基于试井解释结果的平均地层压力计算

2023-01-16

1. 引言

在试井解释过程中会涉及到许多压力概念, 它们的计算方法以及表示的物理意义都不相同, 最常用的压力包括原始地层压力、外推压力和平均地层压力[1]。

1.1 原始地层压力

原始地层压力 (pi) 是指油藏未开发前的油层中部压力。但是在试井解释中, 原始地层压力是根据解释得到的地层参数以及输入的生产历史计算得到的储层原始压力。由于地层参数在所有流动阶段并不是完全不变的, 所以试井解释得到的原始地层压力的实际意义有限, 并不能反映储层目前的压力状况, 也不是真实的储层原始压力[2]。

1.2 外推压力

外推压力 (p*) 一般通过半对数直线分析方法得到, 它是半对数直线的延长线在无穷大关井时刻处的值, 反映了目前状态下储层能够恢复到的最大压力值。需要说明的是, 只有出现了无限大径向流, 计算的外推压力才准确有效, 如果存在边界, 计算外推压力应选择第二个直线段[2]。

1.3 平均地层压力

在油井生产过程中, 地层中存在一个压力分布, 平均地层压力按孔隙体积进行加权平均得到。如果已知油井生产时地层中压力分布, 假设任意径向距离r处的地层压力为p, 则平均地层压力 (pavg) 的计算公式为:

对于等厚且孔隙度均匀分布的地层, 上式可以写成:

平均地层压力的计算是试井解释结果的应用, 它能够准确反映目前油层的能量状况。

2. 平均地层压力的计算方法

油井经过长时间的生产, 当压降完全传播到边界之后, 油井即进入拟稳定状态。拟稳定状态的主要标志是井底流压的下降速率为一个常数。同时根据物质平衡方程以及流体在地层中的径向渗流方程可以得到平均地层压力的计算公式[3]:

上式是圆形封闭地层拟稳定流动平均地层压力的计算公式。上式还可以改写成:

其中CA是与油藏形状和井在油藏中位置有关的Dietz形状因子, 圆形封闭地层形状因子CA=31.62。式 (4) 适合于所有地层条件, 计算时选择合适的形状因子即可。

3. 平均地层压力的可靠性分析

式 (4) 中pwf可以直接读取, q B、μ、h等是输入参数, 因此平均地层压力计算结果的可靠性主要取决于渗透率k、表皮系数S、油井供给面积A以及Dietz形状因子CA取值是否准确[4]。

以伊拉克Missan油田一口井试井解释结果为例, 分析pavg对k、S、A以及CA的敏感性。该井输入参数及试井解释结果如下:pwf=3842.3psi, q=1317.5STB/D, B=1.41, μ=0.96m Pa·s, k=61.6md, h=26.2ft, rw=0.3ft, A=4.0×106ft2, CA=31.6, S=-4.4。当各个参数变化时, 平均地层压力pavg的计算结果如图1所示。

从图1可以看出, 油井供给面积A增大1倍或者Dietz形状因子CA减小1倍时, 平均地层压力计算值增大约55psi, 由此我们认为平均地层压力的计算结果对A和CA敏感性较弱。渗透率k减小1倍时, 平均地层压力计算值增大约500psi, 表皮系数S增大1倍时, 平均地层压力计算值增大约350psi。平均地层压力计算结果对k和S敏感性较强。

4. 结语

4.1 试井解释得到的原始地层压力和外推压力在油藏工程应用中都有较大局限性, 用来计算油藏可采储量、油井产能等也会引起较大误差;

4.2 平均地层压力能很好的指示目前储层的能量水平, 是油田开发过程中重要的指标之一。

4.3 平均地层压力的计算结果主要取决于渗透率和表皮系数, 对油井供给面积和形状因子的敏感性较弱, 实际应用中这两个参数取区块经验值即可。

摘要：试井测试是重要的油藏工程方法之一, 通过试井解释, 我们可以获得地层和井筒的诸多信息。平均地层压力是油田开发过程中重要的开发指标之一, 也是储量计算、动态预测的重要参数之一, 如何获得准确的平均地层压力就显得尤为重要。本文介绍了通过试井解释结果计算平均地层压力的方法, 并分析了计算结果的可靠性。

关键词：平均地层压力,试井解释,敏感性分析