煤层气测试方法的分析评价_赵培华

[基金项目]　本研究得到国家重大专项“大型气田及煤层气开发”专项支持,课题编号2009ZX05038001。[作者简介]　赵培华,男,高级工程师,主要从事煤层气藏工程及科研究管理工作。

[联系作者]　刘曰武,男,研究员,主要从事渗流力学及油气藏工程方面的研究工作。地址:北京市北四环西路15号力学所,邮政编

码:100190。

煤层气测试方法的分析评价

赵培华1

　刘曰武2

　鹿　倩1

　方惠军3

　蒋　华4

　韩旭东4

　芦　梅

4

(1.中石油煤层气有限责任公司　北京100028;　2.中国科学院力学研究所　北京100190;3.中国科学院广州地球化学研究所　广东广州510640;　4.大港油田测试公司　天津300270)

摘要　煤层气测试方法是目前能够准确获取煤层参数的有效动态方法之一,它既可以定性也可以定量对煤层进行分析评价,它在确定煤储量基本参数方面具有明显的优势,其主要目的是获取储层的评价参数。从实际应用的角度,重点介绍了煤层气井常用试井方法。这些方法主要包括DST 测试、段塞测试、注入/压降测试、水罐测试和压降测试方法等。由于煤层气在储集、运移、产出机理方面与常规油气之间存在明显差异,这些试井技术的应用有一定的局限性。通过对各种试井测试方法的优缺点、适用范围的研究评价,说明了煤层气测试在不同开发阶段的特征,探讨了不同阶段试井测试方法的改进途径,明确指出了在煤层气勘探开发中的测试方法及测试资料分析方法的方向。

关键词　煤层气　试井　测试方法　资料分析方法　发展方向

0　引　言

我国属于煤层气资源比较丰富的国家

[1,2]

,全

国陆上煤田2000m 以浅的资源量为36.8×1012

m 3

。要合理开发煤层气资源必须深入了解煤层气储层的特征。因此,无论是煤层气的勘探还是煤层气的开发都离不开煤层气试井,尤其在煤层气开发的中后期,由于煤层气大量解吸,气液两相流动使煤层中的流动复杂化,如何对煤层气的排采状况进行定量和定性评价、确定煤层基本参数变化、获取储层的评价参数,成为煤层气井试井所必须解决的问题。

目前,煤层气常用的试井方法主要有注入 压降测试、DST 测试、段塞测试、水罐测试、压降 压恢测试、干扰测试等,而注入 压降测试在目前煤层气测试中应用比较普遍。由于我国煤层气的开发尚处于初期阶段,测试工作的认识还不成熟,因此有必要对国内外的测试技术进行较为全面的介绍和分析评价。

本文从实际应用的角度,重点介绍了常用煤层

气井测试方法,包括DST 测试、段塞测试、注入/压

降测试、水罐测试、压降测试方法等。通过对各种试

井测试方法的优缺点、适用范围的研究评价,说明了煤层气测试在不同开发阶段的特征,探讨了不同阶段试井测试方法的改进途径,明确指出了在煤层气勘探开发中的测试方法及测试资料分析方法的方向。

1　测试方法分析评价

1.1　注入 压降法测试

注入 压降测试方法是以一定排量将水注入地层一段时间,然后关井进行压力恢复测试。注入 压降测试方法在煤层气井中应用相当广泛,适用于各种煤层气井。1989年,Taur us 公司首先采用注入 压降试井对煤层气井进行常规测试,确定储层渗透率。一般在对井增产处理前进行测试。1.1.1　原理

注入 压降试井方法是一种单井压力瞬变测试方法,它是以稳定排量以及低于煤层破裂压力的注入压力将水注入储层一段时间,再关井进行压力恢

2010年12月油　气　井　测　试第19卷　第6期

复测试,使压力与原始储层压力逐渐平衡。注入和关井阶段均采用压力计记录井底压力随时间的变化。由于现阶段注入过程中设备等客观条件限制,稳定排量的控制比较困难,这就造成测试井井下压

力数据的波动。因此,试井测试关井压降阶段的压力数据分析通常最具代表性。通过分析压力数据,可求取煤储层的参数。它适用于高、中、低压储层,是目前煤层气井测试中最常用的方法。

注入 压降试井测试是认识煤层气储层参数的重要方法,其基本方法是将测试管柱、封隔器及压力计等测试工具下入井内预定位置,采用小型注入泵以恒定的排量向煤层中注水一段时间,在井筒周围产生一个高于原始储层的压力分布区,然后开井,使注水压力与原始储层压力逐渐趋于平衡。注入和关井阶段采用压力计记录井底压力随时间的变化,从而测得各阶段煤层的响应参数。注入和压降阶段的数据都可用于分析、求取储层参数。井下关井技术的应用是注入 压降试井的重要技术环节之一,它是获取高质量试井成果的前提和保证。1.1.2　测试设备

注入 压降法煤层气的试井设备有:泵注系统,主要包括注入泵、调速电机、水罐、高压管汇、压力安全阀、流量调节阀、压力表、供水泵等;绞车系统,包括电机、滚筒、钢丝、计数器等;井口装置系统,主要由井口三通、防喷管、防喷头、手压泵等组成;井下关井系统,主要包括绳帽、加重杆、震击器、万向节、平衡阀、关井阀、密封座节等;管柱及封隔器等系统,主要包括油管、膨胀式封隔器、塞管、高精度电子压力计等。总的可以划分为地面设备和井下设备两大部分,其组成示意图如图1所示。1.1.3　测试过程

1.1.3.1　测试管柱下井

按测试要求和现场实际情况连接下井管柱,记录每一个部件尺寸,以及下井油管的数量和长度,以确保测试过程的顺利进行。

1.1.3.2　安装和连接地面装置

管柱下至预定深度后,校正下井管柱的长度,确保深度无误后,安装井口设备,连接地面测试管柱。1.1.3.3　测试管柱试压

实施井下关井,对测试管柱进行试压,确保管柱密封良好。保压30min (尽可能30min 以上),以保

证管柱的密封性。

1.1.3.4　顶替和封隔器坐封

根据管柱体积来计算顶替容积。根据封隔器的

型号及坐封形式,实施封隔器坐封,并检验封隔器坐封情况,记录压力的变化和坐封压力。

1.1.3.5　压力计编程

针对不同测试阶段,压力、温度数据点的采样时间间隔要求不同,压力计数据录取编程情况分别为:①下井阶段:不大于60s 采集一个数据点。②注入测试阶段:每隔5～10s 采集一个数据点。③压降初期:每2～20s 采集一个数据点。④压降后期:每30s 采集一个数据点。

1.1.3.6　注入煤层气试井测试

通过向测试目标煤层注水,产生一个压裂煤层的瞬时压力脉冲,注入时间一般控制在10h (可以根据实际情况进行调整),完成注入时间后实行井底关井,并且利用压力计和流量计记录压力变化和注入排量。

1.1.3.7　压降法煤层气试井测试

井底关井进行压降测试20h (可以根据实际情况进行调整)。测试结束后,现场录取压力计数据,处理数据,并求取煤储层参数结果。1.1.4　测试数据及解释

注入 压降试井的注入量和压力响应情况如图2所示,压力双对数曲线如图3所示。这些试井数

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第19卷　第6期赵培华等:煤层气测试方法的分析评价