李林地 刘 红 陈志海
（中国石化石油勘探开发研究院，北京 100083）
摘 要 本文针对Taq Taq油田特殊的储层地质特征开展了解析试井和数值试井技术及应用研究。Taq Taq油田的基质普遍致密，裂缝既是储集空间又是渗流通道，因此该油田双层油藏模型的双重介质是指裂缝网络和裂缝通道；所谓窜流，理解为流体由裂缝网络向裂缝通道的流动。总结了压力恢复测试时双对数曲线经常出现的特征，即：双层油藏特征、球形流动特征和线形流动特征。采用数值试井方法建立了油藏试井动态概念模型，为复杂油藏试井动态描述、评价提供了可靠的技术支撑平台。试井解释存在多解性，如果不结合静态地质资料和井的实际情况，只凭试井曲线的形态进行模型诊断和解释，有时候即使能完全拟合，其解释结果也可能与井的实际情况相差甚远或自相矛盾。因此数值试井和解析试井两种方法可以互相对比验证，以便求取更可靠的解释结果。研究结果丰富了裂缝性碳酸盐岩油藏的试井解释方法，对指导碳酸盐岩储层进一步开发方案设计具有指导意义。
关键词 裂缝性碳酸盐岩油藏 解析试井 数值试井
Application of Well Test Interpretation Techniquein Taq Taq Oilfield
LI Lindi；LIU Hong；CHEN Zhihai（SINOPEC Exploration ＆ Production Research Institute，Beijing 100083，China）
Abstract According to the special reservoir geological features of Taq Taq Oilfield，this paper conducts study on analytical and numerical well testing technology as well as its applicationBased on the universal tight matrix of this oilfield，the dual media of dual-reservoir model refer to fracture network and fracture channel where fluid flows from fracture network to fracture channelCharacteristics frequently occurred in well testing with different well intervals have been summarized in this paperNumerical well test approach has been deployed to set up dynamic notional models，therefore，difficulties of boundary well test dynamic description of asymmetric complicated shape reservoir have been solvedThis has supplied a reliable technical platform for well test dynamic description and evaluation for complex reservoirsWell test analysis has ambiguitySo analytical and numerical way could compare and verify each other to gain more reliable resultsResearch result has enriched well test interpretation approach for fractured carbonate reservoir，which supplies a great importance for guiding further development scheme designs of carbonate reservoir
Key words fractured carbonate reservoir；analytical well test interpretation；numerical well test interpretation
与常规砂岩油藏相比，裂缝性碳酸盐岩油藏最突出的问题是极强的非均质性，这使得该类油藏的开发出现了许多困难。试井分析作为人们认识油藏动态特征和流动规律的有效手段，是关系到正确求取油藏特性参数和指导进一步开发的关键［1］。因此，深入开展裂缝性碳酸盐岩油藏试井分析理论和解释方法研究具有十分重要的意义。本文针对Taq Taq油田白垩系碳酸盐岩油藏的储层地质特征，在技术调研和试井资料解释状况系统分析的基础上，探索应用于裂缝性碳酸盐岩油藏的试井解释方法，为油田开发过程中油藏早期动态评价提供技术支持。
1 油藏概况
Taq Taq油田位于伊拉克库尔德地区的扎格罗斯盆地，为北西-南东向背斜构造，裂缝发育，主要含油层系为中生界白垩系的3套地层Shiranish、Kometan和Qamchuqa，3套储层纵向油藏埋深跨度为1000～1800m，3套储层厚度达500m。原油油品很好，属于轻质原油，重度为48°API。试采动态表明，Taq Taq油田白垩系储层在平面上和垂向上均具有良好的连通性，具有统一压力系统和油水界面。
Taq Taq油田为裂缝性碳酸盐岩底水油藏，其裂缝可分为两类：一是大规模裂缝，即裂缝通道；二是小规模裂缝，即裂缝网络。裂缝通道的渗透率为几个达西，在垂向上穿过3套储层。裂缝网络的渗透率为几百毫达西，只存在于一套储层中。裂缝通道往往与主要的断层平行，裂缝网络则互相垂直，见图1。
图1 Taq Taq油田小规模裂缝（左）和大规模裂缝（右）的露头
Taq Taq油田地质储量规模较大，2P原始地质储量为651 MMbbl，属于大型油田规模。该油田目前共有10口生产井，1口报废井。从2005年开始对该油田进行评价和早期开发活动，首先采集了覆盖Taq Taq油田153km2的3D地震资料，然后开始钻井，并于2006年末完钻了TT-04井。在2006～2008年的评价阶段，TT-04井、TT-05井、TT-06井、TT-07井、TT-08井和TT-09井在白垩系3套储层相继进行了测试，其中部分井层进行了酸化措施。
2 试井资料处理与分析
21 双层油藏模型的理解与定义
Taq Taq油田白垩系碳酸盐岩储层的基质普遍致密，裂缝既是储集空间又是渗流通道，因此该油田双层油藏模型的双重介质是指裂缝网络和裂缝通道；所谓窜流，理解为流体由裂缝网络向裂缝通道的流动［2］。
22 试井曲线典型特征
221 双层油藏特征
由双层油藏模型双对数特征曲线（图2）可以看出：油井生产一段时间后，由于裂缝系统中压力降低，基岩系统开始向其持续供液，或称为介质间的流动，在介质间拟稳定流动阶段的前期，压力导数曲线下降，在后期又上升，形成一个 “凹子”（图2中c-d）；最后实现整个系统（基岩系统和裂缝系统）的流动。TT-04井是Taq Taq油田的第一口评价井，位于构造高部位，2006年5月14日开钻，8月26日完钻，钻进过程中Kometan层泥浆漏失严重。006年11月9日至11日对Kometan层（1856～19457m MD）进行了压力恢复测试。如图3所示，导数曲线呈现 “凹子”，是双层模型的典型特征，表示流体在介质间有窜流。
图2 双层油藏模型双对数特征曲线
图3 TT-04井Kometan层压力恢复双对数图
222 球形流动效应
有时只在厚油层的某一部位打穿一个或若干孔眼，此时油层中流体从孔眼的上下、左右、前后径向流入孔眼，出现了 “球形流动”，其特征是双对数压力导数曲线呈斜率为-1/2的直线［3］。Taq Taq油田是裂缝性碳酸盐岩储层，采用裸眼完井，基质非常致密，基质向井筒的流动可以忽略不计，流体只通过裂缝流向井筒。在测试的有限时间内，流体只能通过与井筒相交的有限的裂缝流入井筒，因此产生了 “球形流动”（图4）。TT-07井位于构造东南方向，2007年4月30日开钻，7月3日完钻，2007年8月31日至9月4日在Shiranish层（1664～18959m）进行了压力恢复测试。由图5可以清楚地识别出导数曲线呈现-1/2的斜率趋势，因此选择“球形流动” 能够较好地拟合双对数曲线。
图4 由裂缝结构引起的球形流动效应
图5 TT-07井Shiranish层双对数曲线图（酸化前）
223 线性流动特征
在双对数曲线的早期阶段，有时可以看到压力和压力导数曲线平行，呈斜率为1/2或1/4的直线，即 “线性流动” 或 “双线性流动” 特征，可以描述流体在裂缝通道中的流动（图6）。TT-07井Shiranish层试井解释的渗透率仅为7×10-3 μm2，说明井筒附近裂缝网络的连通性差，因此采用酸化措施。酸化后双对数曲线如图7所示，可以清楚地识别出线性流特征，因此选择 “无限导流垂直裂缝模型”。
图6 线性流动模型双对数特征曲线
图7 TT-07井Shiranish层双对数曲线图（酸化后）
3 数值试井技术研究
数值试井就是试井问题的数值求解，即直接用数值模拟的方法来求解复杂的油藏数学模型，从而得到油藏的参数场［4～6］。通过数值试井，把试井解释结果和试采的动态资料结合起来，进行综合分析，可以进一步检验试井解释结果，使它更加符合实际，为油田开发提供更加有价值的资料。
31 数值试井方法
数值试井所应用的描述渗流的基本数学模型，也是由达西定律、状态方程和连续性方程推导出来的基本微分方程，加上符合实际情况的各种定解条件。因此，数值试井分析方法的步骤如下［7］：
1）根据地质研究成果，建立或假设一个油藏模型，包括油藏结构（油藏的类型、外边界的类型和分布，即各边界的位置和距离等）、油藏参数（渗透率、孔隙度和厚度等）和流体参数（黏度和压缩系数等）及其分布等，还要定义测试井的位置及其产量。
2）数值试井必须进行离散化，为此要选用合适的网格。离散化的方法有很多，KAPPA公司的Saphir试井解释软件使用的是Voronoi网格，这是一种把局部细分网格与基本粗化网格连接在一起的一种常用方法，即在井筒附近使用加密的细分网格，在离井较远处使用较稀疏的基本网格。
3）通过调整油藏结构、油藏参数和流体参数及其分布，计算网格所有节点的压力变化，从而找出与实测压力变化相一致的油藏模型和参数分布，调整得到的最佳结果就是所寻求的解。
32 数值试井动态模型
在解析试井分析的基础上，依据典型井实测压力曲线形态和生产动态特征，运用数值试井技术建立了试井动态概念模型。下面以TT-04井Kometan层为例来进行分析。由Kometan层的构造图（图8）可以看出，TT-04井附近有两条近似平行的断层，所以建立油藏模型如图9所示。
图8 Taq Taq油田Kometan层构造图
图9 TT-04井Kometan层油藏模型
考虑到裂缝性油藏的强非均质性，分别建立了厚度分布图和孔隙度分布图（图10，图11），这样在模拟时就可以将油藏的厚度和孔隙度分布考虑在内了。
图10 Kometan层厚度分布图
图11 Kometan层孔隙度分布图
图12 TT-04井Kometan层数值试井与解析试井对比
从图12可以看出，无论是采用数值试井还是解析试井，均能较好地拟合双对数图曲线。然而，由表1可以看出，解析试井和数值试井的解释结果存在着差异：
表1 TT-04井Kometan层数值试井与解析试井解释结果对比
图13 TT-04井Kometan层压力分布模拟3D视图
1）对于油藏模型，解析试井采用 “井储＋表皮＋双层模型＋1条封闭断层”，数值试井采用“井储＋表皮＋双孔拟稳定＋2条不封闭断层”。由油藏构造图和干扰试井可知，数值试井选择的模型更符合实际。
2）解析试井解释的渗透率为3760×10-3μm2，数值试井解释结果为1810×10-3μm2，约为解析试井的1/2，这主要是因为在数值试井油藏动态模拟中，断层不封闭，具有高渗透性，渗透率在断层附近没有发生突变，流体可以通过断层继续供给井筒。
3）解析试井中井距离断层1100ft，而数值试井中井与两条断层的距离分别为599ft和2212ft，与构造图吻合。
4）解析试井ω＝002，λ＝152×10-8；数值试井ω＝00138，λ＝173×10-8。与解析试井相比，数值试井解释出的弹性储能比相对减小，而窜流系数相对增大，表明若没有封闭断层的阻隔，油藏的储油能力相对增大，介质间的窜流能力也相对增大，流体更容易由裂缝网络向裂缝通道窜流，预示着产量和动态储量都有所增加。
图13是压力分布模拟3D视图，三维视觉效果使地质模型更接近实际，试井分析成果更具实际意义。
同Kometan层一样，Qamchuqa层采用解析试井和数值试井均能较好地拟合双对数曲线（图14），但是解释结果也存在着差异，见表2。
图14 TT-04井Qamchuqa层数值试井与解析试井双对数曲线对比
表2 TT-04井Qamchuqa层数值试井与解析试井解释结果对比
1）对于油藏模型，数值试井采用 “井储＋表皮＋双孔拟稳定＋2条不封闭断层”，比解析试井采用的“井储＋表皮＋双层模型＋1条封闭断层” 更符合实际。
2）解析试井解释的渗透率为2330×10-3μm2，数值试井解释结果为1660×10-3μm2，二者差异也是由于断层不封闭的缘故。
3）已知TT-04井与TT-05井相距1640ft，而解析试井中井距离断层1740ft，显然与实际不符。数值试井中井与两条断层的距离分别为936ft和1955ft，与构造图完全吻合。
通过对TT-04井Kometan层和Qamchuqa层进行解析试井与数值试井方法的对比分析，充分说明由于地层条件复杂多样，而且试井时间比较短，试井解释常常具有多解性，实际曲线和理论曲线拟合完好并不表示试井解释结果准确［8］，试井时要综合考虑测试井资料和储层特性做出判断。
4 结 论
1）Taq Taq油田白垩系碳酸盐岩储层的基质普遍致密，裂缝既是储集空间又是渗流通道，因此该油田的双层油藏模型是指裂缝网络和裂缝通道；所谓窜流，理解为流体由裂缝网络向裂缝通道的流动。
2）总结了压力恢复测试时双对数曲线经常出现的特征，即双层油藏特征、球形流动特征和线性流动特征。
3）试井解释存在多解性，如果不结合静态地质资料和井的实际情况，只凭试井曲线的形态进行模型诊断和解释，有时候即使能完全拟合，其解释结果也可能与井的实际情况相差甚远或自相矛盾。数值试井和解析试井两种方法可以互相对比验证，以便求取更可靠的解释结果。
参考文献
［1］程时清，唐恩高，李相方试井分析进展及发展趋势评述［J］油气井测试，2003，12（1）：66 ～68
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［3］廖新维，沈平平现代试井分析［M］北京：石油工业出版社，2002
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［5］申茂和数值试井技术在大庆油田的应用［J］石油天然气学报（江汉石油学院学报），2008，30（6）：293～294
［6］韩永新，庄惠农，孙贺东数值试井技术在气藏动态描述中的应用［J］油气井测试，2006，15（2）：9～11
［7］刘能强实用现代试井解释方法（第五版）［M］北京：石油工业出版社，2008
［8］李仕祝，张厚冬，刘秀萍大72井试井资料的解释［J］油气井测试，1997，6（4）：26～29
［9］杨春顶，王葳，刘能强在实践中加深和丰富对现代试井解释方法的认识［J］油气井测试，2007，16（4）：29～31
在试井施工中，储存式和直读式是两种常见的数据记录方式。
储存式是指将实时监测的数据记录在存储器中，一般使用数字式存储记录仪或计算机进行记录。在储存式数据记录中，数据可以通过数据查看软件进行后续处理，方便数据的分析和管理。并且由于数据是以数字形式记录在计算机中，因此可以采用各种数字信号处理技术对数据进行处理，得到更为准确的结果。
而直读式是指试井人员手动读取实时监测的数据，并将其记录在相应的记录表格上。这种记录方式数据处理工作量较大，需要试井人员进行手动计算和填写记录表格，容易出现数据误差。但它的优点是操作相对简单、直观，也不需要太多的设备和技术支持，能够适用于一些简单的试井施工任务。
综合来看，储存式数据记录方式能够提高数据的可靠性和管理效率，同时也可以应用于数据处理和信号处理等方面，更加适合于大规模、高精度试井施工任务；而直读式则适用于一些简单的试井任务，具有操作简单的优点，但其数据处理质量较为低下。
常规试井分析是指上世纪80年代初，国外学者提出的基于不稳定渗流的解析系列试井方法，主要使用压力及导数试井分析方法。可完成采油井、注水井及采气井压降及压力恢复试井分析，采用多流量叠加计算典型曲线图版用于压力及导数曲线拟合。
二、试井分析模型
1、 流动类型：达西流动、非达西流动及分形油藏等。
2、 渗流模型：均质地层、拟稳态双孔、不稳态双孔、双渗等。
3、 地质模型：单一介质、径向复合、线性复合及多层油气藏等。
4、 井筒条件：全射开油井、部分射开油井、垂直裂缝、水平裂缝、水平井及斜井等12种井筒类型。
5、 井筒类型：定井储、Fair变井储、Hegmen变井储及USTC变井储。
6、 油藏边界：无限大边界、河道形边界、角度形油气藏等8种组合方式。
7、 流体类型：油、水、已知气体组份及未知气体组份等。
考虑气顶、底水及外边界的封闭、定压组合，偏微分方程解将达到9万余种。
气井通过产能试井主要确定稳定产能方程和无阻流量,为制定合理工作制度、预测生产动态等提供依据。
试井是通过改变油、气、水井的工作制度，同时进行产量、压力、温度等参数的测试，来分析油、气层的特性，研究油、气藏不同的发展变化规律的一种方法。它是掌握油、气藏动态的重要手段，是制订合理的开采制度和开发方案的重要依据。
不稳定试井是改变油井工作制度使井底压力发生变化，并且根据这些压力变化资料分析研究油井控制范围内的地层参数和储量、油井的完善程度、推算目前的地层压力和判断油藏的边界情况等。由于井底压力变化是一个不稳定过程，所以称做不稳定试井。
规试井析指世纪80代初外者提基于稳定渗流解析系列试井主要使用压力及导数试井析完采油井、注水井及采气井压降及压力恢复试井析采用流量叠加计算典型曲线图版用于压力及导数曲线拟合
二、试井析模型
1、 流类型：达西流、非达西流及形油藏等
2、 渗流模型：均质层、拟稳态双孔、稳态双孔、双渗等
3、 质模型：单介质、径向复合、线性复合及层油气藏等
4、 井筒条件：全射油井、部射油井、垂直裂缝、水平裂缝、水平井及斜井等12种井筒类型
5、 井筒类型：定井储、Fair变井储、Hegmen变井储及USTC变井储
6、 油藏边界：限边界、河道形边界、角度形油气藏等8种组合式
7、 流体类型：油、水、已知气体组份及未知气体组份等
考虑气顶、底水及外边界封闭、定压组合偏微程解达9万余种
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