油藏工程课件-第三章-4-试井分析的基本理论知识.ppt
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- 油藏 工程 课件 第三 分析 基本理论 知识
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1、中国地质大学(北京)中国地质大学(北京)能源学院能源学院中国地质大学(北京)中国地质大学(北京)能源学院能源学院u 常用油藏动态监测方法有哪些?常用油藏动态监测方法有哪些?u 什么是油藏动态监测?什么是油藏动态监测?油藏资料油藏资料静态资料静态资料动态资料动态资料岩石流体物性资料岩石流体物性资料地质资料地质资料生产资料生产资料监测资料监测资料中国地质大学(北京)中国地质大学(北京)能源学院能源学院 油藏动态监测方法:应用动态资料油藏动态监测方法:应用动态资料(生产资料、生产资料、压力测试资料、示踪剂浓度产出曲线压力测试资料、示踪剂浓度产出曲线)分析、评价分析、评价油藏的动态和地层参数。油藏的动
2、态和地层参数。试井分析方法试井分析方法 示踪剂分析方法示踪剂分析方法 生产测井分析方法生产测井分析方法 井间地震(四维地震)井间地震(四维地震)电位法电位法中国地质大学(北京)中国地质大学(北京)能源学院能源学院试井分析的基本理论知识试井分析的基本理论知识 试井分析是油气田开发过程中常用的动态监测方法之一,用于试井分析是油气田开发过程中常用的动态监测方法之一,用于评价油气藏的动态特征和地层参数。评价油气藏的动态特征和地层参数。试井(试井(Well Testing):):油气水井测试及分析的简称。油气水井测试及分析的简称。测试:测试:将压力计下到油层或气层或注水层部位,开井或关井记录井将压力计下
3、到油层或气层或注水层部位,开井或关井记录井 底压力随时间的变化。底压力随时间的变化。分析(分析(试井解释试井解释Well Testing Interpretation):):应用渗流力学理应用渗流力学理论,分析测试数据,反求油气层和井的动态参数。论,分析测试数据,反求油气层和井的动态参数。涉及领域:油层物理、渗流力学、计算机科学、测试工艺和仪器等。涉及领域:油层物理、渗流力学、计算机科学、测试工艺和仪器等。中国地质大学(北京)中国地质大学(北京)能源学院能源学院试井分析的基本理论知识试井分析的基本理论知识投放及打捞压力计工具投放及打捞压力计工具0500010000150002000025000
4、3000035000400004500005001000150020002500累积时间(h)压力(KPa)05000100001500020000250003000035000400004500005001000150020002500累积时间(h)压力(KPa)测试层测试层压力计压力计封隔器油管套管流量计测试阀井油、气、水中国地质大学(北京)中国地质大学(北京)能源学院能源学院试井分析的基本理论知识试井分析的基本理论知识1 试井的目的试井的目的 试井是认识油气藏、评价油气藏动态、完井质量以及措施效果的重要试井是认识油气藏、评价油气藏动态、完井质量以及措施效果的重要手段,试井测试所录取的资料
5、是各种资料中唯一在油气藏流体流动状态下手段,试井测试所录取的资料是各种资料中唯一在油气藏流体流动状态下录取的资料,因而分析结果也最能代表油气藏的动态特征。录取的资料,因而分析结果也最能代表油气藏的动态特征。具体地说,它可以确定下列参数:具体地说,它可以确定下列参数:(1)确定原始地层压力或平均压力;)确定原始地层压力或平均压力;(2)确定地下流体在地层内的流动能力,即流动系数等;)确定地下流体在地层内的流动能力,即流动系数等;(3)对油井进行增产措施后,判断增产效果;)对油井进行增产措施后,判断增产效果;(4)了解油藏形状,目的是了解油藏能量范围;)了解油藏形状,目的是了解油藏能量范围;(5)
6、估算油藏单井控制储量。)估算油藏单井控制储量。中国地质大学(北京)中国地质大学(北京)能源学院能源学院试井分析的基本理论知识试井分析的基本理论知识系统试井等时试井产能试井修正等时试井一点法试井试井压力降落试井单井不稳定试井 压力恢复试井中途测试不稳定试井干扰试井多井不稳定试井脉冲试井2 试井的分类试井的分类 按照测试目的,试井可分为两种按照测试目的,试井可分为两种:第一种主要是用来测定油气:第一种主要是用来测定油气井产能的试井,称为产能试井;第二种主要是用来了解储层特性的井产能的试井,称为产能试井;第二种主要是用来了解储层特性的试井,称为不稳定试井。试井,称为不稳定试井。(二)按流体性质分类二
7、)按流体性质分类(1 1)油井试井)油井试井(2 2)气井试井)气井试井(3 3)水井试井)水井试井(4 4)多相试井)多相试井(三)按地层类型分类三)按地层类型分类(1 1)均质油藏试井)均质油藏试井(2 2)双孔介质油藏试井)双孔介质油藏试井(3 3)双渗介质油藏试井)双渗介质油藏试井(4 4)复合油藏油藏试井)复合油藏油藏试井(1 1)垂直井)垂直井 (2 2)水平井)水平井 (3 3)压裂井)压裂井 (4 4)径向井、分支井)径向井、分支井(1 1)常规试井分析方法(半对数)常规试井分析方法(半对数)(2 2)现代试井分析方法(双对数)现代试井分析方法(双对数)(四)按井类别分类(四)
8、按井类别分类(五)按试井资料处理方式分类(五)按试井资料处理方式分类常用油藏物理模型(地层类型地层类型)k均质模型双渗介质k1k2双孔介质k1k2复合介质k1k2中国地质大学(北京)中国地质大学(北京)能源学院能源学院 图 3-3 系统试井产能及井底压力变化示意 t P wf4 P wf2 P wf3 P R P P wf1 t 产 量 时间 Q 1 Q 2 Q 3 Q 4 时间 试井分析的基本理论知识试井分析的基本理论知识2.1 产能试井产能试井系统试井系统试井 系统试井测试又称为稳定试井,也称多点测试方法。系统试井测试又称为稳定试井,也称多点测试方法。气井以多个产量生气井以多个产量生产时,
9、测取相应的稳定井底流压。产时,测取相应的稳定井底流压。测试方法是:以一个较小的产量生产稳定测试方法是: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,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,如此改变如此改变4-5个工作制度。个工作制度。油井稳定试井所得到的成果油井稳定试井所得到的成果n采油指数采油指数(PI)-单位生产压差所对应的产量单位生产压差所对应的产量n无阻流量无阻流量(AOF)-流压为流压为0.1MPa时的产量时的产量 n合理工作制度(合理产量)合理工作制度(合理产量)气井稳定试井所得到的成果气井稳定试井所得到的成果n
10、 指数式产能曲线和指数式产能曲线和产能方程产能方程n 二项式产能曲线和二项式产能曲线和产能方程产能方程n 无阻流量无阻流量(AOF)n 合理产量合理产量n 流入动态关系曲线流入动态关系曲线(IPR)中国地质大学(北京)中国地质大学(北京)能源学院能源学院 等时生产数据只要结合一个稳定的流动点就可以用来替代完全稳定的常等时生产数据只要结合一个稳定的流动点就可以用来替代完全稳定的常规产能试井。规产能试井。等时试井是由交替地关井和开井组成的等时试井是由交替地关井和开井组成的。关井要一直关到稳定。关井要一直关到稳定的或非常接近于稳定的压力。开井时以不同的产量生产相同的时间的或非常接近于稳定的压力。开井
11、时以不同的产量生产相同的时间t t,并记录,并记录下井底流动压力下井底流动压力P Pwfwf。为达到稳定条件,其中一个生产测试要进行足够长的时。为达到稳定条件,其中一个生产测试要进行足够长的时间,一般称它为延长的生产时间。间,一般称它为延长的生产时间。试井分析的基本理论知识试井分析的基本理论知识2.1 产能试井产能试井等时试井等时试井中国地质大学(北京)中国地质大学(北京)能源学院能源学院 在致密或低渗油气藏中,要在第一个生产阶段之前获得完全稳定的油藏在致密或低渗油气藏中,要在第一个生产阶段之前获得完全稳定的油藏压力,或在测试期间要关井恢复到原始压力,总是不切实际的。因此,作为压力,或在测试期
12、间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。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。为此,为此,Katz等人提出了一种修正的等时试井,操作时关井时间等于生产等人提出了一种修正的等时试井,操作时关井时间等于生产时间,即时间,即开井生产的时间与关井恢复的时间是完全相等的开井生产的时间与关井恢复的时间是完全相等的。试井分析的基本理论知识试井分析的基本理论知识2.1 产能试井产能试井修正等时试井修正等时试井中国地质大学(北京)中国地质大学(北京)能源学院能源学院一点法测试是只测一个工作制度下的稳定压力。一点法测试是只测一个工作制
13、度下的稳定压力。一点法测试对于探井缺少集一点法测试对于探井缺少集输流程和装置时,可以大大缩短输流程和装置时,可以大大缩短测试时间,减少气体的放空和节测试时间,减少气体的放空和节约大量的费用,减少资源的巨大约大量的费用,减少资源的巨大浪费。对于新区探井,是一种测浪费。对于新区探井,是一种测试效率比较高的方法。缺点是对试效率比较高的方法。缺点是对于资料的分析方法带有一定的经于资料的分析方法带有一定的经验性和统计性,其分析结果有一验性和统计性,其分析结果有一定的偏差。定的偏差。试井分析的基本理论知识试井分析的基本理论知识2.1 产能试井产能试井一点法测试一点法测试中国地质大学(北京)中国地质大学(北
14、京)能源学院能源学院方法方法测测 试试 程程 序序压差压差计算计算适用适用地层地层初始初始静压静压开井开井1 1关井关井1 1开井开井2 2关井关井2 2开井开井3 3关井关井3 3延长延长测试测试系统系统稳定稳定静压静压较长时较长时间稳定间稳定/较长时较长时间稳定间稳定/较长时较长时间稳定间稳定/p pR R-p pwfiwfi无边界影响的无边界影响的高渗透地层高渗透地层等时等时稳定稳定静压静压短时间短时间不稳定不稳定测恢复测恢复压力至压力至稳定点稳定点短时间短时间不稳定不稳定测恢复测恢复压力至压力至稳定点稳定点短时间短时间不稳定不稳定测恢复测恢复压力至压力至稳定点稳定点长时长时间至间至稳定
15、稳定压力压力p pRiRi-p pwfiwfip pRiRi 应基应基本相同本相同无边界影响的无边界影响的中等渗透地层中等渗透地层修正修正等时等时稳定稳定静压静压短时间短时间不稳定不稳定与开井与开井间隔相间隔相同不稳同不稳定点定点与与1 1开开井相同井相同与与1 1关关井相同井相同与与1 1开开井相同井相同与与1 1关关井相同井相同长时长时间至间至稳定稳定压力压力p pwsiwsi-p pwfiwfi低渗地层低渗地层一点一点稳定稳定静压静压稳定稳定流压流压/p pR R-p pwfwf对产能方程中对产能方程中的系数的系数n n和和B B比比较了解的地层较了解的地层中国地质大学(北京)中国地质大
16、学(北京)能源学院能源学院试井分析的基本理论知识试井分析的基本理论知识2.2 不稳定试井不稳定试井单井不稳定试井单井不稳定试井压力降落试井(压力降落试井(Drawdown Well TestDWT)以定产量生产,井底压力随时间不断下降,压力计记录压力随时以定产量生产,井底压力随时间不断下降,压力计记录压力随时间的变化。适用于新井或关井时间较长压力稳定的井。间的变化。适用于新井或关井时间较长压力稳定的井。很多的试井分析方法都是在压力降落试很多的试井分析方法都是在压力降落试井条件下推导而得到的。但实际油田开发过井条件下推导而得到的。但实际油田开发过程中很难满足压力降落测试的条件。主要原程中很难满足
17、压力降落测试的条件。主要原因为:因为:产量很难维持恒定;产量很难维持恒定;开井生产前很难维持地层压力均匀分布。开井生产前很难维持地层压力均匀分布。中国地质大学(北京)中国地质大学(北京)能源学院能源学院试井分析的基本理论知识试井分析的基本理论知识2.2 不稳定试井不稳定试井单井不稳定试井单井不稳定试井压力恢复试井(压力恢复试井(Buildup Well TestBWT)生产一段时间后,瞬时关井测井底压力随时间的变化。生产一段时间后,瞬时关井测井底压力随时间的变化。压力恢复测试的优点是容易实现常压力恢复测试的优点是容易实现常流量的条件(流量为流量的条件(流量为0),其缺点是:),其缺点是:很难实
18、现关井前定产量生产;很难实现关井前定产量生产;关井测试时影响油田产量。关井测试时影响油田产量。中国地质大学(北京)中国地质大学(北京)能源学院能源学院2.2 不稳定试井不稳定试井单井不稳定试井单井不稳定试井中途测试(中途测试(Drill-stem testingDST)试井分析的基本理论知识试井分析的基本理论知识 在钻进中根据本地区勘探开发所需,停钻进在钻进中根据本地区勘探开发所需,停钻进行测试,测试后或恢复继续钻进,或在获得高产行测试,测试后或恢复继续钻进,或在获得高产油气流时完井投产,这种自上而下逐层测试的方油气流时完井投产,这种自上而下逐层测试的方法叫法叫中途测试中途测试。中途测试要求取
19、全取准资料外还。中途测试要求取全取准资料外还要求时间尽量短,还要恢复钻进,在裸眼中需要要求时间尽量短,还要恢复钻进,在裸眼中需要封隔器。有支撑式,膨胀跨隔式中途测试工具之封隔器。有支撑式,膨胀跨隔式中途测试工具之分。分。中国地质大学(北京)中国地质大学(北京)能源学院能源学院试井分析的基本理论知识试井分析的基本理论知识2.2 不稳定试井不稳定试井多井不稳定试井多井不稳定试井干扰试井(干扰试井(Interference Well Test)给激动井给激动井A一个变化信号,测试观察井一个变化信号,测试观察井B的压的压力变化。测试的目的是确定两井之间地层的连通性。力变化。测试的目的是确定两井之间地层
20、的连通性。激动井可通过开井、关井、注入和停注等方式来施激动井可通过开井、关井、注入和停注等方式来施加信号。加信号。目前不仅有井间干扰试井,还有同井层间目前不仅有井间干扰试井,还有同井层间干扰试井。干扰试井。通过改变激动层流量,记录观测层的压力响应,通过改变激动层流量,记录观测层的压力响应,判断层间连通状况。如果连通,则进一步确定层判断层间连通状况。如果连通,则进一步确定层间垂向地层参数。间垂向地层参数。中国地质大学(北京)中国地质大学(北京)能源学院能源学院试井分析的基本理论知识试井分析的基本理论知识2.2 不稳定试井不稳定试井多井不稳定试井多井不稳定试井脉冲试井(脉冲试井(Pulse Wel
21、l Test)A井产量以多脉冲的形式改变,记录井产量以多脉冲的形式改变,记录B井的井底压力随时间的变化。井的井底压力随时间的变化。激动井以一系列连续的开井生产和关井序列进行试井。每次流动的激动井以一系列连续的开井生产和关井序列进行试井。每次流动的流量和生产时间是一样,所有的关井也有相同的时间,但并不一定要与流量和生产时间是一样,所有的关井也有相同的时间,但并不一定要与流动时间相同。与单脉冲干扰信号相比,三或四个脉冲更容易确定出噪流动时间相同。与单脉冲干扰信号相比,三或四个脉冲更容易确定出噪声压力环境下观察井的压力响应信号。声压力环境下观察井的压力响应信号。Johnson and co-work
22、ers(1966)devised a well testing procedure,called pulse testing,to generate rock properties data between wells.In this procedure,a series of producing rate changes or pluses is made at one well with the response being measured at adjacent wells.中国地质大学(北京)中国地质大学(北京)能源学院能源学院中国地质大学(北京)中国地质大学(北京)能源学院能源学院
23、试井分析的基本理论知识试井分析的基本理论知识3 试井分析基本概念试井分析基本概念n 无量纲量无量纲量n 表皮效应与表皮系数表皮效应与表皮系数n 井筒储集效应与井筒储集系数井筒储集效应与井筒储集系数n 试井模型试井模型n 压力导数压力导数n 流动状态流动状态中国地质大学(北京)中国地质大学(北京)能源学院能源学院试井分析的基本理论知识试井分析的基本理论知识3 试井分析基本概念试井分析基本概念3.1 无量纲量无量纲量 一般来说,某一物理量被度量的数值大小与测量单位的选择有关系,一般来说,某一物理量被度量的数值大小与测量单位的选择有关系,我们称此物理量为有量纲量。比如,体积具有长度三次方的量纲我们称
24、此物理量为有量纲量。比如,体积具有长度三次方的量纲L3,产,产量的量纲为量的量纲为L3T-1。但也有些物理量量纲为。但也有些物理量量纲为1,如含油饱和度、原油体积,如含油饱和度、原油体积系数、孔隙度、表皮系数等,这些物理量我们称之为无量纲量。系数、孔隙度、表皮系数等,这些物理量我们称之为无量纲量。要计算某一有量纲物理量往往需涉及到许多其他有量纲物理量,有时要计算某一有量纲物理量往往需涉及到许多其他有量纲物理量,有时很不方便。为了一定的目的,常常把某些有量纲的物理量无量纲化,即引很不方便。为了一定的目的,常常把某些有量纲的物理量无量纲化,即引进新的无量纲量。进新的无量纲量。一般来说,物理量的无量
25、纲化就是这一物理量与别的一一般来说,物理量的无量纲化就是这一物理量与别的一些物理量的组合,并与这一物理量成正比。物理量的无量纲量常常用下标些物理量的组合,并与这一物理量成正比。物理量的无量纲量常常用下标D表示。表示。中国地质大学(北京)中国地质大学(北京)能源学院能源学院试井分析的基本理论知识试井分析的基本理论知识3 试井分析基本概念试井分析基本概念3.1 无量纲量无量纲量 无量纲化的方法不是唯一的无量纲化的方法不是唯一的。人们往往根据不同的需要,用不同的。人们往往根据不同的需要,用不同的方法定义同一个无量纲量。例如在试井解释中,在不同的场合使用不同方法定义同一个无量纲量。例如在试井解释中,在
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