常规试井分析方法PPT课件.ppt

井筒 原始压力Pi Q 开井生产时压力波传递示意图 第一节不稳定试井的基本原理和有关概念 第一节不稳定试井的基本原理和有关概念 1 井筒 原始压力Pi Q 关井时压力波恢复示意图 第一节不稳定试井的基本原理和有关概念 2 当油藏中流体的流动处于平衡状态 静止或稳定状态 时 若改变其中某一口井的工作制度 流量或压力 则在井底将造成一个压力扰动 此压力扰动将随着时间的不断推移而不断向井壁四周地层径向扩展 最后达到一个新的平衡状态 因此 在该井或其它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 就可以判断井和油藏的性质 这就是不稳定试井的基本原理 第一节不稳定试井的基本原理和有关概念 不稳定试井的基本原理 3 不稳定试井的分类 第一节不稳定试井的基本原理和有关概念 4 针对不同的油藏地质模型 建立相应的数学模型 求解其数学模型 获得能反映该地质模型的解析解 然后 设法在某一种坐标系上表现出一直线规律 求取其斜率与截距 进而反求地层参数 第一节不稳定试井的基本原理和有关概念 常规试井分析 5 一 基本微分方程和压降公式 单相弱可压缩且压缩系数为常数的液体在水平 等厚 各向同性的均质弹性孔隙介质中渗流 其压力变化服从如下偏微分方程 扩散方程 或 第一节不稳定试井的基本原理和有关概念 6 定解条件 初始条件 外边界条件 内边界条件 第一节不稳定试井的基本原理和有关概念 7 P P r t 距离井r m 处 在t h 时刻的压力 MPaPi 原始地层压力 MPar 离井的距离 mt 从开井时刻起算的时间 hK 地层渗透率 m2h 地层厚度 m 流体粘度 mPa s 地层孔隙度 无因次Ct 地层及其中流体的综合压缩系数 MPa 1Ct Cr CoSo CwSw GgSgrw 井的半径 mq 井的地面产量 m3 dB 原油的体积系数 无因次 第一节不稳定试井的基本原理和有关概念 符号说明 8 表征地层和流体 传导压力 的难易程度的物理量 导压系数 m2 MPa mPa s 第一节不稳定试井的基本原理和有关概念 9 上述数学模型的解 可称为 压降公式 第一节不稳定试井的基本原理和有关概念 图形 10 Lgt Pw 压降分析图形 2 1012 第一节不稳定试井的基本原理和有关概念 11 第一节不稳定试井的基本原理和有关概念 油藏中任一点的总压降 等于油藏中每一口井的生产在该点所产生的压降的代数和 各井都应在同一水动力学系统 试井问题的叠加原理 注意 二 叠加原理 12 多井系统的应用 假设一个油藏中有 口井A B和C 分别以产量qA qB qC同时开始生产 已知B和C与A的距离分别为dAB dAC 要计算井A的压力变化 井A 井B 井C dAC dAB 第一节不稳定试井的基本原理和有关概念 13 变产量系统的应用 如果井以若干不同产量生产 也可看作多井系统的问题 但此时井间距离为零 设某井 从0时刻到t1时刻以产量q1生产 从t1时刻到t2时刻以产量q2生产 从t2时刻起用产量q3生产 q t q1 t1 q2 t2 q3 0 第一节不稳定试井的基本原理和有关概念 14 为了一定目的 常常把某些具有因次的物理量无因次化 即引进新的无因次量 或称为无因次量纲 用下标 D 表示 无因次 无因次压力 无因次时间 第一节不稳定试井的基本原理和有关概念 三 无因次量 无因次井筒储集常数 无因次距离 15 无因次的定义不是唯一的 无因次时间tD的定义 用井的半径定义 用折算半径定义 用油藏面积定义 用裂缝半长定义 第一节不稳定试井的基本原理和有关概念 16 无因次化的优点 1 关系式变得很简单 易于推导 记忆和应用 第一节不稳定试井的基本原理和有关概念 17 2 由于使用的是无因次量 所以导出的公式不受单位制的影响和限制 因而使用更为方便 3 可以使得在某种前提下进行的讨论具有普遍的意义 第一节不稳定试井的基本原理和有关概念 18 四 井筒储集效应及井筒储集常数 油井刚开井或刚关井时 由于原油具有压缩性等多种原因 地面产量q1与井底产量q2并不相等的现象 第一节不稳定试井的基本原理和有关概念 19 井筒 原始压力Pi Q 开井生产时井筒卸载效应 t q 地面产量q1 井底产量q2 PWBS 第一节不稳定试井的基本原理和有关概念 20 关井时的井筒续流效应 Q t q 地面产量q1 井底产量q2 PWBS 第一节不稳定试井的基本原理和有关概念 21 第一节不稳定试井的基本原理和有关概念 22 描述井筒储集效应的强弱程度 即井筒靠其中原油的压缩等原因储存原油或释放井筒中压缩原油的弹性能量等原因排出原油的能力 用C代表 式中 C 井筒储集常数 m3 MPa V 井筒中所储原油体积的变化 m3 P 井筒压力的变化 MPa 第一节不稳定试井的基本原理和有关概念 井筒储集常数 23 原油充满整个井筒 第一节不稳定试井的基本原理和有关概念 井筒储集常数C的表达式 24 由完井资料计算井筒储集系数 式中 V 井筒容积 m3 Co 井筒中原油的压缩系数 1 MPa 第一节不稳定试井的基本原理和有关概念 25 液面不到井口 井筒不充满 情形 1 19 式中 Vu 油管内横截面面积 m2 油管中原油的密度 g cm3 注意 如果在井筒储集效应阶段 井筒中发生相态改变的现象 则井筒储集常数也将发生变化 第一节不稳定试井的基本原理和有关概念 26 五 表皮效应与表皮系数 设想在井筒周围存在一个很小的环状区域 由于种种原因 这个小环状区域的渗透率与油层不相同 因此 当原油从油层流入井筒时 在这里产生一个附加压力降 这种现象叫做表皮效应 或趋肤效应 第一节不稳定试井的基本原理和有关概念 把这个附加压降 用 Ps表示 无因次化 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 称之为表皮系数 或趋肤因子 污染系数 用S表示 27 第一节不稳定试井的基本原理和有关概念 28 则 式中 rwe 折算半径或有效半径 rwe0 数值越大 表示污染越严重 rwe rw S 0 井未受污染 rwe rw S 0 绝对值越大 表示增产效果越好 第一节不稳定试井的基本原理和有关概念 29 六 流动阶段及每一流动阶段可以获得的信息 C Xf K S P D re A 第一阶段 第二阶段 第三阶段 第四阶段 第一节不稳定试井的基本原理和有关概念 30 压降试井是将长期关闭的井开井生产 测量产量和井底流动压力随时间的变化 从而了解地层及井特性的一种试井方法 第二节常规试井分析方法 压降试井 压降试井包括 等产量压降试井变产量压降试井探边测试 第二节常规试井分析方法 压降试井 31 1 实测压降曲线的形态 一般由早期 中期和晚期三个流动阶段构成 lgt Pwf 实际 理论 早期段 中期段 无限作用径向流 晚期段 第二节常规试井分析方法 压降试井 早期数据为什么偏离直线 晚期数据为什么偏离直线 一 等产量压降试井 32 在井口开井井筒储集效应 早期数据为什么偏离直线 第二节常规试井分析方法 压降试井 33 第二节常规试井分析方法 压降试井 外围地层物性变化边界反映邻井干扰 晚期数据为什么偏离直线 两种情形 34 可能的原因有 远井区K h u变好 存在供给边界 邻井注水量增大 邻井产量减小 情形1 下降速度变慢 第二节常规试井分析方法 压降试井 35 第二节常规试井分析方法 压降试井 情形2 下降速度变快 可能的原因有 远井区K h u变差 存在不渗透或封闭边界 邻井注水量减小 邻井产量增大 不渗透或封闭边界 36 2020 1 7 37 1 线性不渗透边界的影响 如果测试井附近有线性不渗透边界 压力传播到此边界时 压力降落速度加快 压降曲线变陡 在半对数坐标系中呈现另一直线段 该直线段与第一直线段 中期段 斜率之比mD m2 m1随不渗透边界的几何形态而异 第二节常规试井分析方法 压降试井 38 断层形态 压降曲线中 晚期段形态 测试井 lgt Pwf m1 m2 2 1 测试井 lgt Pwf m1 m2 4 1 测试井 lgt Pwf m1 m2 3 1 第二节常规试井分析方法 压降试井 39 2 封闭边界的影响 所谓封闭边界是由不渗透边界所围成的油藏 也称作封闭系统 的整个边界 当压力扰动到达整个封闭边界后 从某一时间开始油藏中的流动便进入了拟稳定流动 此时 pwf与t呈线性关系 即流压随时间的变化率为常数 第二节常规试井分析方法 压降试井 40 2 常规分析方法 把压降数据 pwf t t 画在半 单 对数坐标纸上 并将径向流动段 即中期段 的数据点连成直线 即半对数直线 第二节常规试井分析方法 压降试井 41 此直线的斜率的绝对值 流动1h的截距 第二节常规试井分析方法 压降试井 42 量出半对数直线的斜率m和P1h 便可求出流动系数Kh 或渗透率K 和表皮系数S 第二节常规试井分析方法 压降试井 43 3 应用范围 新 老井 最适宜于新井 长期关闭井 不宜于进行压力恢复试井的井 如井筒中流体相分离严重的井 第二节常规试井分析方法 压降试井 44 常规压降试井分析的一般程序如下 在半对数坐标纸 等产量情况 或直角坐标纸 变产量情况 作分析图 确定中期直线段开始时间 画出中期直线段并计算其斜率 读出P1h值 计算地层参数K S或Pi 若资料图上出现斜率为m1和m2的两条直线 若确定为直线型不渗透边界 则可计算测试井到不渗透边界的距离 第二节常规试井分析方法 压降试井 45 二 探边测试 拟稳定流动探边测试方法 在压降测试的拟稳定流动阶段 流动压力可以写成 由上式可知 在直角坐标系中 Pwf与t成直线 第二节常规试井分析方法 压降试井 46 t Pwf 油藏的孔隙体积Vp和储量N 式中 N 封闭油藏的原油储量 104m3 So 含油饱和度 无因次 第二节常规试井分析方法 压降试井 47 第三节常规试井分析方法 压力恢复试井 第三节常规试井分析方法 压力恢复试井 问题 为什么油田上90 以上的井都采用压力恢复试井 压降测试要求产量稳定 但在实施中受到一定的限制 尤其对低渗透地层 非均质性严重地层的油气井测试更为困难 48 第三节常规试井分析方法 压力恢复试井 简称恢复试井 这是将井从稳定的生产状态转入关井状态 并测量关井后压力上升的一种方法 其中包括等产量试井和变产量试井两种方法 49 等产量试井 等产量试井是指关井前井以恒定产量生产 当油藏中的流体达到稳定 通常要求井底流压达到稳定 关井测量井底流压随时间的变化 包括 霍纳法 MDH法 改进的麦斯凯特法 MBH法 第三节常规试井分析方法 压力恢复试井 50 霍纳法 针对无穷大地层的情形 q t 0 0 q0 tp pw t tp 测试井从零时刻起 以恒定产量q生产 至tp时刻关井 t t 第三节常规试井分析方法 压力恢复试井 51 由叠加原理可知 若tp和 tp t 均在径向流阶段 则实际井底恢复压力随时间的变化为霍纳公式 或 式中 Pws 关井恢复压力 MPa t 关井时间 h tp 关井前生产时间 h 第三节常规试井分析方法 压力恢复试井 52 在半对数坐标系中 Pws与 tp t t 或 t tp t 的关系曲线 霍纳曲线 是一条直线 霍纳直线 Pws Pws 霍纳曲线示意图 第三节常规试井分析方法 压力恢复试井 53 斜率的绝对值为 由此式可以算出流动系数和渗透率 第三节常规试井分析方法 压力恢复试井 54 当 t 即关井时间无限 关井压力应达到油藏静压 或原始压力 用作图法将霍纳直线外推到横坐标 t tp t 处 所对应的压力就是原始压力 第三节常规试井分析方法 压力恢复试井 55 Pws pi 第三节常规试井分析方法 压力恢复试井 56 在关井前产量不很稳定的情况下 tp可由下式确定 并称为折算生产时间 式中 Np 该生产期的累计产量 m3 q 关井前的稳定产量 m3 d 第三节常规试井分析方法 压力恢复试井 57 常规分析方法分析步骤 计算测试资料 tp 序号 tPws 01 n 第三节常规试井分析方法 压力恢复试井 58 2 在半对数坐标纸上作图 3 确定中期段的开始时间 4 计算出中期直线段的斜率m 读出 t 1h的Pws值 5 计算地层参数 第三节常规试井分析方法 压力恢复试井 59 式中 m 分析图中霍纳直线段斜率 MPa cycle Pwf 关井前流压 MPa Pws1h 霍纳直线段或其延长线上对应于 t 1h的压力 MPa 第三节常规试井分析方法 压力恢复试井 60 6 用作图法确定原始油藏压力Pi 将中期直线段外推至 t tp t 处 对应压力即为P 第三节常规试井分析方法 压力恢复试井 61 MDH法 如果测试前的生产时间tp远大于测试时间 t 即tp t 则tp tp t 经推导可以得到MDH方程 第三节常规试井分析方法 压力恢复试井 上式说明 Pws lg t成线性关系 所以当tp t时可用类似于压降分析的方法进行压力恢复分析 这种方法称为MDH法 Miller Dyes Hutchinson 62 用MDH法进行压力恢复分析的步骤 1 在半对数坐标纸上作Pws lg t关系曲线 2 确定中期直线段开始时间 3 计算中期直线段斜率m和在直线段 或其延长线 上对应于 t 1h的Pws值 第三节常规试井分析方法 压力恢复试井 4 计算地层参数 63 一 双孔介质油藏的概念及其物理模型 均质油气藏模型 双孔介质油气藏模型 K1 K1 K2 第四节双孔介质油藏的常规试