试井技术介绍ppt课件

试井技术介绍,1,一、基础知识1、什么是试井试井是对油、气、水井进行测试和分析的总称。它是油气田开发过程中用专门的仪器定时测量油、气、水井压力、产量、温度及工作状况等的一种作业。也就是在一定时间内通过记录一口井压力或流量的变化，来分析油藏特性，了解油藏的生产能力，或得到油藏管理方面的数据。,2,一、基础知识、试井的目的了解井的产能和对产能影响最大的因素监测井的生产状况是否正常；测定生产层的渗流参数；分析油藏的动态，作出预测。,3,一、基础知识、试井过程,4,一、基础知识、试井发展历史（1）测量技术发展1920年弹簧管压力计1930年机械压力计1980年高精度电子压力计1990年直读式电子压力计2000遥测式电子压力计2010年永置式电子压力（2）解释技术发展1950年霍纳法奠定基础1980年双对数分析方法（现代试井分析方法）1990年自动所合分析技术2000年数值试井分析方法。,5,一、基础知识5、现代试井的特点（1）高精度测试仪器测取准确的试井资料，高精度电子压力计和分离计量为代表（2）用现代解释方法解释得到更多更可靠的解释结果，双对数和导数图版为代表（3）测试过程控制、资料解释和试井报告计算机化，自动拟合、数值试井为代表,6,一、基础知识6、主要试井方法,试井方法,稳定试井,不稳定试井,压降试井,压恢试井,系统试井,等时试井,修正等时试井,一点法试井,多井试井,探边测试,地层测试,干扰试井,脉冲试井,中途测试,完井测试,油井,气井,7,一、基础知识6、主要试井方法,（1）系统试井（回压试井）：其具体做法是依次改变井的工作制度，待每种工作制度下的生产处于稳定时，测量其产量和压力以及其它相关资料；根据这些资料绘制指示曲线、系统试井曲线；得到井的产能方程，确定井的生产能力、合理工作制度。,油井的指示曲线,系统试井曲线,油井产能曲线,建立井的产能方程:q=JPq=C(PR-Pwf）nP=aq+bq2从而达到了解井的生产能力、确定井的合理工作制度目的,8,一、基础知识6、主要试井方法,（2）等时试井：等时试井：等时试井是用34次比较省时的等时流动确定不稳定产能曲线，然后再用一个稳定测点，由不稳定产能曲线推出稳定产能曲线。,9,一、基础知识6、主要试井方法,（3）修正等时试井：改进等时试井：可进一步缩短测试时间。以不同的产量开井生产相等时间34次（设为4次）；每次开井生产之间的关井时间也相等，且常常取关井时间等于开井时间。,修正,10,一、基础知识6、主要试井方法,（）一点法试井：一点法试井测试是测试一个工作制度下的稳定压力及产量，然后根据经验化式计算无阻流量。,11,一、基础知识6、主要试井方法,（5）压降试井：是在测试前已关井一段时间，地层内压力已趋于平衡，然后把压力例计放入井内，记录井以恒定产率生产时井底压力的变化。,12,一、基础知识6、主要试井方法,（6）压力恢复试井：产量在一个相当长时间内保持稳定，然后关井并记录井底压力恢复过程。,13,一、基础知识6、主要试井方法,（7）干扰试井：一般以一口井作为激动井，一口或数口井作为观测井。通常是在激动井改变工作制度（如开井、关井、改变激动量等），使油层中压力发生变化，在观测井中下入高精度压力计，测量由于激动井改变工作制度所造成的压力变化。从观测井能否接收到压力变化信号，可判断激动井与观测井之间是否连通；根据激动井和观测井压力变化的时间和规律，可以计算导压系数、流动系弹性储容系数、井间渗流参数等。,14,一、基础知识6、主要试井方法,（8）脉冲试井：是干扰试井的另一种方式，产量以多脉冲的形式改变。,15,一、基础知识6、主要试井方法,（9）地层测试：用钻杆（油管）将测试工具下入井内，使封隔器封隔环空压井液和其它层段，由地面控制井下测试阀任意开关实现井下开关井，由压力记录仪记录测试全过程压力温度变化，从而获得地层流体样品、产量、压力、温度、计算地层参数和确定测试层工业产能的各项资料。,16,a、落实储层的产能情况，为开发选择合理的工作制度提供依据；b、落实流动压力、地层压力、地层压力布、注水受效等;c、落实储层油气水性质及PVT样品分析；d、落实储层渗流模型，分析地层渗流参数（kh/、kh、k）及完善程度（S、DR、FE、Ps）等。判断储层是均质、双孔隙、垂直裂缝还是复合油藏特征;分析地层平面和纵向上渗透率的变化。分析油气水井储层完善程度和污染情况；e、落实边界性质及距离，计算动储量等；f、求取裂缝半长和导流能力，分析压裂酸化等措施效果。g、判断井间连通性和断层的遮挡情况.h、判断井筒内的工作情况,一、基础知识7、试井的作用,17,一、基础知识8、试井的基本概念,指示曲线:生产压差和产量的关系曲线.:为直线型:PwfPb,单相达西渗流.:曲线型:A:单相非达西渗流，生产压差较大；B：PRPb,油气两相流，流压小于饱和压力时形成.:混合型:开始为过原点的直线,然后变成凹向压差轴的曲线.直线为单相达西渗流,曲线为单相非达西渗流或油气两相流.PwfPbPR，单-两相渗流.:异常型:凹向产量轴的曲线.原因有三个:生产未达到稳定;井壁污染随着生产压差的增大逐渐解除;多层合采,随着生产压差增大,新层投入工作.,指示曲线,18,一、基础知识8、试井的基本概念,系统试井曲线产量、流压、含水、生产油气比等与工作制度的关系曲线.,系统试井曲线,19,一、基础知识8、试井的基本概念,IPR曲线：井底流压与产量的关系曲线称为井底流入状态曲线即IPR曲线。是确定油气井合理工作方式的依据，又是分析油气井动态的基础。,IPR曲线,20,一、基础知识8、试井的基本概念,单相液体渗流条件下，单位生产压差下油井产量，m3/(dMPa)它是一个表示油井产能大小的指标，Jo越大，油井生产能力越强。,采油指数Jo,21,一、基础知识8、试井的基本概念,开井,关井,当刚开井或关井时地面产量和井底产量不等。在关井时地面产量立即为0，但在井底仍有流体从地层流向井筒，从而使井筒压力增加，直到与井筒周围地层压力平衡，这时井底产量才变为0。这叫续流效应。开井则井底产量则滞后，经过一段时间后，井底产量才达到地面产量，这叫卸载效应。井筒储集效应的强弱程度用井筒储集系数表示。主要受流体压缩系数影响。,井筒储集系数,22,一、基础知识8、试井的基本概念,在钻井和完井作业中，产层面受完井液（如泥浆、水泥浆、射孔液和压井液等）侵入的影响，在地层造成污染，使井壁附近地层渗透率受到损害，流动阻力增大，形成一个与原地层特性不同的“表皮”区。当流体通过这一“表皮”区时，便产生一个正的附加压降；另一些井采用深度射孔、酸化和压裂的措施，使井壁附近的渗透率变大，流动能力增强，形成所谓的负“表皮”区。当流体通过负“表皮”区时，产生一个负的附加压降。这种现象称为表皮效应。,表皮效应、表皮系数,23,一、基础知识8、试井的基本概念,表皮效应、表皮系数,表皮系数是表征井壁附近地层污染和完善程度的一个无因次系数，表皮系数S可用完井半径rw与井的折算半径rc之比的自然对数来表示，即S=lnrw/rc，一般都是通过试井分析求解。,均质油藏,双孔隙、垂直裂缝,24,一、基础知识8、试井的基本概念,探测半径也有的称之为影响半径是指当井的产量（或注入量）瞬时改变后，在某一给定时间内压力扰动前缘所达到的距离，应该注意：探测半径是一种不稳定流动属性，所以不应超出泄油半径的范围。,探测半径,25,一、基础知识8、试井的基本概念,地层有效渗透率,有效渗透率是多相流体共存和流动于地层中时，其中某一相流体在岩石中的流动能力的大小。通过试井求得是地层有效渗透率。,26,一、基础知识8、试井的基本概念,地层有效渗透率,有效渗透率是多相流体共存和流动于地层中时，其中某一相流体在岩石中的流动能力的大小。通过试井求得是地层有效渗透率。,27,一、基础知识9、井下压力、温度录取手段,机械压力存储式电子压力计直读式电子压力计遥测式电子压力计系统永置式电子压力计系统,28,一、基础知识10、试井与测井、生产测井的区别,29,二、地层测试简介,1、地层测试分类,按地层测试井和测试方式的不同分为以下几种类型：按井的类型：分为钻井中途测试和完井测试。按井眼的类型：分为裸眼井测试和套管井测试。按封隔器坐封方式：分为井底支撑式、卡瓦支撑式、膨胀式测试。按封隔器封隔方式：分为单封隔器测试、双封隔器跨隔测试。按测试联作方式：分为射孔测试联作、跨隔射孔测试联作、射孔测试与排液联作、测试、酸化与再测试联作。按测试工具分类：MFE、APR、PCT、膨胀工测试、HST测试等在实际应用中，常将这些命名方法组合命名。,30,二、地层测试简介,1、地层测试分类,射孔测试联作,跨隔射孔测试联作,单封测试,31,二、地层测试简介,2、测试工具,MFE:multipeflowevaluator多次动测试器APR:annularpressureevaluator环空压力控制测试器HST:hydranlicspringtester液力弹簧测试器PCT:pressurecontroltester压力控制测试器,32,二、地层测试简介,3、测试原理,33,二、地层测试简介,3、测试曲线的识别以二开二关为例,A1段：下管柱，随工具下井深度增加，静液柱压力增加。A点：初始静液柱压力。满井筒接近压力计下深的静水柱压力。B1点:初流动开始压力，座封开井后，测试阀打开，因管柱内压力小于初始静液柱压力，静液柱压力急速释放，地层流体开始流入管柱内。若管柱密封且未加液垫，则初始压力接近管柱内的大气压力。C1点:初流动结束压力。B1C1段：初流动段，开井后，随着地层流体进入管柱，压力上升。D1点:初关井压力。C1D1段：初关压力恢复段，关井后，压力恢复上升。,34,二、地层测试简介,3、测试曲线的识别以二开二关为例,B2点：二开流动开始压力，因测试阀打开，地层压力急速释放，地层流体开始流入管柱内，若管柱密封，则B2基本与C1相近。C2点:二开流动结束压力，B2C2段：二开流动段，开井后，随着地层流体进入管柱，液柱压力上升。D2点:二关井压力。C2D2段：二关压力恢复段，关井后，压力恢复上升。H点：终静液柱压力，管柱密封且开井无漏失，应与初静液柱压力基本一致。,35,二、地层测试简介,4、各测试阶段的作用以二开二关为例,1、初流动：诱喷和解堵，释放由于钻井液侵入引起井眼附近过高的压力状态，使之回到天然流动状态。2、初关井：在地层能量损失很小的条件下，测量地层原始压力。3、二次流动：让地层充分流动，取得地层产能、流动压力和流体性质等资料。4、二次关井：测取压力恢复曲线，求取地层参数。,36,三、试井解释,1、试井资料质量检查,地面压力为大气压力或为0。完整、连续记录了测试全过程，特殊点清晰。初、终静液柱压力相近，且与井筒液柱压力相符。开关井动作明显，且压力计记录时间与地面记录时间一致。流动段和压力恢复段数据无异常突变。终流动压力折算的回收液柱高度与管柱回收高度相符。起下管柱及开关井操作无误，测试时间符合设计要求。各类现场资料录取齐全准确。,37,三、试井解释,2、压力曲线初步定性诊断产能诊断,38,三、试井解释,2、压力曲线初步定性诊断压力诊断,39,三、试井解释,2、压力曲线初步定性诊断完善诊断,40,三、试井解释,2、压力曲线初步定性诊断能量诊断,41,三、试井解释,3、典型曲线,42,三、试井解释,3、典型曲线,43,44,45,46,47,48,压力衰竭曲线特征,49,多层反映曲线特征,50,测试漏失,51,关井提松封隔器或关井失败,52,跨隔测试下封隔器窜漏,相似的动作,53,筛管堵塞,54,关井泄压/多次操作,55,压力计走台阶,56,三、试井解释,3、产量计算,用回收量计算,自喷井、气井：通过地面计量，确定油、气、水产量。非自喷井：A、根据管柱内液面高度计算。,式中：Q液体产量，m3d(地面)；H回收液面高度，m；vu单位长度管柱容积，m3m；Tp流动时间，min。Tp=Tp1+TP2.Tp1一开流动时间，Tp2_二开流动时间,测试阀,H,57,三、试井解释,3、产量计算,用流压计算,非自喷井：A、根据流压计算。,式中：Q液体产量，m3d(地面)；C2终流动压力，MPa；B2终流动初始压力，MPavu单位长度管柱容积，m3m；Tp2终流动时间，min。流体密度，g/cm3,58,三、试井解释,4、试井解释方法,常规解释方法：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解释方法，即半对数分析方法，主要代表性方法有：Horner（霍纳）方法、叠加函数法、MDH方法、MBH方法等，而最常用的是霍纳法和叠加函数法。,现代试井解释方法：利用实测曲线与理论图版进行拟合求取地层参数的试井解释方法，即图版拟合分析方法，主要代表性方法有：Gringarten（格林加登）、Ramey（雷米）、McKingley（麦金利）等。,数值试井解释方法：随着计算机技术的发展，充分考虑边界、储层物性变化等，运用数值模拟油藏特征来进行试井资料的解释成为可能，特别是永置式电子压力计的运用，动态数据丰富，影响范围大，数值试井解释优势更为明显。,59,三、试井解释,4、试井解释方法,压力恢复半对数图,平面径向流,Pws,60,三、试井解释,4、试井解释方法,MDH法：对于关井前产量稳定且tp很长情况的关井压力恢复，以Pws为纵座标，以lgt为横座标，或压降测试，以Pwf为纵座标，以lgt为横座标，所作的半对数曲线，用径向流直线段解释,61,三、试井解释,4、试井解释方法,图版拟合法：作实测数据的P与t、P与t双对数，将实测曲线与理论图版相拟合，根据拟合点和拟合的理论曲线求取地层参数,62,试井井解释模型由下面三部分组成：,基本模型：油气藏的基本特性,边界条件：内边界条件-井筒及其附近的情况外边界条件-油藏外边缘的情况,5、试井解释模型,三、试井解释,63,井筒储存效应表皮效应裂缝切割井筒油层部分射开水平井、斜井。,无限大不渗透恒压封闭组合。,均质油藏双重介质双重渗透率多层油藏复合油藏。,+,+,内边界油藏模型外边界,5、试井解释模型,早期段,中期段,晚期段,三、试井解释,64,油井在定量生产过程中，其井底压力（或压降）曲线由早期、中期、晚期三个流动阶段构成，这三个流动阶段井底压力变化时不相同的。,（1）早期流动阶段早期流动阶段试开井一段时间内，流体由井筒流向地面的过程，即为井筒流动阶段，其曲线的形状受井筒储集效应及井底附近状态的影响和控制。（2）中期流动阶段中期流动阶段为地层中的流动阶段，它是压力波传播到地层边界之前的流动阶段。（3）晚期阶段晚期流动阶是压力波传播到地层边界之后的流动阶段。,、流动阶段识别,早期流动阶段,中期流动阶段,晚期阶段,早期流动阶段,中期流动阶段,晚期阶段,三、试井解释,65,、现代试井分析步骤,三、试井解释,66,三、试井解释,4、常见模型典型曲线,均质模型,指孔隙度、渗透率各向同性的单一孔隙介质地层，是地层测试中最常见的一种地层类型，主要反映了在测试研究半径范围内储层及流体性质变化不大的特点。,均质地层物理模型,67,三、试井解释,4、常见模型典型曲线,均质模型,68,三、试井解释,4、常见模型典型曲线,双重介质地层,指裂缝性地层，存在两种渗透性介质，即裂缝系统和基岩系统。裂缝系统的渗透率(Kf)远远大于基岩系统的渗透率(Km)，流动总是先从裂缝开始，逐渐向基质岩块波及，基岩系统与井底没有直接联系，但随着裂缝中采出流体压力下降后可向裂缝补给形成窜流。,双重介质地层物理模型,69,三、试井解释,4、常见模型典型曲线,双重介质地层,70,三、试井解释,4、常见模型典型曲线,双重介质地层只有总系统径向流,71,三、试井解释,4、常见模型典型曲线,双渗透地层,双重渗透介质地层模型是由渗透性相差悬殊的两种介质组成，但这两种介质中的流体都可以直接流入井筒，符合这一模型的主要是渗透率相差很大的双层油藏。,双渗介质地层物理模型,72,三、试井解释,4、常见模型典型曲线,双渗透地层,73,三、试井解释,4、常见模型典型曲线,复合介质地层,复合介质地层是指储层流动系数或储能系数在横向上发生变化的情形，可分为内区和外区。它主要反映了储层在平面上存在非均质区的特点。,复合介质地层物理模型,74,三、试井解释,4、常见模型典型曲线,复合介质地层,75,三、试井解释,4、常见模型典型曲线,垂直裂缝模型,76,三、试井解释,4、常见模型典型曲线,