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1、 试井分析技术试井分析技术 （油藏动态监测技术）技术） 目录一、储层流体流动基础 二、不稳定流动三、叠加原理四、井筒储集效应五、试井分析的信息论六、基本几何流动模型七、试井解释模型 八、试井分析技术内容一、一、储层流体流动基础储层流体流动基础 试井是一种探测技术，地质理论和油气层渗流理论是试井模型的基础。建立试井解释模型的基础概括为：地质基础地质基础地质模型孔隙结构的认识油气层的几何模型边界性质参数分布流体分布情况测试井况测试井况井模型渗流基础渗流基础渗流模型数学模型数学模型(解的连续性、唯一性、稳定性)上述1到3条组成了试井的物理模型，它是建立试井的数学模型的基础。 一般试井解释中用于描述储
2、层流体流动特征的数学关系式只包含了部分储层特征，称为基本的储层特征。 基本的储层特征包括以下几个部分： （1）储层中的流体类型 （2）流体流动状态 （3）储层几何形状 （4）储层中的多相流体流动相数量。1 1、流体类型、流体类型流体类型的基本控制因素是等温压缩系数。通常，储层中的流体分为以下三个类型： （1）不可压缩流体：不可压缩流体：指体积（或密度）不随压力改变的流体，即(dV/dv)=0； （2）微可压缩流体微可压缩流体: :指体积（或密度）随压力出现微小改变的流体； （3）可压缩流体：可压缩流体：指体积（或密度）随压力出现较大改变的流体。不可压缩微可压缩可压缩压力体积 2 2、流动状态、
3、流动状态 为了描述在不同时间储层压力分布情况和流体流动特征，得出了三种基本流体流动状态类型： （1）稳定流：稳定流：储层中各位置的压力保持不变，即不随时间变化的流动状态。 以数学公式表示这种情况为 (dp/dt)=0 （2）不稳定流：不稳定流：储层中各位置的压力随时间变化率不为零或常数的流体流动状态。 (dp/dt)=f(x,t) （3）拟稳定流：拟稳定流：储层中各位置的压力随时间线性降低，即以固定速度降低的流体流动状态。 (dp/dt)=常数稳定流拟稳定流不稳定流时间压力3 3、储层几何形状、储层几何形状4 4、多相流体流动相数量、多相流体流动相数量压力特性的数学表达式随着储层中多相流体流动
4、相数量而出现在形式和复杂性方面变化。通常，有三种流动系统：-单相流系统（油、水或气）；-二相流系统（油水、油气或气水）；-三相流系统（油水气）。 可动流体相数量增加，描述流体流动和压力分布越来越困难。5 5、流体流动方程（、流体流动方程（达西定律）达西定律）描述储层流体特性的流体流动方程根据所给流动类型、流体类型等变量的不同组合有多种形式。最普遍情况是通过联立运动方程(达西方程）、状态方程和质量守恒方程(连续性方程)，就可以得到必要的流动方程。所有流动方程都依赖于达西定律，因此，首先考虑这种运动方程了。岩石渗透率的测定，通常采用达西的线性流动岩石渗透率的测定，通常采用达西的线性流动方式，其微分
5、关系式为：方式，其微分关系式为：式中：式中：qq流体通过岩心的稳定流量，流体通过岩心的稳定流量，cm3cm3s s；AA岩石的截面积，岩石的截面积，cm2cm2；KK岩石的渗透率，岩石的渗透率，D D；流体粘度，流体粘度，cpcp；pp测试时作用于岩石两端的压差，测试时作用于岩石两端的压差，atmatm； ( (物理物理大气压大气压) )法定单位的渗透率的表达式为：法定单位的渗透率的表达式为： 1D=0.986923 m2 1 m2=1.01325 D 1D=1.019716 m2我国石油工业法定单位式中：式中：qq流体通过岩心的稳定流量，流体通过岩心的稳定流量，m3m3d d；AA岩石的截面
6、积，岩石的截面积，m2m2；KK岩石的渗透率，岩石的渗透率，m2；流体粘度，流体粘度，mPa.smPa.s；dpdpdLdL压力梯度，压力梯度，MPaMPam m。达西定律仅适用于下列情况：（a）层流（粘性流）；（b）稳定流动；（c）不可压缩流动；（d）均质储层 6、一般渗流数学模型的建立（、一般渗流数学模型的建立（试井解释模型） 目前试井解释理论一般都是基于以上的简化模型，因此为建立更复杂情况的试井分析方法，需要考虑更一般情况的模型。从渗流力学可着知，渗流数学模型的一般结构：运动方程运动方程(所有数学模型必须包括的组成部分)状态方程状态方程（多孔介质里的流体在地层温度压力条件下的状态）质量守
7、恒方程质量守恒方程(又称连续性方程)能量守恒方程能量守恒方程(非等温渗流,如热采)其他附加的特殊方程(物理化学渗流的扩散)有关的边界条件和初始条件。目录一、储层流体流动基础 二、不稳定流动三、叠加原理四、井筒储集效应五、试井分析的信息论六、基本几何流动模型七、试井解释模型 八、试井分析技术内容二、不稳定流动不稳定流动在均质圆形储层中有一口井关井，在生产前整个储层中压力处处相等，且等于原始压力。如果油井保持恒定产量q生产，那么在会在井底产生压力干扰。井底压力pwf会随油井不断生产而同时降低，则压力干扰或传播速度主要由以下因素确定：（1）渗透率；（2）孔隙度；（3）流体粘度；（4）岩石和流体的压缩
8、性。地质模型所能包括的储层基本特性概括如地质模型所能包括的储层基本特性概括如下：下：（）储储层层岩岩石石的的骨骨架架性性质质，如如岩岩石石的的压压缩缩性性、孔孔隙隙度度、渗透率、孔隙大小分布及表面积等。、孔隙大小分布及表面积等。（）储储层层中中的的流体特性，如如流流体体质质量量、密密度度、压压缩缩性性、粘度及其组分等。及其组分等。（）流流体体与与岩岩石石的的综综合合特特性性，如如相渗透率、润润湿湿性性、毛细管压力特征和毛细管压力特征和流体的饱和度分布等。等。（）储储层层的的构构造造特特性性，如如储储层层厚厚度度、深深度度、范围大小（断层等）、倾倾斜斜度度和和孔隙裂缝的发育程度及及其其分分布布情
9、况等。情况等。（）储层能量大小，如如储储层层压压力力、温温度度和和流流体体储储藏藏量量等。等。 (6) (6)沉积相特征。沉积相特征。基本不稳定流动方程在稳定流动状况下，流入单元体积多孔介质流体的质量与流出流体质量相同。在不稳定流动状况下，流入流体的质量与流出流体质量不同。因此，多孔介质中的流体含量随时间改变。将不稳定流动的变量加入到稳定流动中的变量有：（1）时间；（2）孔隙度；（3）综合压缩系数Ct。1、微可压缩流体的径向流方程微可压缩流体的径向流方程 假定渗透率和粘度对压力、时间和距离为常数，并且忽略2次项，则由上述的基本偏微分方程可以得到扩散方程：K=绝对渗透率，p=压力，MPa=粘度，
10、mPa.sr=径向距离，mt=时间，h=孔隙度，%Ct=综合压缩系数，1/MPa。=导压系数，导压系数定义为导压系数物理意义：单位时间内压力波波及的面积,平方米/小时综合压缩系数定义为：式中C为流体的压缩系数。综合压缩系数物理意义:单位岩石体积在降低单位压力时,由于孔隙收缩和液体膨胀总共排挤出来的液体体积,1/MPa。扩散方程的应用条件（基本假设）有扩散方程的应用条件（基本假设）有：（）各向同性的均质储层径向流，（2）达西流，（3）渗透率和孔隙度为常数，（4）单相、微可压缩的流体流动，流体的压缩系数和粘度为常数，（5）忽略重力影响，（6）等温条件，（7）忽略压力梯度2次项。扩散方程有扩散方程有
11、2个广义解：个广义解：恒定边界压力解，主要用于水侵计算和产能分析；恒定边界流量解，主要用于不稳定试井分析。2、可压缩流体的径向流方程可压缩流体的径向流方程 气体的粘度和密度受压力影响大，因此，前面的可压缩流体的径向流方程假设条件不适合气藏。 为了导出气藏中可压缩流体的径向流方程， 必须考虑以下2个附加的气体方程：真实密度方程：气体压缩方程： 联立以上2个方程，这样可以得到：Al-Hussainy等人（1966）通过引入真实气体拟压力函数pp将以上基本流动方程线性化：从而可以得到气体的扩散方程：气体扩散方程的应用条件（基本假设）有：（）各向同性的均质储层径向流，（2）达西流，（3）渗透率和孔隙度
12、为常数，（4）流体服从真实气体定律，（5）忽略重力影响，（6）等温条件。4、多相流体的扩散方程多相流体的扩散方程 Martin Martin提出了类似单相流的扩散方程：提出了类似单相流的扩散方程：式中总流度等于各相流度之和：式中总流度等于各相流度之和：多相流综合压缩系数为：式中Co,Cw,Cg分别为油、水、气的压缩系数，So,Sw,Sg分别为油、水、气的饱和度。5、扩散方程定产量解、扩散方程定产量解封闭系统条件封闭系统条件压力降落可以分为如下3个阶段：（1）不稳态；（2）不稳态晚期；（3）半稳态或拟稳态定压力系统条件定压力系统条件压力降落可以分为如下2个阶段：（1）不稳态；（2）稳态。见于高流
13、动能力油藏、气藏、气顶油藏、底水油藏式中Ei是幂积分：当x0，数值越大，表示污染越严重；S=0，井未受污染；St时可用类似于压降分析的方法进行压力恢复分析。这种方法称为MDH法(Miller-Dyes-Hutchinson)。2. 典型曲线分析法典型曲线分析法直线不渗透边界直线不渗透边界直线不渗透边界直线不渗透边界封闭系统封闭系统封闭系统封闭系统试井解释框图试井解释框图解释模型识别解释模型识别解释模型识别解释模型识别解释模型检验解释模型检验解释模型检验解释模型检验相符否？相符否？相符否？相符否？油藏参数计算油藏参数计算油藏参数计算油藏参数计算结束结束结束结束不相符不相符不相符不相符数据有效性评
14、价数据有效性评价数据有效性评价数据有效性评价模型检验模型检验( (正问题正问题) ) 一旦找到相近的系统模型一旦找到相近的系统模型SS，然后调整系统，然后调整系统SS的参数值，使得的参数值，使得O=O 正问题可以得到唯一的解，由模型S求解调整Kh,S,C等，使得这里：是未知系统测量得到的是由已知系统S计算得到的模型检验内容模型检验内容1、一致性检验2、数值模拟检验进行数值模拟检验的常用图的有以下三种：（1）无因次Horner图（2）压力历史图（3）双对数图3、置信区间检验4、地质信息吻合进行可靠的试井分析，经常还需要收集一些其它方面的信息，如地质、地球物理、测井、开发与生产等方面的资料。四、报告输出四、报告输出五、网络发布与应用五、网络发布与应用应用目标的实现应用目标的实现资料解释人员的辅助分析工具油藏地质人员的资料应用工具管理人员的日常工作管理工具完毕完毕
