第十三讲油气井测试总结.ppt

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1、第一 试井分析概论第二 试井分析理论基础及设备工艺 第三 压降试井分析法 第四 压力恢复试井分析法第五 确定单井平均地层压力方法 第六 气井不稳定试井方法第七 双孔介质油藏不稳定试井方法第八 垂直裂缝井的试井曲线分析法第九 中途测试法（DST）,试井分析教学提纲（Outline）,1、测试工作主要包括那方面内容?答：主要指生产测井和试井二大方面。2、什么是试井?答：试井是以渗流理论为基础，以各种测试仪表为手段，通过对油水井生产动态的测试(主要是压力参数)来研究油层各种物理参数和油水井生产能力，加深对油层的认 识，制定合理的油田开发方案和措施而提供依据和方法。,3、试井工作是由那几项内容组成?答

2、：是由测试仪表，工艺操作和试井资料的解释与研究三相内容组成。4、试井的基本方法有几种?答：有二种，即稳定试井法和不稳定试井法。,试井的基本方法是根据什么来分的？答：由于试井方法的理论基础是地下渗流力学，所以根据地下渗流力学中稳定流和非稳定流两大问题，把试井分成稳定试井和非稳定试井两类。试井分析可归纳几类问题？答：试井分析是了解油藏的一种方法，实质上可归为两类问题。一类是正问题，设油藏特性为已知，建立相应的数学模型，求解得出一系列结果。另一类是反问题，对未知油藏系统输入已知的信号，得出反映该油藏系统的信息，反求未知油藏系统的特性。,稳定试井稳定试井是逐步地改变油井的工作制度(对自喷井是改变油嘴直

3、径；对气举井是改变注气量；对抽油井是改变冲程和冲数)，然后测量出每一工作制度下的井底压力，油、气、水产量，含砂量和油气比。所谓稳定指的是产量基本上不随时间变化。不稳定试井不稳定试井是改变油井工作制度使井底压力发生变化，并且根据这些压力变化资料分析研究油井控制范围内的地层参数和储量、油井的完善程度、推算目前的地层压力和判断油藏的边界情况等。由于井底压力变化是一个不稳定过程，所以称做不稳定试井。,稳定试井是给定一个流量，压力开始变化，过一段时间后压力稳定，得到一个压力，然后我们再给定一个不同的流量，压力又开始变化，待稳定后又得到一个压力，重复这一过程，得到多个流量和对应的稳定压力，并对其进行反演，

4、得到各个地层参数。因为必须要等到压力稳定，所以只适合高渗油藏，压力可以迅速稳定，否则 渗透率低的话，耗时较长。不稳定试井一般先开井一段时间，然后关井，井底压力开始不断上升，记录下不同时间点的瞬时压力，然后反演，耗时较短。现在国内一般都采用不稳定试井,5、稳定试井可以解决那些问题？答：用油井指示曲线求采油指数；确定油层参数；确定合理工作制度；确定油层压力及其分布；研究注水井吸水能力。6、不稳定试井可以解决那些问题？答：确定油层压力；确定油层各项参数；检查酸化及压裂效果；检查井下工具工作状况；判断井底附近边界位置。,7、试井的目的和意义是什么?答：就是利用各种仪表对油水井测试，录取各项有关资料来研

5、究油层的各种物理参数和井的生产能力，从而加深对油层的认识，为合理开发油田。编制油田开发方案。采取增产措施提供可靠的依据。,8、试井资料可以解决那些问题？答：确定油层压力及其分布；了解油井和油区的生产能力；确定油井的合理工作制度；确定油层各项参数；判断油层的边界位置；了解油层温度及层内油气水的特性；判断油井增产措施效果；了解分层出油出水情况，为堵水提供依据；了解油水井井下工具工作状况；计算储量参数。,试井分析内容包括哪几个方面？答:试井解释模型的诊断；地层参数的计算；解释结果的模型检验；试井解释模型包括哪些内容？答：包括内边界条件、油藏基本模型、外边界条件、渗流模型、相态模型。试井解释模型由几部

6、份组成？答：由三部份组成：基本模型；内边界条件和外边界条件模型。,表1-1 不同的数学模型,试井解释方法选择？答：由解释模型选择要求的解释方法选择；由原始压力历史特性要求的解释方法选择；计算机自动试井分析方法的选择；压力历史拟合模拟检验的方法的选择。什么叫均质油藏？答：油藏内的孔隙介质具有稳定和各向同性孔隙度特点的油藏称为均质油藏。什么叫双孔隙油藏？答：油藏具有不同性质的孔隙度，渗透率和压缩系数的两种孔隙介质，其渗透率比数如此之高，以至于流到井眼中的流体几乎全部来自高渗透层，这样的油藏称为双孔隙油藏。,什么叫双渗透率油藏？答：两种具有不同性质的孔隙介质，都向井眼注入流体，并且它们之间存在着交叉

7、流动，这样的油藏称为双渗透率油藏。什么是压力恢复曲线?答：指油水井关井期间测得的地层压力随关井时间的关系曲线。什么是常规试井解释?答：采用均质径向流油层模型和单对数座标系将已知的压力和时间关系采用霍纳法（Horner），MDH法求解地层参数和压力的方法。什么是现代试井解释?答：就是用实测压力恢复曲线的形态来选择油层模型，并严格尊循曲线拟合，无因次处理，参数计算，及结果检验等措施来保正参数准确性的方法。,井下作业在油田开发过程中，根据油田调整、改造、完善、挖潜的需要，按照工艺设计要求，利用一套地面和井下设备、工具，对油、水井采取各种井下技术措施，达到提高注采量，改善油层渗流条件及油、水井技术状况

8、，提高采油速度和最终采收率的目的。这一系列井下施工工艺技术统称为井下作业。,油压起什么作用?答：油压的大小，决定井底流压的高低，而油压又与油层压力有关，因此，可根据油压变化，来分析地下动态。套压起什么作用?答：套压比较直观的反影油井的生产状况，套压的大小，决定井底流压的高低和脱汽程度，液面高低，因此。它是油井管理的依据。原始地层压力在动态分析中起什么作用?答：用它可衡量油田驱动能力大小和油井生产能力大小，原始地层压力一般随油层埋藏深度有关。,地层压力及原始地层压力油、气层本身及其中的油、气、水都承受一定的压力，称为地层压力。地层压力可分三种：原始地层压力（Pi），目前地层压力和油、气层静压力。

9、油田未投入开发之前，整个油层处于均衡受压状态，没有流动发生。在油田开发初期，第一口或第一批油井完井，放喷之后，关井测压。此时所测得的压力就是原始地层压力。地层压力系数 地层的压力系数等于从地面算起，地层深度每增加10米时压力的增量。低压异常及高压异常一般来说，油层埋藏愈深压力越大，大多数油藏的压力系数在0.7-1.2之间，小于0.7者为低压异常，大于1.2者为高压异常。,第二章 试井分析理论基础,一、地层模型与假设提件,二、三个基本方程（运动、状态、连续）,三、弹性不稳定渗流微分方程的推导和表达式,第一节 试井分析理论基础,四、弹性不稳定渗流微分方程的解析解,（1）封闭油藏数学模型的解析解,（

10、2）封闭油藏视稳定状态的解析解表达式,第一节 试井分析理论基础,（3）无限大油藏数学模型的解析解,（4）定压边界油藏数学模型解析解表达式,五、无限作用油井无因次压力公式的近似表达式,六、测试半径和稳定时间的出现,（1）当x=10时，Ei(-x)=4.157*10-6,因此,可认为Ei(-x)趋于零。（2）当x0.01时,Ei(-x)曲线与1.781x 自然对数(-In1.781x)曲线趋于一致。因此，当x0.01时，Ei(-x)=-In（1.781x），误差为0.25。,早期曲线,中晚期曲线,第二节 试井设备工艺,试井仪器仪表包括：压力计、温度计、井下流量测试仪 井下取样器、井下钟机 抽油机示

11、功图测试仪器 液面探测仪、地面计量仪表 读卡仪等,9、油田上为什么要定期测静压?,答：在油田开发过程中，静压是衡量油层的标志，静压的变化与注入和采出油、气、水体积大小有关。如果采出的体积大于注入体积，会出现亏空，静压会低于原始地层压力，为了掌握地下动态，所以要定期测静压。10、大庆五定测压的内容是什么？答：测压深度固定，关井时间固定，测压仪器固定，测压方式及解释方法固定，油（水）井工作制度稳定。,第三章 压降试井分析法,油井压力降落测试是在整个地层压力达到平衡后，油井开井生产，并连续测量井底压力与产量的变化，然后将井底压力与生产时间作出曲线，以确定油层地质参数的试井方法。,压力测试一般要求：1

12、）测试前地层压力稳定；2）测试过程中油井产量稳定；,定义：探边测试是利用油气井生产时，压降漏斗在排驱面积范围内向外扩展的整个过程中，利用井点测试资料识别油层内各种边界的位置与性质的一种分析技术。由于探边测试的探索范围仅仅在排驱面积内，所以，它采用的基本公式和测试方法同压降测试方法完全相同，主要差别在于对资料的整理方法不同，也就是：（1）压降测试是利用井底压力与时间的变化关系来研究地层的性质；（2）探边测试是利用井底压力的导数,与时间变化关系研究地层性质。共同点：两者的地质解释都同样存在着多解性，所以必须结合具体的地质条件、动态特征等资料综合研究，才能得到较为可靠的结果,（一）基本公式,不稳定渗

13、流早期（弹性第一项）公式可改写为：,公式（3-32）,两边分别对时间求导，并除以qB,可得到,公式（3-33）,在双对数坐标内做图，将得到一条呈现45度的直线。直线位置的高低取决于D的大小，位于上部的曲线D越大，KH乘积越小。,D2yt,Y函数（压降速度）曲线,公式（3-36）,当压力降落进入视稳态阶段以后，压降规律将遵循公式：根据“y”函数的定义，可有,公式（3-37）,由此可见，在视稳态阶段的y函数是常数，如图右下角的水平曲线所示。由此可以估算出油井排驱范围内的孔隙体积Vp,公式（3-38）,“y”函数的变化大致有以下几种情况：,（二）“y”函数的地质解释,（1）在排驱面积内压力未受任何干

14、扰,地层流体以径向流方式连续向井内流动，压降漏斗不断向外扩展，压力未受干扰，排驱面积内不存在任何边界。当达到视稳态时，地层任一点压降速度保持不便，“y”函数保持常数,排驱面积无边界存在,“y”函数的变化大致有以下几种情况：,（二）“y”函数的地质解释,（2）外部高粘度流体的影响,假定一口气井生产，压降漏斗在均质地层中向外扩展并且与边水相遇。A表示在气区域内的传播，B表示压力在水域内传播的“y”函数。由于气体粘度小于水的粘度，所以DADB,外围有高粘度干扰,气区,水区,气水过渡区域,“y”函数的变化大致有以下几种情况：,（3）外部低粘度流体的影响,如果油井开采，压降漏斗在均质地层中向外扩展并且与

15、低粘度的水域或气顶相遇。A表示在高粘度的油区传播，DA 大，B表示压力在低粘度的水域或气顶内传播。DB小,外围有低粘度干扰,油区,水区或气顶,油/水(气)过渡区域,凝析气井“y”函数曲线,有断层的油井的“y”函数曲线特征,a y函数曲线 b 半对数曲线,气井压降测试“y”函数曲线,第四章 压力恢复试井分析法,压力恢复测试的方法是先将油、气井以不变的产量生产一定时间tp以后，井口关井，使其井底压力不断恢复，并且用井底压力计连续地记录关井时间t与不断上升的井底压力Pw(t)。,图4-3 压力恢复测试的理论曲线和实测曲线,双对数曲线分析的步骤大至可分几步?答:可分三步:初拟合；双对数曲线分析；特种识

16、别图分析；终拟合。压力恢复曲线分几段，各段主要内容是什么？答：分三段：续流段（压裂；天然裂缝；射孔不完善多层）；径向流段（地层系数；流动系数）；边界干扰段（封闭；不渗透边界；恒压边界）。压力恢复曲线续流段有轻微台阶是什么原因?答：仪器进压孔轻微堵塞；套管接箍漏；管外串槽。,压力恢复曲线稳定段有轻微台阶是什么原因?答：时钟时停时走；有高压水层串入。压力恢复曲线稳定段有周期性波浪是什么原因?答：仪器计录部份螺杆与滑鞍间隙大。续流时间的长短与哪些因素有关？答：与地层渗透率高低有关。渗透率越高，续流过程越短，相反，续流过程越长。与流饱压差大小有关。流饱压差越小，续流过程越长；反之，续流过程越短。与油井

17、的深浅有关。由于深井对井底的回压比浅井大，所以深井相对于浅井的续流过程要短些。,蛇曲状压力恢复曲线是什么原因造成的?答：主要出现在层间矛盾比较大的油层，当油水井关井以后，压力恢复曲线先反映主力油层压力趋势，随着时间的推移，接替层和加强层参与恢复的现象。压力恢复曲线稳定段中途下降后又稳升是什么原因?答：人为开井；井口漏汽；管外串槽。怎样在压力恢复曲线上确定断层？答：恢复曲线第三阶段明显上翘；上翘位置固定，具有连续性；上翘斜率是稳定径向流的二倍。压力恢复曲线出现断层反应如何解释地层参数？答：当压力恢复曲线出现断层反应时，应用第一直线段解释地层参数，用第二直线段解释地层平均压力。,在双对数曲线上，井

18、筒储存的特征是什么？答：双对数早期曲线斜率为1的直线。如何利用压力恢复曲线判断油井主要来水方向？答：利用同坐标井组压力恢复（压降）曲线，即：（多口水井；一口油井），其恢复曲线趋式与某一压降曲线趋势接近的，这口水井就是油井的来水方向。如何利用压力恢复曲线判断各油井与注水井联通的地质条件？答：利用同座标井组压力恢复（压降）曲线，即：（多口油井；一口水井），其压降曲线趋式与某一恢复曲线趋势接近的，则说明水井与某一油井的连通层地质条件好（渗透性；有效连通层）并是该油井主要来水方向。,注采平衡在同坐标压力恢复曲线上有什么变化？答：在同座标压力恢复曲线上，不同时期测得的压降（恢复）曲线各自相对变化位置基本

19、同步变化，这类曲线可解释为注采平衡。地层压力上升（下降）在同坐标压力恢复曲线上有什么变化？答：在同坐标压力恢复曲线上，不同时期测得的压降（恢复）曲线各自相对变化位置大于0.5Mpa或小于-0.5Mpa，可解释为地层压力上升或下降。,注采不平衡条件下,调整注水井工作制度对压力恢复曲线有什么影响?答：注采不平衡条件下,调整注水井工作制度，如注水量加强，地层水流动加快，其曲线斜率会变小，拐点会提前。反之斜率会变大，拐点会滞后。油井压力恢复曲线直线段斜率，在油井产量增加时，怎样变化？压裂和堵水成功后又是怎样变化？答：产量增加、斜率增大；压裂见效，斜率下降；堵水成功，斜率增大。均质模型导数曲线形态及特征

20、是什么？答：导数曲线早期因受井筒储存和表皮效应的影响出现驮峰后变平并趋于0.5参比线,没有边界反应。判断是无限大均质地层的依据是什么？答：实测双对数曲线与理论图版双对数曲线和导数曲线拟合良好.没有边界反应。,导数曲线平缓上升后变平并趋于0.5参比线,其动态有几种解释的可能？答：由于导数曲线变平并趋于0.5参比线,说明已出现了直线段,这类曲线多反应于压裂,酸化后井底附近渗透率变好井筒储存和表皮效应反应时间很短。导数曲线早期出现驮峰变平并趋于0.5参比线后又上升，所判断的地质特征在动态分析有几种解释的可能？答：出现这类曲线一般有三种解释：A，因直线段与0.5参比线吻合好,其油藏是均质的,上翘段是油

21、层不连续(断层或尖灭);B,流体在横向上不均质(属复合油藏);C,供油面积不对称或邻井干扰等。这三种情况要根据地质资料具体分析。,导数曲线早期出现驮峰变平并趋于0.5参比线后又下降至零，其动态有几种解释的可能？答：因直线段与0.5参比线吻合好,其油藏是均质的,因导数曲线急剧从0.5参比线下降至零，所以是恒压边界反应。导数曲线早期出现驮峰变平并趋于0.5参比线后上升又变平，其动态解释是什么？答：因直线段与0.5参比线吻合好,其油藏是均质的,第三段又变平且在0.5参比线以上，属油层内存在油水界面或断层；封闭系统的影响；（第三段高度小于1参比线是油水界面影响；高度是1则属于断层影响）。导数曲线早期出

22、现驮峰后下降又上升变平，其动态解释是什么？答：如果出现驮峰后下降至0.25参比线属双孔介质油藏,如不是则属于非均质所造成。,导数曲线早期出现驮峰变平并趋于0.5参数线以下，其动态解释是什么？答：属于双孔隙或双渗透油藏，但关井时间不够。如何判断因断层引起的压力恢复曲线上翘?答:凡符合下列三点的曲线上翘是由断层引起的：曲线上翘的继承性，而且上翘是由断层引起的；上翘斜率为直线段斜率的二倍以上；上翘段为直线而不是曲线。,表皮效应：是指在井筒周围一个很小的圆柱区域（Rs），由于钻井、完井过程中泥浆的浸入或酸化、压裂等增产措施的作用，这个小柱状区域的渗透率Ks与周围地层的渗透率K不同，产生了一个比较大的附

23、加压力降ps，这种现象就叫表皮效应。,1、Ks=K，rwerw ps0 S=0;2、Ks0 S0;3、KsK，rwerw ps0 S0;,井储效应（wellbore storage effect）与表皮效应（skin effect）介绍：,井储效应：是指与井筒容积内可压缩流体有关的一种物理现象。这种效应表现为井底层面流量qsf与井口流量q的差异。对于压降试井，表现为泄流效应即地面开井后，井口以一定流量生产而地层未有相应大小的流量产出的现象。对于压力恢复试井，即地面关井后，井底层面仍有一定量流体流入井筒的现象。,井储效应（wellbore storage effect）与表皮效应（skin ef

24、fect）介绍：,第五章 确定单井平均地层压力方法,图5-1 用压力恢复曲线确定地层压力,封闭矩形排驱面积内一口井的镜像反映,（1）多边形内一口井的压力降落公式,（2）多边形内一口井的压力恢复公式,MBH法公式的推导,MBH法公式的推导,（3）弹性驱动的物质平衡方程,（4）单井平均地层压力公式,第六章 气井不稳定试井方法,（1）三个方程的推导,运动方程 状态方程连续方程,（2）视压力概念的提出,（3）微分方程的解及有关的试井公式,第六章 气井试井,气体不稳定渗流方程,(6-17),气体不稳定渗流方程,为进一步简化公式617，分三种情况讨论：,（1）在不同压力条件下，p/uz保持常数,（618）

25、,上式与流体的不稳定渗流方程形式相同,气体不稳定渗流方程,（2）假设在不同压力条件下，uz保持常数,（619）,由于,气体不稳定渗流方程,并且认为储层中压力梯度很小，则可以忽略压力梯度的平方项，即,因此，公式（619）经过整理后可有,（620）,气体不稳定渗流方程,（3）根据气藏的实际情况，u、z都是压力的函数，它们的乘积或p/uz在不同压力条件下都不是常数，这样的气体不稳定渗流方程最能反映气藏实际情况，于是定义视压力为,（621）,气体不稳定渗流方程,其中，P0是某种标准压力，然后,（622）（623）,将公式622、623代入公式617，并且认为,则可以得到，,气体不稳定渗流方程,第七章

26、双孔介质油藏常规试井分析法,（1）双孔介质概念,（2）双孔介质模型及解析解,（3）应用,双孔隙度双重介质概念,第二节 双孔隙度双重介质数学模型及其解析解,公式7-16,公式（7-15）与公式（7-16）曲线有所不同，如图7-5所示，可以将公式（7-15）的理论曲线划分成三段，即第直线段、过渡段、第直线段。同时过渡段本身可以划分为3部分。从整体上看，理论曲线具有两条斜率为i的平行直线中间有一个水平台阶的特征。,压力恢复理论曲线的分析,压力恢复曲线5个线段特征主要取决于其中的含有2个回复时间t的幂积分函数中的变量x的值,公式7-15,将上式按照幂积分函数性质简化,(4)过渡段（3）,(5)直线段I

27、I,油井酸化处理酸化的目的是使酸液大体沿油井径向渗入地层，从而在酸液的作用下扩大孔隙空间，溶解空间内的颗粒堵塞物，消除井筒附近使地层渗透率降低的不良影响，达到增产效果。压裂酸化在足以压开地层形成裂缝或张开地层原有裂缝的压力下对地层挤酸的酸处理工艺称为压裂酸化。压裂酸化主要用于堵塞范围较深或者低渗透区的油气井。压裂所谓压裂就是利用水力作用，使油层形成裂缝的一种方法，又称油层水力压裂。油层压裂工艺过程是用压裂车，把高压大排量具有一定粘度的液体挤入油层，当把油层压出许多裂缝后，加入支撑剂(如石英砂等)充填进裂缝，提高油层的渗透能力，以增加注水量(注水井)或产油量(油井)。常用的压裂液有水基压裂液、油

28、基压裂液、乳状压裂液、泡沫压裂液及酸基压裂液5种基本类型。,高能气体压裂用固体火箭推进剂或液体的火药，在井下油层部位引火爆燃(而不是爆炸)，产生大量的高压高温气体，在几个毫秒到几十毫秒之内将油层压开多条辐射状，长达25m的裂缝，爆燃冲击波消失后裂缝并不能完全闭合，从而解除油层部分堵塞，提高井底附近地层渗透能力，这种工艺技术就是高能气体压裂。高能气体压裂具有许多优点，主要的有以下几点，不用大型压裂设备；不用大量的压裂液；不用注入支撑剂；施工作业方便快速；对地层伤害小甚至无伤害；成本费用低等。,垂直裂缝井的试井曲线分析,森科李的垂直裂缝井分析与典型曲线匹配,垂直裂缝井的试井曲线分析,垂直裂缝井的试

29、井曲线分析,垂直裂缝井的试井曲线分析,d视径向流动,在裂缝对地层流体流动的影响范围以外(线性流动影响逐渐消失以后)，在弹性机理作用下，地层流体以径向流动方式向裂缝影响区汇集，如图(d)所示,垂直裂缝井的试井曲线分析,垂直裂缝井的试井曲线分析,垂直裂缝井的试井曲线分析,图811 地层线性流动在双对数坐标内的特征,垂直裂缝井的试井曲线分析,垂直裂缝井的试井曲线分析,垂直裂缝井的试井曲线分析,三、森科李典型曲线及其匹配求参,垂直裂缝井的试井曲线分析,垂直裂缝井的试井曲线分析,第九讲 油气井中途测试（DST）,一、中途测试仪器 原理 应用二、DST的过程三、中途测试的压力卡片的读取与识别四、DST的资料应用,