试井解释基础及Saphir软件的使用

试井解释基础及Saphir软件使用,GPT石油技术(北京)公司2003年2月,试井解释的基本概念和理论各种试井解释模型的主要特征和使用范围利用Saphir试井解释软件进行实际解释,课程培训目标,第一篇试井解释基础知识,试井(广义)：既包括压力和温度及其梯度的测量、高压物性样品的获取，不同工作制度下的油、气、水流量的测量，甚至探测砂面以了解地层出砂情况等均可以称为试井的范畴。,试井(狭义)：仅指井底压力的测量和分析，以及为了进行压力校正而进行的温度测量和为了分析压力而进行的产量计量。,什么是“试井”？,试井解释,测井(WellLogging)：主要用电法等来测试井筒附近区域的地层渗透率、饱和度等地层特征。生产测井(ProductionTest)：主要研究井筒问题，如出油层位、出水层位、分层流量及井壁损坏等。试井(WellTesting):主要通过测试压力数据和产量数据来求取生产井流动区域范围内的有效地层参数，如渗透率、表皮系数、井筒存储系数以及井与断层的距离。,1.平面径向流,假设：油层均质、等厚、油井打开整个油层生产。现象：在油层中与井筒方向垂直的水平面上，流线从四面八方向井筒汇集、而等压线则是以井轴为圆心的同心圆。,实际上，油井一开井总要受到井筒储集和表皮效应或者其他因素的影响，这时虽然也是向着井筒流动，但是尚未形成径向流的等压面，这一阶段称为“早期段”，在生产影响达到油藏边界以后，此时因受边界影响不呈平面径向流，这一阶段称为“晚期段”，真正称为径向流的只是它们之间的一段时间，即“中期段”,2.稳定流动,一口油井以稳定产量生产，如果在“晚期段”整个油藏的压力分布保持恒定（即不随时间变化），油藏中每一点的压力都保持常数，这种流动状态成为“稳定流”。表现特征：ttss时，油藏中任何一点均有：dp/dt=0.,强水驱边底水油藏可出现稳定流。,3.拟稳定流动,如果在稳定生产过程的晚期段，油藏中每一点的压力随时间的变化率都相同，即各点的压力以相同的速度下降，这种流动状态称为“拟稳定流动”。表现特征：ttps时，油藏中任何一点均有：dp/dt=C(常数),油藏中不同时刻的压力分布曲线彼此平行，井底压力随时间变化呈线性关系。封闭油藏中一口井以稳定产量投入生产，当压力影响达到所有封闭边界之后，便进入“拟稳定流动”阶段。,4.半球形流和球形流动,油藏由于存在气顶或者底水，为了防止底水锥进或者气顶气窜，只打开油层顶部或者底部，油层中的流体类似于从半球体的四面方向流向油层顶部的打开部位，此时的流动称为“半球形流动”。如果只在油层中某一部位打开，油层流体从射孔孔眼的上下、左右、前后四面八方流向孔眼，此时的流动称为“球形流动”。厚油层局部打开时可以在“早期段”出现“半球形”或者“球形”流动。,5.线性流动,线性流动就是指在某一区域内，流体的流动方向相同，流线相互平行。可能出现“线性流”的情况：平行断层所形成的条带地层，离井稍远区域流动；无限导流垂直压裂裂缝井；水平井水平段较长时。线性流在压力曲线上的表现特征：压力导数成1/2斜率的直线。,6.双线性流动,有限导流垂直裂缝是指进行水力压裂的井，当加入的支撑剂沙粒配比是当时，裂缝中的导流能力与地层的导流能力可以相比拟。此时除垂直于裂缝的线性流外，沿裂缝方向也产生线性流。因此成为双线性流。双线性流产生于有限导流的垂直裂缝。,7.拟径向流,对于水力压裂井，当初期的线性流动和双线性流动结束之后，当压力波响应半径大于裂缝半长时，就会出现拟径向流动。,8.续流动状态,井口开井时，初始的井口产量是由井筒内液体的膨胀而产生的，井底的流动是从零逐渐增高到常产量(Q)值，这时地层内不能马上形成平面径向流，这一阶段称为井筒储集影响阶段，也称“续流动段”。反之，当一口井在井口关井时，由于井筒内流体的压缩性影响，或是由于井筒内具有自由液面，使得井底不能同时关闭停止流动，地层继续向井内补充一部分液体，这便是关井的“续流动”。,几种特定流动的压力导数特征斜率值,9.段塞流,在钻柱(DST)测试中，打开井底阀以后，随着地层流体的产出，测试管柱的液面不断上升。对于自喷能量差的地层，液面达到井口之前，流动即停止，从而形成自动关井。这种流动称为“段塞流”。,10.探测半径,当一口井以产量q生产时，井底压力开始下降，压力波不断向地层内部传播，“压降漏斗”不断扩大和加深，在任何时刻ti,都总有那么一个距离ri,在油层中与生产井距离超过的ri地方，压降仍为0(严格地说，该地方压降仍然非常小，只是无法探测出来而已).这个距离就称为“探测半径”。,探测半径的计算公式：,.,rd：探测半径，ft;k:渗透率，mD;t:时间，h;:孔隙度，无因次；u：粘度,mPa.S.Ct:压缩系数，磅/英寸2-1,11.压降试井和压降曲线,压降试井：即把本来关着的油井开井生产，使油层中的压力下降，测量产量和井底流动压力随时间的变化。压降曲线：以直角坐标表示井底流压Pwf(t),以对数坐标表示开井时间t，绘制出来的井底流压和开井时间的单对数曲线称为压力降落曲线，简称压降曲线。利用压降曲线可以计算油层渗透率k和表皮系数S等。,12.压恢试井和压恢曲线,压恢试井：一口井以稳定产量生产一段时间tp以后,关井使油层压力回升(“恢复”)，测量关井前产量和关井后井底流压随时间的变化，这就是“压恢试井”。压恢曲线：Horner曲线:即以直角坐标表示关井井底压力Pws(t),对数坐标表示（tp+t)/t,这样的半对数曲线就称为霍纳曲线。MDH曲线：即以直角坐标表示关井井底压力Pws(t),对数坐标表示关井时间t,这样的半对数曲线就称为MDH曲线。利用压力恢复曲线可以计算油层渗透率k、表皮系数S以及油层外推压力等。,13.井筒储集效应和储集系数,在油井开井阶段和刚关井时，由于流体自身的压缩性，都存在续流影响，这就是“井筒储集效应”。从开井或者关井开始，直到地面产量与井底产量完全相同之前的阶段都称为“纯井筒存储阶段”。,“井筒储集系数”物理意义,在井筒储满单相原油的情况下，井筒靠其中原油的压缩性能储存原油，或者靠释放其中原油的弹性膨胀能量排除原油的能力。说得更具体些：关井时，要使井筒压力升高1MPa，需要从地层中流入C(m3)体积的原油；开井时，当井筒压力降低1MPa时，靠井筒中原油的弹性膨胀能量可以排出C(m3)体积的原油。,14.表皮效应、表皮系数和折算半径,由于钻井过程中泥浆的侵入、射孔引起射开不完善、酸化和压裂原因，使油井附近地层区域的渗透性发生变化，也就是通常所说的井壁污染和增产措施见效。因此，当原油流入井筒时，就会在这个渗透性不同的区域内产生一个附加压降。这就是所谓的“表皮效应”。将表皮效应产生的附加压降Ps无因次化，得到无因次附加压力降，用来表征一口井表皮效应的性质和严重程度，称之为“表皮系数S”(污染系数)。表皮系数S所反映的储层特征：S0：地层受污染，S数值越大，污染越严重；S=0：储层未受污染；S0):井受污染；rwerw(即S0或者Ps0):增产措施见效。,15.理想采油指数和理想比采油指数,理想采油指数：指无污染或者措施情况下的单位生产压差的油井产量；,理想比(米)采油指数：指无污染或者措施情况下的单位油层厚度的采油指数；,16.实际采油指数,实际采油指数：指地层存在污染或者要经过增产措施的条件下的采油指数。计算公式如下：,17.流动效率和堵塞比,流动效率(FE):是指实际采油指数与理想采油指数的比值。,堵塞比(DR):流动效率的倒数。,18.多井试井,多井试井包括干扰试井和脉冲试井。测试时一般采用两口井进行施工，一口井作为“激动井”，改变工作制度，例如开井或者关井，产生一个地层压力波。另一口井作为观察井，测试时下如高精度压力计，记录从激动井通过地层传播过来的压力变化，从而研究井间地层的连通性，和计算链通参数。干扰试井也可以采用一口激动井对多口观察井，或者一口观测井对多口激动井，井型井组测试。脉冲试井是指按照相同时间间隔采用多个激动信号(脉冲)，从观察井测量脉冲信号的测试方法。,19.气井拟压力和无阻流量,气井拟压力的定义：,气井无阻流量(QAOF):是指气井在井口敞喷(大气压)条件下的气体产量。,试井解释基本模型及其特征曲线,一、均质油藏,1、物理模型,流体为单相微可压缩液体，储层中达到径向流；忽略毛管力和重力；油井测试前地层各处的压力均匀；地层各向同性，均匀等厚。,2、数学模型,渗流方程：,边界条件：,2、数学模型,利用Laplace变换，可以得到Laplace空间线源解：,再利用Duhamel原理就可以包含井筒存储和表皮效应。,3、典型曲线,3.1双对数压力及导数曲线,I:早期断压力及导数曲线合而为一，呈45直线，表示井筒储集效应的影响；II:过渡段导数出现峰值后向下倾斜，峰值高低取决于CDe2S.CDe2S值越大，峰值越高，出现的时间越迟。III：导数水平段地层径向流的典型特征。,3、典型曲线,3.2半对数MDH曲线,a:具有斜率m的径向流直线段；b:具有最大斜率的续流和过渡段；c:以m和m为斜率的直线交点D所对应的时间t*;d:以m和m为斜率的直线夹角.,半对数MDH曲线,1、CDe2S值越大，则m/m越大，且夹角越接近90角，反之，CDe2S值越小，则m/m越接近1，且夹角越接近180角；2、CD值越大，t*越大，拐点出现越迟。,双对数/导数曲线分开距离与CDe2S的值近似关系表,井筒储集系数分类特征表,表皮系数分类特征表,常见均质油藏曲线类型,1、导数曲线无峰值；2、半对数曲线缓慢向上弯曲，未出现径向流；3、反映储层的表皮系数和井筒储存系数都很小。,常见均质油藏曲线类型,1、双对数综合曲线呈叉状，压力及导数早期重合；2、导数处于上升段，表明压力变化仍处于续流段；3、半对数曲线向上弯曲，后期近似呈直线，但并不是径向流直线段；4、储层污染较重，表皮系数较大。(卧90井),常见均质油藏曲线类型,1、双对数缺失早期续流段；2、半对数曲线具有很短的续流段，但径向流直线段很长；3、半对数直线段斜率很小，反映地层系数(kh/u)很高；4、储层污染较重，表皮数很大。(轮2井),二、井底垂直裂缝油藏,物理模型,裂缝与井筒呈轴对称分布；裂缝内的流动可以为无限导流(沿裂缝方向无压差)或者有限导流(沿裂缝方向有压差)；裂缝宽度W0；,数学模型解析解无限导流裂缝,早期线性流动阶段：,拟径向流动阶段：,典型曲线无限导流裂缝,双对数压力及导数曲线,I:早期断斜率为0.5的直线，导数与双对数相差0.301周期；II:过渡段压力及其导数曲线近乎平行；III:径向流段导数为0.5的水平线。,3、典型曲线无限导流裂缝,具有井筒存储效应的双对数及其导数特征,当存在井筒储集影响时，曲线的早期断会偏离0.5斜率直线，相应的导数斜率也会大于0.5，而与双对数曲线呈放射状。,3、典型曲线无限导流裂缝,半对数曲线特征,半对数曲线表现出类似于负表皮效应的压力动态特征(倒“厂”字型)。,数学模型解析解有限导流裂缝,早期双线性流阶段：,拟径向流动阶段(与均质油藏径向流一样)：,典型曲线有限导流裂缝,双对数压力及导数曲线,I:早期断斜率为0.25的直线，导数与双对数相差0.602周期；II:过渡段压力与导数曲线几乎平行；III:径向流段导数为0.5的水平线。,3、典型曲线无限导流裂缝,裂缝导流能力对有限导流裂缝压力特征的影响,3、典型曲线无限导流裂缝,具有续流影响的有限导流双对数曲线特征,井筒储集效应会使早期续流段的斜率偏离0.25或者0.5.,常见垂直裂缝油藏曲线类型,无限导流裂缝,1、初期(a-b)段为线性流段，压力及导数为1/2斜率平行直线；2、(a-b)段的压力及导数之间纵向距离为0.301对数周期；3、后期(c-d)段为径向流段，导数为0.5的水平直线段。（中29井）,常见垂直裂缝油藏曲线类型,有限导流裂缝,1、对于FCD较小的有限导流裂缝，初期段(a-b)为双线性流，压力及导数为1/4斜率的平行直线，纵坐标距离为0.602对数周期；2、(b-c)段为过渡段；3、(c-d）段为后期径向流段。,常见垂直裂缝油藏曲线类型,措施前后效果对比,1、措施前为叉形曲线，措施后变为通道状；2、由于k值的变化,使曲线在措施后向左移;3、措施前可以清楚地测到续流段、但是径向流缺失或者很短；4、措施后缺失早期续流段，但是可以测到径向流段。（樊29井）,常见垂直裂缝油藏曲线类型,措施后出现长裂缝情况,1、措施前为典型的“勺”型(均质)曲线和“S”型(双重介质)曲线；2、措施后为，对于大部分的线性流动阶段，表现为不断向上绕曲的弧线，直到出现晚期径向流直线段为止。（威34井）,三、变井筒存储模型,均质油藏、垂直裂缝油藏、双重介质油藏和双渗介质油藏等等都可能存在变井筒存储的影响，因此，从严格意义上说，变井筒存储模型不属于一种模型，而是属于压力及其导数曲线的特例。,井筒存储系数由大变小特征曲线,双对数曲线图早期段斜率大于1.0，倾角大于45。,井筒存储系数由大变小特征曲线,半对数曲线的视直线斜率m与径向流直线段斜率m之比值出现异常偏大，在作无因次叠加函数检验时，续流段拟合不好。,井筒存储系数由小变大特征曲线,双对数曲线图早期段斜率1.0，倾角45，并且使双对数压力曲线与其导数曲线分开，由于C值的变化，导数曲线出现特有的S形状。,井筒存储系数由小变大特征曲线,半对数曲线m/m之比值出现异常偏低，在作无因次叠加函数检验时，与理论曲线拟合不好。,压力恢复“驼峰”特征,压力恢复“驼峰”原因分析,压力恢复“驼峰”原因分析,图(a)为刚关井时的状态，假定续流已经结束，井筒中存在气液两部分，部分气体在液面上方，体积为1m3，压力为常压0.1MPa，另一部分气体在液体下方，体积也是1m3，液柱高度为1000m，按相对密度0.95计算，下方气体的压力为9.6MPa。下方气体会由于相对密度差异向液体上方移动，使气液相重新分布，如图(b)所示。假定在这一过程中，井筒与地层无流体交换（实际上相的再分布和流体交换同时发生），当气柱到达上方后与上方气柱合并体积为2m3。由于下方气体原来处于高压下，合并后，用理想气体定律可以计算出合并后的气柱内压为4.85MPa，体积2m3。此时井底的压力变为9.54.8514.35MPa，这样，井底压力就高于正常井底压力，形成压力恢复曲线上的“驼峰”。,压力恢复“驼峰”的形成条件,(1)地层具有中等或者中等偏高的渗透性。原因在于：对于低渗透地层，地层压力较长时间以较大辐度不断恢复，会抵消和遮盖相分布造成的压力升高，一直看不到“驼峰”现象；(2)井筒中流体的粘度应比较高。只有粘度较高，才能延缓气柱的上升过程，从而使井筒中的压力平衡延缓到压力恢复之后；(3)原油泡点压力应比较高，或者具有气夹层，使井底具有较多的已分离气体，这样才能发生面显得想重新分布过程；(4)井底具有较高的S值，形成井壁阻力，会有助于“驼峰”的形成；(5)油套管环形空间有封隔器隔开，阻止油管中由于压力升高挤出的流体倒流到环形空间，迫使井底套力上升。,典型曲线,渤海埕北油田：储层特征：渗透率：1.67D;原油粘度55mPa.s；泡点压力14.91MPa;S：24.8(A21井),1.44(A4)井；井下座有封隔器。,四、双重孔隙介质油藏,物理模型,假设油藏中存在两种介质：裂缝系统和基质系统。基质岩块不能向井筒中直接供液，流动总是先从裂缝开始，逐渐向基质岩块波及,裂缝系统渗透率远大于基质岩块系统的渗透率。,双重孔隙介质的有关概念和定义,1、裂缝系统的体积比,2、基岩系统的体积比,3、裂缝孔隙度,4、基岩孔隙度,5、(裂缝+基岩)总孔隙度,6、裂缝系统弹性容量,7、基岩系统弹性容量,双重孔隙介质的有关概念和定义,8、弹性储能比,9、窜流系数,其中,a是基质岩块的形状因子,定义为:,l是基质岩块特征长度,n是裂缝面的维数,常见的a值:,弹性储能比反应裂缝系统的储油量占总储油量的百分比;窜流系数反应的是原油从基质岩块流到裂缝的难易程度。,数学模型解析解,双重孔隙介质Laplace空间解,拟稳态流动状态下：,不稳定流动状态下：,(层状),(球形),典型曲线双重孔隙介质油藏,双对数压力及导数曲线(拟稳定流动),典型曲线双重孔隙介质油藏,双对数压力及导数曲线特征(拟稳定流动),I续流段：裂缝系统的流体开始流动，而基质尚未参与流动前表现出均质油藏特征。II裂缝径向流段：当S接近0、C较小、窜流系数较小(基质向裂缝的窜流发生较迟)、弹性储能比较大（裂缝中有充分的液体供给）时，就可以出现裂缝径向流；III过渡段：即裂缝系统中采出液体后压力下降，基质系统开始向裂缝系统补给液体，缓和压力的下降；IV总系统径向流段：即窜流过程稳定以后，裂缝和基质系统中的流体同时参与压力变化过程，出现总系统径向流段，导数曲线上出现水平直线段。,典型曲线双重孔隙介质油藏,半对数曲线特征(拟稳定流动),半对数曲线上出现两条平行的直线段，第一条直线段代表裂缝径向流段，第二条直线段代表总系统径向流段。,典型曲线双重孔隙介质油藏,双对数压力及导数曲线(不稳定流动),典型曲线双重孔隙介质油藏,双对数压力及导数曲线特征(不稳定流动),a-b为裂缝均质流段，这一点在径向流起点前，因此导数没有出现0.5水平段。b-c为过渡段，导数曲线出现0.25水平直线段；c-d表明从过渡段转化到总系统均质流；d-e为总系统径向流段，导数曲线出现0.5水平直线段。,(板状基质岩块),(球状基质岩块),典型曲线双重孔隙介质油藏,半对数曲线特征(不稳定流动),A：出现两个半对数直线段，其中斜率为m/2的直线段为过渡流直线段，斜率为m的直线段为总系统直线段。B：只有一个直线段，即总系统径向流段。,常见的双重孔隙介质油藏特征曲线,(1)(a-b)续流段；(2)(b-c)裂缝径向流段，导数为0.5水平线；(3)(c-d)基岩裂缝过渡段，压力呈平稳过渡；(4)(d-e)总系统径向流，导数为0.5水平线。(坝2井拟稳态窜流),常见的双重孔隙介质油藏特征曲线,(1)(a-b-c)段为续流段，裂缝流动特征被续流影响掩盖；(2)(c-d)段为不稳态窜流段，导数表现出0.25水平直线；(3)(d-e)为过渡段；(4)(e-f)为总系统径向流，导数为0.5水平线。(5)双重介质不稳态窜流，从形态上很容易与均质地层、井附近有直线断层曲线混淆。(不稳态窜流),第二天,五、双重渗透介质油藏,物理模型,与双重孔隙介质油藏模型一样存在两种介质：裂缝系统和基质系统。它与双重孔隙介质油藏模型不同的是：两种介质都可以直接流入井筒（符合这一模型的典型油藏是渗透率相差悬殊的双层油藏）。双层油藏模型假设：两个渗透率相差悬殊的油层同时向井筒供油的同时，低渗油层(k2)向高渗油层(k1)发生拟稳定窜流。,双重渗透介质的有关概念和定义,1、弹性储能比,2、窜流系数,3、地层系数比,地层系数比反应的是两层油藏之间的差异：当0.5时，则为均质油藏模型；当1时，则为双重孔隙介质油藏模型。,数学模型解析解,双重渗透介质油藏Laplace空间解,典型曲线双重渗透介质油藏,双对数压力及导数曲线,典型曲线双重渗透介质油藏,双对数压力及导数曲线特征,(a-b-c)段为井筒储集影响段；(c-d)段为高渗层径向流动段，在无因次坐标中，该段为0.5水平直线段，与均质油藏径向流相似；(d-e)段为过渡段,也是高渗透层的边界反应段,(d-e)和(e-f)段合称为储层的储集效应段;(f-g)段为低渗透层的径向流段,无因次坐标下的导数值为0.5/(1-).,典型曲线双重渗透介质油藏,表皮系数S对导数曲线形状的影响,当S值增大时,峰值升高,而且向右移动;若出现径向流,导数为0.5水平线.,典型曲线双重渗透介质油藏,弹性储能比对导数曲线形状的影响,随着值减小,过渡段(c-d-e-f-g)导数曲线左移。,典型曲线双重渗透介质油藏,地层系数比对导数曲线形状的影响,值影响着低渗层径向流段的导数值,值增加,导数曲线水平段上移。,典型曲线双重渗透介质油藏,窜流系数对导数曲线形状的影响,随着值增大,使得在不稳定压力变化过程中高渗透层形成的亏空，有低渗透层加以补充。当值达到10-7数量级时，出现类似于双重孔隙介质的形状。,六、各种边界油藏,各种边界类型,1.在井附近存在有断层或者油层尖灭等不渗透边界;2.由边水或注入水形成的定压边界;3.油层存在有气顶或底水;4.平面上分布有流体性质变化造成的不同的影响区.例如:注入稠化水、注入热蒸气、注入化学剂等；5.平面非均质分布；6.气层具有边底水。,边界油藏常见的镜像反应特征,压降试井曲线特征,单一断层油藏双对数压力及导数曲线,油藏已经出现径向流，导数曲线上出现0.5水平直线段，由于断层的影响，导数曲线上升一个台阶，出现1.0水平直线段。,单一断层油藏半对数压力曲线,半对数曲线上，出现斜率为m的直线向上转折,形成斜率为2m的另一直线.,直角断层油藏双对数压力及导数曲线,直角断层在双对数导数曲线上表现出导数值为2的水平直线段。,直角断层油藏半对数压力曲线,直角断层在半对数曲线上表现出4倍斜率的直线。,平行断层油藏双对数压力及导数曲线,在一条窄长的通道上，随着时间的增加，在距井较远的地方，逐渐形成拟线性流，压力曲线逐渐形成近似1/2斜率的直线，压力导数也呈现出1/2斜率直线，二者逐渐趋于平行。,封闭地层中心一口井油藏双对数压力及导数曲线,压力及其导数曲线在晚期均逐渐趋于单位斜率直线(45)。,压恢试井曲线特征,封闭地层中心一口井双对数压力及导数双对数曲线,封闭油藏中心生产井关井时，块中的压力渐渐趋于平衡，接近平均地层压力，此时压力导数降很快下降，并趋于0。,封闭地层某侧一口井双对数压力及导数双对数曲线,开井压降和生产相当长时间后关井恢复，到接近井的直角断层影响井的压力动态时，两者基本一致，出现封闭断块后，压降值逐渐加大，形成拟稳定流，双对数和导数接近于斜率为1的直线，而恢复曲线则趋于平衡使导数迅速下降并趋于0。,一条定压边界压降或者压恢及其导数双对数曲线特征,当井附近存在定压边界时，不论是压降或者压力恢复，都会由于定压边界的存在而使压力稳定下来，从而使压力导数很快下降。,组合边界的压降及其导数双对数曲线特征,当井附近既存在定压边界，也存在不渗透边界时，若井距离不渗透边界较近，则压力导数曲线先上倾再下降。,组合边界的压降及其导数半对数曲线特征,七、水平井油藏,物理模型,假设：1、油藏等厚、均质、且顶底部均为不渗透隔层所封闭，水平井与顶底面平行；2、油层厚度为h(m)，垂向渗透率和水平渗透率分别为KV和KH(m2),井筒符合无限导流特征，不考虑重力；,数学模型解析解,Laplace线源解：,其中：,典型曲线水平井油藏,双对数压力及导数曲线,表示初始径向流结束的大致时间；表示拟径向流开始的大致时间。,水平井油藏流线图,初始径向流：压力影响还未达到顶底界面,拟径向流：压力波影响范围已经扩大到水平井范围之外。,典型曲线水平井油藏,半对数压力曲线特征,半对数曲线早期反应的是初始径向流(当井不位于油层中不时，还可能出现第二径向流)，后期反应的是拟径向流直线段。,常见的水平井典型曲线,(a-b)续流段；(b-c)垂直径向流；(d-e)垂直于井筒的拟线性流段；(f-g)水平拟径向流。,八、复合介质油藏,物理模型,所谓“复合油藏”是指井附近地层与离开井一定距离的地层，存在不同的参数属性。假设油藏存在两个复合区域，分别具有不同的流度和弹性储能系数。,双重渗透介质的有关概念和定义,1、流度比,2、储容比,数学模型解析解,复合油藏Laplace空间解,双对数压力及导数曲线,双对数压力及导数曲线特征,(a-b-c)段为井筒储集影响段；(c-d)段为内区径向流段，在无因次坐标中，该段为0.5水平直线段；(d-e)段为内外区交界的过渡段,如果外区流度和储容系数小于内区，则该段上翘，反之，则该段下倾;(f-g)段为外区径向流段,导数曲线上表现出坐标值为0.5Mc的直线段。,常见的复合油藏典型曲线,(里107井),(a-b-c)续流段；(c-d)内区径向流；(d-e-f)过渡段；(f-g)外区径向流,九、地层部分射开油藏,物理模型,对于厚油层（几十米甚至上百米）而言，为了防止底水锥进或者气顶气窜，往往只射开油层的某一部分，此时，井底附近的流动会增加一个附加阻力，即打开不完善造成的井壁阻力，使表皮系数增大，而且还会出现球形流动或者半球形流动。假设油层的横向渗透率为KH，纵向渗透率为KZ。,数学模型与常规油藏除内边界外，其余条件完全一样。,双对数压力及导数曲线,双对数压力及导数曲线特征,(a-b-c)段为井筒储集影响段，与一般的均质油藏相似；(c-d)段为局部径向流段，即横向流动和纵向流动共同作用，形成“局部径向流”，导数曲线出现水平直线段；(d-e)段为球形流段，即随着时间的推移，球形流动会明显发生，形成“球形流”或者“半球形流”，球形流在导数曲线上表现出斜率为-0.5的直线段;(e-f)段为地层径向流段,导数曲线上表现出坐标值为0.5的直线段。,半对数压力曲线特征,在半对数曲线上明显出现斜率为m1的局部径向流和斜率为m2的整个油层的径向流。,不同渗透率比值对压力变化曲线的影响,KH/KZ值越大，则地层产生局部径向流的可能性越大，维持的时间也越长，反之，则产生局部径向流的可能性越小，产生“球形流”的时间越早。,十、气井解释,试井解释,在油藏模型假设中，都假设流体是“微可压缩”的，且其“压缩系数为常数”，粘度不随压力变化而变化。但是气体的粘度和压缩系数都是压力变化的函数，真实气体的偏差系数Z也是压力的函数。因此，用于油水渗流时压力变化的方程不能应用于气体渗流，为此，通过引入“真实气体势函数”，或者称为“拟压力”，将气井压力换算成拟压力，就可以将常规油、水井的试井解释方法用于气井试井解释。,拟压力定义：,气体渗流方程：,利用数值积分方法梯形法计算拟压力：,1、当把气井压力转化为拟压力后，气井的不稳定试井解释步骤与油井一样；2、在整个测试过程中，若气井的井底压力小于13.8MPa，此时粘度与偏差系数的乘积几乎是一个常数，此时可以用压力平方来代替拟压力进行试井解释；3、在整个测试过程中，若气井井底压力大鱼20.7MPa，此时Z/p几乎是常数，此时可以用压力来代替拟压力进行试井解释。,注意！,产能试井方法,1、稳定试井,气井以某一稳定产量生产，直到井底流压达到稳定，然后改变工作制度，以另一稳定产量生产，待井底流压达到再改变工作制度继续生产，这样重复34次，测量每个工作制度下的产量和稳定流压，这就是气井的稳定试井。,改变工作制度的顺序一般是由低产量开始逐渐加大，常常在测试结束后关井测压力恢复，以取得地层压力pr。,在双对数坐标上绘制出(PR2-Pwf2)与q的关系曲线。直线的斜率的导数为渗流指数n,通过其它任何点计算出C值，就可以得到指数式产能方程。,指数式产能方程,在直角坐标上绘制出(PR2-Pwf2)q与q的关系曲线。直线的斜率为二项式系数B,通过其它任何点计算出A值，就可以得到二项式产能方程。,二项式产能方程,井底流压为0(绝对压力为0.101MPa)时的最大极限产量即称为“无阻流量”。根据稳定试井测试资料求出气井的二项式产能方程后，就可以利用如下公式计算气井无阻流量：,气井无阻流量QAOF,气井流入动态曲线(IPR曲线),气井井底流压pwf与产量q的关系曲线就称为气井的流入动态曲线。,2、等时试井,等时试井主要针对低渗气藏提出来的产能试井方法，该方法主要通过34次相同时间长度的等时流动期来确定不稳定产能曲线，然后再用一个稳定测点和不稳定产能曲线推出稳定产能曲线。,产能曲线,指数式产能曲线,二项式产能曲线,3、改进的等时试井,改进等时试井是在等时试井的基础上，开井流动段和关井恢复段的时间相同，通过等时流动期确定不稳定产能曲线，然后再用一个稳定测点和不稳定产能曲线推出稳定产能曲线。,产能曲线,指数式产能曲线,二项式产能曲线,十、干扰试井和脉冲试井,干扰试井,干扰试井通常有两口以上的井参与施工操作，其中一口称为“激动井”，施工时改变“激动井”的工作制度(开井或者关井)，造成井底附近地层的压力波动；另一口井称为“观测井”，施工前即关井，待井底压力基本稳定后，下入高精度、高分辨率的井下压力计，连续记录井底压力的变化，如果激动井和观察井之间是连通的，那么激动井由于开关井造成的地层压力的波动，在一定时间后，就会传到观测井。利用“干扰压力”信号，可以计算地层的连通参数kh/、K/Ct、等。,干扰测试实例,垦古7井(观测井)在测试开始时压力以0.55MPa/d的速率上升，当垦古8井停止注水后两个小时左右，压力即波及到垦古7井，使其压力渐渐变平缓然后下降，垦古8井恢复注水时，垦古7井又从下降转为上升。,脉冲试井,脉冲试井在施工方法上与干扰试井类似，也是采用两口井组成井组，一口激动井，造成井底附近地层压力变化，另一口观测井，主要观察激动井压力信号。所不同的是，激动井的激动采用等间隔，连续多次的开井和关井，从而使观测井测得的压力也形成一连串的波动，通过分析这一链串波的波峰高度和滞后时间，就可以计算地层的连通参数。,脉冲试井实例,通过垦古13井的不断开井和关井，然后测试垦古9井(观测井)井底的压力信号，根据脉冲信号的波峰高度p和滞后时间t,利用图版拟合方法，就可以计算出井间连通参数。,第三天,第二篇Saphir试井解释软件使用,Saphir试井解释软件的主要特征,1、加载和处理数据非常方便，可以根据用户的需要加载任意数目的压力计数据和压力点数；2、可以同时分析多支压力计数据；3、可以同时进行多个模型的解释和对比；4、可以根据用户的需要进行PVT参数计算；5、既可以进行手工图版拟合、也可以进行非线性回归的自动拟合；6、可以进行人工智能模型识别；7、可以进行物质平衡计算和绘制IPR曲线；8、可以根据用户需要进行扩展模型的加载和运用；9、可以进行多井和多层油藏模型的试井解释；10、根据用户需要进行试井设计。,Saphir试井解释软件各模块基本功能,1、输入压力史和流量史参数以及其它静态参数；2、生成样板曲线，进行双对数压力及其导数曲线的拟合；3、进行无因次霍纳曲线的拟合；4、进行压力史曲线拟合；5、进行自动拟合，直到双对数曲线、霍纳曲线以及压力史曲线完全拟合为止；6、输出解释结果参数，编写解释报告。,试井解释基本步骤,一、常规油藏试井解释,1、均质油藏试井解释,1.单击“New”菜单，初始化“mainoption”对话框。,测试类型包括：“Standard”或者“Interference”；流体类型包括：Oil、Gas和Water；流量类型包括：Oil、Gas和Water；解释方法包括：Standard、Numerical和Multilayer；油藏静态参数包括：油藏厚度、井筒半径、平均孔隙度；用户可以自选单位制、参考日期以及测试信息。,2.选择默认参数，单击“Next”菜单，输入PVT参数，也可以通过单击图标进行PVT参数计算。,3.单击“Create”进入试井解释主窗口。,4.单击“LoadQ”，加载Ascii格式的流量史文件Sapb01.rat。,流量类型；时间类型；时间偏移；选择输入文件；文件格式。,5.单击“LoadP”加载Ascii格式的压力史文件Sapb01.asc。,6.单击“ExtractdP”选择压力计、流动段、光滑系数、初始压力等。,早期压力与其导数不重和主要是因为初始压力估算错误(应为3087)。,7.最大化双对数曲线窗口，单击右键，选择“Set/Pdt=0”，将初始压力改为3087psi。,8.最大化半对数曲线窗口，单击右键，选择“Linet/Regression”进行半对数拟合，还可以利用弹出菜单显示拟合结果。,9.单击“Model”图标Shift，自动选择模型，计算参数C、Kh、S、Pi。,10.单击“Model”图标，手工选择模型。,11.拖动鼠标进行手工图版拟合。,12.单击“Improve”用非线性回归方法进行自动拟合。,13.单击“Interpretation2”,进入辅助分析对话框，X坐标选择对数、Y坐标选择直角坐标。,14.最大化Horner曲线窗口，单击右键并选择“Result”，显示半对数分析结果。,2、双重孔隙介质油藏试井解释,1.加载文件Sapbx01.ks3文件。,2.激活双对数曲线(双击或者单击鼠标右键)，然后单击倒数第三个图标进行初步拟合。,3.自动选择模型(Shift+Dodel)，计算表皮系数。,4.手工选择“TwoPorosityPSS”模型，默认其它参数。,5.单击“窜流系数”和“弹性储容比”选择图标，初步估算这两个参数。,6.单击“Generate”按钮，生成压力响应模型。,7.单击“Improve”按钮，进行自动拟合。,3、水平井油藏试井解释,1.加载Sapbx02.kas文件，打开水平井油藏试井解释窗口。,2.单击“Model”选择水平井模型，水平井长度为1000英尺，Zw25英尺。,3.按照下图形式选择水平井第一径向流段。,4.将油藏顶底边界均设为封闭边界，然后选择“Improve”自动拟合。,第四天,1、多重油藏模型试井解释,1、新建一个解释文件，参考日期为2002年4月25日0时，其它参数取默认值，将解释文件保存为Sapb02.ks3。加载流量文件Sapb02.rat，将时间格式选择为timestart;将时间列设为“hour:min”，流量设为“LiquidRate”.,2、单击“LoadQ”加载流量数据，将时间跳过24小时(Applytoall)，最后一个流动期的持续时间为24小时。,3、单击“LoadP”加载压力数据，将时间列设为“hour:min:Sec”，压力设为“Pressure”，用户可以根据实际情况修改压力单位制(默认为Psia)。,4、单击“TimeShift”将参考时间和起始时间该为一致，确认后“ApplytoAll”。,5、单击“ExtractdP”按钮，进入流动段选择窗口。,6、单击“EditRate”标签，进行压力和流量的同步化校正。,7、单击“Analysis1”标签，返回试井解释主窗口。,8、单击“Model”+Shift，自动选择均质油藏模型，,9、单击“Improve”，手工选择自动拟合参数。,10、单击“Run”，进行自动拟合计算。,11、单击“Model”，选择均质油藏一条断层油藏模型。,12、单击“Improve”，自动拟合参数只选择断层距离和恢复压力。,13、单击“Interpretation2”，选择“Flexibleplot”进行半对数分析。,14、单击“Line/Combined/Faults”，选择右键菜单“Show/Derivative”。,15、单击“Line/Regression”，进行半对数分析，并显示分析结果。,16、单击“New”标签，新建一个试井解释。,17、单击“Model”，选择“双重孔隙介质不稳定流”模型进行解释。,18、新建一个试井解释，用复合油藏模型进行解释,19、将Log-log、Semi-Log或者生产历史曲线最大化，单击“多重模型对”比，即可以发现试井解释的多解性。,2、多压力计和流动段试井解释,1、单击“New”新建一个试井解释，将其保存为Sapb03.ks3，其它参数采用默认值。单击“QA/QC”进入多压力计对话框，单击加载数据图标。,2、依次加载四支压力数据。,3、单击“Difference”图标，以Sapb03.asc压力计为基准，计算压差。,4、将压力史曲线放大，观察各压力计时间是否同步。,5、激活Sapb03.asc，在弹出菜单中选择“AutomaticShift”图标。,6、单击“Analysis1”,进入试井解释主界面，加载流量Sapb03.rat。,7、单击“EditRate”,将第3第6流动段合并。,8、单击“Analysis1”，单击“ExtractdP”选择最后一个压力恢复段进行解释。,9、在列表框中选择“List”，加载全部流动段进行解释。,10、选择最适合的压力计(Sapb04.asc)和流动段(build-up#2)进行解释。,11、对同一个模型，选择其它流动段进行验证。,3、气井试井解释,1、单击“New”新建一个试井解释，加载压力数据Sapb05.asc。,2、单击“EditRate”标签，单击劈分流量图标，依次输入流量2000、4000、6000、8000、7500，同时完成流量和压力同步化。,3、选择最后一压力恢复期进行试井解释，双对数拟合很好，但是历史曲线拟合不好，主要原因在于气井生产存在拟表皮。,4、为了检验同一个模型是否适用于每一个压力恢复期，将所有压力恢复段加载到双对数曲线窗口中。,5、单击半对数直线段图标，将对参考流动段进行半对数分析，通过选择参考流动段图标，可以任意修改参考流动期。,6、单击半对数直线段图标，将对参考流动段进行半对数分析，通过选择参考流动段图标，可以任意修改参考流动期。,7、在“Interpretation(2)”窗口中，单击“SkinvsQ”图标，就可以的导表皮系数与流量的关系直线。,8、将回归出来的表皮系数与流量关系输入到模型选择对话框中，同时选中“ratedependentskin”选项。,9、单击“Generate”按钮，则历史曲线可以达到完全拟合。,10、单击“Improve”按钮，同时选中“Simulation”，则可以同时模拟流量与表皮的关系，以及初始压力。,11、另一种办法：先假设dS/dQ=0.002，进入模型选择对话框，单击计算器图标，单击“FromPreviousModel”图标，然后单击“AdjustSkin0”图标，选中“Ratedependentskin”选项，最后单击“Generate”按钮，就可以得到很好的拟合。,12、单击“Interpretation(2)”中的“IPR/AOF”按钮，同时选择“VerticalWellIPR”和“LIT”选项，选则“Pick”选项。,13、单击每一个流动段(延长期例外)。,14、单击扩展流动期的“Pick”选项，选择扩展流动期的井底流压，还需要输入气藏的平均压力。输入完成后，就可以绘制出IPR直线(P2-Pwf2)/QQ)。,15、单击改变坐标图标，则显示IPR曲线(Pwf-Q)。,4、双层油藏试井解释,4.1稳定流量双层油藏,1、单击“New”新建一个试井解释，参考日期为01/01/02，保存为Sapb11.ks3。以Ascii格式加载流量文件Sapb11.rat。,2、以Ascii格式加载压力文件Sapb11.asc。,3、自动选择最后一个压力恢复段。,4、自动选择均质油藏模型和自动拟合。,解释结果：S=0.14、Kh674md.ft。,5、新建一个多层油藏解释模型，同时输入各层信息。,6、自动选择最后一个压力恢复段，然后进入模型对话框。,7、默认对话框中各参数，单击“Generate”。,8、选中所有参数进行自动拟合。,9、最大化分层流量曲线，单击鼠标右键，同时选中“SimulateLayerRate”。,10、在多层油藏基础上新建一个多层油藏解释。单击“加载分层流量”图标进入分层流量输入对话框。,11、单击“StabilizaedQ”图标，然后输入Sapb11-plt.rat中的流量数据。,12、输入如下流量信息。,13、按照同样的操作的方法，输入其它流量信息。完成后用户可以修改各层名称等信息。,14、最大化分层流量曲线图，单击鼠标右键，选择“SimulateLayerRate”。,15、单击“Improve”图标，选择“simulation”和“IncludeLayerRate”。,16、单击“Run”，分层流量可以达到很好地拟合，解释结果也发生变化(在Model对话框中)。,4.2不稳定流量双层油藏,1、单击“New”新建一个试井解释，参考日期为01/01/02，保存为Sapb12.ks3。以Ascii格式加载流量文件Sapb12.rat。,2、单击“LoadP”图标，以Ascii格式加载压力文件Sapb12.asc。,3、自动选择最后一个压力恢复段。,4、自动选择均质油藏模型解释。,5、选择Production2，然后选择一条断层模型，进行自动拟合。,解释结果：S=0、Kh515md.ft、断层距离1170英尺。,6、选择Build-up#2，可以看出曲线拟合非常差，而且不论选择什么模型都无法使所有流动段拟合很好。,7、新建一个解释，选择多层油藏模型，设置模型层数为3层，每层均为10英尺厚。,8、自动选择最后一个压力恢复段，然后进入模型对话框。,9、输入各层渗透率为17mD、PI=5000psi、封闭断层半径为1200英尺。单击“Generate”。,10、单击“Improve”，将所有参数(Pi除外)设为变量。选择“Simulation”。,11、单击“Run”，但是拟合结果并没有什么改进。,12、单击加载分层流量图标，单击“Load”按钮，加载Sapb12bottom.asc，选中“Instantanious”。,13、按照同样的方法，加载Sapb12bottommiddle.asc，然后指定各层流量的对应关系。,14、最大化分层流量曲线图，在右键弹出菜单中选中“SimulateLayerRate”。,15、单击“Improve”图标，选中“Simulation”和“IncludeLayerRate”。,16、单击“Run”按钮，压力拟合便明显改善。,17、从Nothing开始新建一个多层油藏解释。同样选择3000英尺处一条边界断层，单击“Generate”。,17、单击“Improve”，选中“Simulation”和“IncludeLayerRate”。,18、单击“Run”，可以实现完全拟合。可以用“WideSearch”进行模拟，以便拟合出整体区间最佳值。,5、如何进行试井设计,结合Saphir软件进行试井设计演示和练习。,6、多流动段组合试井解释,1、单击“New”新建一个油藏解释实例Sapbx03.ks3，加载流量文件Sapbx03.rat。,2、在“Interpretation(2)”窗口中，单击“TestDesign”图标。接受缺省C值、Kh=300mD.ft、Pi=5000psia、S=0。设置压力计特征为“UserDefined”。,3、如果不选用自动组合流动段功能，则Saphir会将其当成一个流动段处理。单击“EditRate”标签，单击“MergeRate”按钮，将流动段合并成一个流动段(#1-#21)。,4、自动选择流动段，则导数曲线表现出圆形封闭定压边界特征。而且用定压边界模型可以拟合得很好，而试井设计为“均质无限大油藏”，这