产能试井与评价

1、主讲：李成勇（博士）主讲：李成勇（博士） 电话：电话Email: QQ:275138867 试井的概念试井的概念 试井试井是研究井及地层特性的一种矿场试验 。它包括试井设计、试井测试试井设计、试井测试和试井解释试井解释三部 分。 试井设计试井设计是有效的进行试井的必要程序，它根据 勘探、开发工作的实际需要和油田地质、油藏工程技术 人员提出的试井要求编制而成。 试井测试试井测试就是通过一定的测试工艺和测试手 段对油井、气井或水井进行测试测试。测试内容包 括产量、压力、温度和取样等等。 试井的概念试井的概念 DD D D D D Ctd dP C t P ln p t C

2、 t C D D D D D 2 1 DDWD CtP 5 . 0 55 . 0 10 10 2 2 32 32 S D S D S D S D eC eC eC eC 压裂见效井： 酸化见效井： 不受污染井： 污染井： p t t 1 1 10 2 10 MMDMMD ttpp M S De C 2 MDD M Ct tKh C )/( )( 2 . 7 2 2 wt D hrc C C D M s D C eC S )( ln 2 1 2 K q B h p p D 1842 10 3 .() 拟合 第三步：终拟合第三步：终拟合 （根据径向流斜率修正压力拟合值） mp p M MD 151

3、. 1 第四步：一致性检验第四步：一致性检验 MDD M Ct tKh C )/( )( 2 . 7 2 2 wt D hrc C C D M s D C eC S )( ln 2 1 2 K q B h p p D 1842 10 3 .() 拟合 2、用所得参数和关井前的实际生产时、用所得参数和关井前的实际生产时 间计算间计算无因次半对数或霍纳曲线，无因次半对数或霍纳曲线，并与实并与实 测曲线进行拟合。测曲线进行拟合。 A 初拟合 划分流动段 特种识别曲线分析 计算参数 终拟合 双对数曲线分析 计算参数 用所得参数计算样板曲 线与实测曲线拟合 相符否？ 相符否？ 模拟检验 相符否？ 结束

4、相符 相符 相符 不相符 A A 不 A 不 SIO 油气井试井的分类油气井试井的分类 脉冲试井 干扰试井 多井不稳定试井 压力恢复试井 压力降落试井 单井不稳定试井 不稳定试井 修正等时试井 等时试井 系统试井 一点法试井 产能试井 试井 油气井产能试井与产能评价油气井产能试井与产能评价 qo P q PP bqaP wfR cq PJq n 2 )( 1、特征 过原点的直线。 2、成因 单相达西渗流， 一般在较小压差 条件下形成。 qo P 直线型指示曲线并不永远存在，当工作制度不直线型指示曲线并不永远存在，当工作制度不 断增大时，单相达西渗流将逐渐转变为单相非达西断增大时，单相达西渗流将

5、逐渐转变为单相非达西 渗流或油气两相渗流。此时，直线便发生弯曲，形渗流或油气两相渗流。此时，直线便发生弯曲，形 成混合型指示曲线成混合型指示曲线。 1、特征 过原点的曲线， 且凹向压差轴。 2、成因 单相非达西流或 油气两相渗流， 一般在较大生产 压差或流压小于 饱和压力时形成 qo P 1、特征 开始为过原点的 直线，然后变成 凹向压差轴的曲 线。 2、成因 直线部分为单相 达西渗流； qo P 曲线部分的可能原因： r随着生产压差的增大，油藏中出 现了单相非达西流，增加了额外 的惯性阻力； r随着生产压差增大，流压低于饱 和压力，井壁附近地层出现了油 气两相渗流，油相渗透率降低， 粘滞阻力

6、增大。 1、特征 过原点凹向产量 轴的曲线。 2、可能原因 （1）相应工作制 度下的生产未达 稳定，测得的数 据不反映测试所 要求的条件； qo P （2）新井井壁污染，随着生产压差增大 ，污染将逐渐排除； （3）多层合采情况下，随着生产压差增 大，新层投入工作。 由上所述，异常曲线并非一定是错误的，应根据具体 情况分析。若为原因（1），则必须重新进行测试。 油气井产能试井与产能评价油气井产能试井与产能评价 l产能方程 qJP P qC PP Rwf n ()PaqBq P 2 单相油单相油 PRPb）时的稳定试井分析方法 qqqq P P P P obob wf b wf b . (). (

7、) max 1 0208 2 8.1 )(8.0)(2.01 8.1 )( )( max 2 b bo b wf b wf b bR bRb JP qq P P P P P PP q J PPJq 油气井产能试井与产能评价油气井产能试井与产能评价 qc PP Rwf n () 22 ()()ppAqBq Rwf 11 2 ppAqBq Rwf 222 n wfR cq)( n wfR PPcq)( PaqBq P 2 指数式指数式 二项式二项式 气气 井井 根据测试工作根据测试工作 制度的产量和压力制度的产量和压力 数据数据, 作图于作图于 PPq 的坐标系上得直线，的坐标系上得直线， 量出直

8、线的斜率量出直线的斜率, 其倒数即为其倒数即为J。 PP q m J=1/m qJP P 在双对数坐在双对数坐 标系中，以标系中，以q为纵为纵 轴、轴、(PR Pwf) 为为 横轴作图得一直横轴作图得一直 线，称线，称指数式特指数式特 征曲线征曲线， 读得该读得该 直线在纵轴上的直线在纵轴上的 截距为截距为C，斜率为，斜率为 n。 lg(PRPwf) lgqo n=tg lgC 指数式特征曲线指数式特征曲线 qC PP Rwf n () 以PPq为纵 轴，q为横轴，在 直角坐标系上作图 得一直线，称为二 项式特征曲线；量 得该直线在纵轴上 的截距为a，斜率 为b，于是可确定 二项式产能方程。

9、PP/q q a b=tg 二项式特征曲线二项式特征曲线 P q abq P 解释步骤和方法解释步骤和方法 d mm PR MPa Pwf MPa PP MPa qo m3/d qw m3/d fw % Sct % 含水率含水率 含砂量含砂量 油气比油气比 Pwf, MPa qo , m3/d 工作制度，工作制度，mm qo P J q P P 直线型指示曲线直线型指示曲线 K J B r r S h e w 184210 3 4 3 .ln() PP q J PP q J P wfR q wf q RR limlim() 00 Pwf q K B r r S ah e w 184210075

10、 3 .ln(). D bKh B 184210 3 . Dh r B w o 2 142 78010. q aab PP b Rwf 2 4 2 () PPq q 低渗或S 大值 高渗或S 小值 高紊流 高紊流 中等紊流 无紊流 K B r r S ah e w 184210075 3 .ln(). qc PP Rwf n () 22 qc pp Rwf n () qJpp oRwf n () 22 lglg()lgqnppc Rwf 22 lg(P2RP2wf) lgqo n=tg lgC 在双对数坐标在双对数坐标 系中，以系中，以q为纵轴、为纵轴、 (P2R P2wf) 为横轴为横轴 作

11、图得一直线，称作图得一直线，称 指数式特征曲线指数式特征曲线， 读得该直线在纵轴读得该直线在纵轴 上的截距为上的截距为C，斜率，斜率 为为n。 ()()ppAqBq Rwf 11 2 ppAqBq Rwf 222 （压力平方法） （拟压力法） BqA q pp qBA q pp wfR wfR 22 11 )()( ()()pp q pp q RwfRwf 或 22 （(PR) (Pwf)）/q A1 B1 （PR2-Pwf2)/q A B q ABPA B q AB PA B AOF R AOF R 1 2 11 1 222 401 2 401 2 ()( . ) (. ) （拟压力法） （

12、压力平方法） K ZT r r S Ah P f e w 122810 3 4 2 .()ln() q ABPPA B q AB PPA B Rwf Rwf 1 2 111 1 2 1 22 4 2 4 2 ()() () （拟压力法） （压力平方法） 等时试井示意图 B A pR2-pwf2 q C 101001000 1 10 100 1 B A C 101001000 1 10 100 1 D C B=tg (pR2-pwf2)q q 5 2 5 2 5 2 q Bqpp A wfR 222 BqAqpp wfR (pR2-pwf2)q q C B=tg A 改进的等时试井示意图 绘制产

13、能曲线时：绘制产能曲线时： 以(Pwsj)- (Pwfj)代替等时试井分析时的 (PR)- (Pwfj) 以Pwsj2- Pwfj2 代替等时试井时的 PR2- Pwfj2 其中 ： Pwsj是第j次关井期末的关井井底 压力，j， 除此之外，产能方程的确定及试井解释除此之外，产能方程的确定及试井解释 均和等时试井完全相同。均和等时试井完全相同。 n RAOF pCq)101. 0()( B A C 101001000 1 10 100 1 D B ApBA q R AOF 2 )101. 0()(4 2 (pws2-pwf2)q q C B=tg A 对于探井而言，由于地面设施尚未建成，如果采

14、用对于探井而言，由于地面设施尚未建成，如果采用 上述的产能测试方法去求气井的产能，必然造成天然气上述的产能测试方法去求气井的产能，必然造成天然气 的极大浪费，因此在这种情况下通过对气井进行压力和的极大浪费，因此在这种情况下通过对气井进行压力和 产量的一点测试，并依据一定的经验方程，可以获得气产量的一点测试，并依据一定的经验方程，可以获得气 井的产能。井的产能。 对于已经进行过稳定试井的气井，经过一段时间的对于已经进行过稳定试井的气井，经过一段时间的 开采之后，其产能可能有所变化，为了进行检验，也可开采之后，其产能可能有所变化，为了进行检验，也可 以进行以进行“一点法试井一点法试井”，求取气井的

15、产能。，求取气井的产能。 由于利用一点法所求气井产能用到的方程是经验统由于利用一点法所求气井产能用到的方程是经验统 计结果，因此，对于所获得的产能数据要谨慎使用。计结果，因此，对于所获得的产能数据要谨慎使用。 10 100 1000 一点法试井产能曲线一点法试井产能曲线(指数式指数式) 1 100 1000 一点法试井产能曲线一点法试井产能曲线(二项式二项式) q AOF 6 1481 10434 0 6594 q p q q p g D AOF g D . . p pp p p p D Rwf R wf R 22 2 2 1() ABqqpp scsc 2 wf 2 R / )( sc2sc

16、2 2 wf2 2 Rsc1sc1 2 wf1 2 R / )(/ )(BqqppBqqpp )()( sc2sc1 sc2 2 wf2 sc1 2 wf1 sc2 2 R sc1 2 R qqB q p q p q p q p )()( sc3sc2 sc3 2 wf3 sc2 2 wf2 sc3 2 R sc2 2 R qqB q p q p q p q p )( 11 () 11 ( )( qq () qq ( sc3sc2 sc2sc1 sc2sc1sc2sc1 3sc2 sc2sc1 sc3 2 wf3 sc2 2 wf2 sc2 2 wf2 sc1 2 wf1 5.0 R qq q

17、q qqqq qq qqpppp sc p )( 11 () 11 ( )( qq () qq ( sc3sc2 sc2sc1 sc2sc1sc2sc1 3sc2 sc2sc1 sc3 2 wf3 sc2 2 wf2 sc2 2 wf2 sc1 2 wf1 5.0 R qq qq qqqq qq qqpppp sc p n n n ppCq ppCq ppCq )( . )( )( 2 wfi 2 Rsci 2 wf2 2 Rsc2 2 wf1 2 Rsc1 2 wfj 2 R 2 wfi 2 R /1 scj sci pp pp q q n nn nn qq qpqp p /1 sci /1

18、 scj /1 sci 2 wfj /1 scj 2 wfi2 R nn nn nn nn qq qpqp qq qpqp /1 scm /1 scn /1 scm 2 wfn /1 scn 2 wfm /1 sci /1 scj /1 sci 2 wfj /1 scj 2 wfi 通过上式迭代求出通过上式迭代求出n n后可计算出相应的后可计算出相应的pR值；取不同的组合值；取不同的组合 后可获得多个后可获得多个pR值，求其平均值作为目前的地层压力值，求其平均值作为目前的地层压力pR。这种处。这种处 理方法可称为任意四数据法。求出理方法可称为任意四数据法。求出pR值后，就可求指数式产能方值后，

19、就可求指数式产能方 程和绝对无阻流量，分析方法同回压试井的指数式分析方法。程和绝对无阻流量，分析方法同回压试井的指数式分析方法。 ppAqBq Rwf 222 2 11 2 1 2 BqAqpp wfR 2 22 2 2 2 BqAqpp wfR 222 iiwfiR BqAqpp . )( 1 1 2 1 2 ii ii wfiwfi qqBA qq pp )()( 2 1 2 1 2 1 2 iiiiwfiwfi qqBqqApp BA qq qq pp ii ii wfiwfi ，斜率就为直线的截距就是 的关系曲线应成直线与绘制 1 1 2 1 2 2 1 2 1 2 ln r t T

20、ZTp kh q pp a fa Ri 2 2 2 1 22 1 2lnBqqS r r T ZTp kh pp wa fa wR 2 2 22 2lnBqqS r t T ZTp kh pp wa fa wi t tt qtpp p wsi ln)( 22 a fa T ZTp kh 2 2 2 0 2 2lnBqqS r t pp w p wsi 2 2 2 0 2 2lnln)(BqqS tt t r t ptp p p w wsws 4786. 24227.18 ，则存在关系：，其对应的压力为的值为 曲线上存在一点使在 )(0 2lnlnlg)( 2 2 tp S tt t r t t

21、tp ws p p w ws 22 0 2 )(Bqptp wsws 22 0 2 BqAqpp wsi 2 0 2222 0 2 )()( wswswsiwsi ptptpppp 22 0 222 )()(BqAqptptpp wswswsi q tpp A wsi )( 22 2 2 0 2 )( q ptp B wsws 222 BqAqpp wfi 322 vvv kdx dp 3222 CqBqAqpp wfR 000max min 2 322 1 CBApp CqBqAqppE wfiR iiiRwfi N i 3232 322322 wqqwqq q AOF 2 3 1 C B

22、C A w 二项式产能曲线 (pR2-pwf2)q q 三项式处理曲线 pR q v p/L C L p C L pk C L p v 0 0 0 2 0 2 0 C dr dp hr q v C dr dp vv k C dr dp C dr dp v eww e wewfR rrh q r r kh q rrCpp 11 4 ln 2 )( 2 2 0 22 ew rrh B 11 4 2 w e r r kh Aln 2 )( 0we rrCD 222 BqAqDpp wfR 000max min 2 22 1 DBApp BqAqDppE wfiR iiRwfi N i B DpBAA

23、 q R AOF 2 101.04 222 P2/q q lg P2 lgq 1、正常产能曲线、正常产能曲线 高、中渗透性气井正常试井时都属于这高、中渗透性气井正常试井时都属于这 种类型种类型 2、气层压力测量偏低，井底有积液或井底压力测量偏高 P2/q q lg P2 lgq A 3、气层压力测量偏高或井底压力测量偏低 P2/q q lg P2 lgq 4、井底积液随测试产量增大，逐渐被带出 P2/q q lg P2 lgq 5、测试产量由大到小进行，小产量时井底积液带不出地面 P2/q q lg P2 lgq 6、测试中随产量的增加地层水侵入井底，引起水锥，压 差增大时气量增加甚微 井底堵

24、塞，井壁跨塌 测点未稳定 P2/q q lg P2 lgq 7、水锥淹没产气有效层段，气相渗透率严重降低，压差 增大时气量减少, 水量增加, 产能曲线倒转 P2/q q lg P2 lgq 8、随测试产量增大计量孔板前积液增多，气量逐渐比实际 的变小 P2/q q lg P2 lgq 9、随测试压差增大, 井底解堵, 渗透性能改善 两层气干扰，回压小时低压的一层气产出 P2/q q lg P2 lgq 10、A-A线，原来的产能曲线 B-B线，产能曲线左移，气井衰老，或地层水 侵堵塞 C-C线，产能曲线右移，井底地层净化或酸化 后增产 P2/q q lg P2 lgq A C B B A C

25、A C B B A C 11、低渗透气井，测点不稳定，测点混乱 P2/q q lg P2 lgq 一些新井或措施后的井测试时，若测试前未用最大产气一些新井或措施后的井测试时，若测试前未用最大产气 量放喷，井内或井底附近残留液体，随测试产量增大，残留量放喷，井内或井底附近残留液体，随测试产量增大，残留 液体被逐渐带出以致喷净，这时测试的指示曲线会如下图曲液体被逐渐带出以致喷净，这时测试的指示曲线会如下图曲 线线所示，曲线凹向横轴，表明每降低单位压差所获产量会所示，曲线凹向横轴，表明每降低单位压差所获产量会 越来越多，若再继续顺次回测，则可得正常曲线，如下图曲越来越多，若再继续顺次回测，则可得正常

26、曲线，如下图曲 线线。 2 p sc q 井筒附近残留液体的影响井筒附近残留液体的影响 1、地层静压未达到稳定 真实地层静压pR与实测地层静压pR之差为 p pRR pp 22 2 2 BqAqpp wf pR 2222 2 2 BqAqppp ppR wf R 2 2 ppRd pC 222 2 BqAqCpp d wf R Cd的确定 P2 q Cd Cd确定后，即可按的曲线q q Cpp d wf R 22 2 直线的斜率就为B，截距就为A。 q q Cpp d wf R 22 2 2、开井测试过程井底有积液，关井后重力作用 液柱又进入地层 对于井底测试，则不存在问题。若对于井 口测试，

27、则计算井底压力比实际的井底压力要 低。 pwfwf pp 2 2 2 BqAqpp pwfR 2 2 ppwfi pC 222 2 BqAqCpp i wf R Ci的确定 P2 q Ci Cd确定后，即可按的曲线q q Cpp i wf R 22 2 直线的斜率就为B，截距就为A。 q q Cpp i wf R 22 2 3、井底附近存在泥浆堵塞物，关井后液柱也不 能进入地层 对于井口测试，计算的地层压力和井底压 力均比实际的地层压力和井底压力要低 p 。 2 22 BqAqpp pwfpR 222 BqAqCpp TwfR wfRpT ppC2 khBAq AOF 2khCkhBAq AO

28、F SBpBkhBBq RAOF3210 222 BqAqpp wfR S r r khT pTz A w e sc scw 434.0lg 1084.84 4 ewsc scwg rrTh pTz B 11 10966.1 2 216 btaq Dt ie qq 303.2/lglgDtqq i tD q q i i 1 ii q q D D q q D q tD D q dt tD q dtqN i i i t i i i i i t p ln)1ln( 1 00 p i i i N q D qq 303.2 lglg tD q q i i 1 n i i t n D qq 1 n ii q q D D 1 t n i q q /1 n正好正好 N太大太大 n太小太小 ), 3 ,2, 1(Nixi 为权重集 iNNNN CxCxCxCx 221101 )2, 1 ,0()1 (iaaC i i 1 211 )1 ( )1 ()1 ( NN NN