储层伤害评价课件

1、油气井钻井油气井钻井(zun jn)完井质量的完井质量的试井评价试井评价庄惠农第一页，共七十九页。完井质量评价(pngji)是油气藏工程的重要内容第二页，共七十九页。试井分析是钻井(zun jn)完井质量现场评价的主要方法 油气层在钻井完井后，是否受到损害以及损害程度如何，最终都油气层在钻井完井后，是否受到损害以及损害程度如何，最终都要通过现场评价来确认要通过现场评价来确认 强化措施后的效果评价，主要通过试井资料来提供定量认识强化措施后的效果评价，主要通过试井资料来提供定量认识试井可以提供井和储层的表皮系数、压裂裂缝长度、裂缝导流能试井可以提供井和储层的表皮系数、压裂裂缝长度、裂缝导流能力、裂

2、缝表皮系数等等标志损害及改善的参数力、裂缝表皮系数等等标志损害及改善的参数试井还可以分析储层的物性参数及产能试井还可以分析储层的物性参数及产能测井法只能测井法只能(zh nn)显示泥浆浸入程度，不能确定地层是否受到损害显示泥浆浸入程度，不能确定地层是否受到损害第三页，共七十九页。市场运作条件下的完井质量市场运作条件下的完井质量(zhling)评评价价 业主、服务方、咨询公司之间的制约关系 在国外试井方法提供的完井质量指标，是评价服务公司服务质量的客观依据 正确应用(yngyng)试井分析提供的完井质量指标，可以优化工艺措施，节省大量的施工费用第四页，共七十九页。实验室损害实验室损害(snhi)

3、评价的作用评价的作用 通过岩心室内分析，找出造成通过岩心室内分析，找出造成(zo chn)油气层损害的原油气层损害的原因因 筛选出合理的预防措施筛选出合理的预防措施 对已造成损害的油气层，找出补救方法对已造成损害的油气层，找出补救方法 第五页，共七十九页。试井法评价油气层损害试井法评价油气层损害(snhi)技术的发展技术的发展 30年代仅凭油气井产量本身的高低年代仅凭油气井产量本身的高低(god)来认定井的质量来认定井的质量 50年代，艾年代，艾 范弗丁根和赫斯特提出了范弗丁根和赫斯特提出了“表皮带表皮带”的概念的概念 表皮带形成一个附加压降表皮带形成一个附加压降ps式中的式中的S 值和值和p

4、s 值，可以通过不稳定试井分析求得值，可以通过不稳定试井分析求得目前又发展了针对双重介质地层、压裂地层及气层的评价方法目前又发展了针对双重介质地层、压裂地层及气层的评价方法KhBqSp2s第六页，共七十九页。表皮表皮(biop)带附加压降示意图带附加压降示意图 油井未受污染油井未受污染(wrn)的的压降曲线压降曲线井筒附近受到井筒附近受到污染污染(wrn)的压的压降曲线降曲线井筒附近经过改井筒附近经过改善的压降曲线善的压降曲线表皮区表皮区 rw1 rw2 pS rw井筒井筒p r 第七页，共七十九页。形成表皮形成表皮(biop)带的原因带的原因 固体颗粒的侵入固体颗粒的侵入钻井完井工作液进入地

5、层造成黏土膨胀钻井完井工作液进入地层造成黏土膨胀(png zhng)堵塞地层堵塞地层低渗气层的水锁低渗气层的水锁酸敏、碱敏形成结垢酸敏、碱敏形成结垢高速气流在井底附近形成湍流高速气流在井底附近形成湍流射孔不完善或部分打开形成的拟表皮射孔不完善或部分打开形成的拟表皮凝析油或溶解气在井底的聚集降低相渗透率凝析油或溶解气在井底的聚集降低相渗透率第八页，共七十九页。表皮系数表皮系数 S 决定着不稳定试井曲线决定着不稳定试井曲线(qxin)的形状特征的形状特征 阿格厄尔的图版阿格厄尔的图版(tbn)曲线以表皮系数曲线以表皮系数 S 和井储系数和井储系数 C 为参为参变量变量 格林加登和包迪特的图版曲线，

6、以参变量格林加登和包迪特的图版曲线，以参变量CDe2S 为参变为参变量，量，S 在指数位置，是主要的影响参数在指数位置，是主要的影响参数第九页，共七十九页。阿格厄尔（阿格厄尔（Agarwal）图版图版(tbn)曲线示意图曲线示意图 第十页，共七十九页。格林加登（格林加登（Grengarten）图版图版(tbn)曲线示意图曲线示意图 CDe2S 第十一页，共七十九页。包迪特（包迪特（Bourdet）导数图版导数图版(tbn)曲线示意图曲线示意图 CDe2S = 1060 第十二页，共七十九页。 均质地均质地(zhd)层压降试井无因次单对数图层压降试井无因次单对数图 CDe2S=1030 1020

7、 1010 1015 106 第十三页，共七十九页。现代现代(xindi)试井分析试井分析 用高精度的井下压力计录取压力数据用高精度的井下压力计录取压力数据 压力计精度：压力计精度：0.02FS，分辨率：分辨率：0.00007MPa 以图版法为中心的一整套资料分析方法以图版法为中心的一整套资料分析方法 适用于各类地层适用于各类地层(dcng)条件的双对数图版，常规分析，特殊分析条件的双对数图版，常规分析，特殊分析使用先进的试井解释软件使用先进的试井解释软件 人机对话，自动拟合，数值试井，压力历史拟合检验人机对话，自动拟合，数值试井，压力历史拟合检验第十四页，共七十九页。钻井完井造成的损害可以钻

8、井完井造成的损害可以(ky)用表皮系数用表皮系数S 加以评价加以评价 钻开油气层时形成的损害钻开油气层时形成的损害 ：钻井液与储层不配伍钻井液与储层不配伍(piw) ，泥浆比重控制不当泥浆比重控制不当 ，泥浆浸泡时间过长，泥浆浸泡时间过长 ，快速起下钻，快速起下钻及钻具刮削井壁等及钻具刮削井壁等 固井时水泥浆滤失固井时水泥浆滤失 射孔不完善射孔不完善第十五页，共七十九页。强化措施改造强化措施改造(gizo)的评价的评价 酸化施工改造后的地层，一般仍可用表皮酸化施工改造后的地层，一般仍可用表皮S 值评价。值评价。大型大型(dxng)酸压对灰质裂缝性地层的改造，则有可能形成一定范围的措酸压对灰质裂

9、缝性地层的改造，则有可能形成一定范围的措施改造带施改造带 。除。除S 值评价外，还要分析储层参数的变化。值评价外，还要分析储层参数的变化。小型压裂造缝短时，仍可用小型压裂造缝短时，仍可用S 值评价。值评价。大型加砂压裂，压出裂缝长度近百米大型加砂压裂，压出裂缝长度近百米 ，作为井的表皮系数，作为井的表皮系数 S 值，值，可达到可达到 5 以上。除用以上。除用S 值评价压裂效果外，还须通过裂缝半长值评价压裂效果外，还须通过裂缝半长 Xf 和和裂缝导流能力裂缝导流能力FCD 对压裂效果加以描述。对压裂效果加以描述。压裂造缝，会形成裂缝表皮压裂造缝，会形成裂缝表皮 Sf第十六页，共七十九页。采油、采

10、气和注水过程采油、采气和注水过程(guchng)中对地层的损害，一中对地层的损害，一般不能单独用表皮系数般不能单独用表皮系数S 加以评价加以评价 采油时地层脱气采油时地层脱气 采气时地层深部产生反凝析采气时地层深部产生反凝析 注水的油层，可能由于水敏，使储层内部的粘土膨胀，注水的油层，可能由于水敏，使储层内部的粘土膨胀，或使固体颗粒在储层深部运移，堵塞或使固体颗粒在储层深部运移，堵塞(ds)孔喉，形成储孔喉，形成储层深部的损害。层深部的损害。 三次采油时注入化学剂三次采油时注入化学剂第十七页，共七十九页。表皮系数表皮系数(xsh) S 值的分解值的分解 地层损害形成的真表皮地层损害形成的真表皮

11、 部分射开引起的拟表皮部分射开引起的拟表皮 射孔工艺射孔工艺(gngy)引起的拟表皮引起的拟表皮 井斜形成的拟表皮井斜形成的拟表皮 湍流引起的拟表皮湍流引起的拟表皮 或脱气引起的拟表皮或脱气引起的拟表皮 第十八页，共七十九页。井壁附近地层损害井壁附近地层损害(snhi)所引起的附加压降所引起的附加压降ps KhBqSp2swss1wf2wfsn112)()(rrKKKhBqpppwssn11rrKKSSmp8686. 0s第十九页，共七十九页。其它表示地层其它表示地层(dcng)损害的参数损害的参数 流动效率FE 堵塞比DR 损害系数DF 完善(wnshn)指数CI有效半径r we rwerw

12、e-s 理想实际JJFE FEDR1wfspppDFmppCIwf第二十页，共七十九页。均质地层损害均质地层损害(snhi)情况评价标准情况评价标准 S 值评价值评价(pngji)序号序号评定指标评定指标符号符号损害损害正常正常改善改善1表皮系数S0002附加压降ps0003损害系数DF0004流动效率FE1115产 率 比PR同 上6条 件 比CR同 上7完井系数PF同 上8堵 塞 比DR1119完善指数CI87610有效半径rwerwrwrw第二十一页，共七十九页。均质地层的双对数图形均质地层的双对数图形(txng)特征特征第二十二页，共七十九页。S值与双对数值与双对数(du sh)特征参

13、数的关系特征参数的关系 D)75. 214. 665. 8(n12110DCSHD)12. 137. 353. 5(n12110DCSA2wD15916.0hrCCCt第二十三页，共七十九页。均质地层的单对数图形均质地层的单对数图形(txng)特征特征第二十四页，共七十九页。压力压力(yl)恢复单对数图特征参数恢复单对数图特征参数KhqBm310121. 2Dn1211417. 1CmmS)6 .11lg57. 31 . 3(6 . 3DD2wCSCKrCtt第二十五页，共七十九页。 井筒储集系数井筒储集系数(xsh)C值分级表值分级表 第二十六页，共七十九页。 表皮表皮(biop)系数系数

14、S 值分级表值分级表 第二十七页，共七十九页。均质地层的曲线均质地层的曲线(qxin)定位分析定位分析 录取时间具有下限录取时间具有下限(xixin)：初期点，或者说第一点只能以秒计（电子初期点，或者说第一点只能以秒计（电子压力计），或者分计（机械式压力计）；压力计），或者分计（机械式压力计）；录取压力数据的时间有上限录取压力数据的时间有上限 ：机械式压力计，一般一次下井只能工机械式压力计，一般一次下井只能工作几个小时或几十个小时作几个小时或几十个小时 ；电子压力计时间要长些；电子压力计时间要长些 ，但也受现场，但也受现场施工条件的限制；施工条件的限制；压力录取具有下限压力录取具有下限 ：受仪

15、器分辨率的限制受仪器分辨率的限制 第二十八页，共七十九页。 均质地均质地(zhd)层压降试井无因次单对数图层压降试井无因次单对数图 CDe2S=1030 1020 1010 1015 106 第二十九页，共七十九页。实测实测(sh c)曲线定位分析举例曲线定位分析举例 （一）（一）第三十页，共七十九页。实测实测(sh c)曲线定位分析举例曲线定位分析举例 （二）（二）第三十一页，共七十九页。 Kh /C CDe2s 0.10.1(很低)0.30.3(低)0.80.8(较低)2 2(中等)6 6(较高)2020(高)7070(很高)0.1 (很低)1 (低)10 (较低)104 (中等)1010

16、 (较高)1020 (高)1030 (很高)均质地层压力(yl)+导数双对数诊断图定位分析表第三十二页，共七十九页。双重介质双重介质(jizh)地层单元体结构示意图地层单元体结构示意图第三十三页，共七十九页。决定双重介质决定双重介质(jizh)地层地层 图形特征的参数图形特征的参数 （CDe2s）f ，（CDe2s）fmf2mf2)e()e(sDsDCCs2s2e)e(sDC2mfs2ee89.1第三十四页，共七十九页。决定双重介质地层决定双重介质地层 损害损害(snhi)的的标志参数是：标志参数是：-3 当当S3时，地层时，地层(dcng)改善改善 当当S3时，地层未损害时，地层未损害 当当

17、S3时，地层损害时，地层损害第三十五页，共七十九页。双重双重(shungchng)介质地层具有介质地层具有两个径向流段两个径向流段的的双对数模式图双对数模式图 第三十六页，共七十九页。双重介质地层双重介质地层(dcng)具有具有两个径向流段两个径向流段的的单对数单对数模式图模式图 第三十七页，共七十九页。双重介质地层只有双重介质地层只有(zhyu)总系统径向流段总系统径向流段的的双对数模式图双对数模式图 第三十八页，共七十九页。双重介质地层只有双重介质地层只有总系统径向总系统径向(jn xin)流段流段的的单对数单对数模式图模式图 第三十九页，共七十九页。 双重介质地层实测例双重介质地层实测例

18、 1 压力双对数压力双对数(du sh)综合图综合图 打开奥陶系灰岩地层打开奥陶系灰岩地层日产气量日产气量8.3104m3解释解释(jish)地层参数：地层参数：Kf1.0mD S1.0 C3.01m3/MPa 0.285 1.4108 第四十页，共七十九页。双重介质地层实测双重介质地层实测(sh c)例例 2 压力双对数综合图压力双对数综合图打开奥陶系白云岩地层打开奥陶系白云岩地层 , 岩心观测存在天然岩心观测存在天然(tinrn)裂缝裂缝 日产原油日产原油340m3 解释地层参数解释地层参数 : Kf0.27103m2 , S0.77 , 0.08 , 9.410-4 , C7.1810-

19、2m3/MPa， 第四十一页，共七十九页。水力水力(shul)压裂裂缝流线形状示意图压裂裂缝流线形状示意图（1） NoImage第四十二页，共七十九页。水力水力(shul)压裂裂缝流线形状示意图压裂裂缝流线形状示意图（2） NoImage第四十三页，共七十九页。具有无限导流及均匀流垂直具有无限导流及均匀流垂直(chuzh)裂缝井的裂缝井的均质地层压力双对数模式图均质地层压力双对数模式图 拟径向(jn xin)流段导数(do sh)1/2斜率0.301续流段线性流动段特征图第四十四页，共七十九页。具有具有(jyu)无限导流及均匀流垂直裂缝井的表皮系数无限导流及均匀流垂直裂缝井的表皮系数 fw2l

20、nXrS 例如例如(lr)，当，当rw0.07m，Xf50m时时 用公式（用公式（33）可以计算出：）可以计算出： 88.55007.02lnS第四十五页，共七十九页。井筒井筒(jn tn)裂裂 缝缝污污 染染表皮表皮(biop) 区区bS bf Kf Xf K 地地 层层压裂裂缝(li fng)表皮区示意图 KS Sfs- 裂缝表皮系数裂缝表皮系数第四十六页，共七十九页。）（12sfsfsKKXbS裂缝表皮系数裂缝表皮系数(xsh)(xsh) S Sfs fs 的计算的计算 假定假定(jidng): bs=1m, Xf =50m, K=3mD 不同不同 Ks 下的下的 Sfs 值值 ：Ks(

21、mD)30.180.0910.046Sfs00.512第四十七页，共七十九页。井号井号有效厚度有效厚度h（m）地层地层 kh（mD. m）渗透率渗透率 k(mD)裂缝半长裂缝半长(m)总表皮总表皮S裂缝表皮裂缝表皮Sf S14124.7585.283.4545.0-5.20.21Y28-1226.2527.561.0587.2-5.90.15S21137.074.02.0044.3-5.20.17Y36-923.519.980.8568.7-5.00.83Y27-1118.756.470.34100.0-5.70.50S11714.626.580.4575.8-5.20.70S14311.12

22、7.340.6682.1-5.50.49Y29-1011.756.350.5437.7-3.91.33S14213.882.150.1659.4-5.60.05Y35-89.62/压力恢复测试压力恢复测试(csh)成果表成果表 (1)第四十八页，共七十九页。Y28-12井压力井压力(yl)加导数双对数图加导数双对数图第四十九页，共七十九页。实测例压力实测例压力(yl)双对数图双对数图 第五十页，共七十九页。陕陕173井试井曲线井试井曲线(qxin)（1996年8月31日-11月2日）打开打开(d ki)层位二叠层位二叠系石盒子系石盒子组组井深：井深：3125m-3129m产能试井（修正(xiz

23、hng)等时）压力恢复试井曾短时间关井第五十一页，共七十九页。陕陕173井压力恢复曲线井压力恢复曲线(qxin)分析图分析图线性流特征线性流特征(tzhng)显示地显示地层产生压裂裂层产生压裂裂缝缝 Xf =50m压裂解除了地层压裂解除了地层损害损害 S = -6.36解释地层渗透率解释地层渗透率 K=3.45mD300m宽的通道形宽的通道形边界边界第五十二页，共七十九页。陕陕178井试井曲线井试井曲线(qxin)（1999年8月7日-9月21日）产能试井产能试井（修正（修正(xizhng)等等时）时）压力压力(yl)恢复试恢复试井井打开层位打开层位二叠系山二叠系山西组西组井深：井深：2990

24、m-2998.6m第五十三页，共七十九页。陕陕178178井开井压压井开井压压(y y)(y y)降曲线双对数图降曲线双对数图第五十四页，共七十九页。有限有限(yuxin)导流垂直裂缝井压力双对数曲线模式导流垂直裂缝井压力双对数曲线模式图图 第五十五页，共七十九页。实测例压力实测例压力(yl)双对数图双对数图 第五十六页，共七十九页。油层油层(yucng)顶顶界界油层油层(yucng)底底界界储层储层等压线流线部分(b fen)射开形成拟表皮系数Sc第五十七页，共七十九页。部分射开表皮(biop)系数Sc影响因素影响因素(yn s)： 地层打开程度，地层打开程度， b=hp/h 射开部位位置射

25、开部位位置 纵横向渗透率比值，纵横向渗透率比值，K / KV第五十八页，共七十九页。部分(b fen)射开表皮系数 Sc 计算公式)()ln(11bGhbSDc式中：式中：32675. 445.11363. 7948. 2)(bbbbGvhwDkkrhhvhwDkkrhh2vhwDkkNrhh2层段顶部层段顶部(dn b)或底部或底部射开射开层段中部层段中部(zhn b)射开射开等厚、等间距对称射开等厚、等间距对称射开N段段第五十九页，共七十九页。测试测试序号序号层位层位井段井段m-m射开厚射开厚度度 m试气产量试气产量103m3/d 表皮表皮系数系数9下第下第三系三系（E）360036077

26、92.15883630364010158.5447白垩系白垩系（K）巴什基巴什基奇克组奇克组（K2b ）3665369530211.0603006371237142139.07453770379525376.681163-4544388338929306.7303392639304212.184133139363938272.5032092巴西巴西盖组盖组4016402150克克拉拉(kl)201井井测测试试程程序序示示意意图图第六十页，共七十九页。克拉201井第5测试层部分射开表皮(biop)系数计算 从压力恢复试井解释得到： K/KV=1.6 射开厚度比： b=hp/h=25m/200m=

27、0.125 可以计算出： 从而得到部分(b fen)射开表皮系数为： 1974. 2675. 445.11363. 7948. 232bbbbG11112VwDKKrhh 7 .33ln11bGhbSDc第六十一页，共七十九页。部分射开表皮系数(xsh)计算图射开比，射开比，b=hp/h部部分分射射开开表表皮皮(biop)系系数数Sc无因次产层厚度无因次产层厚度(hud)hD第六十二页，共七十九页。措施后改善措施后改善 S 值的双对数曲线值的双对数曲线(qxin)对比图对比图 第六十三页，共七十九页。措施后改善措施后改善S 值的单对数曲线值的单对数曲线(qxin)对比图对比图第六十四页，共七十

28、九页。实测例压力实测例压力(yl)双对数图双对数图 措施措施(cush)后后措施措施(cush)前前第六十五页，共七十九页。实测例压力实测例压力(yl)单对数图单对数图 措施措施(cush)后后措施措施(cush)前前第六十六页，共七十九页。实例实例7井措施前后井措施前后(qinhu)参数对比表参数对比表 smPamm1023MPam3测试测试时间时间渗透率渗透率K(103m2)流动系数流动系数Kh/表皮系表皮系数数S产气量产气量qg(104m3/d）井筒储集井筒储集系数系数C酸化前酸化前0.559418471.870.0208酸化后酸化后0.4203541.438.3544.9第六十七页，共

29、七十九页。油气层损害油气层损害(snhi)程度的定量解释程度的定量解释 双对数双对数(du sh)图版拟合法求油层参数及图版拟合法求油层参数及S 值值 ：MDM842.1ppqBKhDM2eln21CCSsD2wtD1592. 0hrCCC第六十八页，共七十九页。单对数法求表皮单对数法求表皮(biop)系数系数S 值值对压降曲线对压降曲线(qxin)： 对压力恢复对压力恢复(huf)曲线，曲线，MDH法求法求S值的公式为：值的公式为： 对压力恢复曲线，对压力恢复曲线，Horner法的公式为：法的公式为： 9077.0lg)h1 (151.12wwfirCKmppSt9077. 0lg)0()h

30、1 (151. 12wtwswsrCKmppS9077. 01lg)0()h1 (151. 1pp2wtwsttrCKmppSws第六十九页，共七十九页。早期段（未测到径向流）早期段（未测到径向流）S 值解释值解释(jish)方法方法 未能测到径向流直线段的试井曲线，被认为是不成功的曲线未能测到径向流直线段的试井曲线，被认为是不成功的曲线前面论述的评价地层损害前面论述的评价地层损害(snhi)的公式都无法应用的公式都无法应用续流段曲线受续流量变化规律的影响，如能实测到续流量值，可以用褶续流段曲线受续流量变化规律的影响，如能实测到续流量值，可以用褶积方法得到修复后的径向流直线，从而计算积方法得到

31、修复后的径向流直线，从而计算S 值值如无实测续流量，可用经验法假定一个续流量变化，例如：令如无实测续流量，可用经验法假定一个续流量变化，例如：令 得到得到 用用p 做图，得到修复后的径向流直线段，从而计算做图，得到修复后的径向流直线段，从而计算S 值值ntQQ)1(001QQpp第七十页，共七十九页。气井的损害气井的损害(snhi)评价评价 用拟压力用拟压力 代替压力代替压力p ，可对气井可对气井(q jn)进行分析，方法完全相同进行分析，方法完全相同拟压力的表达式拟压力的表达式用拟压力的单对数径向流直线段斜率用拟压力的单对数径向流直线段斜率m 求表皮系数求表皮系数S 值值 pppzpp0d2

32、)(9077. 0lg)()h1 (151. 12wtwfwsarCKmppS第七十一页，共七十九页。气井的气井的拟表皮拟表皮Sa 及及惯性湍流系数惯性湍流系数(xsh)D的确定的确定 拟表皮，表示为拟表皮，表示为Sa，它是地层损害造成的真表皮它是地层损害造成的真表皮S 与湍流与湍流(tunli)影响的影响的总和总和拟表皮的表达式拟表皮的表达式 SaSDqg qg气体产量，气体产量，104m3/d D惯性湍流系数，（惯性湍流系数，（104m3/d）1 用做图法确定用做图法确定S和和D值。值。第七十二页，共七十九页。惯性湍流惯性湍流(tunli)系数系数D确定图确定图 S5.43 D0.0406（104m3/d）1 第七十三页，共七十九页。克拉克拉(kl)203井总表皮系数与产量关系曲线井总表皮系数与产量关系曲线真实表皮系数为真实表皮系数为28.228.2，表明，表明(biomng)(biomng)地层存在一定的污地层存在一定的污染，染，但并不严重；非达西流系数但并不严重；非达西流系数 3.6352(103.6352(104 4m m3