專利名稱：：用于零排放油氣井的測試方法用于零排放油氣井的測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及用于測試零排放油氣井的方法，其目的在于類似于傳統(tǒng)井測地獲取儲層的主要信息，同時無需在地面產(chǎn)生油氣。井測是油氣田勘探和規(guī)劃的基本手段，因為它能夠提供各種與儲層-井系統(tǒng)有關(guān)的動態(tài)信息。而且，關(guān)于儲層流體的數(shù)據(jù)(其可以在井測期間通過采樣獲得)極其重要，尤其是對于勘探或評估井而言。無論是從操作還是從解釋的角度來看，在石油工業(yè)中，傳統(tǒng)井測方法都是一種固結(jié)方法。井被誘導從待測水平面/儲層進行供應。通常在流量逐漸增大的步驟中實施2次或3次壓降。在每個階段期間，所產(chǎn)生的油氣流量保持不變，并且在分離器上得到測量。在供應階段之后緊接著(通過井頂或井底上的閥門)將井封閉，出現(xiàn)一個壓力建立過程。在測試期間要用到壓力和溫度測量裝置(P/T測試儀)，這些裝置位于井底且通常略高于生產(chǎn)面。在井測期間，通常不僅在地面上從分離器中而且還通過合適釆樣裝置在井底獲取儲層流體的樣品。傳統(tǒng)的測試是在臨時(DST管線)或永久完成的勘探/評估或者開發(fā)/生產(chǎn)型井中實施的。在所有的井未與地面管線連接的場合下，一旦生產(chǎn)測試過程中供應的油氣在地面上被分離，那么它們就必須得到恰當處理。測試期間在地面上產(chǎn)生的油氣通常在火炬中被燃燒。與之相關(guān)地會產(chǎn)生二氧化碳(C02)和硫酸(H2S)，其即使在非常低的濃度(百萬分之幾，ppm)的情況下也會對人類產(chǎn)生致命作用。測試期間，在所生產(chǎn)的油氣中H2S的存在會引發(fā)不可忽視的安全問題。如果能夠?qū)⑺a(chǎn)的油送到附近的處理中心、或者利用合適的燃燒器將其消除的話，那么可以將其儲存在罐子(在岸的或者離岸的)中。在任何情況下，氣體都是在大氣中燃燒。井測期間供應的油氣體積可以非常重要。下面的表格示出了根據(jù)油氣類型的實例和要執(zhí)行的測試。<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>除安全問題以外，還存在因油氣燃燒產(chǎn)物排入大氣引發(fā)的環(huán)境問題和涌入大?；虮Ｗo區(qū)域的危險。而且由于對所關(guān)心的大氣排放物越來越敏感和越來越多限制的環(huán)境法規(guī)，環(huán)境和安全問題正變得越來越重要。哈薩克斯坦和挪威就處于當前具有強制要求零排放的法規(guī)的國家當中。井測允許描述未知的"儲層+井"系統(tǒng)。其原理是通過輸入(供應流量)和測量系統(tǒng)反應作為輸出(底部壓力)來模擬"儲層+井"系統(tǒng)。通過已知的和在文獻中查到的固結(jié)分析(consolidatedanalytical)模型，這些壓力和流量測量值給出該系統(tǒng)的間接表征。傳統(tǒng)井測的主要目標是-采樣以確定儲層流體；-評價流體的參考壓力(Pav)和儲層特性(真實的平均滲透率k和導水率kh);-量化對地層的破壞(表皮系數(shù))。由于井周圍的滲透率的局部減小和流形的幾何效應，這種效應通過無量綱數(shù)(表皮系數(shù))得到量化；-評估井的產(chǎn)能(油井的生產(chǎn)指數(shù)PI-氣井的流動方程)；-評估可能存在的平面不均質(zhì)性或者阻滲層。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了這樣一種方法，其通過將流體注入要測試的井中而使得能夠在無需在地面上生產(chǎn)出油氣的情況下實現(xiàn)對油井的測試，因此避免了相關(guān)環(huán)境、安全和法規(guī)問題。將流體注入儲層的這種手段在石油工業(yè)中實際已被使用過，但是是為了其它目的注入測試通常被用來評估地層的注入能力。注入通常發(fā)生于含水層，以及在任何情況下發(fā)生于專門用來注入和處理水的井中。可直接測量的量是地層的注入指數(shù)和含水層中的導水率(kh)。為執(zhí)行和解釋注入測試而開發(fā)的方法被用于油氣礦區(qū)，且相反地允許表征測試面在生產(chǎn)階段的未來行為。用于測試零排放油氣井以獲得儲層的一般性信息的方法(本發(fā)明的目的)包括以下步驟-以恒定流量或者在恒定流量步驟下向儲層注入合適的液態(tài)或氣態(tài)流體，所述流體與儲層的油氣和地層巖石相兼容；并且連續(xù)地充分測量井底處的流量和注入壓力；-關(guān)閉井，并且在壓降周期期間測量壓力和在可能的情況下測量溫度；-解釋所測壓降數(shù)據(jù)以評估這些流體的平均靜態(tài)壓力(Pav)和儲層特性實際滲透率(k)、導水率(kh)、平面不均質(zhì)性或者阻滲層、以及真實表皮(S);-計算井的產(chǎn)能?，F(xiàn)在更詳細地描述形成根據(jù)本發(fā)明的方法的步驟。開始兩個步驟代表第一階段(階段A)(注入和壓降測試的實施)。此階段的目的是獲取定流量注入周期和緊接在關(guān)閉井之后發(fā)生的壓降期間的底部壓力(BHP，井底壓力)的相關(guān)數(shù)據(jù)。井在這段時間內(nèi)以臨時性(DST管線)或者永久性方式完成以便進行油或氣測試。從所用技術(shù)/材料的角度來看，在傳統(tǒng)測試與注入測試之間并無差別。地面設(shè)備的布局得到進一步簡化。必須根據(jù)目的借助實驗室測試來選擇注入流體(液態(tài)或氣態(tài))，以便所述流體能夠與油氣和將要注入的地層兼容。尤其要避免在注入流體與流體和/或地層巖石相互作用后形成乳液或沉淀物。注入流體的選擇基于以下標準-兼容性；-便宜且有效；-在油氣被除去時，P，T儲層條件下的粘度和壓縮系數(shù)的變化最5小。建議將借助采樣或在同一儲層的其它井中獲得的儲層流體的重油樣品用來進行兼容性研究。注入流體優(yōu)選為選自水或碳氫化合物(即柴油)的液體。注入過程是在恒定流量下(或以恒定流量的步驟)進行的。為提高用于解釋的數(shù)據(jù)的可靠性，建議不要超過裂縫流量以便將注入維持在本體條件下。井的關(guān)閉(在井頂或者井底)以及下降壓力的測量是在注入階段之后進行的。在技術(shù)上可行的時候，建議在底部將井關(guān)閉以限制由儲存和會影響所得數(shù)據(jù)的質(zhì)量的其它干擾造成的影響。注入周期和隨后的壓降的持續(xù)時間是可變的，且根據(jù)所要求的地層特性(kh和①等等)和具體的測試目標來確定。注入/壓降測試的持續(xù)時間的大小與傳統(tǒng)井測相同，即優(yōu)選在1小時至4天之間，更優(yōu)選在1天至2天之間。持續(xù)時間的確定標準與傳統(tǒng)井測的設(shè)計完全類似。不能借助注入測試完成對儲層流體的采樣。在需要對流體進行采樣時，必須求助于其它的具體采樣方法(例如，WFT采樣(電纜地層測試))。余下的步驟代表第二階段(階段B)(數(shù)據(jù)解釋)。注入/壓降數(shù)據(jù)的解釋旨在實現(xiàn)傳統(tǒng)井測的主要目標。更具體地-評估流體參考壓力(Pav)和儲層特性(實際平均滲透率k和導水率kh);-量化對地層的破壞，表皮系數(shù)(S);-評估井的產(chǎn)能(油井的生產(chǎn)指數(shù)PI-氣井的流動方程)；-評估測試周期期間測試的可能存在的平面不均質(zhì)性或者阻滲層。如上所述，不能借助注入測試來完成采樣。優(yōu)選地，數(shù)據(jù)解釋過程如下所述-評估Pav、kh和k;完全以傳統(tǒng)方式對壓降數(shù)據(jù)進行解釋。可以利用工業(yè)上有售的任何一種井測分析軟件或者通過應用井測理論的固結(jié)方程式(consolidatedequations)來完成這種解釋。具體地，進行以下觀察a.—旦已超出注入流體所侵入的有限區(qū)域，壓力擾動散布到含有油氣礦的儲層的未開采區(qū)域。顯然，必須知道油氣的熱力學特性(PVT數(shù)據(jù))。b.在比形成于井周圍的注入流體匯集帶大的時間/調(diào)查范圍上對油/氣進行評估(kh)(且因此在凈厚度h已知的情況下，對滲透率k進行評估)。所得參數(shù)因此代表未受污染且含有油氣礦的區(qū)域。-表皮系數(shù)，S:可通過壓降的傳統(tǒng)解釋來評估總表皮。由于儲層中的流體(注入的流體/油氣)的相互作用，因此除傳統(tǒng)井測中的表皮系數(shù)(S)之外，此數(shù)值還包括雙相表皮(sA)。在未來的井的生產(chǎn)階段中并不存在所述雙相表皮，因此必須將所述雙相表皮量化且將其從通過壓降分析測得的總表皮中減去。對所述雙相表皮(S"的量化評估雙相表皮的評估可以有如下所述的幾種實現(xiàn)方式，其中可靠性依次下降a.在注入周期相對較長，因此注入流體匯集帶的范圍足夠大以致能夠通過雙對數(shù)曲線分析被辨別的情況下，采用(徑向組合型的)傳統(tǒng)分析模型就足夠了。在這種情況下，與第一次穩(wěn)定相關(guān)的表皮應被用作傳統(tǒng)井測中的表皮系數(shù)(S)。注入流體的滲透率從所述第一次穩(wěn)定中推斷出。相反地，隨后的第二次穩(wěn)定代表油氣的真實滲透率。b.在注入周期相對較短，只能檢測到第二次穩(wěn)定(未開采的油氣區(qū)域)的情況下，雙相表皮必須使用井測數(shù)字模擬器來評估，其中所述模擬器考慮了流體移動方程式和相對滲透率曲線。通過其中設(shè)定S一的數(shù)字模擬器，還能夠再現(xiàn)注入和壓降趨勢。該模擬器所生成的對數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)解釋產(chǎn)生一表皮值，該表皮值被證明只是雙相表皮(sA),因為在模擬器中已經(jīng)設(shè)定S-O。C.在沒有數(shù)字模擬器的情況下，能夠利用從徑向組合中得到的表皮系數(shù)公式以一階近似的方式評估雙相表皮<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>其中，一旦已知流體粘度(^w和Hhc)和相對滲透率(端點krinj.和krHe.腿),則計算<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>可與注入體積相關(guān)地計算界面半徑:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>如傳統(tǒng)井測中那樣評估表皮系數(shù)(S):<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>除先前的項a(其中S直接獲得)以外，表皮系數(shù)(S)都必須通過依據(jù)文獻中查到的表皮公式從總表皮中減去分量S^得到評估。在不出現(xiàn)幾何表皮分量的簡化情況下，所使用的公式為S-(SrS。M。建議利用數(shù)字模擬器來評估使得能夠借助雙對數(shù)曲線分析辨別與流體床相關(guān)的穩(wěn)定的最小注入和壓降持續(xù)時間，從而實現(xiàn)測試設(shè)計。如果在技術(shù)和經(jīng)濟上可行的話，這類測試可實現(xiàn)對表皮系數(shù)的直接測-井的產(chǎn)能井的產(chǎn)能可通過文獻中公開的關(guān)于瞬態(tài)PI(油井)的方程式或者流動方程式(氣井)來計算。例如，在油井的情況下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>在氣井的情況下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>其中"<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>這些方程式的參數(shù)都是已知的。方程式的系數(shù)D可從文獻中評估出。-平面不均質(zhì)性或者阻滲層完全以傳統(tǒng)方式對壓降數(shù)據(jù)進行解釋?，F(xiàn)在提供實例以更好地對本發(fā)明進行說明，所述實例不應被認為是對本發(fā)明的范圍的限制。實例在下列實例中，在用酸沖洗之后進行短時間的注入測試，然后進行壓降測試。隨后在同一平面上進行傳統(tǒng)的產(chǎn)能測試(圖1)。在所有的操作期間，連續(xù)監(jiān)視底部壓力和溫度以及生產(chǎn)和注入流該實例示出了該方法在注入/壓降測試中的應用，其用于與傳統(tǒng)測試結(jié)果作比較。輸入數(shù)據(jù)石油物理參數(shù)孔隙度(O)):0.08凈厚度(h):62.5m井的半徑(rw):0.108m流體表征(PVT-壓力、體積、溫度)儲層溫度T:98.5°C儲層壓力Pav:767巴油注入流體海水B0:2.40RB/STBBw:1RB/STBHo:0.24cP|aw:0.32cPc0:18.0xl(K5巴1cw:4.30X105巴—1根據(jù)標準相關(guān)系數(shù)估算出地層的壓縮系數(shù)cf=7.93xl(T5巴-油區(qū)(Sw=0.1且S。=0,9)中的總壓縮系數(shù)被計算為:ct=24.6x10建立和壓降分析在圖2中示出了建立和壓降的導數(shù)(雙對數(shù)曲線)。利用無限均勻的模型進行解釋。下面的表格(表l)比較了從建立和壓降的解釋中得到的結(jié)果。負表皮值的出現(xiàn)是由于測試之前酸對碳酸鹽層的溶解作用。表l:壓降和建立解釋的主要結(jié)果建立壓降Fm壓力，巴767.1767.1Pwf，巴614.5772.6流量，1113/天940-65kh(油區(qū))，mDm230230k平均值(油)，mD3.73.7Inv半徑，米125nd真實表皮，S-3.2nd總表皮，Stnd-3.3持續(xù)時間，hr16.96.0PI，1113/天/巴6.2nd雙相表皮(sA)和真實表皮(s)的評估為評估雙相表皮(S*)和真實表皮(S)，采取以下程序-使用已知輸入數(shù)據(jù)，利用井測數(shù)字模型模擬與所進行的測試相對應的水流量的注入。特別地，基于核心數(shù)據(jù)(圖3)形成一組相對滲透率曲線，且儲層中的原始含水飽和度等于Swi-0.1。真實表皮被設(shè)為S=0。-利用傳統(tǒng)的井測分析模型分析由數(shù)字模擬器生成的壓力數(shù)據(jù)。所獲得的表皮值被證明不等于零。此表皮被稱為雙相表皮(s4)。-為了計算真實表皮(S)，已知總壓降(St)和雙相表皮(sA)，使用下列公式S=(St。t-S"M。基于注入和儲層流體的粘度和相對滲透率值計算流動比M=100.24。下列表格(表2)示出了所進行的計算的結(jié)果:表2:總表皮、雙相和真實值表皮值(壓降解釋)stSnumericalS-3.3011.5-3.55生產(chǎn)指數(shù)(PI)的評估用于計算瞬態(tài)PI的方程式如下(油田測量單位):162.6^050[log-^-3.23+0.87S]PI是在時刻t時被計算的，其中所述t對應于用來確認這種分析的傳統(tǒng)產(chǎn)能測試的持續(xù)時間。借助下列公式計算傳統(tǒng)產(chǎn)能測試PI:PItransient=Q/Ap。生產(chǎn)指數(shù)的計算結(jié)果在下表中示出表3:PI的計算值與測量值的比較從產(chǎn)能測試中測出的PI從壓降中計算出的PI差6.206,46+4%1權(quán)利要求1.一種用于測試零排放油氣井以獲取儲層的一般性信息的方法，其包括以下步驟-以恒定流量或者以恒定流量步驟向儲層注入合適的液態(tài)或氣態(tài)流體，所述流體與儲層的油氣和地層巖石相兼容，并且連續(xù)地充分測量井底處的流量和注入壓力；-關(guān)閉井，并且在壓降周期期間測量壓力和在可能的情況下測量溫度；-解釋所測得的壓降數(shù)據(jù)以評估這些流體的參考壓力(Pav)和儲層特性實際滲透率(k)、導水率(kh)、平面不均質(zhì)性或者阻滲層、以及真實表皮系數(shù)(S)；-計算井的產(chǎn)能。2.如權(quán)利要求l所述的方法，其中注入的流體是選自水或碳氬化合物的液體。3.如權(quán)利要求l所述的方法，其中通過從總表皮系數(shù)(S)中減去雙相表皮系數(shù)(S*)獲得真實表皮系數(shù)(S)，其中所述雙相表皮系數(shù)是由于儲層中的流體的相互作用而引起的。4.如權(quán)利要求l所述的方法，其中從傳統(tǒng)分析模型的第一次穩(wěn)定中獲得真實表皮系數(shù)(S)。5.如權(quán)利要求l所述的方法，其中注入步驟和壓降步驟的持續(xù)時間在1小時至4天之間。6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中注入步驟和壓降步驟的持續(xù)時間在1天至2天之間。全文摘要一種用于測試零排放油氣井以獲取儲層的一般性信息的方法，其包括以下步驟以恒定流量或者以恒定流量的步驟向儲層注入合適的液態(tài)或氣態(tài)流體，所述流體與儲層的油氣和地層巖石相兼容，并且連續(xù)地充分測量井底處的流量和注入壓力；關(guān)閉井，并且在下降周期(壓降)期間測量壓力和在可能的情況下測量溫度；解釋所測得的壓降數(shù)據(jù)以評估這些流體的平均靜態(tài)壓力(Pav)和儲層特性實際滲透率(k)、導水率(kh)、平面不均質(zhì)性或者阻滲層、以及真實表皮系數(shù)(S)；計算井的產(chǎn)能。文檔編號E21B49/00GK101479442SQ200780023928公開日2009年7月8日申請日期2007年5月11日優(yōu)先權(quán)日2006年5月19日發(fā)明者A·蒂亞尼,E·貝雷塔,G·洛普雷斯蒂申請人:艾尼股份公司