油气井试井原理与方法优秀PPT.ppt

第一节第一节 试井分析基础理论试井分析基础理论其次节其次节 均质油藏常规试井分析方法均质油藏常规试井分析方法第三节第三节 双重介质油藏的试井分析双重介质油藏的试井分析第四节第四节 垂直裂缝井的试井分析垂直裂缝井的试井分析第五节第五节 气井不稳定试井分析气井不稳定试井分析第六节第六节 现代试井分析方法现代试井分析方法第三章第三章 油气井试井原理与方法油气井试井原理与方法一、不稳定试井的基本原理一、不稳定试井的基本原理 当油藏中的流体处于平衡状态（静止或稳定状态）当油藏中的流体处于平衡状态（静止或稳定状态）时，若其中一口井的工作制度（或压力）变更，时，若其中一口井的工作制度（或压力）变更，则在井底将造成一个压力扰动，此扰动将随着时则在井底将造成一个压力扰动，此扰动将随着时间的推移而不断向井壁四周地层径向地扩展，最间的推移而不断向井壁四周地层径向地扩展，最终达到一个新的平衡状态。这种压力扰动的不稳终达到一个新的平衡状态。这种压力扰动的不稳定过程与油藏、油井和流体的性质有关。因此，定过程与油藏、油井和流体的性质有关。因此，在该井或其他井中用仪器将井底压力随时间的变在该井或其他井中用仪器将井底压力随时间的变更规律测量出来，通过分析，就可以推断和确定更规律测量出来，通过分析，就可以推断和确定井和油藏的性质。井和油藏的性质。第一节第一节 试井分析基础理论试井分析基础理论二、试井概念二、试井概念定定义义1：试试井井是是一一种种通通过过获获得得有有代代表表性性储储层层流流体体样样品品、测测试试同同期期产产量量及及相相应应的的井井底底压压力力资资料料来来进进行行储储层层评价的技术。评价的技术。定定义义2：是是为为获获得得井井或或地地层层参参数数将将压压力力计计下下入入到到井井下下测测量量压压力力和和/或或流流量量随随时时间间的的变变更更，并并进进行行测测试试资资料分析处理总过程的简称。料分析处理总过程的简称。试井包括试井测试（矿场测试）和试井说明（测试资料分析处理）两部分。试井包括试井测试（矿场测试）和试井说明（测试资料分析处理）两部分。试井测试包括：测试仪器（测试仪器的原理、性能及运用）和测试工艺。测试内容包括流量、压力、温度和取样等。试井测试包括：测试仪器（测试仪器的原理、性能及运用）和测试工艺。测试内容包括流量、压力、温度和取样等。试井说明：通过对井的测试信息的探讨，确定反映测试井和储层特性的各种物理参数。试井说明涉及到了油气渗流理论及其应用，已经试井说明：通过对井的测试信息的探讨，确定反映测试井和储层特性的各种物理参数。试井说明涉及到了油气渗流理论及其应用，已经形成了一套好用的试井说明方法。形成了一套好用的试井说明方法。试井说明方法（或试井分析方法）是利用渗流理论分析测试资料，评价地层或井参数的方法，是油气渗流理论在油气田开发中的实际应试井说明方法（或试井分析方法）是利用渗流理论分析测试资料，评价地层或井参数的方法，是油气渗流理论在油气田开发中的实际应用。用。习惯上，将试井分析方法分为常规试井分析方法和现代试井分析方法。习惯上，将试井分析方法分为常规试井分析方法和现代试井分析方法。三、试井分析方法的重要性三、试井分析方法的重要性n试井是油藏工程的组成部分，它涉及油层物理、渗流理论、试井是油藏工程的组成部分，它涉及油层物理、渗流理论、计算机技术、测试工艺和仪器仪表等各个领域，是评价油计算机技术、测试工艺和仪器仪表等各个领域，是评价油气田开发动态的主要技术手段和基础工作之一。气田开发动态的主要技术手段和基础工作之一。n评价油藏动态及其参数常用的方法有评价油藏动态及其参数常用的方法有：岩心分析方法、地：岩心分析方法、地球物理方法、测井方法及试井分析方法等球物理方法、测井方法及试井分析方法等。1 1岩心分析方法岩心分析方法 岩心分析方法得到的地层渗透率只能代表取心岩心分析方法得到的地层渗透率只能代表取心井点处的确定渗透率，它的优点是能精确反映渗井点处的确定渗透率，它的优点是能精确反映渗透率沿地层厚度的变更，但对确定井的产能意义透率沿地层厚度的变更，但对确定井的产能意义不大；不大；2 2地球物理方法地球物理方法 地球物理方法求得的地层参数大都必需依据岩地球物理方法求得的地层参数大都必需依据岩心分析或其他资料，而且精度不高，只能代表井心分析或其他资料，而且精度不高，只能代表井底四周地带的状况；底四周地带的状况；3测井方法测井方法 测井方法得到的地层参数也只能反映近井地带的测井方法得到的地层参数也只能反映近井地带的地层状况，且是在流体静止条件下测得的，不能地层状况，且是在流体静止条件下测得的，不能反映井的动态；反映井的动态；4试井分析方法试井分析方法（1）试井分析方法求得的地层参数代表井旁边及较）试井分析方法求得的地层参数代表井旁边及较大范围内的平均有效渗透率，代表性强，也就是大范围内的平均有效渗透率，代表性强，也就是说这些参数是在流体流淌条件下测得的，与井的说这些参数是在流体流淌条件下测得的，与井的产能干脆相关。因此，只有通过试井分析方法才产能干脆相关。因此，只有通过试井分析方法才能确定工艺条件变更（如油层堵塞和改造措施）能确定工艺条件变更（如油层堵塞和改造措施）引起的渗透率变更及相应的产能变更；引起的渗透率变更及相应的产能变更；（2）试井工艺简洁、成本低廉，成本较取心低的多；）试井工艺简洁、成本低廉，成本较取心低的多；（3）试井不受开发阶段的限制，开发初期、中期、晚期什么时候都可以）试井不受开发阶段的限制，开发初期、中期、晚期什么时候都可以进行，每口井都可以进行试井；进行，每口井都可以进行试井；（4）油层参数由生产动态求出并于预料生产动态的精确度高，因此试井）油层参数由生产动态求出并于预料生产动态的精确度高，因此试井分析所得到的油藏动态参数是开发所必需的，其他方法不能代替。分析所得到的油藏动态参数是开发所必需的，其他方法不能代替。因此，试井成为油藏工程师和采油工程师相识油藏、推断增产措施效因此，试井成为油藏工程师和采油工程师相识油藏、推断增产措施效果的重要手段。试井分析方法在油田开发中具有相当重要的地位。果的重要手段。试井分析方法在油田开发中具有相当重要的地位。四、试井的目的四、试井的目的 试井测试技术是相识油气藏，评价油气藏动态、完井效率试井测试技术是相识油气藏，评价油气藏动态、完井效率以及措施效果的重要手段。试井测试所录用的资料是各种以及措施效果的重要手段。试井测试所录用的资料是各种资料中唯一在油气藏流体流淌状态下录用的资料，因而分资料中唯一在油气藏流体流淌状态下录用的资料，因而分析结果也最能代表油气藏的动态特性。具体地说，试井可析结果也最能代表油气藏的动态特性。具体地说，试井可以解决下列问题：以解决下列问题：（1）确定地层压力（原始地层压力或平均压力）；）确定地层压力（原始地层压力或平均压力）；（2）估算测试井的单井限制储量；）估算测试井的单井限制储量；（3）确定地下流体在地层内的流淌实力，即获得渗透率和）确定地下流体在地层内的流淌实力，即获得渗透率和流淌系数等；流淌系数等；（4）井底储层污染评价，求取表皮系数，包括对油气井进）井底储层污染评价，求取表皮系数，包括对油气井进行增产措施后，推断增产效果（酸化和压裂效果）；行增产措施后，推断增产效果（酸化和压裂效果）；（5）了解油藏形态，目的是为了了解油藏能量范围，确定）了解油藏形态，目的是为了了解油藏能量范围，确定边界性质如断层、油水边界和尖灭等，以及边界到测试井边界性质如断层、油水边界和尖灭等，以及边界到测试井的距离；的距离；（6）推断井间连通性和注采平衡分析）推断井间连通性和注采平衡分析（7）描述油藏中的非均质性。）描述油藏中的非均质性。五、试井分类五、试井分类依据不同标准，分类不同：依据不同标准，分类不同：1 1依据测试参数随时间的变更分：稳定试井与不稳定试井；依据测试参数随时间的变更分：稳定试井与不稳定试井；（1 1）稳定试井（或产能试井）：利用流体稳定渗流规律进行的试井。）稳定试井（或产能试井）：利用流体稳定渗流规律进行的试井。（2 2）不稳定试井：利用流体不稳定渗流规律进行的试井。产量或压力随）不稳定试井：利用流体不稳定渗流规律进行的试井。产量或压力随时间变更的试井叫不稳定试井。不稳定试井是变更测试井的产量，并时间变更的试井叫不稳定试井。不稳定试井是变更测试井的产量，并测量由此而引起的井底压力随时间的变更。这种压力变更同测试过程测量由此而引起的井底压力随时间的变更。这种压力变更同测试过程的产量有关，也同测试井和测试层的特性有关。的产量有关，也同测试井和测试层的特性有关。因此，运用试井资料，即测试过程中的井底压力和产量资料，结因此，运用试井资料，即测试过程中的井底压力和产量资料，结合其他资料，可以计算测试层和测试井的很多特性参数。合其他资料，可以计算测试层和测试井的很多特性参数。不稳定试井包括单井不稳定试井和多井不稳定试井。不稳定试井包括单井不稳定试井和多井不稳定试井。单井不稳定试井包括：压力着陆试井、压力复原试井、压力落差试井、单井不稳定试井包括：压力着陆试井、压力复原试井、压力落差试井、注入实力试井和段塞流试井。注入实力试井和段塞流试井。多井不稳定试井包括：干扰试井和脉冲试井。多井不稳定试井包括：干扰试井和脉冲试井。干扰试井主要目的是确定井间的连通性。干扰试井主要目的是确定井间的连通性。A A井（激烈井）施加一井（激烈井）施加一信号，记录信号，记录B B井（视察井）的井底压力变更，分析推断井（视察井）的井底压力变更，分析推断A A、B B井是否处井是否处于同一水动力系统。于同一水动力系统。脉冲试井是脉冲试井是A A井产量以多脉冲的形式变更，记录井产量以多脉冲的形式变更，记录B B井的井底压力随井的井底压力随时间的变更信息。时间的变更信息。我们一般说的试井就是指不稳定试井。我们一般说的试井就是指不稳定试井。2 2从测试井的流体类型来分类：油井试井、气井试井、水井试井；从测试井的流体类型来分类：油井试井、气井试井、水井试井；3 3依据生产条件分类：压降试井、压恢试井。依据生产条件分类：压降试井、压恢试井。六、试井技术的发展六、试井技术的发展 稳定试井可以求得采油指数，但耗时费事。稳定试井稳定试井可以求得采油指数，但耗时费事。稳定试井在确定油井工作制度方面有独特作用，而在求地层参数方在确定油井工作制度方面有独特作用，而在求地层参数方法，则主要依据不稳定试井。法，则主要依据不稳定试井。不稳定试井的压力复原（或压降）资料可按测压时间不稳定试井的压力复原（或压降）资料可按测压时间分为早期、中期和晚期三个阶段（图分为早期、中期和晚期三个阶段（图1 1）。）。l早期资料主要反映井筒旁边早期资料主要反映井筒旁边动态（污染、增产措施状况）；动态（污染、增产措施状况）；l中期资料反映总的油藏状态，中期资料反映总的油藏状态，分析这阶段数据可求得地层分析这阶段数据可求得地层参数（参数（kh）等；）等；l晚期资料以边界影响为主，晚期资料以边界影响为主，并可求得油藏平均压力，推并可求得油藏平均压力，推断断块油藏边界与形态。断断块油藏边界与形态。试井技术发展已经有试井技术发展已经有80多年的历史。作为相识油层的多年的历史。作为相识油层的一个主要手段，其理论与工艺快速发展，应用范围日益广一个主要手段，其理论与工艺快速发展，应用范围日益广袤，已从简洁的地层压力推算发展到能够比较全面地相识袤，已从简洁的地层压力推算发展到能够比较全面地相识油、气藏内部岩石与流体的特性、储层产能和井筒状况的油、气藏内部岩石与流体的特性、储层产能和井筒状况的水平。水平。19201930年间首次用不稳定试井方法探讨了晚期料，年间首次用不稳定试井方法探讨了晚期料，从而解决了利用井底压力推算油藏平均压力的问题。然而，从而解决了利用井底压力推算油藏平均压力的问题。然而，对于低渗透油气层，取得晚期资料须要很长的关井时间。对于低渗透油气层，取得晚期资料须要很长的关井时间。19501960年间进一步发展了以分析中期资料为主的年间进一步发展了以分析中期资料为主的不稳定试井方法，将实测井底压力和相对应的时间数据，不稳定试井方法，将实测井底压力和相对应的时间数据，绘制在半对数坐标系中（图绘制在半对数坐标系中（图1），找出直线段进行分析，），找出直线段进行分析，这就是以这就是以Horner（1951 年年Horner提出了提出了Horner半对数分半对数分析方法）为主创立的常规试井分析方法。我国各油田从析方法）为主创立的常规试井分析方法。我国各油田从60年头初期大量运用多种常规试井分析法来确定油层压力和年头初期大量运用多种常规试井分析法来确定油层压力和地层参数，推断油藏中边界状况，估计压裂、酸化效果等。地层参数，推断油藏中边界状况，估计压裂、酸化效果等。1954年年Matthews等人具体探讨了不对称断块等人具体探讨了不对称断块油藏中的压力特征，给出随意形态油藏中压力的油藏中的压力特征，给出随意形态油藏中压力的变更关系，这种方法叫做变更关系，这种方法叫做MBH法（或法（或MBH半对半对数分析方法）。利用数分析方法）。利用MBH法，在勘探初期依据一法，在勘探初期依据一口井较长时间的测试资料可以确定油藏边界、推口井较长时间的测试资料可以确定油藏边界、推断断块油藏供油面积的形态。对我国众多的断决断断块油藏供油面积的形态。对我国众多的断决油藏是一种值得推广和结合实际加以完善的方法。油藏是一种值得推广和结合实际加以完善的方法。70年头年头Ramey、Agarwal、Mckinly、Earlougher等等人探讨出了以典型曲线分析为主的早期试井分析方法后，人探讨出了以典型曲线分析为主的早期试井分析方法后，现代试井说明方法有了重要进展。现代试井说明方法有了重要进展。1979年年Gringarten在前人基础上提出了双对数压力典在前人基础上提出了双对数压力典型曲线分析法，型曲线分析法，1983年年Bourdet又提出了压力导数典型曲又提出了压力导数典型曲线分析法，到此，线分析法，到此，Gringarten典型曲线与典型曲线与Bourdet压力导压力导数典型曲线组合成复合图版，成为了石油工业标准，这也数典型曲线组合成复合图版，成为了石油工业标准，这也就标记着现代试井说明技术的诞生。就标记着现代试井说明技术的诞生。所以从试井的发展里程来看，试井又可以分常规试井所以从试井的发展里程来看，试井又可以分常规试井分析方法和现代试井分析方法。分析方法和现代试井分析方法。1、无界地层定产条件下的渗流理论、无界地层定产条件下的渗流理论 当单相微可压缩流体从无限大均质、等厚各向同性（不存当单相微可压缩流体从无限大均质、等厚各向同性（不存在纵向渗透率）的油层中流入井筒时，渗流听从达西定律。在纵向渗透率）的油层中流入井筒时，渗流听从达西定律。油井以恒定产量油井以恒定产量q生产时，在通常状况下地层中会出现下生产时，在通常状况下地层中会出现下列流淌阶段：列流淌阶段：早期段，指油井起先生产时井筒储存效应影响井底压力早期段，指油井起先生产时井筒储存效应影响井底压力变更的时期，即续流阶段。变更的时期，即续流阶段。不稳定流淌阶段，早期段结束后地下流体径向地流向油不稳定流淌阶段，早期段结束后地下流体径向地流向油井，反映井四周地层的平均性质。井，反映井四周地层的平均性质。七、不稳定试井的数学模型和基本方程七、不稳定试井的数学模型和基本方程 不稳定流淌阶段的渗流力学模型的假设条件：不稳定流淌阶段的渗流力学模型的假设条件：无限大均质、等厚、各向同性的地层中有一口生产井，地无限大均质、等厚、各向同性的地层中有一口生产井，地层中只有单相流体流淌，流体微可压缩且压缩系数为常层中只有单相流体流淌，流体微可压缩且压缩系数为常数，油藏中压力梯度较小；数，油藏中压力梯度较小；油井以恒定产量油井以恒定产量q生产，生产前地层的原始压力为生产，生产前地层的原始压力为pi。在上述假设条件下则有下列渗流模型：在上述假设条件下则有下列渗流模型：导压系数物理意义：单位时间内导压系数物理意义：单位时间内压力波波及的面积，压力波波及的面积，平方米平方米/小小时。时。Qm3/d mPa.SPMPahmK m2 m2Mpa/mPa.st hr m2、有界地层定产条件下的渗流理论、有界地层定产条件下的渗流理论当油井开井生产后，在地层内就发生压力着陆，而且波及的当油井开井生产后，在地层内就发生压力着陆，而且波及的越来越大，压降漏斗不断扩大和加深。由于地层是有界的，越来越大，压降漏斗不断扩大和加深。由于地层是有界的，当压力波传到边界之前为压力波传播的第一阶段。把第一当压力波传到边界之前为压力波传播的第一阶段。把第一阶段称为不稳定的早期，此时由于边界对压力波的传播未阶段称为不稳定的早期，此时由于边界对压力波的传播未产生影响，所以压力传播的规律与无界地层中的完全一样产生影响，所以压力传播的规律与无界地层中的完全一样分为早期段和不稳定流淌阶段。分为早期段和不稳定流淌阶段。当到达边界后，由于无外来的能量补充，压力将接着下降，当到达边界后，由于无外来的能量补充，压力将接着下降，出现了压力波传播的其次阶段。该阶段又可分为两个阶段：出现了压力波传播的其次阶段。该阶段又可分为两个阶段：不稳定晚期和拟稳定期。不稳定晚期和拟稳定期。不稳定晚期是指压降漏斗传到边界的前一段时期，不稳定晚期是指压降漏斗传到边界的前一段时期，有时也称为过渡期。有时也称为过渡期。压降漏斗传到边界，经过一段时间后，地层各点的压降漏斗传到边界，经过一段时间后，地层各点的压力下降相对稳定，任一点的下降速度相同，此时称为拟压力下降相对稳定，任一点的下降速度相同，此时称为拟稳定期。稳定期。不稳定渗流早期不稳定渗流早期不稳定渗不稳定渗流晚期流晚期拟稳定流期拟稳定流期弹性驱动第一相弹性驱动第一相弹性驱动第二相弹性驱动第二相生产时间生产时间边界边界井底井底 t=tP在压力传播的各个阶段，对应有各自的解。在压力传播的各个阶段，对应有各自的解。弹性驱动不稳定渗流其次相初期的好用公式。弹性驱动不稳定渗流其次相初期的好用公式。若进入弹性驱动其次相晚期，可简化为：若进入弹性驱动其次相晚期，可简化为：弹性驱动第一相弹性驱动第一相达达西西单单位位制制1、井筒储存效应、井筒储存效应八、试井过程中的物理现象和有关概念八、试井过程中的物理现象和有关概念 试井的早期资料总是或多或少受井筒储存效应试井的早期资料总是或多或少受井筒储存效应影响。以液体充溢井筒的压降试井为例。影响。以液体充溢井筒的压降试井为例。开井时，设井口产量为开井时，设井口产量为q1，由于井筒中的液体具有，由于井筒中的液体具有弹性，井口开井效应传至井底要经验确定的时弹性，井口开井效应传至井底要经验确定的时间；在开井后的一端时间间；在开井后的一端时间t1内，产出的原油完内，产出的原油完全是由于井筒中受到压缩的原油膨胀的结果，全是由于井筒中受到压缩的原油膨胀的结果，油藏中并无流体流入井内，即井底产量油藏中并无流体流入井内，即井底产量q2=0。只有当井口开井效应传至井底，只有当井口开井效应传至井底，q2才由才由0渐渐渐渐上升，再经过上升，再经过t2时间才达到时间才达到q1（图（图1a）。）。在在t2这段时间产出的原油一部分是由于油藏中原这段时间产出的原油一部分是由于油藏中原油流入井筒的结果，而另一部分仍是由于井筒油流入井筒的结果，而另一部分仍是由于井筒流体的弹性膨胀，这种现象称为井筒卸载效应。流体的弹性膨胀，这种现象称为井筒卸载效应。在压力复原情形，关井虽然井口产量在压力复原情形，关井虽然井口产量q1马上变为马上变为0，但油藏中仍有流体接，但油藏中仍有流体接着流入井内，即井底产量着流入井内，即井底产量q2不为不为0，而是在，而是在t2的短时间内渐渐由的短时间内渐渐由q2下降下降至至0（图（图1b），这种现象叫井筒续流效应。如井筒卸载现象一样，它也是），这种现象叫井筒续流效应。如井筒卸载现象一样，它也是井筒流体的弹性或压缩性引起的。井筒流体的弹性或压缩性引起的。井筒卸载效应和井筒续流效应统称为井筒卸载效应和井筒续流效应统称为井筒储存效应井筒储存效应，可用，可用井筒储存系数井筒储存系数C（或称井筒储集常数）来表示井筒存储效（或称井筒储集常数）来表示井筒存储效应的大小：应的大小：n由于钻井、完井、压裂、酸化等因素，会引起井四周地层渗透率由于钻井、完井、压裂、酸化等因素，会引起井四周地层渗透率变更，设想在井筒四周存在一个很小的环状区域（污染区），这变更，设想在井筒四周存在一个很小的环状区域（污染区），这个小环状区域的渗透率与油层渗透率不相同。因此，当原油从油个小环状区域的渗透率与油层渗透率不相同。因此，当原油从油层流入井筒时，在井筒旁边产生一个附加压力降，这种现象叫做层流入井筒时，在井筒旁边产生一个附加压力降，这种现象叫做表皮效应（或趋肤效应）。表皮效应（或趋肤效应）。n钻井和完井往往会引起井筒四周渗透率的降低，而酸化和压裂可钻井和完井往往会引起井筒四周渗透率的降低，而酸化和压裂可以改善井筒四周的渗透性，下面以井筒四周渗透率的降低为例来以改善井筒四周的渗透性，下面以井筒四周渗透率的降低为例来说明表皮系数的定义：说明表皮系数的定义：2、表皮效应与表皮因子、表皮效应与表皮因子如图如图2所示，设污染区的渗透率为所示，设污染区的渗透率为ks，半径为，半径为rs。图图2 井筒污染区示意图井筒污染区示意图 图图3 污染区的存在对井底压降的影响污染区的存在对井底压降的影响 附加压力降附加压力降n表皮系数（或趋肤因子、污染系数）的定义为：将附加压力降（用表皮系数（或趋肤因子、污染系数）的定义为：将附加压力降（用 Ps表示）无因次化，得到无因次附加压降，用它表征一口井表皮效表示）无因次化，得到无因次附加压降，用它表征一口井表皮效应的性质和严峻状况，用应的性质和严峻状况，用S表示：表示：nS0，数值越大，表示污染越严峻；，数值越大，表示污染越严峻；nS=0，井未受污染；，井未受污染；nS0，确定值越大，表示增产效果越好。，确定值越大，表示增产效果越好。3、无因次变量与无因次化、无因次变量与无因次化n一般的物理量都具有因次，并可用基本因次表示出来，如一般的物理量都具有因次，并可用基本因次表示出来，如面积：面积：L2；产量：；产量：L3/t。也有一些量不具有因次，如含油。也有一些量不具有因次，如含油饱和度、孔隙度等。饱和度、孔隙度等。n为减去单位对解的影响，使解应用范围更广，人们将某些为减去单位对解的影响，使解应用范围更广，人们将某些具有因次的物理量无因次化，即引进新的无因次量，或称具有因次的物理量无因次化，即引进新的无因次量，或称为无量纲量。为无量纲量。用下标用下标“D”表示表示“无因次无因次”。n试井分析常常要用到无因次变量。常用的无因次变量有：试井分析常常要用到无因次变量。常用的无因次变量有：（1）无因次压力）无因次压力n无因次井底压力：无因次井底压力：n无因次井底复原压力：无因次井底复原压力：n压力复原期间的无因次井底压力变更：压力复原期间的无因次井底压力变更：（2）无因次时间）无因次时间n运用无因次量的优点：它能简化油藏或井参数表示的运用无因次量的优点：它能简化油藏或井参数表示的试井说明模型，削减未知参数的个数，使关系式变得试井说明模型，削减未知参数的个数，使关系式变得很简洁，易于推导、记忆和应用。很简洁，易于推导、记忆和应用。n另外，它还能给出一类油藏（比如均质油藏）的统一另外，它还能给出一类油藏（比如均质油藏）的统一形式解，不受单位的限制，而且表达式简洁，探讨问形式解，不受单位的限制，而且表达式简洁，探讨问题比较便利。题比较便利。九、九、叠加原理叠加原理1、多井系统的应用、多井系统的应用 设地层中有设地层中有 n口井在弹性驱动方式下投产，地层中随意口井在弹性驱动方式下投产，地层中随意一点一点M上的压力降，应等于每口井单独投产时，在该点形成上的压力降，应等于每口井单独投产时，在该点形成的压力降的叠加。的压力降的叠加。在水压驱动方式下，油井间干扰规律受到水压驱动方式在水压驱动方式下，油井间干扰规律受到水压驱动方式下流淌规律的影响；在弹性驱动方式下，井间干扰也受到弹下流淌规律的影响；在弹性驱动方式下，井间干扰也受到弹性渗流规律的干扰。性渗流规律的干扰。将叠加原理应用到试井上：油藏中任一点的总压降，将叠加原理应用到试井上：油藏中任一点的总压降，等于油藏中每一口井的生产在该点所产生的压降的代数和。等于油藏中每一口井的生产在该点所产生的压降的代数和。运用叠加原理时留意：各井都应在同一水动力系统中。运用叠加原理时留意：各井都应在同一水动力系统中。p pi i-p-pMMn口井同时投产后，时刻口井同时投产后，时刻 t 在点在点M形成的压力降；形成的压力降；p pi i投产前，地层静止压力投产前，地层静止压力QQj jj井的产量；井的产量；r rj j点点M至至j井的距离；井的距离；t tj j到时刻到时刻 t 为止，为止，j 井的生产时间。井的生产时间。生产井产量取正，注入井产量取负生产井产量取正，注入井产量取负随意一口井的井底压力降：随意一口井的井底压力降：随意一口井的井底压力降：随意一口井的井底压力降：其中：其中：其中：其中：k k=1，2，3，np pwkwk时刻时刻t，第，第k井井底压力井井底压力r rjkjkj井至井至k井的距离；井的距离；r r1111=rw1，r22=rw2，rkk=rwk2 2、变产量系统的应用、变产量系统的应用、变产量系统的应用、变产量系统的应用假如井以若干不同产量生产，也可看作多井系统的问题，假如井以若干不同产量生产，也可看作多井系统的问题，但此时井间距离为零。但此时井间距离为零。设某井：从设某井：从 0 时刻到时刻到 t1 时刻以产量时刻以产量 q1 生产，生产，qtq1t1 从从 t1 时刻到时刻到 t2 时刻以产量时刻以产量 q2 生产，生产，q2t2 从从 t2 时刻起用产量时刻起用产量 q3 生产。生产。q30设想在该井位有三口井：设想在该井位有三口井：井从时刻起先始终以井从时刻起先始终以q1生产；生产；井从井从t1时刻才起先以产量时刻才起先以产量(q2-q1)生产；生产；井自井自t2时刻才起先以产量时刻才起先以产量(q3-q2)生产。生产。qtq1t1q2t2q30qtq10井井qtt1 q2-q10井井t2 q3-q2井井tq这三口井生产的总效应就是该井的产量变更所产生的压降：这三口井生产的总效应就是该井的产量变更所产生的压降：井：在井：在t1时间内，时间内，q=q1；井井1和：在和：在 t1t2 时间内，时间内，q=q1+(q2-q1)=q2井井1、2和：在和：在 t2 时刻之后，时刻之后，q=q1+(q2-q1)+(q3-q2)=q3这这“三口井三口井”所造成的压差之和所造成的压差之和 p p1+p2+p3便是该井的压力变更。便是该井的压力变更。假如时刻假如时刻 t 任属于径向流淌段，则：任属于径向流淌段，则：式中：式中：Q0=0假如井产量不断变更，则：假如井产量不断变更，则：当当当当 n=1 n=1时，一口井定产量生产时，一口井定产量生产时，一口井定产量生产时，一口井定产量生产 当当当当n=2n=2时，两流量测试：时，两流量测试：时，两流量测试：时，两流量测试：第一节第一节 试井分析基础理论试井分析基础理论其次节其次节 均质油藏常规试井分析方法均质油藏常规试井分析方法第三节第三节 双重介质油藏的试井分析双重介质油藏的试井分析第四节第四节 垂直裂缝井的试井分析垂直裂缝井的试井分析第五节第五节 气井不稳定试井分析气井不稳定试井分析第六节第六节 现代试井分析方法现代试井分析方法第三章第三章 油气井试井原理与方法油气井试井原理与方法其次节其次节 均质油藏常规试井分析均质油藏常规试井分析n所谓的常规试井分析方法是指以所谓的常规试井分析方法是指以Horner方法为代表的，利方法为代表的，利用压力特征曲线的直线段斜率或截距反求地层参数的试井用压力特征曲线的直线段斜率或截距反求地层参数的试井方法。方法。n主要的代表性方法有：主要的代表性方法有：Horner压降法、压力复原分析方法、压降法、压力复原分析方法、MDH法、法、MBH法、法、Y函数分析方法和函数分析方法和Muskat等。等。n常规分析方法的特点是理论上较为完善、原理简洁、易于常规分析方法的特点是理论上较为完善、原理简洁、易于实际应用。实际应用。一压力着陆试井一压力着陆试井n压降试井是指油井以定产量生产时，连续记录井底压力随压降试井是指油井以定产量生产时，连续记录井底压力随时间的变更历史，对这一压力历史进行分析，求取地层参时间的变更历史，对这一压力历史进行分析，求取地层参数的方法。数的方法。n压降试井大多在以下两种状况下进行：压降试井大多在以下两种状况下进行：n 新井一起先投产，在确定时间内产量保持恒定。新井一起先投产，在确定时间内产量保持恒定。n 油井关井已有相当长的时间，地层和井内压力趋于稳油井关井已有相当长的时间，地层和井内压力趋于稳定之后，油井再次开井生产，并保持产量恒定。定之后，油井再次开井生产，并保持产量恒定。一压力着陆试井一压力着陆试井依依据据渗渗流流力力学学理理论论，恒恒定定产产量量下下生生产产时时的的井井底底压压力力降降通通常常可可分分为为四四个个阶阶段段：早早期期段段，不不稳稳定定流流淌淌段，过渡段和拟稳态流淌阶段（拟稳定期）。段，过渡段和拟稳态流淌阶段（拟稳定期）。以以下下分分析析不不稳稳定定流流淌淌阶阶段段的的压压力力变变更更规规律律，地地层层流体渗流为径向流。流体渗流为径向流。图图2-1压力着陆试井的产量和压力历史压力着陆试井的产量和压力历史 解解：将将测测压压结结果果数数据据绘绘在在半半对对数数坐坐标标系系上上，发发觉觉前前4个个点点成成一一条条直线，如图所示，其斜率为：直线，如图所示，其斜率为：二压力复原试井二压力复原试井n压压力力复复原原试试井井是是目目前前油油田田上上最常用的一种试井方法。最常用的一种试井方法。n它它的的原原理理是是油油井井以以恒恒定定产产量量生生产产一一段段时时间间后后关关井井，测测取取关关井井后后的的井井底底复复原原压压力力，并并对对这这一一压压力力历历史史进进行行分分析析，求取地层参数。求取地层参数。二压力复原试井二压力复原试井n将叠加原理应用到试井问题上：油藏中任一点的总将叠加原理应用到试井问题上：油藏中任一点的总压降，等于油藏中每一口井的生产在该点所产生的压降，等于油藏中每一口井的生产在该点所产生的压降的代数和。压降的代数和。n运用叠加原理时应留意：各井都应在同一水动力系运用叠加原理时应留意：各井都应在同一水动力系统统n假设有三口井假设有三口井A、B、C同时在生产，那么由于这三同时在生产，那么由于这三口井的生产会引起地层中的压力发生变更，那么口井的生产会引起地层中的压力发生变更，那么A井的压力变更就可以利用叠加原理求解：井的压力变更就可以利用叠加原理求解：n分析油井关井的井底压力变更可接受叠加原理。分析油井关井的井底压力变更可接受叠加原理。那那么么我我们们利利用用叠叠加加原原理理来来分分析析压压力力复复原原过过程程中中的的压压力变更：力变更：二压力复原试井二压力复原试井n在同一井位上的两口井在地层中随意一点，特殊是在井壁在同一井位上的两口井在地层中随意一点，特殊是在井壁上造成的压力变更应等于这两口井中每一口井单独工作时上造成的压力变更应等于这两口井中每一口井单独工作时在同一点、同一时刻所造成压力变更的代数和。注入井造在同一点、同一时刻所造成压力变更的代数和。注入井造成的是压力回升，而生产井造成的是压力下降，二者符号成的是压力回升，而生产井造成的是压力下降，二者符号相反。相反。n那么依据叠加原理可推得压力复原分析公式为：那么依据叠加原理可推得压力复原分析公式为：1Horner法法这就是人们所说的半对数这就是人们所说的半对数Horner直线。因此，这种直线。因此，这种分析方法也常被叫做半对分析方法也常被叫做半对数数Horner方法。方法。1Horner法法（2）由于压力复原的井底压力变更可以用叠加原理，因此，压力复原历）由于压力复原的井底压力变更可以用叠加原理，因此，压力复原历史也将呈现和压降试井的历史相同的四个阶段。史也将呈现和压降试井的历史相同的四个阶段。（3）以上探讨的是不稳定流淌阶段的压力动态。）以上探讨的是不稳定流淌阶段的压力动态。1Horner法法2MDH法法同样，在实测压力数据的半对数曲同样，在实测压力数据的半对数曲线中，求取直线斜率，就可以求出线中，求取直线斜率，就可以求出地层流淌系数、地层系数、地层渗地层流淌系数、地层系数、地层渗透率和表皮系数。透率和表皮系数。t/hpws/MPat/hpws/MPa0.000.500.661.001.502.002.5031.6832.8733.0833.2833.4033.4533.473.004.006.008.0010.0012.0033.4933.5133.5433.5633.5733.59表表2-2压力数据表压力数据表 t/ht/(t+t/)pws/MPat/ht/(t+t/)pws/MPa0.000.500.661.001.502.002.500.00510 0.00672 0.01015 0.01515 0.02010 0.02500 31.6832.8733.0833.2833.4033.4533.473.004.006.008.0010.0012.000.02985 0.03941 0.05797 0.07583 0.09302 0.10959 33.4933.5133.5433.5633.5733.59拟拟合出的半合出的半对对数直数直线线段的方程段的方程为为：三变流量试井三变流量试井u将将连连续续变变更更产产量量的的过过程程划划分分成成多多个个时时间间段段，在在每每个个小小段段内内的的产产量量即即可可认认为为是常量。分段越多，越接近于实际，分析精度也越高。是常量。分段越多，越接近于实际，分析精度也越高。u 在在实实际际生生产产中中，常常常常难难以以保保证证产产量量为为常常量量，特特殊殊是是对对于于新新开开采采的的高高产产井井，保保持持定定产产量量生生产产是是不不行行能能的的，也也是是不不实实际际的的。因因此此，对对于于这这类类油油井井就就须须要要接接受受改改换换油油嘴嘴大大小小实实现现多多级级产产量量（或或叫叫变变产产量量）的的测测试试及及分分析方法。析方法。三变流量试井三变流量试井油井变产量状况下的井底压力变更规律可由叠加原理得到：油井变产量状况下的井底压力变更规律可由叠加原理得到：三变流量试井三变流量试井n在实际的变流量测试中，应用最多的是接受二级流量测试，在实际的变流量测试中，应用最多的是接受二级流量测试，这主要是由于二级流量测试可以削减井筒存储效应的影响，这主要是由于二级流量测试可以削减井筒存储效应的影响，而且分析过程简洁。而且分析过程简洁。n当油井从一个稳定产量变到另一个稳定产量之后，测量瞬当油井从一个稳定产量变到另一个稳定产量之后，测量瞬时的井底压力变更就完成了二级流量测试，对其所测压力时的井底压力变更就完成了二级流量测试，对其所测压力数据进行分析同样可确定数据进行分析同样可确定kh，s和和Pi等地层参数。等地层参数。图图2-9 二级流量测试的产量和井底压力动态二级流量测试的产量和井底压力动态例例题题：宝宝浪浪油油田田宝宝北北区区块块（高高压压注注水水开开发发，区区块块平平均均地地层层压压力力大大于于饱饱和和压压力力）B103井井1997年年底底用用4mm油油嘴嘴投投产产，到到测测试试前前止止，已已累累计计生生产产原原油油17266t，基基本本不不含含水水（表表2-4）。该该井井于于2000年年7月月12日日至至13日进行了二流量测试及变流量试井分析（见图日进行了二流量测试及变流量试井分析（见图2-11）。）。h h26.0So0.5567Ct2.47410-3t123980Dm2242.40.292q117.28t24770rw0.080.1236q210.35pwf14