油井试油技术培训.ppt
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1、油井试油技术培训油井试油技术培训 乐乐收集整理发布乐乐收集整理发布第一节第一节 试井及试井分析试井及试井分析 试井是对油、气、水井进行试井是对油、气、水井进行测试和分析测试和分析的总称。测试的总称。测试内容包括:产量、压力、温度、取样等。内容包括:产量、压力、温度、取样等。试井是一种以渗流力学为基础,以各种测试仪器为手试井是一种以渗流力学为基础,以各种测试仪器为手段,通过对油气井生产动态的测试来研究油气水层和测试段,通过对油气井生产动态的测试来研究油气水层和测试井的各种物性参数、生产能力以及油气水层之间的连通关井的各种物性参数、生产能力以及油气水层之间的连通关系的方法。系的方法。一、试井的概念
2、一、试井的概念测试:测试:将压力计下到油层或气层或注水层部位,开井或关将压力计下到油层或气层或注水层部位,开井或关井记录井底压力随时间的变化井记录井底压力随时间的变化得到一组数据。得到一组数据。分析分析(试井解释试井解释Well Testing InterpretationWell Testing Interpretation或不稳定或不稳定压力分析压力分析Transient Pressure Analysis)Transient Pressure Analysis):应用渗流力:应用渗流力学理论,分析测试数据,反求油层和井的动态参数。是渗学理论,分析测试数据,反求油层和井的动态参数。是渗流理
3、论在油气田开发中的直接应用,反之,也是检验油气流理论在油气田开发中的直接应用,反之,也是检验油气渗流理论正确与否或符合油田实际的重要方法。渗流理论正确与否或符合油田实际的重要方法。第一节第一节 试井及试井分析试井及试井分析二、试井分析方法的重要性二、试井分析方法的重要性 试井分析方法能够得到的动态渗透率试井分析方法能够得到的动态渗透率(相渗透率相渗透率)、用于评、用于评价产能,特别是油气田勘探开发早期进行油气井产能的评价。价产能,特别是油气田勘探开发早期进行油气井产能的评价。第一节第一节 试井及试井分析试井及试井分析 1.1.产能试井产能试井 改变若干次油井、气井或水井的工作制度,测量在各改变
4、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相应的井底压力,从而确个不同工作制度下的稳定产量及相应的井底压力,从而确定测试井或测试层的产能方程或无阻流量定测试井或测试层的产能方程或无阻流量 a.a.稳定试井;稳定试井;b.b.等时试井;等时试井;c.c.修正等时试井修正等时试井第一节第一节 试井及试井分析试井及试井分析三、试井的分类三、试井的分类产能试井产能试井不稳定试井不稳定试井(一)按测试目的分为(一)按测试目的分为:改变测试井的产量,并测量由此而引起的井底压力随时间的变化,改变测试井的产量,并测量由此而引起的井底压力随时间的变化,从而确定测试井和测试层的特性参数
5、。从而确定测试井和测试层的特性参数。a.a.压降试井:一口井开井生产,测量井底压力随时间的变化,确压降试井:一口井开井生产,测量井底压力随时间的变化,确定测试井和测试层的特性参数。要求测试井期间产量恒定定测试井和测试层的特性参数。要求测试井期间产量恒定 b.b.压力恢复试井:油井以恒定产量生产一段时间后关井,关井的压力恢复试井:油井以恒定产量生产一段时间后关井,关井的同时测量井底压力随时间的变化,确定测试井和测试层的特性参数。同时测量井底压力随时间的变化,确定测试井和测试层的特性参数。c.c.变产量试井变产量试井 d.d.干扰试井干扰试井 e.e.脉冲试井脉冲试井 f.DST f.DST试井:
6、中途测试或钻杆测试试井:中途测试或钻杆测试主要确定井与井之间的连通性主要确定井与井之间的连通性第一节第一节 试井及试井分析试井及试井分析2.2.不稳定试井不稳定试井(二)按流体性质分类二)按流体性质分类(1 1)油井试井)油井试井(2 2)气井试井)气井试井(3 3)水井试井)水井试井(4 4)多相试井)多相试井(三)按地层类型分类三)按地层类型分类(1 1)均质油藏试井)均质油藏试井(2 2)双孔介质油藏试井)双孔介质油藏试井(3 3)双渗介质油藏试井)双渗介质油藏试井(4 4)复合油藏油藏试井)复合油藏油藏试井(1 1)垂直井)垂直井 (2 2)水平井)水平井 (3 3)压裂井)压裂井 (
7、4 4)径向井、分支井)径向井、分支井(1 1)常规试井分析方法(半对数)常规试井分析方法(半对数)(2 2)现代试井分析方法(双对数)现代试井分析方法(双对数)(四)按井类别分类(四)按井类别分类(五)按试井资料处理方式分类(五)按试井资料处理方式分类第一节第一节 试井及试井分析试井及试井分析常用油藏物理模型(地层类型地层类型)k均质模型双渗介质k1k2双孔介质k1k2复合介质k1k2第一节第一节 试井及试井分析试井及试井分析 根据勘探开发不同阶段,结合注采井需要解决勘探开发部署和油田根据勘探开发不同阶段,结合注采井需要解决勘探开发部署和油田调整挖潜等工作中的问题,而赋予不同的试井目的。如对
8、探井的地层评调整挖潜等工作中的问题,而赋予不同的试井目的。如对探井的地层评价、油(气)藏开发的动态评价、增产措施的效果评价、边界特征和井价、油(气)藏开发的动态评价、增产措施的效果评价、边界特征和井间连通评价等。具体的讲,运用试井资料,结合其他资料可以解决以下间连通评价等。具体的讲,运用试井资料,结合其他资料可以解决以下问题:问题:(1)(1)推算地层压力推算地层压力;(2)(2)确定地层参数确定地层参数;(3)(3)估算完井效率估算完井效率.井底污染情况井底污染情况,判断酸化判断酸化.压裂效果。压裂效果。(4)(4)探测边界及井间连通情况探测边界及井间连通情况;(5)(5)估算单井储量估算单
9、井储量.第一节第一节 试井及试井分析试井及试井分析四、四、试井在油田开发中的作用试井在油田开发中的作用五、不稳定试井发展概况五、不稳定试井发展概况 早期资料:早期资料:主要反映井筒附近动态主要反映井筒附近动态(污染,增产措施等污染,增产措施等);中期资料:中期资料:主要反映总的油藏动态,可求得地层系数主要反映总的油藏动态,可求得地层系数(k,kh)k,kh)等;等;晚期资料:晚期资料:以边界影响为主,获取油藏平均压力,判断以边界影响为主,获取油藏平均压力,判断 油藏的形状。油藏的形状。早期中期晚期lgt 压力资料根据测压时间分为压力资料根据测压时间分为早期、中期早期、中期和和晚期晚期三个阶段:
10、三个阶段:第一节第一节 试井及试井分析试井及试井分析 1920 192019301930年:首次用不稳定试井方法,研究晚期资年:首次用不稳定试井方法,研究晚期资料,用井底压力推算油藏平均压力。料,用井底压力推算油藏平均压力。1950 19501961960 0年:以年:以HornerHorner为主的常规试井分析方法以为主的常规试井分析方法以中期资料为主,将实测井底压力和相应的时间绘成半对数中期资料为主,将实测井底压力和相应的时间绘成半对数曲线,找出直线段进行分析。曲线,找出直线段进行分析。1954 1954年:年:MBHMBH法,求断块油藏边界,边界形状或求平法,求断块油藏边界,边界形状或求
11、平均压力均压力 。第一节第一节 试井及试井分析试井及试井分析 60 60年代末年代末7070年代初年代初,国外开始研究现代试井分析方法。,国外开始研究现代试井分析方法。19691969年,年,RamryRamry建立了考虑井筒存储及表皮效应的数学模型,并建立了考虑井筒存储及表皮效应的数学模型,并用用LaplaceLaplace变换求得解析解,绘制出无因次双对数理论图版。在变换求得解析解,绘制出无因次双对数理论图版。在此基础上进一步发展了此基础上进一步发展了Earlougher-KerschEarlougher-Kersch理论图版,理论图版,GringartenGringarten图版等。图版
12、等。1982 1982年年,BourdetBourdet在在GringartenGringarten图版的基础上研制出了图版的基础上研制出了BourdetBourdet压力导数图版,为诊断油藏类型提供了依据。压力导数图版,为诊断油藏类型提供了依据。第一节第一节 试井及试井分析试井及试井分析 常规试井方法起步早,发展比较完善,原理简单又易常规试井方法起步早,发展比较完善,原理简单又易于使用,但也存在于使用,但也存在不足之处不足之处:a.以中晚期资料为主,测试时间长,对于低渗油藏取得以中晚期资料为主,测试时间长,对于低渗油藏取得中晚期资料较难中晚期资料较难 b.半对数直线起点难以确定;半对数直线起
13、点难以确定;c.当续流影响大,井筒附近污染严重时,使用困难;当续流影响大,井筒附近污染严重时,使用困难;d.根据中期资料只能获得反映总的油藏状况的参数,而根据中期资料只能获得反映总的油藏状况的参数,而不能取得井筒附近的详细信息。不能取得井筒附近的详细信息。第一节第一节 试井及试井分析试井及试井分析(1)(1)用高精度测试仪表测取正确的试井资料用高精度测试仪表测取正确的试井资料;(2)(2)用现代试井解释方法解释试井资料,得到更可靠的解释用现代试井解释方法解释试井资料,得到更可靠的解释结果结果;(3)(3)测试过程控制,资料解释和试井报告编制的计算机化。测试过程控制,资料解释和试井报告编制的计算
14、机化。第一节第一节 试井及试井分析试井及试井分析六、现代试井技术六、现代试井技术1.1.现代试井技术包括的主要内容:现代试井技术包括的主要内容:、运用了系统分析的概念和数值模拟方法,使试井解释从理论上大、运用了系统分析的概念和数值模拟方法,使试井解释从理论上大大前进了一步;大前进了一步;、由于考虑了井筒储存和井壁污染对压力动态的影响,确立了早期、由于考虑了井筒储存和井壁污染对压力动态的影响,确立了早期资料的解释方法,从早期数据中获得了很多有用的信息;资料的解释方法,从早期数据中获得了很多有用的信息;、包含并进一步完善了常规试井分析方法,给出了半对数直线段开、包含并进一步完善了常规试井分析方法,
15、给出了半对数直线段开始的大致时间,提高了半对数曲线分析的可靠性;始的大致时间,提高了半对数曲线分析的可靠性;、通过实测压力数据曲线与理论图版中的无因次压力与无因次时间、通过实测压力数据曲线与理论图版中的无因次压力与无因次时间曲线的拟合,可以对油藏和油井参数进行局部或全局的定量分析,曲线的拟合,可以对油藏和油井参数进行局部或全局的定量分析,并能获取常规试井分析方法中无法获取的一些参数值;并能获取常规试井分析方法中无法获取的一些参数值;第一节第一节 试井及试井分析试井及试井分析2.2.现代试井分析方法有下列特点:现代试井分析方法有下列特点:、利用导数曲线可识别不同的油藏类型,对有目的分析提供了依据
16、,、利用导数曲线可识别不同的油藏类型,对有目的分析提供了依据,同时也提高了分析精度;同时也提高了分析精度;、整个解释是一个、整个解释是一个“边解释边检验边解释边检验”的过程,几乎对每一个流动阶的过程,几乎对每一个流动阶段的识别及每个参数的计算,都可从两种不同的途径来获取,然段的识别及每个参数的计算,都可从两种不同的途径来获取,然后进行结果比较;后进行结果比较;、最后对解释结果进行模拟检验和历史拟合,进一步提高了解释结、最后对解释结果进行模拟检验和历史拟合,进一步提高了解释结果的可靠性、正确性。果的可靠性、正确性。第一节第一节 试井及试井分析试井及试井分析 要得到成功的试井解释,必须做到以下两点
17、要得到成功的试井解释,必须做到以下两点:(1)(1)解释结果正确可靠解释结果正确可靠;(2)(2)从测试资料中得到尽可能多的信息。从测试资料中得到尽可能多的信息。要得到成功的试井解释,测试前必须依据试井目的做要得到成功的试井解释,测试前必须依据试井目的做出切实可行的试井设计,测试时按照设计要求测得齐全、出切实可行的试井设计,测试时按照设计要求测得齐全、准确、可靠的产量和压力数据,要有准确可靠的基础数据准确、可靠的产量和压力数据,要有准确可靠的基础数据,采用先进的解释方法和解释软件,此外还需要试井解释者采用先进的解释方法和解释软件,此外还需要试井解释者的丰富经验。的丰富经验。第一节第一节 试井及
18、试井分析试井及试井分析基本假设基本假设:考虑单层、均质无限大油藏中有一口生产井的情况。考虑单层、均质无限大油藏中有一口生产井的情况。考虑单层、均质无限大油藏中有一口生产井的情况。考虑单层、均质无限大油藏中有一口生产井的情况。(1 1 1 1)油藏水平、均质、等厚、各向同性、横向无限大;)油藏水平、均质、等厚、各向同性、横向无限大;)油藏水平、均质、等厚、各向同性、横向无限大;)油藏水平、均质、等厚、各向同性、横向无限大;(2 2 2 2)油井开井前地层中各点的压力均匀分布,开井后油井以定产量)油井开井前地层中各点的压力均匀分布,开井后油井以定产量)油井开井前地层中各点的压力均匀分布,开井后油井
19、以定产量)油井开井前地层中各点的压力均匀分布,开井后油井以定产量生产。生产。生产。生产。(3 3 3 3)地层流体和地层岩石微可压缩,压缩系数为常数;)地层流体和地层岩石微可压缩,压缩系数为常数;)地层流体和地层岩石微可压缩,压缩系数为常数;)地层流体和地层岩石微可压缩,压缩系数为常数;(4 4 4 4)地层流体流动符合达西渗流定律;)地层流体流动符合达西渗流定律;)地层流体流动符合达西渗流定律;)地层流体流动符合达西渗流定律;(5 5 5 5)考虑稳态表皮效应,即看成是井壁无限小薄层上的压降;)考虑稳态表皮效应,即看成是井壁无限小薄层上的压降;)考虑稳态表皮效应,即看成是井壁无限小薄层上的压
20、降;)考虑稳态表皮效应,即看成是井壁无限小薄层上的压降;(6 6 6 6)忽略重力和毛管力的影响,并设地层中的压力梯度比较小。)忽略重力和毛管力的影响,并设地层中的压力梯度比较小。)忽略重力和毛管力的影响,并设地层中的压力梯度比较小。)忽略重力和毛管力的影响,并设地层中的压力梯度比较小。七、试井分析理论基础七、试井分析理论基础 第一节第一节 试井及试井分析试井及试井分析数学模型:数学模型:P=p(r,t)P=p(r,t)距井距井r r处在处在t t时刻的压力,时刻的压力,MPaMPa;Pi Pi原始地层压力,原始地层压力,MPaMPa;t t从开井起算的时间,从开井起算的时间,h h;K K地
21、层的渗透率,地层的渗透率,umum2 2;h h油层厚度,油层厚度,mm;流体粘度,流体粘度,mP.smP.s;地层孔隙度,小数;地层孔隙度,小数;C Ct t综合压缩系数,综合压缩系数,C Ct t=C Cr r+C CL L ,MPaMPa-1-1 ;rw井半径,井半径,m;q q地面产量,地面产量,mm3 3/d/d;B B体积系数,体积系数,m m3 3/(/(标标mm3 3);地层导压系数地层导压系数umum2 2.MPa/(mPa.s).MPa/(mPa.s)第一节第一节 试井及试井分析试井及试井分析达西单位制达西单位制将达西单位制的数学模型进行单位换算就得到将达西单位制的数学模型
22、进行单位换算就得到标准单位标准单位(法定法定)制的数学模型。制的数学模型。第一节第一节 试井及试井分析试井及试井分析数学模型的通解为:数学模型的通解为:Ei Ei是幂积分函数:是幂积分函数:当当x0.01xkkkkmmmm,认为原地下流体由基质岩块到裂缝系统,然认为原地下流体由基质岩块到裂缝系统,然认为原地下流体由基质岩块到裂缝系统,然认为原地下流体由基质岩块到裂缝系统,然后由裂缝系统流到井筒,忽略由基质岩块系统直接流后由裂缝系统流到井筒,忽略由基质岩块系统直接流后由裂缝系统流到井筒,忽略由基质岩块系统直接流后由裂缝系统流到井筒,忽略由基质岩块系统直接流入井筒,即:基岩系统入井筒,即:基岩系统
23、入井筒,即:基岩系统入井筒,即:基岩系统裂缝系统裂缝系统裂缝系统裂缝系统井筒。井筒。井筒。井筒。2.2.2.2.双重介质中流体的流动形态双重介质中流体的流动形态双重介质中流体的流动形态双重介质中流体的流动形态 压力动态变化存在三个阶段压力动态变化存在三个阶段:过渡段过渡段过渡段过渡段:生产一段时间后,缝中流体减少,生产一段时间后,缝中流体减少,生产一段时间后,缝中流体减少,生产一段时间后,缝中流体减少,pfpfpfpf下降,使下降,使下降,使下降,使PmPmPmPm与与与与pfpfpfpf形成了压差,产生窜流,该阶段的压力特征反映基岩和裂缝之形成了压差,产生窜流,该阶段的压力特征反映基岩和裂缝
24、之形成了压差,产生窜流,该阶段的压力特征反映基岩和裂缝之形成了压差,产生窜流,该阶段的压力特征反映基岩和裂缝之间的窜流性质间的窜流性质间的窜流性质间的窜流性质 第一阶段第一阶段:油井开始生产油井开始生产,k,kf f k kmm,裂缝系统中的原油首先流入油井,裂缝系统中的原油首先流入油井,基质岩块系统保持静止状态,此时的井底压力只反映裂缝系统基质岩块系统保持静止状态,此时的井底压力只反映裂缝系统的特征,这是裂缝系统的流动阶段的特征,这是裂缝系统的流动阶段 第三阶段第三阶段:随着生产进行,随着生产进行,PmPm,此时既有流体从基质流到裂缝,此时既有流体从基质流到裂缝,又有流体从裂缝系统流入井筒,
25、两者同时进行,达到一个动平衡,又有流体从裂缝系统流入井筒,两者同时进行,达到一个动平衡,PwfPwf反映的是整个系统的特征,这一特征与单孔介质的特征相同。反映的是整个系统的特征,这一特征与单孔介质的特征相同。二、双重介质油藏常规试井分析方法二、双重介质油藏常规试井分析方法 假设条件:假设条件:水平等厚无限大双孔介质地层;水平等厚无限大双孔介质地层;中心一口井,以定产量中心一口井,以定产量q生产;生产;由于由于kfkm,故设故设km=0,基质和裂缝之间的窜流为拟稳态基质和裂缝之间的窜流为拟稳态 1.模型及解模型及解窜流量窜流量q由下式确定:由下式确定:0流体的密度;流体的密度;流体的粘度;流体的
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