气井产能试井

气井产能试井第1页/共63页试井分类试井稳定试井不稳定试井常规回压试井等时试井修正等时试井单点试井半对数分析双对数分析Horner法MDH法MBH法均质地层双重介质地层复合地层垂直裂缝井Ramey法Gringarten法Boundet法视稳态串流不稳态串流无限导流(大型压裂)均匀流量(天然裂缝)有限导流(常规分析)(现代分析)(产能试井)第2页/共63页基本概念产能：一定回压下的产量产能试井：以不同的流量生产，测试其井底压力，反之亦然，也称回压试井流入动态：井底压力与产量的关系流入动态曲线：井底压力与产量关系的曲线，也称IPR曲线第3页/共63页气体渗流特点：(1)稳定流：水驱;(2)不稳定流;(3)过渡流;(4)拟稳定流：第4页/共63页第一节稳定状态流动的气井产能公式一、平面径向流稳定渗流达西公式1、假设条件:水平、均质K、等厚h、圆形气藏单相气体服从达西渗流稳定流,其特点为：Pe＝const；ρrqr＝ρscqsc＝const第5页/共63页2、公式推导基本公式——达西公式：dp／dr＝μu／KSI制：K＝m2,μ＝Pa.s,P=Pa,r=m,u=m/sdp／dr＝106μu／K法定:K＝10-3μm2,μ＝mPa.s,P=MPa,r=m,u=m/s1μm2＝10-12m2第6页/共63页平面径向流公式过流面积：A=圆周长×厚度＝2πrh流速：u=qr／A=ρscqsc／(2πrhρr)状态方程：ρr＝MgP／zRT经单位换算后得：第7页/共63页用于积分的两种方法(1)、压力平方法zμ＝const，压力平方法产能方程为：第8页/共63页

(2)、拟压力方法拟压力定义：拟压力法产能方程为：压力平方法和拟压力方法的换算关系是什么？第9页/共63页二、考虑表皮效应的达西产能方程1、表皮效应泥浆污染或压裂酸化等使井底附近一部分地层的K改变，造成附加压降，产能改变。举例：泥浆等污染使K下降，好的压裂酸化使K上升第10页/共63页

2、表皮效应造成的附加压降思路：对气层K不同的两部分，分别采用P2稳定达西公式。气层K未改变部分：re，rd，Pe，Pd，K气层K改变部分：rd，rw，Pd，Pwf，Kd第11页/共63页

附加压降第12页/共63页

表皮系数定义式：讨论S=0,S>0,S<0谁好？产能方程：第13页/共63页三、非达西流动产能公式1、非达西效应达西流和非达西流的区别：压降与流速是线性还是非线性关系非达西流基本公式：dp／dr＝(μu／K)＋βρu2SI单位制dp／dr＝106(μu／K)＋10－6βρu2

法定单位制各项的物理意义：达西项压降：由层流产生。非达西项压降：由紊流产生，非达西项压降在井底附近最大，地层中一般很小，因此称为井底附近非达西效应，或非达西表皮效应。第14页/共63页

2、非达西表皮效应造成的附加压降：dp／dr＝10－6βρu2u=qr／A=ρscqsc／(2πrhρr)ρr＝MgP／zRT附加压降：湍流系数：D的单位是什么？第15页/共63页

3、产能公式:4、S与Dqsc的区别和物理意义：S反映井底附近渗透率变化，Dqsc反映井底流量变化5、视表皮系数：S'＝S＋Dqsc第16页/共63页第二节拟稳定流动产能公式一、产能公式1、假设条件：封闭、水平、均质K、等厚h、圆形气藏单相气体服从达西渗流拟稳定流2、拟稳定流的特点：qw＝constqr＝f(r)≠constdP／dt≈const第17页/共63页3、公式推导在拟稳定流时，无外来气源，气体靠自身弹性膨胀能量采出。由Cg的定义式得：＜标态的流量（m3/s)＞井底流量：qw＝qsc＝dV／dt＝－CgV(dP／dt)将V＝π(re2－rw2)hφ待人：qsc＝－π(re2－rw2)hφCg(dP／dt)对任意r处的流量：qr＝－π(re2－r2)hφCg(dP／dt)第18页/共63页

两式相比：qr＝qsc(1-r2／re2)＜标态的流量（m3/s)＞将u=qrBg／A=qsc(1-r2／re2)Bg／(2πrh)代入达西公式，进行状态和单位换算:将Pe换算成PR，考虑表皮效应和非达西效应，最后得到P2产能公式：第19页/共63页二、二项式产能公式1、产能公式对比稳定流产能公式：拟稳定流产能公式：区别：Pe——>PRre——>0.472re第20页/共63页2、二项式产能公式二项式产能公式：第21页/共63页

二项式各项的意义：第一项为达西项压降，反映粘滞力第二项为非达西项压降，反映惯性力系数A、B的意义：A----层流系数，与时间有关，注意单位B----紊流系数，与时间无关，注意单位第22页/共63页3、二项式方程的应用(１)、确定系数A、B通过对试井资料处理确定A、B或计算A、B已知：四个稳定点的井底压力和相应的流量求：A、B思路：将二项式变为直线方程：方法：(1)、可用作图法求A、B(2)、也可用最小二乘法求A、B第23页/共63页(２)、气井绝对无阻流量AOF定义：井底压力为零时，气井的产量。注意：AOF是假想的最大产量，反映气井潜能，与井底和地面设备无关，气井实际达不到这个产量。为什么达不到AOF？用途：气井分类(产能高低);配产(qsc＝AOF／4);运算中的无因次化qD＝qsc／AOF第24页/共63页

(３)、绘制流入动态曲线第25页/共63页第三节气井经验产能方程一、经验产能方程式经验式，也称指数式：第26页/共63页

系数c、n的范围和意义：①、正确n的范围是0.5≤n≤1，n＝1时为达西流，n＝0.5时为完全非达西流，如果n〉1或n〈0.5表明试井或计算有错。②、n表示流态，与时间无关。③、n无单位。第27页/共63页

C系数①、C＝f(P,qsc)②、C与时间有关，C随t↑而变小③、C有单位第28页/共63页二、指数式的应用１、确定系数C、n

或2、无阻流量AOF:AOF＝CPR2n3、流入动态曲线第29页/共63页第四节气井产能试井目的：A、B、C、n一、产能试井设计１、地面流程要求：关井、开井、测压／调压、防止水化物／分离、计量、放空／安全…第30页/共63页

注意：放喷管要高(rg〉1空气，H2S低);各管线尽量直；如含H2S，还应脱硫。对生产试气可采用生产时的流程。钻井完井试气流程为：第31页/共63页２、仪表(1)、精度定义：精度A％＝(│基本误差│／测量上限值)×100％例：温度计0～100℃，误差：1.5℃解：精度＝(1.5／100)×100％＝1.5％称1.5级。思考题：量程范围大，精度相同，误差是大还是小？第32页/共63页(2)、压力测量仪表：存储式压力计机械式压力计地面直读式电子压力计。如PANEX电子压力计。精度1/10000地面直读式电子压力计测量系统为：第33页/共63页３、放喷目的：净化井底。方法：大压差ΔP开井，ΔP=PR-Pwf=0.3Pts注意：应考虑出砂、坍塌、产能损失、采油树等工程问题。方式：连续或间歇，以产能的高低为准。效果：放喷时看火焰，喷出物变化；放喷后，看油套压变化.第34页/共63页４、测点顺序(1)稳定测点：流量和压力都不随时间变化,一个流量和对应的稳定压力为一个稳定测点。(2)工作制度：在一个流量下稳定生产时的情况。与稳定测点相同。(3)改变工作制度：从一个流量稳定生产的状态改变到另一个流量稳定生产的状态。(4)产能试井稳定测点数：一般至少４个测点。(5)测点顺序：正常顺序，流量由小→大；反常顺序，流量由大→小。(6)流量大小：Δqsc＝0～0.25AOF，Ptf＝0～0.25Pts第35页/共63页５、测点稳定判别(1)、高渗气藏：15分针前后压力（井口和井底）比较(2)、低渗气藏：第36页/共63页

(3)、迪叶兹形状系数：稳定条件：tDA>tDApss有界气藏tDApss圆形0.1矩形0.7第37页/共63页

举例：矩形气藏A=890000m2K=20mDΦ=1.5µg=0.0152mPa.sCg=0.08847MPa-1求：开井1800hr，流动达到稳定否？解：tDA=0.7125>tDApss=0.7第38页/共63页二、产能试井方法常规回压试井等时试井修正等时试井第39页/共63页１、常规回压法试井(1)、试井步骤①、关井测压：②、开井试气：qsc～t图Pwf～t图(2)、要求：①、每个测点需稳定，即有四个稳定测点(qi,Pwfi)；②、测点之间不关井，时间间隔不相等。第40页/共63页

(3)、资料处理①、二项式：②、指数式：第41页/共63页２、等时试井(1)目的：缩短试井时间。对低渗碳气藏，Pwf达到稳定的时间长。举例：K(mD)tpss(day)10001.610012101320.113200d=36year第42页/共63页（2）等时试井原理稳定二项式和不稳定二项式比较：稳定：不稳定：解释：B由井底附近地层条件决定，在很短时间内压力波影响到该区。A(t)由井底和气层的条件决定,在一段时间t内压力波才影响到半径为r的区域。A(t)＝f(t)，如t＝const，则A(t)＝const第43页/共63页

结论：B相同，A随开井生产时间t变化气流入井的有效泄流半径r，仅与测试流量qsc的生产持续时间t有关;而与测试流量qsc的大小无关。只要开井时间t相同，不稳定二项式为一直线，其斜率为B。第44页/共63页

(3)思路：对前４个流量，取较短的相同开井时间t进行测试，得４个不稳定Pwf，求出B第5个测点，为一稳定测点，可求A。(4)试井步骤：qsc～t图Pwf～t图第45页/共63页

（5）等时试井特点：

①、前４个测点为不稳定测点，最后一个为稳定测点---延时流量测点。②、测点之间要关井，压力恢复到PR，关井时间不等。③、每一产量下的开井生产时间必须相等，时间长短人为。第46页/共63页

(6)数据处理:①、除延时点外，４个不稳定测点进行拟合，求得A(t)，B，或C(t)，n。②、利用延时点求稳定的A或C。例如过延时点作斜率为B的直线,截距为A。第47页/共63页

思考题：随开井时间增长，A变大还是变小？C变大还是变小？随开井时间增长，AOF变大还是变小？指数式的数据处理的指示曲线图?第48页/共63页３、修正等时试井(1)目的：缩短试井时间。对等时试井的关井压力恢复到PR作改进。(2)思路：将关井时间改为与开井生产时间相等。(3)步骤：qsc～t图、Pwf～t图第49页/共63页

(4)特点：①、每一测点的开井时间以及关井恢复时间相同，长短人为;前４个为不稳定测点,最后一个为稳定测点。②、必须测出关井后的静压Pws。第50页/共63页

(5)数据处理：①、除延时点外，４个不稳定测点进行拟合，求得A(t)，B或C(t)。②、利用延时点求A或C，例如过延时点作斜率为B的直线,截距为A。怎样绘制修正等时试井的指数式指示曲线图？第51页/共63页第五节完井方式对气流入井的影响基本完井方式：裸眼完井、射孔完、射孔砾石衬管完井。一、裸眼完井用途：碳酸盐岩和坚硬砂岩气层。第52页/共63页

二项式:污染表皮系数Sd：第53页/共63页二、射孔完井(1)用途：多层气藏的分层开采分层压裂分层酸化砂岩第54页/共63页

(2)名词：射孔孔眼(LP,rP)压实带(KdP,rdP)射孔密度(spm)射孔相位角正压射孔(PR-