2第二章－产能试井分析与评价.ppt

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1、第二章第二章 气井产能试井气井产能试井与产能评价与产能评价是改变若干次油井、气井或水井的工作制度，测量在各个不同工作制度下的稳定产量及与之相对应的井底压力，从而确定测试井（或测试层）的（Deliverability Equation）和 （Open Flow Potential 或 Absolute Open Flow Potential）。 试井前，必须先测得稳定的地层压力。试井前，必须先测得稳定的地层压力。 一般由小到大依次改变井的工作制度，并一般由小到大依次改变井的工作制度，并测量其相应的稳定产量、流压和其它有关测量其相应的稳定产量、流压和其它有关数据。数据。 最后一个工作制度测试结束后

2、，关井测地最后一个工作制度测试结束后，关井测地层压力或压力恢复。层压力或压力恢复。压力方法、压力平方方法、拟压力方法压力方法、压力平方方法、拟压力方法qoP直线型曲线型混合型异常型qPPbqaPwfRcqPJqn2)(1、特征、特征 过原点的直线。过原点的直线。2、成因、成因 单相达西渗流，单相达西渗流，一般在较小压差一般在较小压差条件下形成。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。

3、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、特征 过原点的曲线，过原点的曲线，且凹向压差轴。且凹向压差轴。2、成因、成因 单相非达西流或单相非达西流或油气两相渗流，油气两相渗流，一般在较大生产一般在较大生产压差或流压小于压差或流压小于饱和压力时形成饱和压力时形成qo P1、特征、特征 开始为过原点的开始为过原点的直线，然后变成直线，然后变成凹向压差轴的曲凹向压差轴的曲线线。2、成因、成因 直线部分为单相直线部分为单相达西渗流；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，增加了额外现了单相非达西流，增加

4、了额外的惯性阻力；的惯性阻力；r随着生产压差增大，流压低于饱随着生产压差增大，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，气两相渗流，油相渗透率降低，粘滞阻力增大。粘滞阻力增大。1、特征、特征 过原点凹向产量过原点凹向产量轴的曲线。轴的曲线。2、可能原因、可能原因（1）相应工作制）相应工作制度下的生产未达度下的生产未达稳定，测得的数稳定，测得的数据不反映测试所据不反映测试所要求的条件；要求的条件；qo P（2）新井井壁污染，随着生产压差增大，）新井井壁污染，随着生产压差增大，污染将逐渐排除；污染将逐渐排除；（3）多层合采情况下，随着生产压差增）

5、多层合采情况下，随着生产压差增大，新层投入工作。大，新层投入工作。 由上所述，异常曲线并非一定是错误由上所述，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（的，应根据具体情况分析。若为原因（1），），则必须重新进行测试。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产能方程产能方程qJPP qC PPRwfn()PaqBqP2单相油单相油油气井产能试井与产能评价油气井产能试井与产能评价PRPb）时的稳定试井分析方法）时的稳定试井分析方法qqqqPPPPobobwfbwfb. (). () max1020828.1)(8.0)(2.018.1)()(max2bb

6、obwfbwfbbRbRbJPqqPPPPPPPqJPPJq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 PPRwfn()22()()ppAqBqRwf112ppAqBqRwf222nwfRcq)(nwfRPPcq)(PaqBqP2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，量出直线的斜率量出直线的斜率, 其其倒数即为倒数即为J。 PPqmJ=1/mqJPP 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，

7、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 PPRwfn()二项 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。PP/qqa b=tg 二项式特征曲线二项式特征曲线PqabqP由二项式方程的特征曲线的形态可定性的判断井壁存在污染的程度、井壁附近的紊流强弱和地层渗透性好坏。PPqq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二项式方程特征曲线判别图（一）测试

8、方法（一）测试方法回压试井和油井的稳定试井基本相同，即连续以若干个不同的工作制度生产，每个工作制度均要求产量稳定，井底流压也要求稳定。记录每个产量 qi及相应的井底稳定流压Pwfi，并测得气藏静止地层压力PR。qc PPRwfn()22油井指数式产能方程：qc ppRwfn()两相流油井产能方程：qJppoRwfn()22lglg()lgqnppcRwf22式中：q地面标准条件产气量，104m3/d； pR气藏地层压力，MPa； pwf井底流动压力，MPa； c系数，是气藏和气体性质的函数； n产能方程的指数（称渗流指数），是表征 流动特性的常数。 当只存在层流时，n=1; 当只存在紊流时，n

9、=0.5； 当流动从层流向紊流过渡时，0.5n1（）整理数据（）整理数据q，104m3/d pwf，MPa pR2-pwf2，MPa（）绘制产能曲线（）绘制产能曲线在双对数坐标纸上画出(pR2-pwf2)与q的关系曲线，即气井的产能曲线或指示曲线。气井的指数式产能曲线（）求指数（）求指数n量出斜率m,得到 n=1/m（）求系数（）求系数c在直线上任取一点，读出该点的(pR2-pwf2)和q的数值，代入(1-29)，求出c的值：cqpRwfn(p22)（）写出产能方程（）写出产能方程()()ppAqBqRwf112拟压力在一定条件下可简化为压力平方的形式：ppAqBqRwf222式中：A1和A、

10、B1和B分别是描述达西流动 （或层流）及非达西流动（或紊流） 的系数。在产能方程两端同除以 q，得：()()ppqABqppqABqRwfRwf1122（拟压力法）（压力平方法）在直角坐标图上，画出 与 q 的关系曲线，将得到一条斜率为B1或B，截距为A1或A的直线，称为二项式产能曲线。()()ppqppqRwfRwf或22q（(PR) (Pwf)）/qA1B1q（PR2-Pwf2)/qAB拟压力法压力平方法（）计算无阻流量（）计算无阻流量qABPABqAB PABAOFRAOFR1211122240124012 ()( . )(. )（拟压力法）（压力平方法）（）预测产量当气藏压力PR下降到

11、PR1、井底流压为Pwf时，气井的产量约为：qABPPABqAB PPABRwfRwf12111121224242 ()()()（拟压力法）（压力平方法）（3）估算气层渗透率估算气层渗透率 由压力平方形式的二项式产能方程中的系数A得到计算渗透率的公式：KZTrrSAhPfew122810342.()ln()式中：Tf为地层温度(K)；下标为平均压力re不易确定，一般可取ln(re/rw)=6.08.0P 流压与产量的关系曲线一般称为井底流压与产量的关系曲线一般称为井底流入动态曲线流入动态曲线，简称，简称IPR曲线曲线、IPR曲线的绘制曲线的绘制 （）根据产能方程，计算出不同气层压力PR下以若干

12、不同流压生产时的产量。（）在直角坐标图上画出Pwfq关系曲线。2040608010203040q，104m3/dPwf，MPa由IPR曲线可直接查出当气层压力下降到某一数值，并以某一流压生产时的产量。用IPR曲线结合其它资料，可以确定气井的最佳工作制度。如果测试井是凝析气井，测试过程中产出相当数量的凝析油，则需要将凝析油折算成等价的气量，加到产气量中去。折算公式是：GEmmoo 2410733(/)气油式中：GEm3凝析油的等价气量，m3； o 凝析油的相对密度; Mo凝析油的分子量。如果气层的渗透性较差，回压试井需要很长的时间，并要浪费相当多天然气。此时可使用等时试井。（一）测试方法（一）测

13、试方法用若干个（至少个，一般为个）不同的产量生产相同的时间；在以每一产量生产后均关井一段时间，使压力恢复到（或非常接近）气层静压；最后再以某一定产量生产一段较长的时间，直至井底流压达到稳定。这样就大大缩短了测试时间。1、绘制lg(pR2-pwfj2)与lgqj（j=1，2，3，4；Pwfj是第 j 次生产期末的井底流压）的关系曲线，称为不稳定产能曲线，图中AB所示。不稳定产能曲线BA101001000110100pR2-pwf2qC1、过点C（q5，pR2-pwf52）作不稳定产能曲线AB的平行线CD，这就是稳定产能曲线。不稳定产能曲线BA101001000110100pR2-pwf2qC1D

14、稳定产能曲线、用与回压试井解释相同的方法，由稳定产能曲线确定产能方程、无阻流量和预测产量。、在直角坐标系中，作点（ qj，(pR2-pwfj2)/ qj）的回归直线，即二项式不稳定产能曲线，其斜率就是二项式产能方程的系数B。(pR2-pwf2)qqCB=tg 、由稳定点（ q5，pwf5）计算二项式产能方程的另一个系数A:525252qBqppAwfR、写出产能方程：222BqAqppwfR、画稳定产能曲线、画稳定产能曲线过点C （ q，(pR2-pwf2)/ q） 作不稳定产能曲线的平行线，便得到稳定产能曲线，图中AC所示，其纵截距就是产能方程的系数A。等时试井二项式产能曲线(pR2-pwf

15、2)qqCB=tg A（一）测试方法（一）测试方法改进的等时试井是对等时试井作进一步的简化而得到的。在等时试井中，各次生产之间的关井时间要求足够长，使压力恢复到气藏静压，因此各次关井时间一般来说是不相等的。改进的等时试井中，各次关井时间相同（一般与生产时间相等，也可以与生产时间不相等，不要求压力恢复到静压），最后也以某一稳定产量生产较长时间，直至井底流压达到稳定。改进的等时试井示意图绘制产能曲线时：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

16、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。（一）测试方法（一）测试方法一口已经获得产能方程的井，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，可进行“一点法试井”。一点法试井只要求测取一个稳定产量 q ，和在该产量生产时的稳定井底流压Pwf，以及当时气层的静压pR。（二）产能曲线的绘制（二）产能曲线的绘制在原来指数式产能曲线图上，画出一点法试井测得的数据点A(q，pR2-pwf2），再过这一点画原产能曲线的平行线，这就是该井当时的产能曲线。由此可以估算当时的无阻流量，也可以预测一定生产条件下的产

17、量，方法与前面所述完全相同。101001000PR2Pwf2 ，MPa2A原产能曲线原产能曲线一点法试井产能曲线一点法试井产能曲线 q，104m3/d1 100 1000如果在一个气田进行过一批井（层）的产能试井，取得了相当多的资料，则可以得出这个气田的产能和压力变化的统计规律，即无阻流量的经验公式。此后，在本气田或邻近地区的新井（层）进行测试时，如果没有取得回压试井或等时试井资料，但测得了一个稳定产量及相应的稳定井底流压和地层压力，则可以采用经验公式估算该井（层）的无阻流量。qAOF61481104340 6594qpqqpgDAOFgD.式中：qg一点法试井实测产量，104m3/d; pw

18、f一点法实测井底流压，MPa; pD无因次压力，其定义为：ppppppDRwfRwfR 22221()为了引用方便，可把一点法无阻流量经验公式，在直角坐标图上画成q/qAOF与pwf/p的关系曲线。qqppAOFwfR4948162()00.2 0.4 0.6 0.8 1.000.20.40.60.81.0q/qAOFpwf/PR P2/qqlg P2lgq1、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、气层压力测量偏低，井底有积液或井底压力测量偏高压力测量偏高 P2/qqlg P2lgqA

19、3、气层压力测量偏高或井底压力测量偏低、气层压力测量偏高或井底压力测量偏低 P2/qqlg P2lgq4、井底积液随测试产量增大，逐渐被带出、井底积液随测试产量增大，逐渐被带出 P2/qqlg P2lgq5、测试产量由大到小进行，小产量时井底、测试产量由大到小进行，小产量时井底积液带不出地面积液带不出地面 P2/qqlg P2lgq6、测试中随产量的增加地层水侵入井底，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引起水锥，压差增大时气量增加甚微 井底堵塞，井壁跨塌井底堵塞，井壁跨塌 测点未稳定测点未稳定 P2/qqlg P2lgq7、水锥淹没产气有效层段，气相渗透率严、水

20、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重降低，压差增大时气量减少, 水量增加水量增加, 产能曲线倒转产能曲线倒转 P2/qqlg P2lgq8、随测试产量增大计量孔板前积液增多，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气量逐渐比实际的变小 P2/qqlg P2lgq9、随测试压差增大随测试压差增大, 井底解堵井底解堵, 渗透性能改善渗透性能改善 两层气干扰，回压小时低压的一层气产出两层气干扰，回压小时低压的一层气产出 P2/qqlg P2lgq10、A-A线，原来的产能曲线线，原来的产能曲线 B-B线，产能曲线左移，气井衰老，或地层水线，产能曲线左移，气井衰老

21、，或地层水侵堵塞侵堵塞 C-C线，产能曲线右移，井底地层净化或酸化线，产能曲线右移，井底地层净化或酸化后增产后增产 P2/qqlg P2lgqACBBACACBBAC11、低渗透气井，测点不稳定，测点混乱低渗透气井，测点不稳定，测点混乱 P2/qqlg P2lgqppAqBqRwf222211212BqAqppwfR222222BqAqppwfR222iiwfiRBqAqpp.)(11212iiiiwfiwfiqqBAqqpp)()(2121212iiiiwfiwfiqqBqqAppBAqqqqppiiiiwfiwfi，斜率就为直线的截距就是的关系曲线应成直线与绘制11212222iiRwfi

22、BqAqpp00maxmin2221BAppBqAqppEwfiRiiRwfiNi21212lnrtTZTpkhqppafaRi22212212lnBqqSrrTZTpkhppwafawR22222lnBqqSrtTZTpkhppwafawitttqtpppwsiln)(22afaTZTpkh222022lnBqqSrtppwpwsi222022lnln)(BqqStttrtptpppwwsws4786. 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)(02lnlnlg)(22tpStttrtttpwsppwws2202)(Bqptpwsws2202BqAqppwsi

23、 20222202)()(wswswsiwsiptptpppp 220222)()(BqAqptptppwswswsiqtppAwsi)(222202)(qptpBwsws222BqAqppwfi322vvvkdxdp3222CqBqAqppwfR000maxmin23221CBAppCqBqAqppEwfiRiiiRwfiNi3232322322wqqwqqqAOF231CBCAw二项式产能曲线(pR2-pwf2)qq三项式处理曲线pRqvp/LCLpCLpkCLpv0002020CdrdphrqvCdrdpvvkCdrdpCdrdpvewwewewfRrrhqrrkhqrrCpp114ln

24、2)(22022ewrrhB1142werrkhAln2)(0werrCD222BqAqDppwfR000maxmin2221DBAppBqAqDppEwfiRiiRwfiNiBDpBAAqRAOF2101.042221、地层静压未达到稳定地层静压未达到稳定真实地层静压真实地层静压pR与与实测地层静压实测地层静压pR之差为之差为ppRRpp222BqAqppwfpR22222BqAqpppppRwfR22ppRdpC222BqAqCppdwfRCd的确定的确定 P2qCdCd确定后，即可按确定后，即可按的曲线qqCppdwfR22直线的斜率就为直线的斜率就为B，截距就为，截距就为A。qqCpp

25、dwfR222、开井测试过程井底有积液，关井后重力作用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液柱又进入地层 对于井底测试，则不存在问题。若对于井对于井底测试，则不存在问题。若对于井口测试，则计算井底压力比实际的井底压力要口测试，则计算井底压力比实际的井底压力要低。低。pwfwfpp222BqAqpppwfR22ppwfipC222BqAqCppiwfRCi的确定的确定 P2qCiCd确定后，即可按确定后，即可按的曲线qqCppiwfR22直线的斜率就为直线的斜率就为B，截距就为，截距就为A。qqCppiwfR223、井底附近存在泥浆堵塞物，关井后液柱也不井底附近存在泥浆堵塞物，关

26、井后液柱也不能进入地层能进入地层 对于井口测试，计算的地层压力和井底压对于井口测试，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力均比实际的地层压力和井底压力要低p 。222BqAqpppwfpR222BqAqCppTwfRwfRpTppC2khBAqAOF2khCkhBAqAOFSBpBkhBBqRAOF3210222BqAqppwfRSrrkhTpTzAwescscw434.0lg1084.844ewscscwgrrThpTzB1110966.12216SqAOF40800-10 -5 0 5 10 15 SrrSrrkkrrAAwedewd434.0lg434.0lglg21

27、12eweddwrrrrkkrrBB111111211222222222101.04BpBAAqRAOF222BqqAppFwfRDDiwtFtrESrcktmA487.0085.8lg22mDB87.0SrrkhTpTzAwescscw434.0lg1084.844ewscscwgrrThpTzB1110966.12216qP(MPa)102000 20 40 60 80 100 120 30凝析液析出实际曲线AOFgqq6151Ropp101222BqAqppBqAqppRRwfRqPR-Pwf22242maxwfRwfRppBAAppJBppBAAqwfR24max222pwfRDppmax22BqAqBqNNzpzppiiR1qPwfTzApvqgg06.3min,5 .025.0)00279.0()00279.0(3 .5ppvLg