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第一章试井分析的基本概念 一 无因次量 为了一定的目的 把某些具有有因次的物理量无因次化 既引进新的无因次量称为无量纲量试井解释中的无因次量为 无因次压力 无因次时间 无因次井储系数和无因次半径 无因次压力 无因次时间 无因次井筒存储系数 无因次半径 无因次变量中的参数意义 PD 无因次压力 无因次 P 压差 MPa tD 无因次时间 无因次t 开井生产时间 h t 关井时间 hCD 无因次井筒存储系数 无因次C 井筒存储系数 m3 MparD 无因次半径 无因次 二 井筒储集常数 用井筒储集常数C来描述井筒储存效应的强弱程度 即井筒靠其中原油的压缩等原因储存原油或靠释放井筒中压缩原油的弹性能量等原因排出原油的能力 并用C代表 C dv dp其中 V是井筒中所储原油体积的变化 P是井筒压力的变化 三 表皮效应与表皮系数 S 设想在井筒周围有一个很小的环状区域 由于种种原因 钻井泥浆 射孔不完善 酸化和压裂等原因造成这区域内的渗透率与油层不同 因此原油从油层流向井筒时 产生一个附加压力降 这种现象叫做表皮效应 四 流动阶段及从每一流动阶段可获得的信息 第二章试井解释方法 现代试井解释方法的重要手段之一是解释图版拟合 或称为样板曲线拟合 TypeCurveMatch 通过图版拟合 可以得到关于油藏及油井类型 流动阶段等多方面的信息 还可以算出K S C等参数 根据常见的各种油气藏 建立相应的试井解释理论模型 求出它们的解 把这些解分别绘制成无因次压力与无因次时间 或其它有关量 之间的关系曲线 这就是样板曲线 或称为解释图版 典型曲线所表达的流体流动特性是理想流体在理想径向系统中的流动 也就是说 流体到达有效油井半径re之前处于理想径向流状态 典型曲线 不考虑测试井外边界的影响 要考虑内边界的影响 无因次压力与无因次时间的定义分别为 取对数可得 无因次压力pD和时间tD的双对数图与真实试井压差 p和时间 t的双对数图的唯一差别是通过二个合适系数的两个坐标轴的变换 即坐标原点的变换 拟合的数学关系 拟合的理论基础 测试系统的属性和典型曲线的模型一致 在这种条件下 只要实际资料与典型曲线的双对数坐标比例完全一致 则该实际资料的双对数特性曲线一定能与理论曲线重合 其重合点的比例关系必定是相应的变换坐标轴 可算出 双对数典型曲线的作法 无限大均质水平油藏中心一口具有井筒储存和表皮效应的井的数学模型 例 均质油藏中一口井压力测试 t h Pwf MPa 第一步 计算压差 t h Pwf MPa P MPa 格林加担图版是在双对数坐标系中 以无因次压力PD为纵坐标 无因次时间和无因次井筒储集常数的比值tD CD为横坐标的曲线图 于是 CDe2S是表征井筒及其周围情况的无因次量 压降分析的步骤 第一步 初拟合 作实测曲线 纵坐标为 P 横坐标为时间t 拟合 得CDe2S 确定各流动段的起止时间 第二步 特种识别曲线分析 早期纯井筒储集阶段的特种识别曲线分析 径向流动阶段的特种识别曲线分析 半对数曲线分析 拟稳定流动阶段特种识别曲线分析 压力拟合值 第三步 终拟合 从解释图版上读出拟合点的PD和tD CD值 从实测曲线上读出该点的 P和t值 由时间拟合值计算C 计算CD 由曲线拟合值计算S 计算机解释 1 用所得参数计算样板曲线 与实测曲线进行拟合 2 用解释的结果和实际生产过程进行数值模拟 或称为历史拟合 例 用格林加坦图版进行解释 第一步 初拟合 换算压差 P t 画实测曲线 初拟合半对数直线开始的时间CDe2S纯井筒储集结束的大致时间 第二步 特种识别曲线分析 用早期资料画 P t曲线 画Pwf lgt曲线 并用径向流动阶段的点子画出直线段 由半对数直线段的斜率m算出压力拟合值 第三步 终拟合 P 1MPa PD 0 73t 1h tD CD 118 K m2 C m3 MPa S双对数曲线分析0 022870 04426 0 49特种识别曲线分析0 022550 04834 0 67 第三章试井在油气层损害的矿场评价中的应用 油气层损害的矿场评价技术 油气层损害的矿场评价的重要性油气层损害的矿场评价与室内评价的区别油气层损害的矿场评价的主要内容 油气层损害的矿场评价的重要性 正确评价油层损害程度确定流体性质确定地层参数发现油气藏 油气层损害的矿场评价与室内评价的区别 矿场评价的目的是确定保护油气层技术措施现场应用后是否损害油气层以及油气层损害程度 矿场评价不同于室内实验 室内岩心评价为静态评价 其分析的范围小 能评价油层损害程度 但重点是分析损害储层的损害原因和损害机理 矿场评价却不能分析储层的损害机理 矿场评价属于动态评价 可以评价从井筒附近到几十甚至几百米的压力波及范围内的储层有效渗透率和损害程度 从而更能反映储层的真实情况矿场评价包括试井评价和测井评价 这儿主要讨论试井评价 油气层损害的矿场评价的主要内容 油层损害的评价参数和标准油层损害现状分析油井生产动态分析油层损害的定性评价油层损害的定量评价 油层损害评价参数和标准 1 油井复合油藏模型表皮系数 损害与无损害井筒压降漏分布 rc rwe s s 表皮系数无损害 rc rw有损害 rcrw 油层损害评价参数和标准 2 有效半径模型引入井眼有效半径rc来等效由于损害导致的渗透率改变 即假设井径为rc的井眼产生的压降等于渗透率有改变的实际井的压降 3 产能比 PR 油层损害后与损害前的产量比PR qa qt ln re rW ln re rc 评价判断式 无损害 qt qa rc rw PR 1有损害 qt qa rcrw PR 1 油层损害评价参数和标准 4 流动效率 FE 1968年 Matthews定义为 FE DPa DPd DPa DPt DPa PF PRDPd 附加压降评价判断式 无损害 rc rw FE 1有损害 rcrw FE 1 油层损害评价参数和标准 5 堵塞比 DR 理想采油指数Jt与实际采油指数Ja之比DR Jt Ja 1 PR 1 FE 1 PF 1 CR评价判断式 无损害 CR 1有损害 CR 1改善渗透率 CR 1 油层损害评价参数和标准 三 均质和裂缝性油层损害评价指标及标准 通式S C ln rw rc 1 15DPd m 1 15DF CI 1 15 1 PR CI 1 15 1 PF DPd m 1 15 1 1 DR CI 1 15 1 FE CI 1 15 1 CR CI裂缝性地层的表皮系数评价标准 无损害 S 3有损害S 3改善渗透率 S 3 均质地层各种评价指标及标准评定指标表示符号损害未损害改善表皮系数S 0 00 00 00 01 11产能 率 比PR PRJ 1完善程度PF1条件比CR1完善指数CI 8 7rW 利用地层测试压力卡片定性诊断油层损害存在损害油层DST DrillStemTest 测试曲线特征开井流动压差较大关井压力恢复初期压力恢复快 有明显的转折点压力恢复曲线转折点越接近直角 开井流动压差越大 油层损害越严重 油层损害的定性评价 油层损害的定量矿场评价 试井资料评价方法应力恢复曲线Horner分析法假定以流量q生产到时间tp关井 则关井tp Dt的关井恢复压力为pws pe 2 121 10 3lg 令 m 2 121 10 3 当tp 1时 m Horner直线段斜率pwf 关井前流压 Mpapws1h Horner曲线上Dt 1h对应的压力 MpaCt 综合压缩系数B 体积压缩系数F 孔隙度 油层损害的定量矿场评价 二 裂缝 孔隙性油藏的评价参数和标准 1 均质油气藏的矿场评价参数 表皮系数评价标准 通用的评价标准 二 裂缝 孔隙性油藏的评价参数和标准 2 裂缝 孔隙性油藏新的评价参数和标准的提出 裂缝 孔隙性油藏新的评价指标和评价标准 损害机理水 油 圈闭固相颗粒侵入化学剂吸附粘土矿物损害结垢应力敏感 裂缝 孔隙性储层损害特征对渗流影响的示意图 外来流体滤失 基块 裂缝 固相颗粒堵塞 损害类型 水圈闭 逆流渗吸 固相侵入 化学剂吸附等 渗流的影响 裂缝渗流能力降低 基块与裂缝之间窜流能力降低 井筒中流体 提出新的矿场评价标准 裂缝 孔隙性双重介质的评价标准 Sf为裂缝表皮系数 Sma为基块与裂缝之间窜流表皮系数 主要内容 一绪论二裂缝 孔隙性油藏的评价参数和标准三裂缝 孔隙性油藏矿场评价数学模型四裂缝 孔隙性油藏保护油层的矿场评价软件的设计和实现五软件特点 1 裂缝 孔隙性孔隙油藏矿场评价的数学模型 假设 1 地层水平等厚 各向同性 油层上下分别有不渗透隔层 2 考虑单相微可压缩流体渗流 流体物性不随压力变化 3 地层中的渗流为平面径向流动 流体流动为线性达西渗流 4 油井测试前各点压力为地层静压Pi 5 油井以常产量生产 6 考虑表皮效应和井筒存储效应 7 地层中存在两种具有不同孔隙度和渗透率的介质 基质系统和裂缝系统 裂缝作为渗流通道 基质作为供液源 8 介质间的窜流分别考虑拟稳态情况 Warren Root模型 和不稳态情况 deSwaan模型 三 裂缝 孔隙性油藏矿场评价数学模型 边界条件 初始条件 裂缝 孔隙性油藏的试井评价数学模型 三 裂缝 孔隙性油藏矿场评价的数