运用压力温度曲线正确选取地层温度、判断压后底层水窜入目的层

运用压力温度曲线正确选取地层温度、判断压后底层水窜入目的层

于晓博

（大庆油田有限责任公司试油试采分公司地质大队 黑龙江省大庆市163000）

摘要：电子压力计不仅可以测得准确的压力资料，而且可以测得温度的变化曲线以及判断压后非目的层与下部地层流体是否窜通。以往大多只注重地层压力的变化，忽略了求产期间温度的变化，受过去长期使用机械压力计的影响，已习惯于选取最高温度为地层温度。通过对试油资料进行分析，发现温度在整个求产期间是随压力、时间的变化而变化的，同时也发现沿用已久的温度选值方法不准确，提出了正确的地层温度选值方法。通过对压后排液压力与温度的正反向关系，结合地应力剖面、测井、录井资料进行分析，判断压裂缝高是否扩展到下部水层，导致了非目的层水的窜入。

关键词： 压力、温度变化   温度选取方法   压后地层出水   非目的层水窜入

引言

现在电子压力计应用越来越广泛，一方面可以监测施工过程及抽汲效率，另一方面还可以监测压力及温度变化以及判断压后目的层是否与下部地层流体窜通。

受过去长期使用机械压力计的影响，人们已习惯选取求产期间的最高温度为地层温度。机械压力计只能测得排液求产期间的最高温度，而电子压力计却可以测得求产期间温度的变化曲线。

一、地层温度的正确选取方法

1压力计位于油层上部

1.1地层测试

由于压力计位于油层上部，开井期间受下部较高温度地层流体流动的影响，开井流动温度大于关井温度，地层温度应选取关井后期的温度。

1.2压后抽汲排液

由于压入地层的压裂液温度低于地层温度，随着关井扩散、放喷、排液工作的进行，压裂液持续不断的与地层及围岩进行热交换，地层近井筒及排出液体温度逐渐升高并接近直至与地层温度达到平衡，因此，试油地层温度应选取排液后期或停止排液后恢复期间稳定的温度。

由于压力计位于油层上部，压后排液期间受地层温度升高及下部地层较高温度流体流动的影响，整个排液期间的温度是逐渐升高的直至与地层温度达到平衡，停抽期间所感应的下降后期的温度接近于压力计所处深度的地层温度。

1.3压后水力泵排液

压后水力泵排液求产，通常有两处有电子压力计记录压力、温度，泵芯压力计和管柱压力计。因泵芯压力计位于排液层顶部较远的距离，只记录排液期间的流动压力、温度，管柱压力计距地层较近，位于排液管柱泵底阀的下部，可记录排液期间的压力、温度和停泵后的压力、温度。停泵后期的温度由于没有受到地层流体流动的干扰，能反应压力计处的地层温度，所以我们选择停泵后期的管柱压力计的温度数据作为地层温度。

由于压力计位于油层上部，受下部地层高温流体流动的影响，停泵期间温度随时间延长而下降，地层温度应选停泵后期的温度。

2压力计位于油层中部

2.1地层测试

由于压力计位于油层中部，整个开关期间压力计所记录的温度都是真实的地层流体温度，关井后期温度稳定不变，地层温度应选关井后期稳定的温度。

2.2压后抽汲排液

压后排液层由于压力计位于油层中部，整个排液期间压力计所记录的温度都是随排液时间的延长而上升直至与地层温度达到平衡，因此，排液后期停抽期间温度基本不变，地层温度应选后期稳定的温度。

2.3压后水力泵排液

由于压力计位于油层中部，整个排液期间压力计所记录的温度都是随排液时间的延长而上升直至与地层温度达到平衡，排液后期停泵期间温度基本不变。地层温度应选停泵后期管柱压力计稳定的温度。

3压力计位于油层下部

3.1地层测试

由于压力计位于油层底界下部，不受地层流体流动的影响，测试开、关开期间温度基本没有变化，选取关井后期的温度。

二、温度、压力曲线判断压后下部地层水窜入

1正常压后抽汲压力、温度曲线变化的一般特征

对处于同一个联通系统的地层，由于受压力、温度效应的影响，试油期间温度是一个随压力、时间变化的量，尤其在抽汲期间，层内温度的变化与压力的变化具有同步性，在抽汲过程中温度随压力的下降而下降，在恢复过程中温度随压力的恢复而上升。

2 与下部地层压窜时抽汲压力、温度曲线变化的一般特征

压裂层与非压裂层有效地应力遮挡的最小值一般应大于2.5~6MPa，当油气层很薄或与遮挡层之间最小水平主应力差较小时，甚至压裂层地应力与上下隔层基本一致，形成上下无遮挡层，这类储层在压裂施工中裂缝高度难以控制，易出现裂缝穿层现象，裂缝难以按要求在水平方向上延伸，而且当邻层为水层时，不但起不到预期的增产作用，还会引起压后顶、底层水的窜入。压后出水直接影响到对压裂效果的正确评价和进一步措施的制定与实施。这类储层在压裂施工时应采取控缝高工艺措施，防止裂缝在高度上过度延伸。

由于压裂缝高穿层，造成与底部产液层联通，在抽汲期间，底部地层较高温度流体在较大生产压差的影响下，较强地参与了压裂层的流动，使得本应在抽汲过程中随压力下降而下降的温度，反而变成随压力的下降而上升；在恢复期间，生产压差逐渐减小，底部地层较高温度流体参与压裂层流动的强度逐渐减弱，使得本应在恢复过程中随压力的恢复而上升的温度，反而变成随压力的恢复而下降。

3、与下部地层压窜时水力泵排液压力、温度曲线变化的一般特征

三、结论

1、地层温度的正确选取

（1）排除非地层因素影响，选取地层处于不流动状态下的稳定温度数据。

（2）压后抽汲层选取排液后期稳定的温度值为所试层压力计处的温度值。水力泵排液层，选取管柱压力计中的停泵后期的温度值为所试层压力计处的温度值。

（3）地层测试层，排除流体流动的影响，选取关井后期处于稳定且温度值为所测试层压力计处的温度值。

2、压后下部地层流体上窜的判断

（1）封隔器密封性的判别：层内压力计与监测压力计压力曲线具有同步性，主要原因有两种可能，一是下封隔器不密封，二是压裂缝高窜层与下部地层流体窜通。

封隔器不密封：层内压力曲线的压力与温度具有反向性，监测压力曲线的压力与温度同

样也具有反向性，说明封隔器不密封。

（2）抽汲排液压裂缝高穿层造成底层水上窜的判断方法：在固井质量合格的条件下，利用抽汲期间层内压力－温度放大曲线进行判断，若抽汲过程中层内温度与压力的变化具有反向性，且下部地层解释为水层或油水同层，则可以判断压裂缝高穿层造成底层水上窜。

（3）水力泵排液压裂缝高穿层造成底层水上窜的判断方法：水力泵排液管柱压力、温度在排液停泵期间压力、温度曲线的变化具有反向性（单层压裂、层间距较小的多层压裂压力计必须位于油层中部；层间距较大的多层压裂压力计必须位于底部油层中部），则可以判断压裂缝高穿层造成底层水上窜。

（4）下部地层应具有一定产能，否则无法利用温度曲线判断是否为压裂缝高穿层造成底层水窜入。

（5）结合地应力剖面、微地震监测压裂裂缝动态数据、测、录井解释结果，可以准确判断出水的部位，准确评价压裂效果。

（6）保证封隔器卡点准确无误，封隔器有足够座封吨位，保证封隔器和管柱密封，避免非地层流体的进入。

（7）层内压力计应尽量位于油层中部，以便正确反映地层压力、温度的动态变化，保证能正确利用温度动态资料。监测压力计要求紧接于卡瓦封隔器下部，以便正确反映监测层压力、温度的动态变化，便于正确判断是否为下封隔器不密封或与下部地层存在管外窜通。

作者简介：于晓博，男，1987年6月出生，在大庆油田有限责任公司试油试采分公司地质大队勘探外围项目部，从事地质解释工作。