试井矿场实用实用教案实用教案

1、一、无因次量一、无因次量 为了一定的目的，把某些(mu xi)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 第1页/共71页第一页，共71页。无因次压力(yl) 无因次井筒存储(cn ch)系数无因次半径第2页/共71页第二页，共71页。无因次变量(binling)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，ht 关井时间 ，hCD 无因次井筒(jn tn)存储系数,无因次C 井筒(jn tn)存储系数，m3/MparD 无因次半径，无因次 第3页/

2、共71页第三页，共71页。二、井筒二、井筒(jn tn)储集常数储集常数 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(pi ch)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。第4页/共71页第四页，共71页。第5页/共71页第五页，共71页。三、表皮三、表皮(biop)效应与表皮效应与表皮(biop)系数（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(yunyn)（钻井泥浆、射孔不完善、酸化和压裂等原因(yunyn)造成这区域内的渗透率与油层不

3、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。第6页/共71页第六页，共71页。第7页/共71页第七页，共71页。四、流动四、流动(lidng)阶段及从阶段及从每一流动每一流动(lidng) 阶段可获得的信息阶段可获得的信息第8页/共71页第八页，共71页。第9页/共71页第九页，共71页。第二章第二章试井解释试井解释(jish)(jish)方法方法第10页/共71页第十页，共71页。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(chn wi)样板曲线拟合（Type Curve Match）。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

4、可以算出K、S、C等参数。第11页/共71页第十一页，共71页。根据常见的各种( zhn)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。第12页/共71页第十二页，共71页。典型曲线所表达的流体流动(lidng)特性是理想流体在理想径向系统中的流动(lidng)。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(kol)测试井外边界的影响；要考虑(kol)内边界的影响。第13页/共71页第十三页，共71页。无因次压力与无因次时间(shjin)的定义分别为：pKh

5、q BptKCrtDDt w1842 103632.取对数(du sh)可得：lglglg.lglglg.ppKhq BttKCrDDt w1842 103632常数常数第14页/共71页第十四页，共71页。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(hsh)系数的两个坐标轴的变换，即坐标原点的变换。拟合(n h)的数学关系：lglglg.lglglg.ppKhq BttKCrDDt w1842 103632常数常数第15页/共71页第十五页，共71页。拟合(n h)的理论基础测试系统的属性和典型曲线的模型(mxng)一致。在这种条件下，只要

6、实际资料与典型曲线(qxin)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(qxin)一定能与理论曲线(qxin)重合，其重合点的比例关系必定是相应的变换坐标轴。第16页/共71页第十六页，共71页。().().ppKhq BttKCrDMDMt w1842103632可算出：KhqBppKq BhppCKrttDMDMtwDM1842 101842 10361332.().().()第17页/共71页第十七页，共71页。双对数典型双对数典型(dinxng)曲线的作法曲线的作法无限大均质水平油藏中心一口具有井筒储存(chcn)和表皮效应的井的数学模型：cdpdtrprDWDDDDDr

7、D()11prDD(, )00ptDD( ,) 0221prrprptDDDDDDDppSprWDDDDrD1第18页/共71页第十八页，共71页。例：均质油藏中一口井压力(yl)测试。 t (h) Pwf (MPa)第一步：计算(j sun)压差 t (h)Pwf (MPa)P (MPa)第19页/共71页第十九页，共71页。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(chngsh)的比值tD/CD为横坐标的曲线图。第20页/共71页第二十页，共71页。pKhq BptKCrtDDt w1842103632.CChCrDt w22于是(ysh)t

8、CKhtCC eCeh CrDDDSSt w722222. 第21页/共71页第二十一页，共71页。CDe2S是表征(bio zhn)井筒及其周围情况的无因次量。一般说来污染井：不受污染井：酸化见效井：压裂见效井：C eC eC eC eDSDSDSDS232322101005505.第22页/共71页第二十二页，共71页。压降分析压降分析(fnx)的步骤：的步骤：第一步：初拟合(n h)、作实测曲线，纵坐标为P，横坐标为时间(shjin) t ；、拟合，得CDe2S；、确定各流动段的起止时间(shjin)。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；CqBm24第23页/

9、共71页第二十三页，共71页。第24页/共71页第二十四页，共71页。、径向流动阶段的特种识别曲线(qxin)分析（半对数曲线(qxin)分析）KhqBmKq BmhSPPmKCriwf ht w2121 102121 101151090773312.lg.第25页/共71页第二十五页，共71页。、拟稳定流动阶段(jidun)特种识别曲线分析NqBSm Cot24*().ppmDM11513压力(yl)拟合值：第26页/共71页第二十六页，共71页。第三步：终拟合(n h)从解释图版(tbn)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。KhqBppD1842103.(

10、)拟合Khq BppD1842103.()拟合Kq BhppD1842103.()拟合第27页/共71页第二十七页，共71页。由时间拟合(n h)值计算C:CKhtCtDD721.(/)拟合CCh CrDt w22 计算(j sun)CD:由曲线拟合值计算(j sun)S:SC eCDSD122ln()拟合第28页/共71页第二十八页，共71页。计算机解释(jish)：1、用所得参数计算(j sun)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。第29页/共71页第二十九页，共71页。例：用格林加坦图版(tbn)进行解释。第一步，初拟合(n h)、换

11、算压差：Pt、画实测曲线、初拟合(n h)半对数直线开始的时间CDe2S 纯井筒储集结束的大致时间第30页/共71页第三十页，共71页。第二步，特种识别(shbi)曲线分析、用早期(zoq)资料画Pt 曲线CqBmmMPa2448341023.(/)、画 Pwflgt 曲线，并用径向流动(lidng)阶段的点子画出直线段KhqBmmmmPa s2121 100227632.第31页/共71页第三十一页，共71页。KhKhmm().()036422由半对数直线段的斜率m算出压力(yl)拟合值ppmD115107194.KKhhm().()0022552SPPmKCriwf ht w 115109

12、07706712.lg.第32页/共71页第三十二页，共71页。第三步，终拟合(n h)P=1 MPa,PD=0.73 t =1 h,tD/CD=118KhqBppmmmPa sD1842100230932.().()拟合KhKhmm().()036942KKhhm().()0022872第33页/共71页第三十三页，共71页。CKhtCtmMPaDD7210044263.(/).(/)拟合CCh CrDt w226532 .SC eCDSD 120492ln().拟合第34页/共71页第三十四页，共71页。 K (m2) C(m3/MPa) S双对数曲线分析 0.02287 0.04426

13、-0.49特种(tzhng)识别曲线分析 0.02255 0.04834 -0.67第35页/共71页第三十五页，共71页。第三章第三章试井在油气层损害试井在油气层损害(snhi)(snhi)的矿场评价中的矿场评价中的应用的应用第36页/共71页第三十六页，共71页。油气层损害的矿场评价(pngji)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(zhyo)内容第37页/共71页第三十七页，共71页。油气(yuq)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(lit)性质确定地层参数发现油气藏第38页/共71页第三十八页，共71页。油气层

14、损害的矿场评价与室内(sh ni)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(zhr)主要讨论试井评价。第39页/共71页第三十九页，共71页。油气层损害(snhi)的矿场评价的主要内容油层(yucng)损害的评价参数和

15、标准油层(yucng)损害现状分析油井生产动态分析油层(yucng)损害的定性评价油层(yucng)损害的定量评价第40页/共71页第四十页，共71页。油层损害(snhi)评价参数和标准rdrwKdKSSSS000:;近井壁损透率增高；无损害；有损害越大，损害程度就越高1、油井(yujng)复合油藏模型表皮系数第41页/共71页第四十一页，共71页。pdprdrwpops损害(snhi)与无损害(snhi)井筒压降漏分布第42页/共71页第四十二页，共71页。pdprcrwporc= rwe-ss-表皮系数无损害(snhi)： rc= rw有损害(snhi)： rc rw油层损害评价(pngj

16、i)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(snhi)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第43页/共71页第四十三页，共71页。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(pngji)判断式：无损害： qt = qa ，rc=rw，PR=1有损害： qt qa ，rcrw，PR1改善渗透率：qt rw ，PR1油层损害评价参数(cnsh)和标准第44页/共71页第四十四页，共71页。4、流动效率(xio l)(FE)1968年，Matthews 定义为：FE=

17、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 rw ，FE1油层损害评价参数(cnsh)和标准第45页/共71页第四十五页，共71页。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(snhi)：CR=1有损害(snhi)： CR1改善渗透率： CR3 改善渗透率： S 0 =0 0 =0 0 =0 0 =0 1 =1 1 流动效率 FE 1 产能(率)比 PR(PRJ) 1 完善程度 PF 1 条件比 CR 1

18、 完善指数 CI 8 =7 6 折算半径 rc rW第48页/共71页第四十八页，共71页。 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(Drill Stem Test)测试曲线特征开井流动压差(y ch)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(y ch)越大，油层损害越严重pt坐封开井关井开井关井开封油层损害的定性(dng xng)评价第49页/共71页第四十九页，共71页。 油层损害(snhi)的定量矿场评价 试井资料评价方法 应力恢复(huf)曲线Horner分析法 假定以流量q生产到时间tp关井，则关井tpDt的关井恢复(h

19、uf)压力为 pws=pe2.12110-3 lg( )q m BKhtpDtDt令：m= 2.12110-3 q m BKhS=1.151 -lg +lg - 0.9077 pws1h - pwf mtp1tp KmF Ct rw第50页/共71页第五十页，共71页。 当 tp1时， m-Horner直线段斜率 pwf -关井前流压，Mpa pws1h - Horner曲线上 Dt1h对应(duyng)的压力，Mpa Ct -综合压缩系数 B体积压缩系数 F 孔隙度S=1.151 -lg - 0.9077 pws1h - pwf m KmF Ct rw 油层(yucng)损害的定量矿场评价第

20、51页/共71页第五十一页，共71页。二、裂缝-孔隙(kngx)性油藏的评价参数和标准 1、均质油气藏的矿场评价(pngji)参数均均质质常常规规储储层层各各种种评评价价指指标标序 号评价指标符 号损 害未 损 害强 化1表皮系数S000000001116流动效率FE17产率比PR18完善程度PF19条件比CR110完善指标CI87rWRWrW第52页/共71页第五十二页，共71页。表皮系数评价表皮系数评价(pngji)(pngji)标准标准油藏类型评 价 参 数改 造损 害 自然状态均质常规油气藏S00双重介质油气藏Sf-3-3第53页/共71页第五十三页，共71页。二、裂缝-孔隙性油藏的评

21、价参数(cnsh)和标准 2、裂缝-孔隙性油藏新的评价参数(cnsh)和标准的提出第54页/共71页第五十四页，共71页。第55页/共71页第五十五页，共71页。 裂缝-孔隙性油藏新的评价指标(zhbio)和评价标准 应力应力(yngl)(yngl)敏感敏感第56页/共71页第五十六页，共71页。裂缝裂缝-孔隙性储层损害孔隙性储层损害(snhi)特征特征对渗流影响的示意图对渗流影响的示意图外来(wili)流体滤失基基 块块裂裂 缝缝固相颗粒(kl)堵塞损害类型：损害类型：水圈闭、逆流渗吸、固相侵入、化学剂吸附等。水圈闭、逆流渗吸、固相侵入、化学剂吸附等。渗流的影响渗流的影响: :裂缝渗流能力降

22、低，基块与裂缝之间窜流能力降低。裂缝渗流能力降低，基块与裂缝之间窜流能力降低。井筒中流体井筒中流体第57页/共71页第五十七页，共71页。提出提出(t ch)新的矿场评新的矿场评价标准价标准 裂缝-孔隙性双重介质的评价(pngji)标准 评 价 指 标 损 害 未 损 害 改 善 Sf -3 -3 0 =0 0Sf为裂缝表皮(biop)系数，Sma为基块与裂缝之间窜流表皮(biop)系数。第58页/共71页第五十八页，共71页。主要主要(zhyo)内容内容 一 绪 论 二 裂缝-孔隙(kngx)性油藏的评价参数和标准 三 裂缝-孔隙(kngx)性油藏矿场评价数学 模型 四 裂缝-孔隙(kngx

23、)性油藏保护油层的矿场评价软件的设计和实现 五 软件特点第59页/共71页第五十九页，共71页。1、裂缝-孔隙(kngx)性孔隙(kngx)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(binhu)； （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

24、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(shxu) 模型第60页/共71页第六十页，共71页。1)1 (1mDrmDmDDDDDDDDrPtPrPrrrDmDmDmDmDmDmDtPrPrrr221fDrmDPPmD100,DDfDtrP00,DDmDtrP11DrDfDDDwDDrPrtPC1DrDfDDfDwDrPrSPP0,limDDfDrtrPD边界条件初始条件第61页/共71页第六十一页，共71页。定义以下无因次量：（1）无因次压力：BqPPkhPiD310842.1（2）无因次时间：2)()(6 .3wmtftfDrCCtkt（3）无因次半径 wDrrr（4）无因次井筒存储系数 2)()(2wmtftDrCChCC（5）储容比 mtftftC