试井分析理论历史及发展现状.doc

试井分析理论历史及发展现状-本人粗浅认识,欢迎讨论回顾试井分析在石油工业的发展，可以根据不同时期的主流的试井分析方法划分为几个阶段。80年代以前的常规试井分析方法40年代前，由于压力计只能测试到油层的静压，人们也只能认识到静压。之后发现静压的测取与时间有关，以及压力恢复时间的长短反应了井周围地层渗透性的好坏等问题。1933年Mocre等人最早发表了利用压力动态数据确定地层渗透率的论文。1950年两篇文章的问世奠定了试井理论的基础。一篇是Horner发表的，提出用图解法解释测试压力资料，即压力恢复值与观景时间的对数成线性关系。另一篇是Miller、Dyes和Hutchinson提出的压力恢复值与观景时间的对数成线性关系。一般说，Horner方法适用于尚未全面开发的新油田，而MDH方法适用于老油井。这些方法是常规试井分析方法的代表。常规试井方法主要以分析各向同性的均质油藏的测试资料为主，方法的特点是理论上较为完善、原理简单、易于实际应用。但常规试井也有存在各种缺点，如要求油井测试时间较长、不可避免的人为误差，无法准确估计井筒存储的特性，多解性等。80-90年代的现代试井分析方法1983年Bourdet提出了压力导数分析法，使试井方法变成了一个真正的油藏描述工具。压力导数分析方法对试井分析方法起到了革命性的作用。通过压力导数分析，可以了解和认识非均质储层如两重介质和复合油藏；可以分辨打开程度不完善和其他的近井问题；可以分析水平井等；得到了大量的不同边界类型的样板曲线。由图板拟合方法，发展到各种自动拟合方法如非线性回归分析方法控制论方法等，借助这些理论，在计算机的辅助下，编制了很多试井解释软件。现代试井分析方法运用系统分析的概念，使试井解释从理论上大大前进了一步；建立了早期资料的解释方法，在过去认为不能利用的早期资料中获得很多有用的信息；引入了压力导数的分析方法，提高了分析精度；采用了无因次压力和无因次时间曲线拟合，可以对油藏参数进行局部或全面的定量分析；整个解释过程是一个边解释边检验相结合的过程。然而现代试井仍然存在一定的局限性，对多相流，非均质性，复杂边界等等，没有很好的解决办法。90-00年代数值试井分析引入了复杂的地质情况90年代初，出现了数值试井的概念。这其中解析解对多相流试井的局限性是主要的推动力，另外，复杂边界、地层的非均质性也推动了数值试井的研究。其研究的主要内容是选用正确的参数拟合方法，合理地进行网格剖分，严格地控制拟合精度，从而求出目标参数。数值试井的发展为试井工作打开了另一片天地，试井图板不在局限于简单的地质模型，也不再因为稍复杂的地质模型而导致的“不可解的解析解”而束手无策。数值试井的研究尚不成熟，这是试井理论发展的一个新方向。 00年代PDG的应用及试井在油藏管理中应用随之油井设备的可靠性的不断提高，越来越多的PDG（永久井下压力表）开始在各类油井中得到应用。这项技术已经开始逐渐的代替传统生产测试，试井分析开始为油藏工程师提供更加具有价值的测试结果，并可以长时间实时的油藏检测和管理。在油藏开发过程中，以试井分析为基础的油藏检测可以加深对诸如油藏衰竭、油层划分、注水效率和各类边界的理解，在这个基础上，油藏管理变得更加精确和具有现实意义。然而新的工具也带来了新的应用问题，PDG数据主要有以下三种特性1）数据量大且高密集2）伴随产量变化产生的噪音3）数据时间长。因此，需要找到相适应的分析方法，现在具有代表性的是Chevron 和Stanford University的研究。试井技术从出现到现在已经历了半个多世纪，通过国内外试井工作者的努力，试井已成为油田开发工程中的一门重要分支，成为研究、合理高效开发油气田不可缺少的技术，其应用已贯穿于油气田开发的全过程。 试井技术发展趋势回顾这几年国内外试井研究工作的重点，我们认为以下几个方面仍可为今后一段时间内试井工作的发展重点。 1、丰富和发展试井解释模型 试井研究的对象为储层和井系统，不同井、不同储层和储层内不同的流体组成了不同的系统，不同的系统其压力反映不同，试井解释模型也不同。完善和发展试井理论和解释模型，才能更合理的进行试井设计和资料解释。以下系统可能为需要进一步完善和发展的研究内容： 对于井来说，主要有裂缝井、热采井、斜井、水平井、多底井、分枝井等复杂结构的井。 对于储层来说，由于边际油气藏和特殊油气藏越来越多的投入开发，而这类油气藏主要表现为平面渗透率变化、垂向成层现象、天然裂缝及复杂的油气藏外边界等非均质性质，因此主要有：双重孔隙度储层、双重渗透率储层、复合储层、多层储层、平面参数非均匀分布储层及带有各种外边界的储层等。 对于流体来说，主要有多相（油气、油水、油气水）流体、凝析气、非烃气、稠油和注入的聚合物等非牛顿流体、注气或汽等形成的复杂流体及不同流体饱和度非均匀分布等流体类型。 当研究的系统变得复杂时，必须寻求更有效的模型计算方法，如对于具有复杂外边界的系统使用有限元或边界元法进行求解，对于一些复杂系统则使用数值模型等。 另外多井条件下的解释理论以及不同类型井之间组合的多井试井理论，以及复杂井身结构不同位置间干扰测试理论等，也是研究课题之一。 2、寻求更有效的解释方法 研究的系统越复杂，其未知的参数就越多。除利用其它资料减少一些未知参数外，应寻求和完善更有效的解释方法，如近来研究较多的二次导数、稳健回归、遗传算法、拉氏空间直接求解、神经网络理论和专家系统的应用等新方法。并努力使这些方法应用于试井解释软件。 3、发展新测试技术 测试技术的发展主要是针对一些新的测试对象和研究难题，主要有稠油井测试问题，低渗透油藏测试问题，多层油气藏的分层测试问题，凝析气、非烃气和煤成气藏等特殊油气藏的测试方法问题，多相流井的测试技术，平面非均质分布的测试方法等。 4、提高试井资料的综合分析与应用水平 测试资料的解释应充分应用已有的其它资料，对测试资料进行综合分析和利用，作出尽可能准确的解释和获取尽可能多的油气藏信息。 5、数值试井技术 数值试井技术是90年代以来针对油田开发中后期所面临的多相、多井及长期水驱使油藏非均质越来越严重等问题而发展起来的一项新技术。目前国内外都在攻关研究，取得了一定的成果，但总的来说还不成熟，实用性不强，须进一步研究攻关。数值试井网格划分研究现状数值试井是90年代以来试井理论发展的一个新方向，研究的主要内容是选用正确的参数拟合方法，合理地进行网格剖分，严格地控制拟合精度，从而求出目标参数。 在国外，1996年郑世毅（SPE36552）首次研究了试井的数值解法的应用，建立了三维的径向网格。2004年Magnus Nnadi等建立了可以用于复杂模型的多相多维数值试井模型，通过与解析解的比较，验证了数值试井在实例上应用的可靠性，精确性。2004年Y. Ding提出了一种新的基于对数算法逼近网格技术，改善了以前基于线性逼近的网格模型。在实践中证明，这种逼近方法可以改善井筒附近流动的计算误差，得到了良好的应用结果，这种逼近方法可以应用在各种非结构化网格中。 在国内，数值试井的研究得到了很大的重视和发展。2001年胡勇采用交错网格建立汽水两相数值试井模型。文章在对井筒微分方程进行离散时，采用交错网格离散井筒汽水两相流动的动量守恒方程，解决了常规网格导致的不合理压力场问题。同年，刘立明等建立了油水两相渗流压降数值试井模型，给出了非结构网格下油水两相流动控制方程的离散形式，耦合了井筒存储和表皮系数公式，并对原压力法提出的无量纲方法进行了修正。刘曰武等建立了圆形定压地层考虑存在邻井影响条件下油井不稳定试井的数值试井模型，提出存在邻井影响的测试资料分析方法，对邻井的性质和产量，试井理论曲线的影响进行了分析讨论。2003年刘立明在建立三维两相数值试井模型和油水两相渗流压降数值试井模型时采用了PEBI非结构网格，大大提高了计算效率。同年，吴洪彪等人考虑了层间窜流的影响，建立了多层多相数值试井理论模型，采用混合网格，研究了压力降落和压力恢复试井的多层多相产量模型的处理方法和控制方程耦合的方法2005年何琦将数值试井分析用于降低静态地质模型中的不确定性。体现了数值试井分析在确立可靠的油藏数学模型中所起的重要作用。2005年吕秀风等研究了数值试井的有限元法。实践表明，数值解与解析解符合的很好，说明了有限元法进行