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1、1,Advanced Reservoir Engineering,Fundamental Aspects Well Test Analysis 油藏工程进展 （油气井试井分析）,2,问题：油气井产能变化原因,一口井的产能低，其原因： 是由于井附近地层的堵塞引起的？ 是由于渗透率低引起的？ 是驱动力小或是地层传导性差？ 试井分析能够甄别其原因，为以后采用经济而有效增产措施提供一个可靠依据。 试井是了解油藏特性的重要手段之一 特别是不稳定试井改变测试井的产量，并测量由此而引起的井底压力变化，是一种动态的测试手段。,3,Introduction to Reservoir Engineering,A
2、Production System：3 Sub-Systems,3,Collection,Separator,Stock Tank,1- Reservoir 2- Well 3- Surface Facilities,4,What is a Hydrocarbon Reservoir,一种天然的地下储存（地面不可见） 储存地层具有储容性和渗透性 含有水、含有 Hydrocarbons，经济、工业可采 是一个地下地质异常体 形成于数百万年之前，却在数十年中完成开发，不可直观 是一个特殊的物理系统（岩石/流体 系统） 这一物理系统的初始状态是唯一的、有限的，但具有“不确定性” 这一系统的最终状态是
3、相对确定的（经济开采极限） 有物理定律描述流体流动性为和岩石状态，根据不同的情况可以做出预测,5,Obtain the Data through 2 Ways,直接方法 取芯 岩心分析 取样 流体PVT分析 间接方法 地震 井间地震 测井 生产测井 测井分析 试井 压力降落 压力恢复 压力升高（灌注测试） 生产数据 注水数据 特殊测试方法 Pilot, Tracers, Special Logging and special coring,Introduction to Reservoir Engineering,6,Fundamental Parameter-Darcys Law,定义： D
4、arcys Law 符号： Q = 流量 cm3/s A = 渗流面积 cm2 m = 动力粘度 cP dP = 压力差 atm dx = 长度 cm K = 渗透率 D Henry Darcy（1803-1858）出生于1803年06月10日法国巴黎东南部Burgundy地区Cote dOr行政区的Dijon城，因肺炎卒于1858年01月02日,7,Permeability Values,渗透率, md 1-10 10-(50)-100 100-1000,k/ = 流度 Poor to Fair Fair to Good Good to Very Good,- n0125VDG1A07,8,
5、2002 New Criterion,低渗透油藏（M. Economides, 2002） 050.0 md 高渗 低渗透气藏（M. Economides, 2002） 05.0 高渗 低品质油气藏开发乃形势所迫,9,Reminders of main concepts of Well Test,定义 矿场测试 基础回顾 发展历程,10,矿场测试示意图,11,Defination of Well Test,油气井试井 = 油气井测试+测试资料解释。 油气井测试 改变一口或多口目标井的工作制度，用专门的测试工具测量目标井或其临井的压力或流量的动态反应（Ramey，1982）。 不稳定渗流理论分析
6、结果表明，改变目标井的工作制度，近井壁地层首先产生压力扰动，这一扰动将向地层内部传播，这时具有一定物理性质的储层由于发生流体渗流而产生压力变化。 油气井测试是一个复杂的工艺过程，应当根据测试目的进行设计，而录取测试资料亦需要科学的手段和性能优越的仪器、仪表，以便取得足够而可靠的资料数据 。 测试资料解释 考察目标井工作制度的改变情况和所测出的压力、流量数据，根据渗流力学理论用数学解析式描述油气层渗流规律，再通过一定的数学物理方法分析，结果可获得储层的某些物理参数。 测试资料的解释是一个复杂的分析过程：合理的概括、准确的计算，以便尽可能多地获取地层和井的信息。 试井分析 以渗流力学理论为基础、以
7、各种测试仪器为工具、通过干扰和测试目标井的动态表现来研究地层和目标井各种特性的一项专门技术。,12,Objects of Well Test,试井分析的三个目的 油藏评价（Reservoir Evaluation）：油藏评价即定量给出油藏产能、储层性质及规模，以便决定是否值得开发，如果值得开发，那么如何经济有效地开发。由此，我们便要设法给出储层的传导能力（kh=渗透率有效厚度）、储层平均压力以及储层边界情况。 油藏管理（Reservoir Managemant）：油藏管理过程其实是资源的分配过程，其目的是针对某一油藏，以最小的资本投入和操作费用获得最大的油气采收率。在某一油藏开发期间，为了合理
8、的管理油藏，工程师们需要监测井的工作状况和整个油藏的动态。监测油藏平均压力有助于准确预测油藏开发动态，监测油井的工作状况，测试和判断多层条件下高渗透层的存在，皆可以为选择增产措施提供依据。 油藏描述（Reservoir Description）：油藏描述主要是描述储集层的岩性、展布情况、层序界面、断层、尖灭以及流体边界等，为制定或调整开发方案提供地质基础。,13,测试资料解释,激动,储层流体渗流理论 Fluid Porous Flow,响应,模型输入,数学模型 Mathematical Model,模型,Perturbation,Response,Input,Output,14,A Sketc
9、h for Well Test Interpretation,15,A Look at the History of Well Test,18521855 H. Darcy确立Darcy实验定律 20s 浮筒、回声仪测液面, 测量井内最高压力,研究Rs、QAOF 30s 连续测量井底压力仪器，用晚期资料确定PR、K 40s 井间干扰研究储层连通性，模型中引入Laplace变换解法 50s 常规试井分析起步、发展 60s 常规试井分析方法发展、完善、成熟 70s 现代试井分析方法起步、发展 80s 现代试井分析方法发展、完善，拓宽 90s 发展计算机辅助试井分析,16,A Look at Maj
10、or Reference Books,Pressure Buildup and Flow Tests in Wells1967 均质流体在多孔材料的流动1971 Theory and Practice of Gas Well Tests1975 Advances in Well Test Analysis1977 压力恢复曲线在油田开发中的应用1977 试井分析理论基础1987 地下流体力学 1989 Modern Well Test Analysis1992 Well Test Analysis1993 Pressure Transient Analysis 1989 非均质地层试井 高等渗
11、流力学2000 其他 ,17,Fundamentals of Mathematical Models,在渗流力学中，渗流数学模型一般包括： 本构方程 是描述作用于流体上的剪切力和因之而产生的剪切速率之间的关系，即流体的流变性质； Euler连续性方程（1755） 是质量守恒定律一个具体表达式； 运动方程 是动量守恒定律一个具体表达式 N-S方程 Darcy 定律（1856）； 状态方程 是描述流体密度与温度和压力之间关系的方程 能量方程 是能量守恒定律的一个具体表达式，在非等温系统中需考虑不同类型能量间的转换，在等温系统中可以忽略。 初、边值条件 是确定方程特解所需要的辅助条件,18,A Lo
12、ok at the Development of Models,Physical Models 1D 2D 3D Fractal Methematical Models 1D Radial Equations 2D Fourier Equations 3D Fourier Equations 0.3D Fractal Equations Solution Methods Bolzmann Transformation Laplace Transformation Laplace Transformation + Fourier Transformations Instantaneous Poi
13、nt Source Functions + Newmann Conduct Authorities H. S. Carslaw & J. C. Jaeger （1946） H. Remay R. Raghavan E. Ozkan F. J. Kuchuk 陈忠祥 刘慈群 孔祥言 高承泰 刘慰宁 ,马克思所说：“一种科学只有成功地应用数学时，才算达到了真正完善的地步”。,19,A Vertical Complete Well in a Composite Reservoir,20,A Vertical Partial Penetrated Well,21,A Vertical Well Wit
14、h Vertical Fractures,图1-3 美国历年压裂完井井数(Economides，2002),22,A Horizontal Well,23,Formation vs. Media,24,Point-Source Approach to Solve the HW Problem,xw,各向异性介质箱式封闭地层水平井问题Green-Newman解法,Sz(z,t),h,zw,Ye,2L,Sy(y,t),Sx(x,t),Xe,yw,25,Tips for Well Test Analysis,Log-Log Plot Pressure Derivative D. Bourdet(19
15、83) Type-Curve Matching R. G. Agarwall & H. J. Ramey（1970） R. C. Earlougher（1972） History Matching Honrer Matching C. V. Theis(1935) D. R. Horner(1951) Special Linear Analysis D. Tiab(Senior P. of PE at U. of Oklahoma, 1974, 1975, 1976,1993 ) Well Test Analysis without Type-Curve Matching Automatic
16、Matching R. Horne(1992) Nonlinear Regression,26,A Example for Dimensionless Variables （Oil）,27,Illustration of PD in a Two-step Rates Test,28,A Example for Dimensionless Variables（Gas）,29,Pesudo-Pressue Function （Gas）,天然气 指自然生成、在一定压力温度下蕴藏于地下岩层孔隙或裂缝中的多组分混合气体，其主要成分是甲烷及少量的乙烷、丙烷、丁烷、戊烷，并可能含有氮、氢、二氧化碳、硫化氢及水蒸气等非烃类气体，还可能含有少量氦、氩等惰性气体。 在石油工业范围内，天然气通常指从气田采出的气及油田
