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1、现代试井分析 Modern Well Test Analysis 主讲人：顾岱鸿 中国石油大学石油工程学院 Faculty of Petroleum Engineering ，CUP,0.1主要内容,1.试井的基本概况,2.试井解释的基本理论,3.现代试井的解释方法,4.双孔均质油藏的试井解释,5.气井试井,0.2 课程的目的,使具备渗流力学和油藏工程基础的学生进一步系统掌握试井的基础理论和应用技术，并了解目前试井的 最新进展及其在油气田开发应用中需要注意的一些问题。,0.3 参考书,1.John.Lee : Well Testing,1982,试井入门必读2. D.Bourdet_:_Wel
2、l_Testing_and_Interpretation全面了解现代试井技术的方方面面 3. Ronald_N_-_Modern_Well_Test_Analysis.pdf了解计算机在试井中的应用技术 4. WELL_TESTING_DISCUSSION工业界的专家如何看待试井中作用 5. L.P._Dake The Practice of Reservoir Engineering.其中关于试井的一章值得看看,第一章、试井的基本概况,1.4 如何进行试井,1.5 试井在油藏工程中的地位,1.6现代试井的特点,油藏,输入信号 产量变化,输出信号 压力变化,在试井过程中，通过短时的流量变化产生
3、一个压力瞬变（随时间变化）响应，在一个相对较短的时间（根据测试目的的不同时间不同）监测这个响应的变化，（对于单井评价来说时间小于两天，对于油藏边界评价，需要几个月的时间），压力响应都与油藏的特性参数有关，因此通过分析压力相应可以得到关于油藏参数。这是试井的基本原理。,Text,数学 模型,输入与实际一致的 产量变化,模拟 压力变化与实际压力一致,试井是一个反问题，具有多解性（油藏工程中有许多同类问题，历史拟合，递减分析，物质平衡等）。这与中国传统医学的脉象理论有相同之处。 如何降低多解性？,试井的一般定义：一般来说，试井就是在一定时间内通过记录一口井压力或流量的变化，来估算井或油藏的特性，了解
4、油藏的生产能力，或得到油藏管理方面的数据。,由于试井的多解性， 因此解释时要强调一体化原则,多数情况下，流量（ the flow rate）在地面测量，压力在井下测量. 在开井前, 初始压力 Pi 是常数并在油藏中均匀分布， 在生产流动期间,压降（drawdown）定义为：,关井期间，压力恢复（buildup）压力定义为：,试井的主要目的 the objectives of well test,油藏评价 Reservoir Evaluation,油藏管理 Reservoir Management,油藏描述 Reservoir Description,油藏评价 Reservoir Evaluat
5、ion,如何最优的开发一个油藏（值不值得开发）？需要了解产能（deliverability）物性，properties大小（size） 因此要确定： Kh 地层系数：用来设计井距和井数，如果kh过低，需要增产措施初始油藏压力：能量大小，预测油藏寿命，井底压力受钻井和生产过程影响与油藏压力有很大不同，试井可以推测油藏压力。油藏范围：确定储量，估计边界性质（封闭或开放，底水等）流体物性：近井地带的情况（井筒效应和表皮效应）：,在整个油藏开发过程中，需要监测动态和井况油藏平均压力的变化：预测未来的油藏动态监测井况：确定修井或增产措施实施的井或监测流体前缘的运动：注水或火烧油层的前缘变化，来评价 驱替
6、过程的效率和将来的动态。,油藏管理 Reservoir Management,油藏的地质信息非常复杂：岩性，地层界面，断层，流体前缘，有些特征会影响到试井曲线的形态。试井可以用来辅助进行油藏描述.但需要强调：试井在油藏描述中的局限性。压力传播是一个扩散过程，是受大范围内的平均物性控制，而不是局部的控制（local heterogeneities）.试井对局部非均质变化不敏感。,油藏描述 Reservoir Description,一般试井是指压力不稳定试井（Pressure Transient Analysis，PTA）：指系统在定流量下的压力不稳定变化。如果定压（Specific Press
7、ure）生产，分析流量的变化也是有同样效果的。此时一般我们成为递减曲线。从原理上说 PTA和DCA没有区别，只是由于实际操作的原因才分为两类. 短期的试井过程中：；流量更容易控制（PTA一般几小时或几天），因此PTA用来诊断近井地带的情况。在长期生产过程中，压力常用生产设备控制，长期监控产量，因此递减曲线更能分析长期的效应，如油藏体积。,递减曲线：Decline Curve Analysis（DCA),探井和评价井中测试 (Appraisal well testing)： (1)产油量测量 (2)表皮系数计算 (3)收集流体样品 (4)地层特征评价 (5)边界条件影响 (6)地层压力,开发井中
8、测试 (development well testing)： (1)测试井泄油面积内的平均压力 (2)表皮系数计算 (3) 地层性质评价（渗透率，裂缝）,获取参数的优先级,获取参数的优先级,调整油藏描述， 是否修井，射孔方案， 井间连通（干扰测试）,有些情况下，试井类型的选择因测试目的不同而不同，有些情况下受生产条件的限制而不同。,1.压降试井(Drawdown test)：,井从静止，稳定和关井的状态下打开流动。传统的试井分析中，假设流量保持恒定。许多传统的分析技术是以压降试井为基础推到出来的。,实际过程中,两个难以控制的因素：（1）难以保持产量恒定（2）井初始并不是静止或稳定。,压降测试是
9、油藏探边测试的较好方法， 因为长期生产过程中由于操作波动造成的流量变化影响可以忽略。,q,P,2.压力恢复试井(Buildup test)：,保持油井定产量生产很困难，但关井产量为零很容易。通过地面或井下关井，然后监测井底压力的变化并通过分析压力响应可以估计油藏参数。（只要对压降试井的解释方法做小的修改就可以分析）在关井前，需要保持足够长的时间生产，达到稳定状态。,该方法通过一次测试可以提供油层静态和动态的参数，是目前应用最广的试井方法。,2.压力恢复试井(Buildup test)：,两个不利因素： （1）在关井前难以保持常流量。在有些情况下，下入测试工具时可能需要短期关井。（2）关井期间产
10、量损失,通过改变激动井的产量，然后监测观察井中压力的变化，来分析大范围内渗透率的变化规律和油藏的连通情况。需要高精度的压力传感器。,3.干扰、脉冲测试( Interference test、pulse test)：,Active Well,Observation Well,q,q,4.DST测试 (Drilling Stem Test),在新开发油藏或高风险项目, 有时必须在完井或下生产管柱前进行测试，测试在钻井管柱中进行, 通过测试工具下面的阀 打开，流体进入钻杆空腔内。通常的测试序列是生产，关井，生产，关井，几个周期。因此, 通常叫做 drill-stem test，也称随钻测试.测试时间
11、很短，井下关井去掉了井筒储存效应，但由于产量不是稳定的，需要特殊技术分析。 动量和摩擦效应会增加解释的复杂性。,5.RFT测试 (Repeat Formation Test),在新井裸眼或射孔后测试地层的垂向压力剖面，地层流体样品，和层间干扰测试。由于流动时间短，数据解释困难，测试工具落井的风险大。,6.Injection test/falloff test,q,P,当外来流体人工注入油藏，井底压力增加，关井后压力降落。注入流体一般与地层流体性质不同，试井解释比常规油井解释需要更多的考虑。,7.Gas test,采用特殊的方法评价气井的产能 (Absolute Open Flow Potent
12、ial, AOFP) 和非达西效应（与流速有关的表皮系数）。常用的有：回压试井( Back Pressure test,Flow after Flow), 等时试井（Isochronal） 修正等时试井（ Modified Isochronal tests. ）,1.根据井的类型确定试井的方式 2.进行试井设计 3.把压力计尽可能下到产层中部 4.关井测量压力 5.取出压力计，连接地面计算机读出压力随时间的变化关系 6.采用试井解释软件进行解释分析,一般的试井过程,需要输入的数据,1.测试数据(test data):Test data: 流量（ flow rate）和随时间变化的井底压力 ，测
13、试过程中流量改变的系列和能影响测试结果的操纵中出现的问题，必须详细记录。当产量数据在有些流动阶段没有计量时，必须用准确的方法估算。,参见软件的数据格式,需要输入的数据,2.井数据(well data): 井半径井类型（斜井或水平井）地层深度和压力计下入深度,3.油藏和流体数据(Reservoir/ fluid data): 地层厚度孔隙度油、水和地层岩石压缩系数 含水饱和度原油粘度体积系数,需要输入的数据,有些时候需要额外的一些数据:生产测井数据压力梯度数据,油藏温度 泡点压力等.从测井和物探解释的结果，来验证试井解释结果,-,A reservoir model：利用地质、地球物理、以及井中测
14、量等学科的信息建立，随开发的进行不断修正。,1、 High precision description of delves,总论,识别一、二级沟槽,识别一、二、三级沟槽,一、靖边下古气藏沟槽综合识别,Integration of information to enhance drilling success,A reservoir model Integrating information from geology,geophysics,and dynamic performance in wells be adjusted acorrding to latest info,Well test
15、 is one of the many sources of information for charaterizing a reservoir ,and the cheapest description tool,-,一般的油藏管理过程,1.6.1试井的发展历史,测量的发展历史 1920 弹簧管压力计 1930 机械压力计的大量使用 1980年代后,高精度电子压力计90以后，存储式电子压力计 分析技术的发展历史1950s ,霍纳法,奠定基础 1980s,双对数分析方法1990s 自动拟合技术及数值试井,-,1.6现代试井简介1 高精度测试仪表测取准确的试井资料2 用现代解释方法解释试井资料，
16、得到更多更可靠的解释结果：双对数和导数图版为代表3 测试过程控制，资料解释和试井报告编制的计算机化：自动拟合，数值试井,不是我不明白, 这世界变化快,第二章、试井解释的基本理论,2.1 基本油藏物性,2.2基本流动基本方程,2.3不稳态流动方程的常流量解,2.4 调查半径,2.5无因次解,2.6 叠加原理,2.1 基本油藏物性多孔介质中的流动与一般管道中的流动不同，他没有明确的流动路径。多年来，采用实验和解析的方法进行研究，确定了多孔介质中的流动关系式，用来解析分析相近系统的流动。 描述油藏流体流动特征的数学模型因油藏的性质不同而不同。油藏的特性参数主要有： (1)油藏流体类型 (2)流动模式 (3)油藏形态 (4)油藏流体的数量,不可压缩流体 incompressible fluid 微可压缩流体 slightly compressible fluid 压缩流体 compressible fluid 等温压缩系数 C 的数学形式可按两种等价形式描述如下,
