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试油试采分析

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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第三章:原油流变性质井网部署图和长 61,长 63 液情况以及分析评价一、 油井基本数据(一)油井解释基础数据压力恢复曲线分析结果1277压力恢复曲线分析结果层位 日产液 日产油 稳产时间长 61 d d 30 天含水 平均孔隙度 原油粘度 体积系数30% 0孔段 0000析结果地层系数 ×u (×10m/u) ( m 2/k (×10t *( (℃) 析评价1.本次压力测试采用先进的 型高精度存储式电子压力计,使测试的数据更加精确。测试采用井口关井常规性测试,现场测试工艺操作准确,测试取得了压力、温度以及连续完整清晰的压力恢复曲线,达到了本次测试的目的。解释时选用目前国内流行的井软件,解释准确性高。2.该井双对数曲线呈叉状,压力及导数早期段合并到一起形成“叉柄” ,叉柄很长,叉头分开很小,导数处在上升段,表明压力变化仍处于续流段;半对数曲线向上弯曲,后期呈近似直线,但绝不能错认为径向流直线段;一般很难测到径向流直线段。解释时根据其曲线特征并结合各种动静态资料,选用具有井储 C 和 S 的井筒模型解释,均质油藏无限边界。3.从分析结果来看,由于是地面面关井,井筒储集系数 C 大,说明此次测试受井筒储集效应影响较大。解释结果总表皮系数 明井壁、井筒周围完善,无污染。地层平均渗透率 明储层物性较差,属低渗透油层。4.开井生产影响半径 387 米,反映了开井生产后,压力波及的大致范围,为该井正常生产后的供油半径。释拟合外推压力 采数据分析表 2 唐 157 井试油层基本数据表岩芯分析 地层测试解释层位 层号 井段(m )厚度(m)综合解释结论试油结论 孔隙度(%) 渗透率(10 表皮系数 渗透率( 10 61  8  5172  油层 理想  表 3 唐 157 井射孔数据表层位 层号 井段(m) 射开厚度 (m ) 射孔方式 枪型孔密 (孔/m)相位( 。 ) 弹型 弹数发射率( %)压井液性质压井液密度(g/)压井液面 深度(m)长 61  8  517   102  16 270 127  16  100 胍胶表 4 唐 157 井压裂数据表 压裂液 支撑剂 砂面层位射孔井段低 平均破裂压力最低 平均砂比%最高/最低 平均应排液量压前17 - 519 2 07. 8. 5 胍胶  72  5 英砂  - 6 21 /15 /17 28 2/2/224 /18 / 1 唐 157 井基本数据表地理位置 陕西省延安市宝塔区史家背河  构造位置 陕甘宁盆地东部斜坡带 地面海拔(m)   管外露高度(m ) 工井底(m) 钻井深(m) 钻层位 长 6 完井日期 2007 年 7 月 31 最大井斜( 。 ) 井深(m) 方位角( 。 ) 井底位移 (m) 试油开始日期 00    2007 年 8 月 5 日  2007 年 9 月 3 日 井深结构 Φ311×190×管程序 外径( 内径(壁厚( 下深(m ) 钢级表层套管   55 技术套管 55 表 5 唐 157 井试油综合记录套压,产量 累计产量 抽油机电流 (A)日期试油时数值测压时间 数值总液上 2  30            32      表 6 唐 157 井试油数据表产液量 产油量 含水率 产液量 产油量 含水率日期(方) (方) (% ) 日期 (方) (方) (% ) 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 8分析;产液量,产油率,含水量都下降一段时间后驱于稳定唐 157 井区试采数据分析日期月产液 含水 月产油 日期 日产液 日产油 8 92008、102008、112008、1 2 3 4 5 009、0 7 8 9 0102030402008、 08 2008、 11 2009、 02 2009、 05 2009、 08日 期含水率,%y = 01 2009、 03 2009、 05 2009、 07日 期日产油量,方分析;产油量随产液量变化,逐渐减小,含水率保持稳定;日产油量逐月下降。水压力与注水量统计注入压力 注入量 水井开井数2009、01 32009、02 122009、03 2009、04 122009、05 22009、06 2009、07 2009、08 122009、09 1024681012日注水压力,01 2009、 03 2009、 05 2009、 07 2009、 09日 期日注水量,方02468101214水井开井数注水压力保持在 6间,日注水量 2每天,水井开发数 6间。稳定试井分析由岩心分析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,但对确定产能则意义不大。用地球物理方法求渗透率大都必须依据岩心分析或其他资料,而且精度不高,也只能代表井底周围附近地带的情况。只有用试井的办法才能求出与井的产能直接相关的、代表井附近较大范围的平均有效渗透率,也只有通过试井才能确定工艺条件变化(例如油层堵塞和改造措施)引起的渗透率变化以及相应的产能变化。与岩心分析相比,试井工艺简单,成本低廉,在整个开发过程中随时都可进行,每口井都可以做。试井所取得的参数是开发工作所需要的。压力是开发油田的重要数据,如何才能在尽可能短的关井时间内求得准确的地层压力,也是试井所需解决的一个问题。仅仅根据地质和地球物理资料往往很难断定断层和地层相变界限和封闭性。试井则可以为判断由藏界限提供很有价值的信息。只有通过试井才可以求出由于井的渗流不完善造成的附加阻力(表皮效应)的可靠值。稳定试井可以求得采油指数,但耗时费事。虽在确定油井工作制度方面有独特作用,而在求地层参数方面,则主要依据不稳定试井。五十多年来试井作为认识油层的一个主要手段,其理论与工艺迅速发展,应用范围日益广泛。一、基本微分方程式假设地层是均质等厚各项同性的,其中只含一种可运动的流体,地层及其中所含流体的压缩性和压力梯度都很小,而且二者的压缩系数是常数,渗流过程是等温的,则在地层内任一点上有:式中:η——导压系数,渗透率,μ粘度,孔隙度,总压缩系数,1/地层(孔隙体积)的压缩系数,1/液体的压缩系数,1/果只有一口井钻穿整个地层厚度(渗流完善井),则用极坐标表示方程比较方便,其形式为:式中 r 为自井中心量起的矢径。对于超高压地层,由于渗透率、孔隙度和压缩系数都可能随压力而改变,且压缩系数值可能较大,这时使用方程 2—20 和 2—21 时要慎重。理论分析和实践都证明上述方程都可安全用于实际油藏,不过其中的渗透率和孔隙度应理解为该井影响范围内的平均值。方程 2表示的是地层内由于压力不平均而发生渗流时,压力与坐标、时间和地层与流体性质之间必须满足的关系,其中不包含造成压力不平均的原因。因此要解决任何实际问题必须同时考虑造成压力不平均的初始和边界条件。井底压力维持在低于原始压力的某一常数值,或井以常产量生产,就是常见的造成压力不平均的原因,我们称之为内边界条件。油藏边界上的压力维持不变,或油藏边界是不渗透的,我们称之为外边界条件。在我们开始研究的那一瞬间,地层内的压力可能是平衡的——例如到处都等于原始地层压力;也可能是按某种规律变化着——例如是坐标对数的函数,这就是初始条件。初始和边界条件都是造成压力不平衡的原因。油藏工程中常遇到的初始条件有:p|t=0= rw<r≤外边界条件为:若外边界为稳定的供给区,其上的压力维持不变,则有:内边界条件主要有两种,一为产量 q 为常数,即:另一种为井底压力保持在 变,即:式中 原是地层压力,井底压力,产量,?3/油藏半径,?井的半径,?微分方程与初边条件一起构成定解条件。井的工作制度改变时,压力变化是逐步往外传播的,一直到压力变化到边界上。我们称压力变化传到边界以前这段时间为传播期。在传播期内,外边界的影响极小,可以忽略不计。此时无论地层是有限的,还是无限的,其中的压力分布规律几乎都是一样的。在传播期内,可以假设地层是无限大的。传播期也有人叫第一时期。压力变化传到油藏边界以后,或是引起外面液体进入油藏,当进入量与采出量相等时,形成稳定流(定常流);或是外边界是不渗透的,地层内各点压力均开始下降。这是若产量仍维持不变,由于外边没有液体补充,地层内各点的渗流速度逐渐变为常数,亦即各点的压力梯度变为常数。此时压力分布曲线平行下降,即地层内各点的压力下降速度相等,(见图 2—1)显然,平均压力的下降速度必与任何一点的压力下降速度一致。按照物质平衡原理有:式中:、 油井压降试井勘探阶段我们希望以最少的井获得最多的信息,尤其希望尽早知道油藏的大小和储量,哪怕有个数量级的概念也好。在开发阶段某些严重出砂井和高油气比井一旦关井再恢复生产很困难。所有的井要关井试井都会对完成产量任务有影响。压降试井法就是在保持井的产量基本不变的条件下,通过连续测量井底压力来获取有关信息的。这个方法能满意地解决上述问题。但维护产量不变(或连续测量产量)比连续测压困难得多,所以这个方法在实际中的应用不如后面要讲到的压力恢复法广泛。寻找断块和岩性油藏时,在第一口探井上就用本法可以迅速认识油层,得到油藏大小的资料,从而节省了勘探投资,缩短了勘探时间。井以常产量 q 生产,井底压力 然要连续下降,生产初期处于传播期,边界影响微弱,可以认为地层是无限的。给(6—25)式加上表皮效应,并将自然对数变成常用对数得:式中 q——地面脱气原油产量,m3/d;B——原油体积系数;μ——地下原油粘度,地层有效渗透率,10—油层有效厚度,m;——生产时间,h;φ——油层孔隙度;总压缩系数,1/井的半径,表皮效应;原始地层压力,井底流压,有自由气的条件下, 1o+束缚水饱和度;地层水的压缩系数,1/地层原油压缩系数,1/地层孔隙压缩系数,1/纵坐标,横坐标的坐标纸上(2—25)得到一条直线。由于井筒容积的影响建立起地下与地面相一致的产量需要一段时间,之后半对数直线段才会出现。三、油井压力恢复试井压力恢复试井施工方便,能获得油藏和井底的许多参数,是不稳定试井中用途最广的一种方法。本方法要求关井测井底流压前要有一段稳产时间,理论上要求关井前的产量一直不变。从某一时刻起将井的产量突然降到零,例如用封隔器在井下关井,测井底压力会由下降转为回升(图 2回升的快慢与油层的性质和井筒条件有关。我们利用叠加原理来研究压力恢复的规律。设井以常产量q 生产了 t 时间后关井,Δt 为从关井起经过的时间,则关井后的井底压力 Δt 的函数,记为 t)。我们把关井看作是从 t 时刻起在原井位处又钻一口注入井,注入量恰好等于采出量。为了便于理解,可以设想 t 时刻起从油管采出的液体又原封不动地从套管注回地层,这样从地层采出的液量为零,其效果与关井一样。原来生产井的工作时间为 t+Δt,假想注入井的工作时间为 Δt,注入量与采出量 q。在同一井位上的两口井在地层中任意点,特别是在井壁上造成的压力变化应等于这两口井中每一口井单独工作在同一点、同一时刻所造成的压力变化的代数和。注入井造成的是压力升;生产井造成的是压力降,二者符号相反。 假设过程处于传播期。换成油藏工程常用单位,(2:压力恢复曲线通常分为三段(图 2一段称为续流段。由于在地面关井,油层的产量不会立即降到零,再加上表皮效应的影响,在压力恢复初期井底压力与时间的对数不成直线关系。第二段为半对数直线,表皮效应和井筒影响消失后开始出现半对数直线段一直延续到外边界影响出现。第三段为外边界影响段,地层总是有界的,随着传播期的结束,外边界的影响就开始表现出来了。如外边界是封闭的,压力最终恢复到关井前的平均地层压力;若外边界上维持常压,则恢复到边界压力。井稳定试井一、原理达西定律告诉我们:平面径向流的井产量大小主要决定于油藏岩石和流体的性质(即),以及生产压差。因此,测出井的产量和相应压力,就可以推断出井和油藏的流动特性,这就是稳定试井所依据的原理。稳定试井也可称为产能试井。其具体做法是:依次改变井的工作制度,待每种工作制度下的生产处于稳定时,测量其产量和压力及其它有关资料;然后根据这些资料绘制指示曲线、系统试井曲线、流入动态曲线;得出井的产能方程,确定井的生产能力、合理工作制度和油藏参数。本章主要介绍自喷油井的稳定试井。二、测试方法(一)定工作制度工作制度的测点数及其分布每一工作制度以 4~5 个测点较为合适,但不得少于三个,并力求均匀分布。最小工作制度的确定原则在生产条件允许情况下,使该工作制度的稳定流压尽可能接近地层压力。最大工作制度的确定原则在生产条件允许情况下,使该工作制度的稳定油压接近自喷最小油压(例如,取 其它工作制度的分布在最大、最小工作制度之间,均匀内插 2~3 个工作制度。(二)先测得稳定的地层压力。可以由大到小,但不常采用)依次改变井的工作制度,并测量其相应的稳定产量、流压和其它有关数据。井测地层压力或压力恢复。三、线性产能方程及其确定图 1—1 直线型指示曲线 I 可用以下线性方程表示:式中:q——产量,m3/采油指数,m3/d·生产压差,理试井资料1.(1)试井数据列表。2.(2)绘制试井曲线。绘制系统试井曲线,系统试井曲线如图(1—4)。利用这一曲线可确定油井的合理工作制度。确定产能方程由绘制的指示曲线,判别指示曲线类型;由各所属类型确立产能方程直线型指示曲线当油藏中流体处于单相(液相)达西流动时,油井指示曲线为直线,以此直线可计算以下参数:式中 泄油区平均渗透率,µ——地层原油粘度,——地层原油体积系数,m3;h——油层有效厚度,m;泄油半径,m;油井半径,m;S——表皮系数。式(1—9)中 μ、B 值可由实验室或从本手册附录中查取;地质资料提供,它的取值大小对计算值影响不大。曲线型指示曲线当油藏中流体处于单相非达西流动,其指示曲线为曲线型。此时,可计算以下地层参数:1)地层渗透率。通过二项式方程(2—5)的系数 a 与拟稳态流方程相对应,可算出地层渗透率:式中 S——表皮系数,由不稳定试井法求得或类比法近似估计;其它符号同前。2)计算不同流压下的产量。如果地层压力仍保持试井期间任一流压(的产量由下式确定若 于自喷最小流压,则由上式可得油井的自喷最大产量
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