流就發(fā) 生了，并且它在擬徑向流之前。根據(jù)No

8、lte的理論, 擬線性流動態(tài)可用下式描述，即= MLFL(t,tc)(1)式中:Me系數(shù)(在擬線性流中為一常數(shù))。線性流時間函數(shù)定義為二呂肘 t tt (2)Talley認為，通過做壓差曲線p(l) pr和壓力 導數(shù)對線性流時間函數(shù)幾仃山尸的雙對數(shù)曲線，即 可搞清擬線性流區(qū)。因為在該曲線上,擬線性流階段 表現(xiàn)為斜率是1/2的直線段。裂縫半長可以用閉合 前信息和擬線性流到擬徑向流的過渡時間來確定，這 可用來核對通過閉合前分析得到的裂縫長度。診斷裂縫注入測試的后期壓力下降逐漸形成擬 徑向流，此時的流態(tài)允許使用類似于Horner分析的 方法來確定傳導率(從而確定滲透率)。擬徑向流不 依賴于泵注程序，

9、而依賴于注人體積、油藏壓力、地 層傳導率和閉合時間。當達到擬徑向流區(qū)時，壓力 動態(tài)可定義為p(f) p二“出仃,-),t > tc (3) 式中:p,油藏原始壓力；Fr徑向流時間函數(shù)(在數(shù)值上等于常規(guī) 試井中的Horner時間)。幾定義為幾(，4)=卻寸1 +芒牛)其中s 1.6n因而，壓力對徑向流時間函數(shù)的Cartesian曲線 的Y截距可以得到油藏壓力，由斜率和叭通過下 面的方程可以確定油藏傳導率，即乎=2.51xKf說) 式中：Vi注入體積,bbl。擬徑向施區(qū)可通過作壓差p(l)p,曲線和壓 力導數(shù)對徑向流時間函數(shù)幾的雙對數(shù)曲線確認。 因為在該曲線上擬徑向流表現(xiàn)為斜率是1的直線 段

10、。擬徑向帆分析結果就可用來校正閉合前改進的 Mayerhofer 方法 °實例分析2005年在長慶榆林氣田首次應用DF1T測試方 法對榆35-16井山2儲層進行儲層壓力和滲透率的 解釋，并且采用FracproPT軟件對壓降數(shù)據(jù)進行分析。山2儲層射孔井段為2766.0-2771.0 m0氣 層基本數(shù)據(jù)見表1。5 1994-2011 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.第15卷第5期唐梅榮等:DFIT測試在長慶氣田開發(fā)中的應用#5 1994-2011 China Academic

11、Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.第15卷第5期唐梅榮等:DFIT測試在長慶氣田開發(fā)中的應用#«1原位氣層井段 (ro)從度(m)時差 (ps/m)電阻(flm)密度(g/cm3)基質事鮮(io-W)視孔隙度(%)視含氣飽和度(%)解釋結果山22740.0-2742.52.5231.384.22.570.6485.959.0含氣層2763.5-2773.610.1202.33902.531J435.273.9氣層5 1994-2011 China Academic Journal Electronic P

12、ublishing House. All rights reserved.第15卷第5期唐梅榮等:DFIT測試在長慶氣田開發(fā)中的應用#5 1994-2011 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.第15卷第5期唐梅榮等:DFIT測試在長慶氣田開發(fā)中的應用451 鉆具和資料錄取設計DFIT測試測壓時間長,綜合考慮各因素設計 鉆具如下： 注人方式:單上封73.025 mm油管注人。 封隔器:旋轉式坐封封隔器(防止測壓期間封 隔器解封彫響壓力錄取)。 數(shù)據(jù)記錄:壓裂車儀表和存儲式壓力計(測壓 期

13、間壓力錄取)聯(lián)合記錄。2.DFIT泵注程序設計榆35J6井山2儲層物性偏差，根據(jù)地層物性 條件，設計DF1T測試活性水注人量20卅,排量2.0 m3/min0其程序設計見表2。hdpi/zwu«2榆35J6井DFIT測試設計程序袈階段泵注階段類型階段時間 (min)敲體類型液雖(m3)排量井筒流體2% KC18.41清水注入102% KC120.02.02關井14600.00.03.現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)記錄現(xiàn)為斜率為1的階段。在本次測試曲線中斜率為1 的階段不明顯，因此選取的PRF階段僅屬于可能, 并不能完全確認關井階段已岀現(xiàn)PRF,如圖3所 示。對PLF階段分析，求得備層壓力為24.20

14、MPa;對PRF階段分析，求得儲層壓力為27.07 MPa,儲層滲透率為0.12 x 10-3Mm2o5 1994-2011 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.第15卷第5期唐梅榮等:DFIT測試在長慶氣田開發(fā)中的應用#榆35-16井DFIT現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)為注入量20 m3，排量2.0 m'/min,破裂壓力32.15 MPa,停泵壓 力22 MPa,測壓時間1460 min,結束壓力0.673 MPa,壓差21.327 MPa。測試曲線見圖10801 1064地面壓力 施工排量

15、時間(min)圖1 DFIT測試注入曲線(放大注入施工部分)媲向流階段/線性流時間的平方根1O2-“(£2)0籾弋日圖3 PLF和PRL階段劃分圖i(r由于榆3546井山2層屬于低滲透氣藏,PLF 分析結果較為準確。因此,分析儲層壓力數(shù)值為 24.20 MPa05 1994-2011 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.第15卷第5期唐梅榮等:DFIT測試在長慶氣田開發(fā)中的應用#現(xiàn)場施工按設計實施,資料錄取完整O3 滲透率分析5 1994-2011 China Academic

16、 Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.第15卷第5期唐梅榮等:DFIT測試在長慶氣田開發(fā)中的應用#分析利用Mayerhofer方法分析結果為:有效滲透率 0.07xl(r%m2,儲層壓力24.86 MPa,滲透率擬合 分析如圖4所示。5 1994-2011 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.第15卷第5期唐梅榮等:DFIT測試在長慶氣田開發(fā)中的應用461 儲層閉合嵐力分析G函數(shù)分析山2儲層閉合應力42.52

17、MPa,閉 合應力梯度0.0154 MPa/m,活性水液體效率 31.6%，壓降測試G函數(shù)分析如圖2所示。時問圖2壓降測試G函數(shù)分析圖2 儲層壓力分析擬線性流階段，即PLF階段在雙對數(shù)圖中表現(xiàn) 為斜率為1/2的階段;本次壓降測試PLF階段比較 明顯;擬徑向流階段，即PRF階段在雙對數(shù)圖中表4.凈壓力擬合凈壓力擬合分析如圖5所示。運用Mayerhofer方式擬合得到的滲透率0.07 x 10-3Mm2進行凈壓力擬合,可以得到較好的擬合 結果,擬合多裂縫等效數(shù)目2條。擬合裂縫長度46 m、縫髙20 m°(下轉48頁) h(lp:/Avw¥cnki .net5 1994-2011

18、 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.48油氣井測試2006年10月煤粉計量對于煤粉的計量目前還沒有自動計量的方法, 主要靠自然沉淀或離心機分離的方法測定。從出口 取一定量的水樣，經(jīng)過離心機分離后，讀出煤粉在水 樣中的含量。也可將一定量的水樣放置靜止一段時 間，待煤粉完全沉淀分離后讀出煤粉在水樣中的含 量。后一種方法所用時間長,對排液前期水中含有 泥漿或壓裂液時不適用。（4）輔助設參輔助設備包括過濾器、水位計、保溫設施、火把 等，盡管不是流程的主要部件，但也起很重要作用。 過濾器內(nèi)裝有8

19、0-100目濾網(wǎng)，用于過濾流體中的 雜質，防止堵塞儀表?？稍诜蛛x器上安裝耐壓水位 計，便于觀察分離器內(nèi)液面高度。冬季對流程要進行 防凍保溫，通常采用在流程管件上纏PTC電熱帶，外 部用保溫材料包褰。火把用于燃燒不能及時回收利 用的氣，低產(chǎn)氣時火把要有防風、防雨帽，防止熄滅或 雨水流入氣管線,高產(chǎn)井火把要有消音措施?，F(xiàn)場應用1 在LWXX井的應用LWXX井是山西柳林地區(qū)的一 口探井，采用活性 水壓裂后先下D95 nun管式泵排采，由于抽油機型號 偏小不能滿足排水量，后更換掾桿泵排采330天。日 產(chǎn)水量116.13-166.34卅,動液面降至556 m澡高 日產(chǎn)氣2113 n?,累計產(chǎn)水43945

20、.1卅，累計產(chǎn)氣 122188 使用本套流程進行排采，解決了大水量 排采要求，氣水分離徹底,維護使用方便，計量準確, 并經(jīng)過冬季考驗,保溫措施良好，流程運行正常。但 存在儀表安裝在管線上流程設計不夠緊湊的問題。2.在武MXX水平備分支井的應用武MXX井是一口水平多分支井，排采方式采 用電潛泵，預計最高日產(chǎn)氣量60000 最大日產(chǎn) 水量400 m30目前，該井已排采30d,日產(chǎn)水量238 卅,動液面降至569叫分離出的溶解氣日產(chǎn)量350 m3,累計產(chǎn)水4271.87 累計產(chǎn)氣3618 m3。在LWXX井使用的基礎上，對流程進行了改 進。應用更高精度的測量儀表,如:智能旋進旋渦流 量計、數(shù)字式水表

21、,增加臨界速度流量計和墊圈流量 計,并將儀表組合在一起，使結構更為緊湊。滿足了 高產(chǎn)水量、高含溶解氣的煤層氣井排采要求。認識與建議1 本套流程是在結合煤層氣排采特點,分析已 有設備優(yōu)缺點的基礎上自行研制。經(jīng)過現(xiàn)場試用, 基本能滿足各類煤層氣井排采試氣的要求。2.可作為煤層氣井排采流程推薦使用,也可作 為煤層氣井排采流程規(guī)范化管理。本文收稿日期：2005- 1125編輯:方志急#油氣井測試2006年10月49油氣井測試2006年10月圖5凈壓力必合分析圖(edw)a出壷辛t C宅 >E)M£Hit認識與建議（上接45頁）DFIT測試工藝在長慶低壓低滲油氣田的可行性。2. DFIT

22、測試解釋的榆35-16井山2儲層的壓 力、滲透率參數(shù)反映了儲層真實情況，解釋結果具有 較高可信度。3. 鑒于DFIT測試工藝簡單方便、解釋結果可 信度高，可推廣應用。簽才文獻I米卡爾J,唉克諾米德斯等.油藏增產(chǎn)措施（第三版）.北 京:石油工業(yè)出版社,20022 C L Cpolla Diagnostic Techniques to Understand Hydraulic Fracturing What Why And How. SPE597353 Davie J. Fracture Height Development and Contro. SPE 84841 川林氣田DFIT測試的成功實

23、施，驗證了本文收積日期：2006 - 0622綁:王軍冬OUf利IdCoL0)cH-ic鮎 gmperacre of cpgas is much -owhich is c-ORe io normalarmper£§ assumed gas or liquid phase influenced by TH p Through【he expcrimeHof simula=ng physical paramaer for lab sample and measuring do«n hole 一 empcr£ure pressure and pws sure g

24、radx-nrphase charac-es-ncs of C02 gas well a【down hole is analyzed Key words： C9 gas weF phase gas -es-ingField Tedmo-ogyDevdopmeni of a Nw Model of Electronic Throwing in Apparatus for Down Hole InstnlmenL2006 15(5) ：38 X 40 Yon X豈，Sun Hu. Zhou Feng. Wang Ling(Down Holi opcrats'n Depa 二 menrcha

25、nsmg pe-rolelim Exprais'n Bureau) To -he dropping incHem of ins-rumen 一 for s-lwire rupcre or man-made destroy in M&tes5-g operation; new model ofSLedronic -hroi.ng in appara-us for down hole ins-rumen 二 s developed whose s-rucEre is simp!?maisenance isconYenieHand which can drop ies=ngs-s-r

26、umen-»any sec6-n -o 一 esi<-h fixed =me and dep-h A m£.ch fishing【00 一 can reprieve -esnng apparacs aHe 二 he ieaT ing work -0 obe.n da-a Since i5rusage- every kind of hiddenq-oub-e has been eli3.na【ed radicaDy【0 increase -he utilizing ras-of eqs.pmeHand -ess-g efficiency andow s§ la

27、bor ingnsion and economize -es-ing CQSrBy 160 of fle-d experimeHri 二 s shols -ha- he successful ra=o is 100$【hBhas a 00 effecrKey wwds： we= -esling, e-ec一ronic -hro筆ing in appa&一us for down ho-e ins【rumes dropping apparatus, applied effec-A&ned Analysis for MET Tech3QiaoX12 weu20065;(5) &quo

28、t;4; 42She Dequan Wei Baoquan (Jiangsu Oilfidd project Depa 二 menTo/u? onfiesBy applied example of MLT -cch5-QiaoX 一 2 龍 ell 二 he basic working principle and applied effec 二 s in【roduced Tech of MLT has ad <an_ages of -hat successful ra=o is high- operas-n is simp 一 e safe and rehab?cos 二 sow per

29、formance issab 一 e and applied scope is wide which is a rBher perfec 二 eshng 一 ech for【h£in exigence Keywords： QS-0X12 舉ell【ess-g app 一 ica5-?feazreAppuca-kxl of DFH Testing Tech in Devopmem of ChangqingGas Fidd2006 15(543 2 45.48 Tang Mekong Bu xs-n5i§ Wang chengsang ( OU and Gas Technics

30、 一 Research hwH-ae Chongqing 0 二field Branch com. pa4) Peng Kuiqicng (No5 0= Emacsn Factory chaRsing oiLtd Branch company) Dif 廠 reHfrom conYens-n&l small -ype fracFre- DFIT is -0 acquire reservoir pressure by appearing imi魚erearhy -low orim2【e st dial flow phase®w&dose period and in-er

31、pre- forjn2.ion permeabi-=y by modified M method By a sample of a dcYeeped well in Changqing Yulin gas field, according -0 Ujchnical principle and -esnng procedure of DFIT. irnerpre=ng and analyzing pressure drop, ping d»®_he re=abilhy of【he resuhis much high and -he feasibilhy of -his 一 e

32、ch apphed in ow pressure and percoro-n of chansing gas ha-d is prowed Key words： imha-e-inearhy and radial now- fi=5-g forma-ion paran】2.ercfBBIXSCr tl 禎ptvH s A: £ rvrwg"<0 J V 4-c Ken yuanrn?Sun Jibirl. Gng Fanzh 二 Down Hole opegs'n Company Huabd Petroleum Adms-£-raliue Burea

33、u)Zhang yams-g (cooperas-= an</ DeueLpnurU oj OUfidd Depa 二 mnrHuabei PekoLeum Administrative Bureau) Accordingo-he feacre of coal bed mahane exUadion and -es- applied2?.ca=on of i-s flow inewery oilfield have been scdied Combing -he need of high WS2 produson and high me-hane producs-n of embranc

34、hmen-horizoHal well of Wu MTl; sc- of self made mc-hanc CJUrac.on and flow for cod bed mc-hanc has been dcYCQped whL二 enuhtb 15=<xd uf uu?xund st uac-ion for moM of we5=Key words- coal bed me-hane ouTflow and ex【rac=orb gas ksrflowSafety of PS in Process of OH Testing-2006 15(5) “4952Li Yonsiang

35、( WMf Testing cuid 0= EXLracbsn Branch Company Daqing OUfie 一 d co L-d)During2.1 and veil tes-ing operahons 一 二s inevi-ab 一 e g conac w=h=s gas vvhich isa kB-d ofoxic gas and causes a serious damage for personnel and eqs.pmen 二 f 一 he pro-ecs-n measure is naproper. Thu paper suggests an idio 弋 aphic

36、 s-eps _0 defend=s gas for oil and well -ess-g HorrKey words 八 H2S enbri三emenrpropesy, monhor8af5'New Technology of Sdected Layer Fracture for Tested we= and ks Field Test 2006 15(5) ：50152De.Jiopg- yz/lerjong Fan xJ.un Zhang Yanchen (PeUoLum Engine 二 ng Research H& Yaruhan uns'ersily )

37、DE Jiang ( 0= Te$=ng end Ex.rocs-zl Banch company. Daqbig oufie-d co: L-d A new -ype of packer Krh has func5-n of washing we= is designed _0 ensure he oil 龍 ell having reverse channe 二 o PreWen- sand scck incident of buryingJfi.em up -he packe r combisg and optimizing 一 he down ho-e _es=ng 一 oo 一 of -he new -ype of packercosro. 一ing valve sealing join concerHric big pathway e一ec-ric gauge carrier. can resolve -Ac pro