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油气井试井原理与方法

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油气 井试井 原理 方法
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第一节 试井分析基础理论第二节 均质油藏常规试井分析方法第三节 双重介质油藏的试井分析第四节 垂直裂缝井的试井分析第五节 气井不稳定试井分析第六节 现代试井分析方法第三章 油气井试井原理与方法一、不稳定试井的基本原理当油藏中的流体处于平衡状态(静止或稳定状态)时,若其中一口井的工作制度(或压力)改变,则在井底将造成一个压力扰动,此扰动将随着时间的推移而不断向井壁四周地层径向地扩展,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,在该井或其他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,就可以判断和确定井和油藏的性质。第一节 试井分析基础理论二 、 试井概念 定义 1:试井是一种通过获得有代表性储层流体样品、测试同期产量及相应的井底压力资料来进行储层评价的技术。 定义 2: 是为获取井或地层参数将压力计下入到井下测量压力和 /或流量随时间的变化,并进行测试资料分析处理总过程的简称 。试井包括试井测试(矿场测试)和试井解释(测试资料分析处理)两部分。试井测试包括:测试仪器 (测试仪器的原理、性能及使用) 和测试工艺 。 测试内容包括流量、压力、温度和取样等。试井解释:通过对井的测试信息的研究,确定反映测试井和储层特性的各种物理参数。 试井解释涉及到了油气渗流理论及其应用,已经形成了一套实用的试井解释方法。试井解释方法(或试井分析方法)是利用渗流理论分析测试资料,评价地层或井参数的方法 ,是油气渗流理论在油气田开发中的实际应用。习惯上, 将试井分析方法分为常规试井分析方法和现代试井分析方法 。三、试井分析方法的重要性 试井是油藏工程的组成部分,它涉及油层物理、渗流理论、计算机技术、测试工艺和仪器仪表等各个领域,是评价油气田开发动态的主要技术手段和基础工作之一。 评价油藏动态及其参数常用的方法有 :岩心分析方法、地球物理方法、测井方法及试井分析方法等 。1.岩心分析方法岩心分析方法得到的地层渗透率 只能代表取心井点处的绝对渗透率 ,它的优点是能准确反映渗透率沿地层厚度的变化,但对确定井的产能意义不大;2.地球物理方法地球物理方法求得的地层参数大都必须依据岩心分析或其他资料,而且 精度不高,只能代表井底周围地带的情况 ;3.测井方法测井方法得到的地层参数也 只能反映近井地带的地层情况,且是在流体静止条件下测得的,不能反映井的动态 ;4.试井分析方法( 1) 试井分析方法求得的地层参数代表井附近及较大范围内的平均有效渗透率,代表性强 ,也就是说这些参数是在流体流动条件下测得的,与井的产能直接相关。因此,只有通过试井分析方法才能确定工艺条件变化(如油层堵塞和改造措施)引起的渗透率变化及相应的产能变化;( 2)试井工艺简单、成本低廉,成本较取心低的多;( 3)试井不受开发阶段的限制,开发初期、中期、晚期什么时候都可以进行,每口井都可以进行试井 ;( 4)油层参数由生产动态求出并于预测生产动态的精确度高,因此试井分析所得到的油藏动态参数是开发所必需的,其他方法不能代替。因此,试井成为油藏工程师和采油工程师认识油藏、判断增产措施效果的重要手段。试井分析方法在油田开发中具有相当重要的地位。四、试井的目的试井测试技术是认识油气藏,评价油气藏动态、完井效率以及措施效果的重要手段。 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性。 具体地说,试井可以解决下列问题:( 1)确定地层压力(原始地层压力或平均压力);( 2)估算测试井的单井控制储量;( 3)确定地下流体在地层内的流动能力,即获取渗透率和流动系数等;( 4) 井底储层污染评价 ,求取表皮系数,包括对油气井进行增产措施后,判断增产效果(酸化和压裂效果);( 5) 了解油藏形状 ,目的是为了了解油藏能量范围,确定边界性质如断层、油水边界和尖灭等,以及边界到测试井的距离;( 6)判断井间连通性和注采平衡分析( 7)描述油藏中的非均质性。五、试井分类依据不同标准,分类不同:1.根据测试参数随时间的变化分:稳定试井与不稳定试井;( 1)稳定试井(或产能试井):利用流体稳定渗流规律进行的试井。( 2)不稳定试井:利用流体不稳定渗流规律进行的试井。产量或压力随时间变化的试井叫不稳定试井。 不稳定试井是改变测试井的产量,并测量由此而引起的井底压力随时间的变化。这种压力变化同测试过程的产量有关,也同测试井和测试层的特性有关。因此, 运用试井资料,即测试过程中的井底压力和产量资料,结合其他资料,可以计算测试层和测试井的许多特性参数。不稳定试井包括单井不稳定试井和多井不稳定试井。 单井不稳定试井包括:压力降落试井、压力恢复试井、压力落差试井、注入能力试井和段塞流试井。 多井不稳定试井包括:干扰试井和脉冲试井。干扰试井主要目的是确定井间的连通性 。 动井)施加一信号,记录 察井)的井底压力变化,分析判断 A、 冲试井是 录 们一般说的试井就是指不稳定试井。2.从测试井的流体类型来分类:油井试井、气井试井、水井试井;3.根据生产条件分类:压降试井、压恢试井。六、试井技术的发展稳定试井可以求得采油指数,但耗时费事。稳定试井在确定油井工作制度方面有独特作用,而在求地层参数方法,则主要依据不稳定试井。不稳定试井的压力恢复(或压降)资料可按测压时间分为早期、中期和晚期三个阶段(图 1)。 早期资料主要反映井筒附近动态(污染、增产措施状况); 中期资料反映总的油藏状态,分析这阶段数据可求得地层参数( ; 晚期资料以边界影响为主,并可求得油藏平均压力,判断断块油藏边界与形状。试井技术发展已经有 80多年的历史。 作为认识油层的一个主要手段,其理论与工艺迅速发展,应用范围日益广阔, 已从简单的地层压力推算发展到能够比较全面地认识油、气藏内部岩石与流体的特性、储层产能和井筒状况的水平。1920~1930年间首次用不稳定试井方法研究了晚期料,从而解决了利用井底压力推算油藏平均压力的问题。 然而,对于低渗透油气层,取得晚期资料需要很长的关井时间。1950~1960年间进一步发展了以分析中期资料为主的不稳定试井方法 ,将实测井底压力和相对应的时间数据,绘制在半对数坐标系中(图 1),找出直线段进行分析,这就是以 1951 年 主创立的 常规试井分析方法 。我国各油田从60年代初期大量使用多种常规试井分析法来确定油层压力和地层参数,判断油藏中边界状况,估计压裂、酸化效果等。1954年 出任意形状油藏中压力的变化关系,这种方法叫做 。利用 勘探初期根据一口井较长时间的测试资料可以确定油藏边界、推断断块油藏供油面积的形状。对我国众多的断决油藏是一种值得推广和结合实际加以完善的方法。70年代 典型曲线分析为主的早期试井分析方法 后,现代试井解释方法有了重要进展。1979年 对数压力典型曲线分析法 , 1983年 力导数典型曲线分析法 ,到此, 为了石油工业标准,这也就标志着现代试井解释技术的诞生。所以从试井的发展里程来看,试井又可以分常规试井分析方法和现代试井分析方法。1、无界地层定产条件下的渗流理论当单相微可压缩流体从无限大均质、等厚各向同性(不存在纵向渗透率)的油层中流入井筒时,渗流服从达西定律。油井以恒定产量 通常情况下地层中会出现下列流动阶段:① 早期段 ,指油井开始生产时井筒储存效应影响井底压力变化的时期,即续流阶段。② 不稳定流动阶段 ,早期段结束后地下流体径向地流向油井,反映井周围地层的平均性质。七、不稳定试井的数学模型和基本方程不稳定流动阶段的渗流力学模型的假设条件: 无限大均质、等厚、各向同性的地层中有一口生产井,地层中只有单相流体流动,流体微可压缩且压缩系数为常数,油藏中压力梯度较小; 油井以恒定产量 产前地层的原始压力为 上述假设条件下则有下列渗流模型: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。i p pr r r k h          ()t o o w w g g S C S C S C   上述数学模型 得到井底压力)( tp  )(2,当井底存在污染 、 tr w时( 该条件极易满足),则有: )l 23Q—— m3/d —— h—— — pa/— h r —— 界地层定产条件下的渗流理论 当油井开井生产后,在地层内就发生压力降落,而且波及的越来越大,压降漏斗不断扩大和加深。由于地层是有界的,当压力波传到边界之前为压力波传播的第一阶段。把第一阶段称为 不稳定的早期 ,此时由于边界对压力波的传播未产生影响,所以压力传播的规律与无界地层中的完全一样 —— 分为早期段和不稳定流动阶段 。 当到达边界后,由于无外来的能量补充,压力将继续下降,出现了 压力波传播的第二阶段 。该阶段又可 分为两个阶段:不稳定晚期和拟稳定期。不稳定晚期是指压降漏斗传到边界的前一段时期,有时也称为过渡期 。压降漏斗传到边界,经过一段时间后,地层各点的压力下降相对稳定,任一点的下降速度相同,此时称为 拟稳定期 。不稳定渗流早期 不稳定渗 流晚期 拟稳定流期弹性驱动第一相 弹性驱动第二相生产时间边界井底t=应有各自的解。21 4 . 6 8 2223( ) l n 0 . 8 424t p S eK h r r     弹性驱动不稳定渗流第二相初期的实用公式。若进入弹性驱动第二相晚期,可简化为:223( ) l t p SK h r r    弹性驱动第一相]l 23sr   达西单位制1、井筒储存效应八、试井过程中的物理现象和有关概念试井的早期资料总是或多或少受井筒储存效应影响。以液体充满井筒的压降试井为例。 开井时,设井口产量为 于井筒中的液体具有弹性,井口开井效应传至井底要经历一定的时间;在开井后的一端时间 Δ出的原油完全是由于井筒中受到压缩的原油膨胀的结果,油藏中并无流体流入井内,即井底产量。只有当井口开井效应传至井底, 经过 Δ 1a)。 在 Δ另一部分仍是由于井筒流体的弹性膨胀,这种现象称为 井筒卸载效应。1t2t在压力恢复情形,关井虽然井口产量 ,但油藏中仍有流体继续流入井内,即井底产量 ,而是在 Δ 1b),这种现象叫 井筒续流效应 。如井筒卸载现象一样,它也是井筒流体的弹性或压缩性引起的。2t1t井筒卸载效应和井筒续流效应统称为 井筒储存效应 ,可用井筒储存系数 C(或称井筒储集常数)来表示井筒存储效应的大小:33/C m M P P a— — 井 筒 储 存 系 数 , ;— — 井 筒 中 流 体 体 积 的 变 化 , ;— — 井 底 压 力 的 变 化 , 。当井筒中充满单相流体时: w b w C当井筒中存在两相界面时(即液面不到井口): 1 0 2 . 03/3 m / — 井 筒 中 弹 性 流 体 容 积 ( 井 筒 容 积 ) , ;— — 井 筒 条 件 下 的 流 体 压 缩 系 数 , ;— — 单 位 长 度 井 筒 的 容 积 , ;— — 井 筒 条 件 下 流 体 的 密 度 , 。在图 1 的1t时间内井筒效应称为 纯井筒储存效应 ,用字母 P 示,这时的压力变化是试井分析中重要的判断准则之一,即 1这一准则可以导出 计算井筒效应系数的公式 24P W B 式中P W B 为 双对数曲线中 45° 直线上取任意点的坐标值,由此求得 C 值。 如果把 P 段的资料在直角坐标系中作图,由上式可知, 成一直线关系,设其斜率为 m’ ,则也可从 m’ 求 C 值。 '24 由于钻井、完井、压裂、酸化等因素,会引起井周围地层渗透率变化,设想在井筒周围存在一个很小的环状区域(污染区),这个小环状区域的渗透率与油层渗透率不相同。因此, 当原油从油层流入井筒时,在井筒附近产生一个附加压力降,这种现象叫做表皮效应(或趋肤效应)。 钻井和完井往往会引起井筒周围渗透率的降低,而酸化和压裂可以改善井筒周围的渗透性,下面以井筒周围渗透率的降低为例来说明表皮系数的定义:2、表皮效应与表皮因子如图 2所示,设污染区的渗透率为 径为 2 井筒污染区示意图图 3 污染区的存在对井底压降的影响 1p代表污染区存在时从半径  2p代表污染区不存在时从半径  表由于污染区的存在造成的压力降 。  它们之间有下列关系: 21 s 附加压力降由于以认为污染区内的流动为稳定流动,则有:   以, 于污染区的性质,表皮系数 S 的 定义式 为:  所以 表皮系数 实质上是无因次化的附加压力降。 3 31 . 8 4 2 1 0 1 . 8 4 2 1 0 K S PK h q B       表皮系数(或趋肤因子、污染系数)的定义为:将附加压力降(用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,用 S>0,数值越大,表示污染越严重; S=0,井未受污染; S 2 1 M P a 时: ( 10 ) 3 、外边界具有恒定压力的有限圆形地层中心一口井 数学模型如下: )(2)()(0 )()( 当 p 2 1 M P a 时有: )/l n (( 12 ) 上式和气井稳定渗流时的压力表达式完全一样。由此可见, 对气井来说,当边界为恒压供给边界时,生产后期也将达到稳态生产。 二、气井的压降和压力恢复试井分析方法 1 、压降分析 用压力小于 14 兆帕的压力平方公式来讨论。对于压力不在此范围的情况,分析方法相同。气井的压降试井中,在不稳定的早期,和单相液体相同。由于压力波还没有扩展到外边界,因此,无论地层边界情况如何,其压力特征和无限大地层中的压力传播一样,压降分析可用式( 6 )。 将式( 6 )写成: (32322即:(22由此可见,气井稳定生产,若控制产量稳定,则),(22 与开井时间 对 数 坐 标 系 中 呈 直 线 关 系 。 直 线 的 斜 率 为 : 3101 2 截距为:21 2 3 利用斜率 m ,即可求出气层的流动系数: 实际应用时,和单相液体的压降分析情况一样,实测曲线往往只有中间段为直线,早期段和晚期段均为曲线。早期段是由于受井筒存储的影响,晚期段则是由于受外边界 带来的影响。 2 、 压力恢复测试资料分析方法 气井的压力恢复测试是以一个常产量或以多个不同产量生产一段时间以后关井,使地层压力得到恢复,同时记录关井后井底(或井口)压力随时间变化的数据(曲线)。通过对这些数据(曲线)及 其它 资料的分析,获取气藏和井的许多重要特性参数,在钻杆测试( D 中,压力恢复测试是普遍采用的一种不稳定试井方法。 2. 1 、 压力恢复测试资料的压力分析方法 当气藏压力在 2 1 M P a 以上时,可以采取与油井完全相同的处理及分析方法,即直接使用关井压力)(不必转化为拟压力)(进行分析。 以压力 恢复 法进行分析时,对各流动阶段的鉴别与前述的方法完全一样,也是通过绘制压力恢复数据的直角坐标曲线、双对数坐标曲线和半对数坐标曲线进行分析,且各流动阶段的表现特征也同前述的完全一样 。 以压力 恢复 法进行分析时,早期的井筒储集系数可由下式计算: 13 ) 此时,中期径向流阶段的压力恢复方程可表示为 : 3( 1 4 ) 其 Ho m 曲线直线段斜率 m 为: u ( 15 ) 式中 C 一一井筒储集系数, M P a ; q 一一气产量, m3/d ; M 一一早期直线段斜率, M P a / h ; m 一一半对数直线段斜率, M P a / 对数周期 。 地层系数 渗透率 k 可由式( 1 5 )求出,而视表皮系数由下式计算: )(( 16 ) 其它 参数的计算可参照前述的公式,只需把式中的改为 p 即可 。 2 压力恢复测试资料的压力平方分析方法 当气藏压力低于 14 M P a 时,可以采用压力平方( 代替拟压力 )(进行一系列的作图分析和参数计算。 以 2各流动阶段的鉴别与前述的方法一样,也是通过绘制压力恢复数据的直角坐 标曲线、双对数坐标曲线和半对数坐标曲线,各流动阶段的曲线形态特征也同前述的一样。 以 2期的井筒储集系数可由下式计算: 20 1 7 ) 式中 q 一一气产量, m3/d ; M 一一早期直线段斜率, M P a / h 。 此时,中期径向流阶段的压力恢复方程可表示为: u  2)(22( 1 8 ) 半对数直线段斜率为: m 1 9 ) 这样,地层系数和渗透率 k 可由上式求出,而地层视表皮系数 S 可由下式计算: ) 2 0 ) 其它 参数的计算可参照前述的公式,只需把式中的改为2。 3 关井前产量的变化问题 关井前当井以多个产量进行生产时,可以采用以下几种方法进行分析。 ( 1 )变产量叠加法 利用变产量叠加法对压力恢复数据进行分析时,径向流动期间的变产量压力恢复方程可表示为: 1'1j N jw s ij N jq t t t t t    ( 2 1 ) 根据已知井的各个产量以及相应的生产时间等基础数据,可以绘出 11j N N jq t t tq t t t    —关系曲线,其直线段斜率为: c ( 2 2 ) 由上式可求出地层的 k ,而地层的视表皮系数由下式计算: )( 23 ) ( 2 ) h 方法 当生产时间短于关井时间时, 出一种类似于变产量压力恢复试井分析的 H o r 法,需对生产时间和产量进行修正: )(2( 2 4 ) (1 ( 2 5 ) 然后以修正后的 和 q 值代替 q 行作图分析和参数计算。 相比之下,比较准确、可靠的分析方法是变产量叠加法。 第一节 试井分析基础理论第二节 均质油藏常规试井分析方法第三节 双重介质油藏的试井分析第四节 垂直裂缝井的试井分析第五节 气井不稳定试井分析第六节 现代试井分析方法第三章 油气井试井原理与方法第六节 现代试井分析方法常规试井分析方法的优点: 原理简单,使用方便。主要是处理中、晚期试井资料,利用直线段来获得地层参数。主要 缺点:( 1)应用常规分析方法时,以分析中、晚期压力资料为主。这就要求油井测试时间较长,从而影响生产 。 尤其对于那些渗透率很低的油藏,要取得这些资料更为困难 。( 2)应用常规 直线段的选择将影响到最后的分析结果,而方法中只能人为去选择,所以不可避免地会产生人为的结果误差。( 3)常规 法的半对数图中, 对早期段数据的利用显得 无 能为力,故 无法准确估计井筒存储的特性。( 4)一般常规分析方法求得的结果反映的是油藏总体的平均特征, 而井底附近的情况 很难 准确反映。( 5)常规分析方法中, 有时所获取的数据有限,这将给油藏模型的识别带来一定困难 ;有时往往同一条曲线形状反映出的却是不同的油藏模型特征。现代试井解释方法在一定程度上克服了常规试井分析方法中存在的问题。现代试井分析方法 : 采用系统分析的方法,将实测压力曲线与理论压力曲线进行图版拟合或自动拟合反求井和油藏参数 ,且在整个分析过程中要反复与常规试井解释结果进行对比,直到两种解释方法的结果一致,最后再进行解释结果的可靠性校验。相应地 曲线拟合方法主要有两类,图版拟合解释方法和自动拟合解释方法。任何一个研究对象都可以被看作一个系统( 给系统一个“激动”,或称作输入( 则系统就会出现相应的“反应”,即输出( 如图 3 3统分析示意图一、试井分析中系统分析问题从系统分析方法看,对于有限的未知系统的分析常可归纳为下面两个问题: 正问题 ( 已知系统输入 ,确定系统的输出 O,表示如下: 反问题 ( 已知系统输入 ,确定系统的特性 S,表示如下:I S OI O S从系统分析的角度来考察试井过程。 由于油藏是一个未知系统,对于有限的油藏未知系统的分析 同样 可以归纳为两个问题:( 1)正问题 由于油藏系统的有限性,首先应该假设未知系统属于某一系统,其次建立这类系统相应的物理和数学模型,最后求解得出一系列表征该( 假设 )已 知系统的标准信息 ( 数据表、曲线图等 ) 。 将所有这些有限的系统通过这些步骤,即可求出各自的特征 。( 2)反问题目前需对某一未知油藏系统进行分析,由于油藏系统的有限性,尽管目前其性质未知,但它必定属于已知 ( 并求出其特性 ) 的那些系统中的某一种 。 如何来判断它属于哪种 已 知系统 , 这就是一个反问题的过程。试井分析的目的就是利用系统的输入输出确定系统的特征参数。 试井分析实质上是一个反问题。求解一个反问题,需要进行下列步骤:①将油藏和井视为一个系统, 首先应该对该未知系统施加一定的信号( 试井:改变产量或压力 );② 得出反 应 该未知系统特性的输出信息(压力或产量变化历史)。 一般说来,对一个系统施加某一输入,一定能得到某一输出 ; 但对不同的系统施加同样的输入,一般会得到不同的输出。 因此,可以用不同系统对于一定的输入的反 应 即输出来识别系统本身 的特征参数。③ 将刚刚得到的未知系统的信息和已知系统的标准信息相比较(计算、拟合等) ;④ 确定出未知系统属于哪一类已知系统,从而求得未知系统的 特征 参数。 在进行具体的反问题实现过程中,为了实际应用方便, 已知系统的特征大多数是 以无因次双对数解释图版的形式 给出。 为了实现未知系统信息和已知系统标准信息之间的比较, 只有将实测压力数据画在和图版尺寸一样的透明的双对数坐标纸上,将实际压差与时间双对数曲线和解释图版相拟合, 看它与哪一类模型的解释图版中的哪一条典型(样板)曲线拟合得最好,从而 识别出未知系统属于哪一类图版的解释模型,并从各拟合参数值(压力拟合值、时间拟合值等)计算出未知油藏和测试井系统的特征参数。上述做法的原理在于:标准曲线的无因次坐标为:解释图版的标准曲线 实测压力历史的双对数曲线它们之间只相差一个常数项 当选用正确的试井解释模型(选择的某一已知系统)时,实际曲线与解释图版的曲线将具有完全相同的形状。 由于无因次压力和实际压差、无因次时间和实际时间取对数后只相差一个常数,因此 只需将实际曲线在解释曲线图版上经上、下、左、右平行移动,就能得到理论曲线和实际曲线的完全重合。 由此可确定相关的常数,而这些常数包含有地层参数。因此,利用这些常数即可求得地层参数。二、试井解释模型特征识别现代试井解释中最关键的一步是试井解释模型的识别。 在试井分析中, 常常采用双对数“诊断曲线”图和“特种识别曲线图”来进行解释模型的识别。 诊断曲线:压差 (p)和压力导数 (p’)与时间 (t)的双对数曲线; 特种识别曲线: 反映不同油藏在不同流动阶段的一些特征的直线。利用这两种识别曲线,可以比较准确地识别 不同油藏模型和压力特征的不同流动阶段。1、 现代试井分析中的流动期及其识别井筒存储流平面径向流二、试井解释模型特征识别二、试井解释模型特征识别1、现代试井分析中的流动期及其识别线性流双线性流球形流( 1)早期纯井筒存储阶段在 早期纯井筒存储阶 段 ,根据井筒存储系数的定义,有: ( 3 - 5 ) ( 3 - 6 ) 由此可见 , 井筒存储的双对数诊断图特征为斜率等于1 的直线 , 如图 3 - 3a 。 从公式( 3 - 5 )可以看出,纯井筒储存阶段,成正比。因此,在直角坐标系中,为一条通过原点的直线 , 如图 3 - 3b 。 纯井筒储存阶段的诊断曲线与特种识别曲线图通常,的直角坐标曲线称为井 筒储存阶段的特种识别曲线 ,直线的斜率为 m ,有: 外,对公式( 3 - 5 )关于 l n' 所以 因此,tp lg'的关系曲线为一条直线,且与tp 曲线重合。 4注意 : 1 ) 试井中用的导数为)( l n'; 2 ) 若实测早期段数据的曲线不通过原 点 ,则就需要进行时间校正。 ( 2) 无限作用径向流动阶段在无限大地层中当压力波未传播到边界时地层中会出现径向流动阶段。对于压力降落测试:)8 6 8 7 l 23q u  对于压力恢复测试:  3最大关井时间 时,有:)l 23  如图 3 对于压力降落测试, tp 的曲线为一条直线;  对于压力恢复测试,)lg(lg tt p   或与的曲线为一条 直线 。 压降曲线 恢复曲线 恢复曲线 向流动阶段的双对数诊断曲线由式 压力 降落 公式 可以看出:tp 不是一条直线。对其求导,则有: 常数10 l n'3: 常数此,) (或与‘曲线为一条水平线,如图 3 - 5所示。 均质油藏的压力导数特征为经过一个最大值后又趋于一水平值( 而非均质油藏则还需经历一最小值见图 3 3本油藏模型的压力导数特征( 1)后期阶段(外边界的反应阶段)1 )恒压外边界 在外边界能量 充足的情况下,可能会出现恒压外边界的情况。在恒压外边界出现稳定流动阶段有 : p 常 数压力导数为: p '0其双对数曲线l g l 与曲线如图 3 - 7 所示。 图 3 恒压外边界的诊断曲线和特种识别曲线2 )不渗透外边界 在直线断层情况下,由渗流力学知道:压力波未传播到直线断层前,有: 当压力波未传播到直线断层后,有:l 因此,曲线上会出现两条直线,第一条直线的斜率为m ,第二条直线的斜率为 2m ,如图 3 - 8 所示。 图 3线断层的压力诊断曲线和特种识别曲线3 )封闭边界 对于封闭油藏系统,在流动测试或压力恢复测试中,当边界效应产生影响地层渗流达到拟稳态时, 有: i n 所以 在直角坐标系中 Δ p — t 关系 为一直线,见图 3 - 9 : l g l  常 数所以 p — lg t 曲线 为 斜率等于 1 的 直线 。 对i n 关于ln 有: ''0 1 6 7( l n )0 1 6 7l g l g l g l g( l n )q Cp q C     其中, 2,)( ,i n ti n t i 因此, 所以 p ’ — lg t 关系曲线 也为一条斜率为 1 的直线。如图 3 - 9 所示。 图 3闭油藏的双对数诊断曲线及特种识别曲线( 1) 、 均质储层流动特征 :流体的储集和流动空间是单一的孔隙介质,在建立模型时假设高介质的渗透性在各个方向基本相同,流体单相,在油藏中的流动表现为以井筒为中心的向井流。3、常用的油藏物理模型及其诊断方法二、试井解释模型特征识别( 1) 、 均质储层曲线特征 :双对数与导数曲线早期合拢,呈 450直线,中期两条曲线分开,双对数曲线逐渐变平,导数曲线出现峰值后变为 数曲线峰值越高表明地层受污染的程度越严重。3、常用的油藏物理模型及其诊断方法( 2) 、 裂缝性储层流动特征 :开井时裂缝中流体开始向井筒流动 , 并与基岩之间建立压差 , 此时反映裂缝线性流特征 。 压差足够大时 , 孔隙介质中流体向裂缝流动 , 形成裂缝地层双线性流 。 当裂缝与井筒压力平衡后 , 反映出的仅是地层向裂缝的流动 , 此段反映地层线性流 。 最后整个地层中流体向裂缝 、 井筒系统流动 , 形成拟平面径向流 。3、常用的油藏物理模型及其诊断方法( 2) 、 裂缝性储层曲线特征 : 双对数曲线在裂缝流段斜率为 1/2,在双线性流段斜率为 1/4,在地层线性流段变为 1/2,然后变为水平直线,进入拟平面径向流阶段。3、常用的油藏物理模型及其诊断方法( 3) 、 双重介质流动特征 :当开井时裂缝中的流体向井筒流动,裂缝系统压力下降,并逐渐与基岩之间产生压差,此段反映裂缝特征。当压差足够大时,基岩中的流体开始向裂缝补充,压力下降变缓,此段反映两种系统的介质交换。当裂缝和基岩系统压力平衡后,两种介质内压力同时下降,反映出总系统的流动特征。3、常用的油藏物理模型及其诊断方法( 3) 、 双重介质曲线特征 :导数曲线峰值出现后有一“凹子”。“凹子”的深浅反映裂缝弹性储容系数的大小,“凹子”越深,储容系数越大,裂缝的储油能力越好。“凹子”出现的早晚反映越流系数的大小,“凹子”出现越早,越流系数越小,表明基岩与裂缝的介质交换越容易。3、常用的油藏物理模型及其诊断方法( 4) 、 复合模型流动特征 :复合油藏是指地层中在岩性或流体变化区,在两区域接触面上,地层的流动系数( )发生变化形成了两个不同的径向流区。3、常用的油藏物理模型及其诊断方法( 4) 、 复合模型曲线特征 :导数曲线后期上
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本文标题:油气井试井原理与方法
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