煤层气井注入压降试井方法.pdf

i c s7 3 0 4 0 d2 0 a 雪 中华人民共和国国家标准 g b t2 4 5 0 4 - - 2 0 0 9 煤层气井注入压降试井方法 t h em e t h o do fi n j e c t i o n f a l l o f fw e l lt e s tf o rc o a l b e dm e t h a n ew e l l 2 0 0 9 - 1 0 - 3 0 发布2 0 1 0 0 4 0 1 实施 宰瞀嚣紫瓣警襻赞星发布中国国家标准化管理委员会仪1 ” 刖置 本标准的附录a 、附录b 、附录c 均为规范性附录。 本标准由中国煤炭工业协会提出。 本标准由全国煤炭标准化技术委员会归口。 本标准起草单位：煤炭科学研究总院西安研究院。 本标准主要起草人：陈志胜、李彬刚、王彦龙、解光新。 g b t2 4 5 0 4 - - 2 0 0 9 煤层气井注入压降试井方法 g b t2 4 5 0 4 - - 2 0 0 9 1 范围 本标准规定了煤层气井注人压降试井的设计、仪器设备、施工程序、数据采集、资料解释以及试井 报告等技术内容。 本标准适用于煤层气井钻井过程中或完井后进行的测试。旨在获取煤层渗透率、储层压力、表皮系 数、探测半径、原地应力等参数。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有 的修改单( 不包括勘误的内容) 或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 s y t6 5 8 0 石油天然气勘探开发常用量和单位 3 仪器设备 3 1 压力计 选用高精度电子压力计： 压力量程：不小于3 5m p a ； 温度量程：一2 5 1 2 5 ； 数据记录点：不低于6 00 0 0 组； 精确度：不低于0 0 2 5 f s ； 温度分辨率：不低于0 o l ； 压力分辨率：不低于0 0 0 01m p a 。 3 2 关井工具 煤层气井注入压降试井应采用井下关井方式，可选用专门配备的井下关井阀。 3 3 封隔器与工具管串组合 封隔器：选择适用于裸眼及套管测试的膨胀式封隔器，膨胀系数1 1 5 ，工作压差不小于2 0m p a 。 工具管串组合：包括筛管、封隔器、压力计、关井工具、油管、井口三通、防喷管等主要设备。 3 4 泵注系统 注入泵：排量稳定的三缸以上柱塞泵，额定压力不小于2 0m p a ，额定排量0 2 0 0l m i n 。 动力设备：功率大小与注入泵要求相匹配，持续工作时间不小于3 0h 。 流量计：记录精度不低于1 f s 。 压力表：记录精度不低于0 2 5 f s 。 计量水罐：体积不小于1 0r q 3 。 辅助设备：高压管汇、压力安全阀、回流阀等。 4 试井设计要求 4 1 设计依据 依据勘探开发区内测试井的钻井资料和邻近井的试井资料，确定合适的测试时间、注入排量、地面 最大注入压力，选择最佳施工方案。 1 g b t2 4 5 0 4 - - 2 0 0 9 4 2 方案选择 针对测试目标层，需根据测试的具体要求选择测试方案。一般应按设计的参数进行注入压降试 井；若设计有原地应力测试，在注入压降测试结束后进行；对于新区或资料比较少的地区，在注入压降 试井前应安排一次微破裂试验，为确定地面最大注入压力提供依据。 4 3 参数计算 4 3 1 注入压降试井 4 3 1 1 测试时间 注入时间：注入时间应考虑煤层渗透率及探测半径的影响，设计按探测半径不小于1 0m 考虑计 算。计算公式见式( 1 ) 、式( 2 ) ： t 。，一( 6 9 4 牡c 。砰) k ( 1 ) 式中： 。注入时间，单位为时( h ) ； 一孔隙度，单位为一( 1 ) ，以小数或表示； 卢流体黏度，单位为毫帕秒( m p a s ) ； c 。总压缩系数，单位为每兆帕( m p a “) ； r 探测半径，单位为米( m ) ； k 煤层渗透率，单位为毫达西( r o d ) 。 t 。b 一( 22 l o c p e o1 4 5 ) i k h 式中： 。井筒储集结束时间，单位为时( h ) ； s 表皮系数，单位为一( 1 ) ； c 井筒储集系数，单位为立方米每兆帕( m 3 m p a ) ； 煤层有效厚度，单位为米( m ) 。 要求注入时问应大于井筒储集结束时间，否则必须增大注入时间，保证t 1 j f 。s 。 关井时间：关井时间应不低于注入时间的2 倍。 4 3 1 2 地面最大注入压力 地面最大注入压力设计以不压破煤层为前提，计算公式见式( 3 ) 、式( 4 ) ： p 。一p 。一p h ( 3 ) p 。；一0 8 p b ( 4 ) 式中： p 。地面最大注入压力，单位为兆帕( m p a ) ； p 最大注入压力，单位为兆帕( m p a ) ； p n 静液柱压力，单位为兆帕( m p a ) ； p - 煤层破裂压力，单位为兆帕( m p a ) 。 4 3 1 3 注入排量 选择注入排量的前提，是确保在注入阶段将注人压力控制在设计值以下，计算公式见式( 5 ) ： 一苯舞氧蠲( 5 )岱“一可砰震甄 式中： 口注入排量，单位为立方米每天( m 3 d ) ； _ p 。原始储层压力，单位为兆帕( m p a ) ； b 流体体积系数，单位为一( 1 ) ； r ，井筒半径，单位为米( m ) 。 4 3 2 原地应力测试 采用微型压裂法将煤层压开，需进行四个循环测试，具体要求见表1 。 表1 原地应力测试时间 c b t2 4 5 0 4 - - 2 0 0 9 循环持续注入时间r a i n关井时间m i n 10 52 0 21 03 0 32 03 0 44 04 0 5 施工程序 5 1 基础资料准备 5 1 1 井的资料：井号，井别，坐标，地理位置，构造位置，完井层位，井身结构。 5 1 2 煤层数据：层号，厚度，煤层结构，煤层倾角，煤层顶、底板深度，煤层顶、底板岩性及厚度。 5 1 3 钻井液资料：类型，比重，黏度，含砂量，p h 值。 5 1 4 测井资料：井径，井深，井斜，测试层厚度、深度，顶底板厚度、深度。 5 2 测试准备 5 2 1 通井循环，确保测试管柱起下畅通无阻。裸眼测试要求井底干净，测试煤层完全裸露。 5 2 2 试井设备检查、保养。 5 2 3 确定封隔器坐封位置。 根据钻井及测井资料确定封隔器坐封位置，应选择岩性致密且井径规则的井段，坐封位置控制在煤 层顶板2m 以内。 5 2 4 配置下井测试管柱，记录每一部件的名称、尺寸及长度。 5 3 施工步骤 5 3 1 测试管柱下井 压力计数据采集编程，在通过检验程序后，装入压力计托筒或采用绞车下人；下井过程应平稳，油管 连接丝扣必须拧紧，防止渗漏；管柱下至预定深度后，校正下人管柱的长度，确认深度无误；按附录a 表a 1 记录下井测试管柱数据。 5 3 2 安装和连接地面装置 安装井口设备，连接地面测试管汇。 5 3 3 测试管柱试压 试压压力应大于设计的地面最大注入压力，稳压2 0r a i n 为合格。 5 3 4 封隔器坐封 根据封隔器的型号及坐封形式，选择合适的坐封参数，进行封隔器坐封；检验封隔器坐封情况，确认 坐封效果良好。 5 3 5 平衡压力 注入前关井2h 4h ，平衡压力。 5 3 6 注入压降测试 5 3 6 1 注入 依据设计的压力、排量及时间，选择清水进行注入；按附录b 表b 1 记录测试原始数据，记录间隔 不大于1 0r a i n 。注人过程中要求注入排量波动值不超过1 0 ，井口压力控制在所设计的地面最大注入 压力值以下。 3 g b t2 4 5 0 4 - - 2 0 0 9 5 3 6 2 关井 注入结束，采用井下关井，同时关闭井口阀门，观察井口压力变化，以检验井下关井工具密封情况； 按设计的关井时间进行压降测试。 5 3 6 3 现场数据检验 注入压降测试结束后，现场录取数据，经检验数据合格后备份。 5 3 7 原地应力测试 根据原地应力测试设计要求，在保持注入排量不变的情况下，进行一至四个循环测试，并按附录c 表c 1 记录测试原始数据；测试结束后，现场录取数据，经检验数据合格后备份。 5 3 8 解封 封隔器解封，起管柱。 6 数据记录及采集 6 1 现场作业记录 6 1 1 下井测试管柱数据 下井测试管柱数据记录内容见附录a 。 6 1 2 现场测试原始数据记录 现场测试原始数据记录内容见附录b 、附录c 。 6 1 3 现场测试工作记录 记录现场测试的日期、时间、施工情况及工作内容等信息。 6 2 压力计数据采集 电子压力计的压力、温度数据点采集要求见表2 。 表2 压力计数据采集要求 测试阶段注入压降试井原地应力测试 管柱起下阶段不大于6 0s不大于6 0s 注入阶段 1 0s - - 2 0s1s 初期3h 35 关井阶段 中期5h 5sls 后期 1 0s 2 0s 注：压力计采集的全部原始数据资料应以电子文件的形式进行备份，并注明井号，测试层位，测试日期，压力计编 号，施工单位。 7 资料分析 7 1 基本图件绘制 7 1 1 注入压降试井实测压力温度曲线。 7 1 2 注入压降试井解释流量段划分曲线。 7 1 3 注入压降试井半对数分析图。 7 1 4 注入压降试井双对数分析图。 7 1 5 注入压降试井压力历史拟合分析图。 7 1 6 原地应力测试实测压力曲线。 7 1 7 原地应力测试闭合压力分析图。 7 2 试井分析基本参数选值 基本参数值包括流体压缩系数、流体黏度、流体体积系数、综合压缩系数、煤体孔隙度等参数以及煤 4 g b t2 4 5 0 4 - - 2 0 0 9 层有效厚度、煤层中部深度、注入时间、关井时间、注入排量。 7 3 注入压降试井资料分析 7 3 1 分析模型选择 依据双对数曲线的图版特征确定所选用的分析模型。 7 3 2 常规分析 对双对数压力导数曲线中期出现水平直线段的资料，应采用半对数法进行分析，求取有关参数。 7 3 3 典型曲线拟合分析 采用双对数曲线拟合法进行分析，通过调整分析模型，使其达到最佳拟合，求取有关参数。 7 3 4 结果检验 一致性检验：即常规试井解释方法与典型曲线拟合解释方法所分析的结果应相符。其差值应小 于1 0 。 可靠性检验：进行压力历史拟合曲线与实测曲线对比，曲线重合，说明分析结果可靠，否则应重新选 择模型分析。 7 4 原地应力测试资料分析 在原地应力测试的四个循环中，选取破裂、闭合效果好的1 3 个循环进行分析，分析方法可采用双 对数法或时问平方根法。 8 试井报告 试井报告应包括以下内容： a ) 试井任务及工作概况； b ) 试井目的及要求； c ) 测试井基本概况； d ) 试井所用仪器设备； e ) 试井施工过程； f ) 试井分析方法和分析结果； g ) 质量评述； h ) 附表、附图。 5 g b t2 4 5 0 4 - - 2 0 0 9 附录a ( 规范性附录) 下井测试管柱数据记录格式 a 1 下井测试管柱数据记录表( 表a 1 ) 表a 1下井测试管柱数据记录表 井号：煤层：测试日期 管柱规格 累计长度 管柱深度校正 序号管柱名称备注 长度m外径r a m连接方式顶部m底部m 制表记录 第页共页 附录b ( 规范性附录) 注入压降试井原始数据记录格式 b 1 注入压降试井原始数据记录表( 表r1 ) 表b 1注入压降试井原始数据记录表 g b t2 4 5 0 4 - - 2 0 0 9 井号：煤层：