2010天然气勘探开发处试井基础知识培训

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1、天 然 气 勘 探 开 发 处 采 气 队 二一年二月,试井基础知识培训,一、试井及其分类1、什么是试井？试井就是对油井、气井或水井进行测试。测试内容包括产量、压力、温度和取样(包括油样、气样、水样)等。试井是一种以渗流力学理论为基础，以各种测试仪表为手段，通过对油井、气井或水井生产动态的测试来研究油、气、水层和测试井的各种物理参数、生产能力，以及油、气、水层之间的连通关系的方法。试井是油气藏工程的一个重要分支。,试 井 基 础 知 识 培 训,一、试井及其分类2、试井的分类,试 井 基 础 知 识 培 训,一、试井及其分类3、稳定试井可以解决的问题：(1).求取气井产能方程，二项式A、B系数

2、；(2).求气井无阻流量；(3).为合理配产提供可靠依据；4、不稳定试井可以解决的问题：(1).识别储层类型，即流体通过多孔介质的类型，如是否存在天然裂缝等；(2).确定地下流体在储层内的流动能力，即流动系数、表皮系数、地层渗透率等；(3).推算地层压力，包括原始地层压力、平均地层压力等；(4).了解油气藏形状，包括储层横向延伸情况、断层、岩性尖灭、油水边界、油气边界等，计算单井控制储量；(5).计算表皮系数，判断储层损害情况，分析增产措施及效果。,试 井 基 础 知 识 培 训,试 井 基 础 知 识 培 训,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

3、部； 4.关井(开井)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,二、试井的过程,试 井 基 础 知 识 培 训,三、稳定试井,气井常见的稳定试井方法有四种即一点法测试、回压法测试、等时试井测试和修正等时试井测试。下面分别介绍各测试方法及所取得的资料。,稳定试井一点法,一点法测试是只测试一个工作制度下的稳定压力，其测试时的产量及并底流动压力变化。,一点法测试的优缺点：对于探井缺少集输流程和装置时，一点法测试可以大大缩短测试时间，减少气体的放空和节约大量的费用，减少资源的巨大浪费，对于新区探井而言，是一种测试效率比较高

4、的方法。缺点是对资料的分析方法带有一定的经验性和统计性，其分析结果有一定的偏差。,试 井 基 础 知 识 培 训,稳定试井回压法,回压法测试称为多点测试方法，是气井在以多个产量生产的情况下，测取相应的稳定井底流压。其测试方法是：以一个较小的产量生产稳定后，测取相应的稳定井底流压，然后再增大产量，再测取相应的井底流压，如此改变45个工作制度。,回压法试井示意图,试 井 基 础 知 识 培 训,某井回压法试井数据表,试 井 基 础 知 识 培 训,回压法试井测试产量时，要遵循以下原则：(1).所选择的最小产量至少应等于井筒中携液所需要的产量；(2).所选择的最小产量还应该足以使井口温度达到不生成水

5、化物的温度；(3).所选择的最大产量，不能破坏井壁的稳定性；(4).对于凝析气藏。选择最大产量时，要考虑尽量减少地层中两相流的范围；(5).系统试井测试时，每一工作制度的产量必须保持由小到大的序列。,系统试井测试方法的优缺点系统试井测试是矿场上经常采用的方法之一，具有资料多、信息量大、分析结果可靠的特点，多年来，深受矿场科技工作者的欢迎。但其测试时间长，测试费用高，对于新井而言，导致资料浪费大。因此，该方法不宜在新井中使用。,稳定试井回压法,试 井 基 础 知 识 培 训,稳定试井等时试井,等时试井示意图,等时试井：用若干个（至少3个，一般为4个）不同的产量生产相同的时间；在以每个产量生产后均

6、关井一段时间，使压力恢复到（或非常接近）气层静压；最后再以某一定产量生产一段较长的时间，直至井底流压达到稳定。,在等时试井中，各次生产之间的关井时间要求足够长，使压力恢复到气藏静压，因此各次关井时间一般来说是不相等的。,试 井 基 础 知 识 培 训,某井等时试井数据表,试 井 基 础 知 识 培 训,等时试井的适用条件：如果气层的渗透性较差，回压试井需要很长的时间，并要浪费相当多天然气，此时可使用等时试井。,稳定试井等时试井,等时试井测试的优点等时试井与系统试井相比，极大地缩短了开井的时间，但由于每个工作制度都要求关井恢复到原始地层压力，使得关井恢复时间较长。整个测试时间较长，测试费用比较高

7、。如果不考虑测试费用的话。比较适合新井或探井的测试。,试 井 基 础 知 识 培 训,稳定试井修正等时试井,修正等时试井示意图,在很致密的气藏中，要在第一个生产阶段之前获得完全稳定的气藏压力，或在测试期间气藏要关井恢复到原始压力，总是不切实际的。因此，作为多数井的一种测试手段，真正的等时试井已证明是不现实的。修正等时试井：各次关井时间相同(一般与生产时间相等，但也可以与生产时间不相等，不要求压力恢复到静压)，最后以某一稳定产量生产较长时间，直至井底流压达到稳定。,试 井 基 础 知 识 培 训,某井修正等时试井数据表,试 井 基 础 知 识 培 训,修正等时试井测试的优点：修正等时试井测试方法

8、是等时试井测试方法的改进，在实际测试时，只要求所有工作制度下的开井生产时间和关井恢复时间都一样，矿场操作十分方便，既缩短了开井流动期的时间，也缩短了关井恢复期的时间，因而，该方法提出后，在矿场上得到了广泛的应用。近年来，在我国的长庆气田运用该方法测试了中部气田的气井，获得了极大的成功，为该气田的科学开发提供了宝贵的资料，是值得应用的一种好方法。,稳定试井修正等时试井,试 井 基 础 知 识 培 训,前面介绍了四种稳定试井方法，那么对于一口实际的气井，选择哪一种方法更好?在选择采用哪一种试井方法时，最重要的是确定压力达到稳定所需要的时间。这可以根据该井以前进行的试井如钻杆测试等确定，或根据该井的

9、生产特征确定。如果这些资料都不可靠，那么，可以根据该井和同一气藏中相邻的类似的井来确定。如果估算的稳定时间大约只有几个小时或十多小时的话，则可以进行回压法试井，否则，可以采取等时试井或修正等时试井。对于新的探井而言，由于测试时还没有接管线，要将测试时生产出的天然气烧掉，此时，测试应该采用流动时间最短的方法。只有一点法测试，才是流动时间最短的，因此，对于新区探井，建议采用一点法测试。对于已经接了输气管线的气井，测试方法的选择就比较灵活，不管采用哪一种方法都可以，但是要注意保证有足够长的生产时间，以便获得稳定的流动点。,现场稳定试井方法选择,试 井 基 础 知 识 培 训,当油藏中流体的流动处于平

10、衡状态（静止或稳定状态）时，若改变其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。因此，在该井或其它井中用仪器将井底压力随时间的变化规律测量出来，通过分析，就可以判断井和油藏的性质。这就是不稳定试井的基本原理。,四、不稳定试井,1.不稳定试井的基本原理,试 井 基 础 知 识 培 训,2.表皮效应与表皮系数,设想在井筒周围存在一个很小的环状区域。由于种种原因，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

11、产生一个附加压力降，这种现象叫做表皮效应（或趋肤效应）。把这个附加压降（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），一般用S表示。,试 井 基 础 知 识 培 训,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q1与井底产量q2并不相等。在关井时，当油井一关闭，地面产量立即由q1变为0，但在井底，仍有原油从地层流入井筒，从面使井筒压力逐渐增加，直到与井筒周围的地层的压力达到平衡，此时，井底产量q2才变为0，当油井刚开时所出现的现象，叫做井筒储集效应。,3.井筒储集效应与井筒储集系数,井筒卸载效应和井筒储

12、存效应统称为井筒储存效应(井筒储集效应)。,试 井 基 础 知 识 培 训,3.井筒储集效应与井筒储集系数,井筒储集系数C的物理意义：在关井情形，是要使井筒压力升高1MPa，必须从地层流入井筒C(m3)的原油；在关井情形，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C(m3)原油。,用“井筒储集系数”来描述井筒储集效应的强弱程度，即井筒靠其中原油的压缩等原因储存原油或释放井筒中压缩原油的弹性能量等原因排出原油的能力，并用C代表：,式中： C井筒储集系数,m3/MPa;V井筒中所储原油体积的变化,m3；P井筒压力的变化,MPa。,试 井 基 础 知 识 培 训,4.压降试井和压降曲

13、线,设某一口油井在关井状态，从某一时刻起以稳定产量开井生产，此时该井的油层压力就会下降，在这种情况下测试井底压力和产量随时间变化的过程就是压降试井。,在压降试井过程中，所测得的井底流压与开井时间的关系曲线称为压力降落曲线，简称为压降曲线。如图：,压降曲线示意图,试 井 基 础 知 识 培 训,四、不稳定试井,井筒,原始压力Pi,Q,开井生产时压力波传递示意图,试 井 基 础 知 识 培 训,5.压力恢复试井和压力恢复曲线,设某一口油井以一稳定产量开井生产一段时间tp之后关井，关井后油层压力就会回升，在这种情况下测试关井前产量和关井后压力随时间变化的过程就是压力恢复试井。,在压力恢复试井过程中，

14、所测得的井底压力与关井时间的关系曲线称为压力恢复曲线，简称为压恢曲线。如图：,压力恢复曲线示意图,试 井 基 础 知 识 培 训,井筒,原始压力Pi,Q,关井时压力波恢复示意图,四、不稳定试井,试 井 基 础 知 识 培 训,四、不稳定试井,1、试井解释模型的概念试井解释模型也称作试井解释的储层模型，它与真实储层模型的区别是试井解释模型描述的仅仅是试井过程中的储层动态，而不是储层的物理描述，储层模型是综合地质（包括地震和岩心等）、测井、试井和生产测井等各种资料建立起来的一种储层特性的物理描述。尽管某种程度上实际储层是千差万别的，但是通过研究世界范围内大量的不同储层的试井数据表明，测试期间可能出

15、现的储层动态响应是有限的，试井分析只需要有限的解释模型。储层响应受渗透率、表皮因子、井筒存储系数、裂缝性质、断层距离、双孔介质中的窜流系数和弹性容量比以及单井注采参数等因素的影响，试井解释模型是基于对储层物理性质的理解而建立起来的描述试井过程中储层响应的数学模型，由这一数学模型求解出压力随时间变化的曲线特征与被测量储层的拟合，我们可推断模型参数所代表的是储层参数。,试 井 基 础 知 识 培 训,试井解释模型的组成,任一试井模型即为以上三部分内容中的各种情况组合而成。例如：内边界模型：具有井筒储集效应和表皮系数；油藏模型：均质油藏外边界模型：无限大边界这就是一个简单而又常用的试井模型。,试 井

16、 基 础 知 识 培 训,试井解释模型及典型曲线特征,五、不稳定试井解释技术,（以均质油藏为例）,试 井 基 础 知 识 培 训,直井均质油藏试井模型特征,a.无限大均质油藏试井模型曲线特征,识别均质无限大油藏的典型双对数特征图。它的形状象一把“两齿叉子”。可以分成三段来分析。,第段是“叉把”部分，这一段双对数压力和压力导数曲线合二为一，呈45的直线，表明是纯井筒储集效应的影响期段。第段为过渡段，压力导数出现峰值后向下倾斜。峰的高低，取决于参数CDe2S值的大小。在参数组CDe2S中，CD为无量纲的井筒储集常数，S为表皮系数。由于S值处于指数位置，所以受表皮系数S值的影响更大一些。CDe2S越大，则峰值越高，下倾越陡，而且峰值出现时间较迟。第段出现水平段，这是地层中产生径向流的典型特征。用它来确认半对数中的直线段。,试 井 基 础 知 识 培 训,半对数图的特征如下：半对数图的形状象一把“勺子”，作为续流段和过渡段的第和第段，在半对数图中形状象“勺头”，是一条弯曲线段；作为径向流的第段，在半对数图中形成一条直线段，可比喻做“勺把”。具有斜率m的径向流直线段和双对数图中压力导数水平段相对应。,