常规不稳定试井介绍

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1、1,各位领导 各位专家,你们好,北京天元龙石油技术服务有限责任公司 2006.04, 改变油藏中某一口井的工作制度，即改变流量（或压力），则在井底将造成一个压力扰动，此压力扰动将随着时间的不断推移而不断向井壁四周地层径向扩展，最后达到一个新的平衡状态。这种压力扰动的不稳定过程与油藏、油井和流体的性质有关。 在该井或其它井中用仪器将井底压力随时间的变化关系测量出来，结合其它资料，通过分析，就可以判断井和油藏的性质,获得相应的地层参数。这就是通常所说的不稳定试井。,不稳定试井技术介绍,不稳定试井的分类,4,井筒,原始压力Pi,Q,开井生产时压力波传递示意图,5,关井时压力波恢复示意图,井筒,原始压

2、力Pi,Q=0,6,第一节 不稳定试井的基本原理和有关概念,一、不稳定试井解释程序 二、试井解释模型 三、不稳定试井解释方法简介 四、井筒储集效应及井筒储集常数 五、表皮效应与表皮系数 六、流动阶段及可以获得信息,试井解释框图,解释模型识别,解释模型检验,相符否？,油藏参数计算,结束,不相符,数据有效性评价,试井解释模型,试井井解释模型由下面三部分组成： 基本模型：油气藏的基本特性 边界条件：内边界条件-井筒及其附近的情况 外边界条件-油藏外边缘的情况 初始条件：油藏投入开发前的情况,1、基本模型,（1）均质油气藏模型,K1,井筒,（2）非均质油气藏模型,双孔隙性,K1,K2,双渗透性,K1,

3、K2,复合油藏,K1,K2,2、内边界条件 （1）井筒储集效应 （2）表皮效应 （3）裂缝切割井筒,3、外边界条件 （1）无限大地层（无外边界） （2）不渗透边界 （3）恒压边界 （4）封闭边界,4、最简单的试井解释模型,地质模型,水平，等厚，均质，无限大地层，弱可压缩液体，一口井以稳定产量生产，服从达西定律，等温渗流，忽略重力和毛管力。,不稳定试井解释方法简介,自50年代的Horner半对数分析方法问世以来，已相继有多种不稳定试井分析方法产生，并被广泛用于生产实际。纵观所有的分析方法，可以将其分为两大类：,1、常规试井分析方法（Semi-Log方法） 2、现代试井分析方法（Log-Log方法

4、）,常规试井解释方法,（1）Horner压降和恢复分析法； （2）MDH分析法； （3）MBH分析法； （4）Y函数分析法； （5）Muskat分析法；,寻求特征直线的分析方法,常规试井解释方法,优点： 理论上较为完善、原理简单、易于实际应用。 缺点： 应用常规分析方法时，以分析中、晚期压力资料为主。这就要求油气井测试时间较长，从而影响生产；尤其对于低渗透的油藏，要取得这些资料更为困难；,主要以分析各向同性的均质油藏为基础,常规试井解释方法,缺点 应用常规分析方法时，直线段的选择将影响到最后的分析结果； 对早期段的数据利用显得无能为力； 一般常规方法求得的结果反映的是油藏总体的平均特征，井底附

5、近情况的准确反映在这些方法中难以实现； 常规分析方法中, 有时获得的数据有限，则给油藏的识别带来一定困难，有时一条曲线反映出的是不同油藏特征。,现代试井分析法,从60年代发展起来的现代试井解释方法则在一定程度上克服了上述存在的问题。这些方法的原理是从原始的物理模型入手，将物理模型建立在更接近测试实际的基础上。重新建立考虑各种边界条件的数学模型，用解析方法或数值方法求出数学模型的解，并绘出分析用理论图版。,17,现代试井分析法曲线拟合,对整条曲线的拟合，寻求的是坐标的对应关系,现代试井分析法曲线拟合,（1）Ramey, Agarwal典型曲线分析法； （2）Earlougher典型曲线分析法；

6、（3）Gringarten典型曲线分析法； （4）Mickinley典型曲线分析法； （5）Bourder典型曲线分析法。,对整条曲线的拟合，寻求的是坐标的对应关系,现代试井分析方法的特点,运用系统分析的概念和数值模拟方法，使试井解释从理论上前进了一大步； 由于考虑了井筒储存和井壁污染对压力动态的影响，确立了早期资料的解释方法，在过去认为不能利用的早期数据中获得了很多有用的信息； 完善了常规分析方法，给出了半对数直线开始的大致时间，提高了半对数曲线分析的可靠性 通过实际压力数据曲线和理论图版中的无因次压力和无因次时间的拟合，可以对油藏参数进行局部或全面的定量分析，并能获取常规分析方法中无法获取

7、的一些参数值；,利用导数曲线可以识别不同的油藏模型，对有目的的分析提供了依据，同时也提高了分析精度； 整个解释过程是一个“边解释边检验”相结合的过程，几乎每个流动阶段的识别以及每个参数的计算，都可以从两种不同的途径获取，然后进行结果比较； 对最后的解释结果进行模拟检验和历史拟合，因此提高了解释结果的可靠性和正确性。,现代试井分析方法的特点(续),21,井筒储集效应及 井筒储集常数,油井刚开井或刚关井时，由于原油具有压缩性等多种原因，地面产量 qwh 与井底产量 qsf 并不相等。,22,开井生产时井筒卸载效应,井筒,原始压力Pi,q,t,q,地面产量qwh,井底产量qsf,PWBS,0,23,

8、关井时的井筒续流效应,t,q,地面产量qwh,井底产量qsf,PWBS,井筒,原始压力Pi,q=0,0,24,井筒储集效应,井筒卸载效应和井筒储存效应统称为井筒储存效应（井筒储集效应）。,qsf=0 (开井情形)或 qsf=q (关井情形)的那一段时间，称为“纯井筒储集”阶段，简写作PWBS(Pure Wellbore Storage)。,25,井筒储集效应,井筒储集常数C的物理意义：,在开井情形, 是当井筒压力降低1MPa时，靠井筒中原油的弹性能量可以排出Cm3原油。,在关井情形, 是要使井筒压力升高1MPa，必须从地层流入井筒Cm3的原油；,26,表皮效应与表皮系数,由于钻井、完井、压裂、

9、酸化等因素，设想在井筒周围存在一 个很小的环状区域，这个小环状区域的渗透率与油层不相同。因此，当原油从油层流入井筒时，在这里产生一个附加压力降。这种现象叫做表皮效应（或趋肤效应）。,27,表皮效应与表皮系数,将附加压力降（用Ps表示）无因次化，得到无因次附加压降，用它表征一口井表皮效应的性质和严重情况，称之为表皮系数（或趋肤因子、污染系数），用S表示：,28,表皮效应与表皮系数,S0，数值越大，表示污染越严重； S=0，井未受污染； S0，绝对值越大，表示增产效果越好。,C,Xf,K,S,P*,d,Re,A,第一阶段,井筒储存,人工裂缝 天然裂缝 射孔不完善 多层,均质径向流,边界反映,流动阶

10、段及可以获得信息,第二阶段,第三阶段,第四阶段,30,第二节 流动阶段的识别,诊断曲线：压差(p)和压力导数(p .t)与时间(t)的双对数曲线。 特种识别曲线：反映不同油藏在不同流动阶段的一些特征的直线。,一、早期阶段,二、无限作用径向流动阶段,三、外边界反映阶段,31,一、早期阶段,纯井筒储存阶段 线性流动阶段（无限导流垂直裂缝） 双线性流动阶段（有限导流垂直裂缝）,1. 纯井筒储存阶段的诊断曲线和特征直线,32,早期阶段纯井筒储存阶段,压降,压力恢复,33,早期阶段纯井筒储存阶段,诊断曲线,压力,导数,m=1,34,早期阶段纯井筒储存阶段,t,P,0,m,特征直线,35,早期阶段纯井筒储

11、存阶段,t,Pw,0,m,m,时间误差,tC,纠正前,纠正后,36,早期阶段,2. 线性流动阶段（无限导流垂直裂缝）,37,早期阶段线性流动阶段,诊断曲线,m=1/2,lg2,压力,导数,38,早期阶段线性流动阶段,p,0,39,早期阶段双线性流动阶段,p,0,特种识别曲线,40,二、无限作用径向流阶段,41,无限作用径向流阶段,诊断曲线,压力,导数,压力,导数,42,三、外边界反映阶段,恒压边界 直线不渗透边界 封闭系统,1. 恒压边界的诊断曲线与特征直线,43,外边界反映阶段恒压边界,诊断曲线,特征直线,44,外边界反映阶段,2. 直线不渗透边界的诊断曲线与特征直线,诊断曲线,特征直线,4

12、5,外边界反映阶段,3. 封闭系统的诊断曲线与特征直线,诊断曲线,特征直线,第三节 常规试井分析方法（压降试井）,一、等产量压降试井 二、两产量试井 三、探边测试,47,概述,简化地质模型 建立数学模型 求解 寻找直线规律 求取参数,48,压降试井,压降试井是将长期关闭的井开井生产，测量产量和压力随时间的变化，并分析测试数据反求地层参数。,等产量压降试井 变产量压降试井 探边测试,一、等产量压降试井,、测试程序, 将仪器下入井底预定位置（尽可能接近油层中部），记录稳定压力（静压）； 以恒定产量开井生产。此时仪器记录井底流压随时间的变化； 必要时取样求物性。,50,Pwf,t,q,t,pi,实测

13、产量压力曲线,、实测压降曲线的形态,lgt,Pwf,实际,理论,早期段,中期段,晚期段,52,常规试井分析方法等产量压降,lg t,Pw,?,现象之一： 下降速度变慢,远井区K，h，u变好； 存在供给边界； 邻井注水量增大； 邻井产量减小.,53,常规试井分析方法等产量压降,Lg t,Pw,?,现象之二： 下降速度变快,远井区K，h，u变差； 存在断层边界； 邻井注水量减小； 邻井产量增大.,54,常规试井分析方法等产量压降,当压力扰动到达恒压边界时，油藏便出现了“稳定流动”。此时，pwf 与 t 无关：,压降曲线变为一条水平线,供给边界的影响,很大的气顶、广阔而活跃的边水、满足注采平衡的边缘

14、注水，都可能形成非常近似的恒压边界。,Lg t,Pw,半对数直线段,55,常规试井分析方法等产量压降,如果测试井附近有线性组合的不渗透边界，压力传播到此边界时，压力降落速度加快，压降曲线变陡。在半对数坐标系中呈现另一直线段；该直线段与第一直线段（中期段）斜率之比 mD=m2/m1 随不渗透边界的几何形态而异。,断层边界,56,常规试井分析方法等产量压降,断层形态,压降曲线中、晚期段形态,测试井,lgt,Pwf,m1,m2,2:1,测试井,lgt,Pwf,m1,m2,4:1,测试井,lgt,Pwf,m1,m2,3:1,断层边界,57,常规试井分析方法等产量压降,Lg t,Pw,m1,m2,直线断

15、层边界,tx,58,当压力扰动到达整个封闭边界时，油藏中的流动便进入了拟稳定流动。,此后， pwf与 t 呈线性关系，即流压随时间的变化率为常数：,常规试井分析方法等产量压降,所谓封闭边界是由不渗透边界所围成的油藏（也称作封闭系统）的整个边界。,封闭边界,常规试井分析方法等产量压降,应用条件,可用于新井和老井； 最适宜于新井和长期关闭的井； 不宜于进行压力恢复试井的井（如井筒中流体相分离严重的井）。,二、两产量试井,两产量试井具有一定的优越性：,测试程序：,）测试前产量 q1 必须严格保持恒定；,）以稳定产量 q2 生产；,）准确记录 q2 生产期间的压力和产量。,测试和分析可以简化；井筒储存效应可以降低。,t,q,q1,q2,t1,t,t,pw,t1,t,pi,变产量分析,两产量试井,62,常规试井分析方法两产量压降,两产量试井是变产