现代试井解释理论与方法：第8章其它的试井解释方法

1、教学 基本要求,第一节,第二节,第三节,思考题,第八章 其它的试井解释方法,教学基本要求,了解干扰试井、气井试井和钻杆测试解释方法及其特点。,第八章 其它的试井解释方法,8-1 干扰试井解释方法,一、 均质油藏干扰试井的图版拟合分析方法。 二、 双重孔隙介质油藏干扰试井的图版拟合分析方法。,第八章 其它的试井解释方法,引 言,潮汐的影响：约为0.0034MPa， 地层“噪声”影响：约为0.00140.0021MPa。 因此，一般说来，要求观测井的压力必须大于0.007MPa。,8-1 干扰试井解释方法,井间干扰试验，又称水文勘探试验，是一种多井试井。它是在一口或数口井上改变工作制度(称为“激动

2、”)，以使油层中压力发生变化，在另外一口或数口井中下入高精度压力计测量压力的变化,来判断它们之间是否连通，并计算参数。,一、均质油藏干扰试井的图版拟合分析法,8-1 干扰试井解释方法,对均质油藏干扰试井，作如下基本假设：,(1)地层均质、等厚、无限大； (2)上、下具有不渗透隔层； (3)激动井开井前整个地层保持均一的原始压力； (4)激动井没有井筒存储效应； (5)观察井没有表皮效应。,8-1 干扰试井解释方法,均质油藏弹性不稳定渗流基本微分方程在这些条件下的解就是Theis早在1936年就给出的幂积分函数解：,式中：,开井激动情形,关井激动情形,(8-1),8-1 干扰试井解释方法,图8-

3、1是幂积分函数曲线，也就是无限大均质地层井间干扰试井的典型曲线。,绘出实测曲线lgplgt与典型曲线进行拟合， 由压力拟合值和时间拟合值可得：,由时间拟和值可得：,图8-1 无限大均质地层井间干扰试井典型曲线,8-1 干扰试井解释方法,8-1 干扰试井解释方法,则由下式：,如果满足用对数近似表示幂积分函数的条件，即当： 时，则可以画出半对数曲线进行半对数分析。设半对数直线段斜率的绝对值为m（图8-2）,8-1 干扰试井解释方法,由双对数曲线和半对数曲线分析所得的结果应当相符，如果相差很大，则需重新进行检查。,可得:,可以进一步算出kh和k。,图8-2 观测井的半对数直线图,8-1 干扰试井解释

4、方法,二、 双重孔隙介质油藏干扰试井的图版拟合分析法,8-1 干扰试井解释方法,1、介质间拟稳定流动模型,如图8-3所示，其纵坐标是无因次压力pD，横坐标是tD/r2D,图版由两组典型曲线构成，其中:,一组是均质油藏不稳定流动的典型曲线，每一条曲线对应一个值；,另一组是介质间拟稳定流动的典型曲线，每一条曲线对应一个r2D值：,图版中有一条水平线，标出均质油藏不稳定流动典型曲线上半对数直线开始的大致时间。,图8-3双重孔隙介质油藏介质间拟稳定流动模型干扰试井解释图版,8-1 干扰试井解释方法,8-1 干扰试井解释方法,观测井的压力变化如图8-4所示,绘制实测压力曲线pt，再同解释图版进行拟合，

5、由压力拟合值和时间拟合值可得：,由时间拟合值可得：,图8-4双重孔隙介质油藏(介质间拟稳定流动)干扰试井曲线拟合示意图,8-1 干扰试井解释方法,由典型曲线拟合可得(即第二条典型曲线所对应的值)；,由r2D曲线拟合可得：,8-1 干扰试井解释方法,解释图版图8-3中一条水平线标出半对数直线段开始的大致时间，由此可以判断是否可进行半对数曲线分析，可由直线段斜率的绝对值m求得参数：,当r2D10-2时，半对数曲线可能呈现两条平行直线，此时,8-1 干扰试井解释方法,2、介质间不稳定流动模型,如图8-5所示，其纵坐标是pD，横坐标是tD/r2D,也是由两组典型曲线组成：,1、一组是均质油藏典型曲线，

6、每一条曲线对应一个值；,2、另一组是介质间不稳定流动典型曲线，每一条曲线对应一个r2D值，其中值为：,基质岩块为平板状时,基质岩块为圆球状时,图8-5双重孔隙介质油藏介质间不稳定流动模型干扰试井解释图版,8-1 干扰试井解释方法,8-1 干扰试井解释方法,实测曲线与理论图版拟合如图8-6所示,利用拟合值可进行参数的计算，例如：,图版中还给出了均质半对数直线和过渡段半对数直线线段开始的大致时间；如果出现直线段，则可进行半对数曲线分析，方法参见第三章有关内容。,等等。,8-2 气井试井解释方法,一、 拟压力的计算方法 二、 图版拟合分析 三、 试井解释步骤 四、 拟压力的简化,8-2 气井试井解释

7、方法,引 言,8-2 气井试井解释方法,对于流体在多孔介质中渗流时，压力变化服从如下方程:,对于气体引进“真实气体的势函数”(Real gas potential)， 或称为“拟压力”(Pseudo-pressure)的概念：,式中: 积分下限P0为任意选取的参考压力点，通常取P0=0 MPa。,8-2 气井试井解释方法,引进拟压力(p)后，可写出形式上与液体渗流方程完全相同的气体渗流方程：,因此，如果将气井压力p换算成拟压力(p)，便可以象油井试井解释那样解释气井试井资料，包括进行常规试井解释和现代试井解释。,一、 拟压力的计算方法,8-2 气井试井解释方法,通常可用最简单的数值积分方法梯形

8、法计算拟压力。,式中，Pn=P，通常取P0=0。,对于一个气田，可作出其拟压力图，即拟压力(P)与压力P的关系曲线，或算出(P)P函数表，以便进行P和(P)之间的相互转换。,8-2 气井试井解释方法,图8-7 某气田的(P)P关系曲线图,二、 图版拟合分析,8-2 气井试井解释方法,气井压力P换算成拟压力(P)后，可用Ramey图版、Earlougher图版、Gringarten图版等进行分析，解释方法与油井相似。,以均质油藏的Gringarten-Bourdet复合图版为例简要说明。,1、无因次量的定义,8-2 气井试井解释方法,(P) 拟压力差，MPa2/mPas； q 气井产量，104m

9、3/d； Tf 气层温度，k Psc 标准状况的压力. Psc =0.101325MPa(=1atm.) Tsc 标准状况的温度，规定为Tsc=293.15k(=20)； k 气层渗透率，m2; h 气层厚度，m。,式中：,压降情形,压力恢复情形,2、Gringarten-Bourdet复合图版拟合分析,8-2 气井试井解释方法,首先把气井的压力P换算成拟压力(P)，并计算出拟压力差(P)和拟压力导数(P)，然后在与解释图版尺寸完全相同的双对数坐标纸上，画出实测拟压力曲线(P)t(压降情形)或(P)t(恢复情形)，将实测曲线与复合图版相拟合，利用拟合值可以计算出如下参数:,8-2 气井试井解释

10、方法,压降情形,恢复情形,恢复情形,压降情形,8-2 气井试井解释方法,Sa称为视表皮系数(Pseudo-skin)，它是反映井壁附近污染情况的真表皮系数S和井壁附近非达西流动所造成的无因次附加压力降Dq的总和：,式中的D称为惯性湍流系数，(104m3/d)-1,由上式可以看出，Sa与q成线性关系，q=0所对应的Sa就是真表皮系数S值。 气井的压力恢复资料的分析与油井相同。,图8-8 某井的Sa-q关系曲线,8-2 气井试井解释方法,三、 试井解释步骤,8-2 气井试井解释方法,与油井相同，气井试井解释一般包括以下几个步骤：,1、初拟合,主要任务是划分流动阶段。,2、特种识别曲线分析,早期段和

11、晚期段特种识别曲线及分析方法均与油井相同。,中期段的特种识别曲线，压降情形是(pwf)lgt关系曲线，恢复情形是Horner曲线，或MDH曲线，分析方法也与油井类似。,8-2 气井试井解释方法,气井的压降方程：,压力恢复的Horner方程：,MDH方程：,8-2 气井试井解释方法,将其直线段斜率的绝对值记为m，则：,由m可算得：,压降情形,恢复情形,8-2 气井试井解释方法,3、终拟合,对初拟合进行修正，并计算各项参数k、S、C。,4、一致性检验 第二步、第三步计算的参数应相符，否则重新检查。,5、计算理论曲线与实测曲线拟合 如果拟合不上，须重新检查。,6、进行拟压力(或压力历史)拟合 如果拟

12、合不上，须重新检查。,8-2 气井试井解释方法,四、 拟压力的简化,下列两种情况下，拟压力可以分别简化为压力平方或压力:,1、整个测试过程中，气井的井底压力Pw13.8MPa， 此时气体的粘度与偏差系数Z的乘积几乎是一个常数：,此时可用压力的平方P2代替拟压力(P)来进行试井解释(称为“压力平方法”)。,于是拟压力可以写成：,8-2 气井试井解释方法,图8-11 某气田Z与P得关系曲线,8-2 气井试井解释方法,于是拟压力就可以写为：,所以,可用“压力法”,即用P代替(P)进行试井解释。,2、整个测试过程中，气井的井底压力Pw20.7MPa，此时 几乎是一个常数。,8-2 气井试井解释方法,图

13、8-12 某气田 与P的关系曲线,8-3 钻杆测试解释方法,8-3 钻杆测试解释方法,钻杆测试又叫中途测试或地层测试，DST(Drill-Stem-Testing),钻杆测试是指在油井钻井过程中对有油气显示地层进行的快速测试，是一种在油井完井前的测试方法。,一、 钻杆测试原理及其压力历史,图8-13所示是目前通用的DST测试工具示意图。,DST测试是将这样的测试工具下入目的层之后，通过对测试阀的控制实现对地层的地下开关井来达到测试目的。,因此，测试器已记录全部流动压力和关井压力，取样器内保存了地层流体的真实样品。,图8-13 目前通用的DST测试工具示意图,图8-14是一张典型的钻杆测试压力卡

14、片。,A表示泥浆静液柱压力； B座封隔器； C当打开测试工具时，地层压力立即降为C点，该压力值即 为测试时常常往钻具内加入流体的液垫压力； CD流动段压力； D恢复段压力。,初次流动和关井测试后，紧跟着进行第二次流动和关井测试，这是油田上常用的测试方法(二开二关)。 最后测试结束，上提钻具，封隔器松开，使压力恢复到静泥浆柱压力(E点)，F段压力记录则为工具取出时的静液柱压力。,8-3 钻杆测试解释方法,图8-14 典型的钻杆测试压力卡片,8-3 钻杆测试解释方法,根据钻具容积和地面收集到的地下气液量，可以计算出测试期间内地层流出的流体量。 初次流动：通常进行510分钟，其目的是使井眼附近泥浆滤

15、失侵入带卸压(液体压力降回到原始油藏静止压力)。 初关井：约3060分钟或更长，以很好地估算地层的原始静止压力。 第二次流动:通常30分钟2小时，具体时间根据经验和井下“反映”来定。 第二次关井:恢复时间常常要比第二次流动期稍长或至少与其相等，低渗油藏则更长。,8-3 钻杆测试解释方法,8-3 钻杆测试解释方法,二、钻杆测试资料的特点,1、非自喷井的流动压力随流动时间的增加而上升；,2、流动时间短，油井真实产能不易确定；3、关井时间短，压力恢复程度低。,图8-15钻杆测试与传统压降曲线的比较,8-3 钻杆测试解释方法,自喷井是指流动期流体能自动流至地面的油气井。 自喷井的测试状态与生产井测试状

16、态相同，这类井的分析方法与一般的试井分析方法相同，这里不在介绍。,三、自喷井测试资料的分析方法,四、非自喷井测试资料的分析方法,(一)、DST测试流动期压力资料的分析方法，这里介绍Ramey流动期典型曲线分析法或称压降比法。,8-3 钻杆测试解释方法,1、物理模型 对于无限大均质油藏钻杆测试作如下假设：,、地层均质、等厚、无限大；上下有良好隔层； 、忽略重力，压力梯度比较小； 、测试前地层各处压力等于原始地层压力； 、考虑稳态表皮效应及井筒存储效应； 、开井瞬时，作用于井底的液垫压力为P0； 、流体单相微可压缩，地层渗流服从线性达西平面径向流 、忽略流动一开始的惯性和摩擦效应； 、井筒内流动的

17、管径大小一致，不存在油气分离的两相态 上述这些条件的组合即构成了Ramey等人钻杆测试试井解释的物理模型。,2、无因次量的定义,8-3 钻杆测试解释方法,无因次压力：,无因次时间：,无因次井筒存储系数：,无因次半径：,其中：,8-3 钻杆测试解释方法,3、数学模型,4、典型曲线及其应用,8-3 钻杆测试解释方法,由上述模型求出压力解，分别以lg(1-PWD)、lgPWD和PWD为纵坐标，lg(tD/CFD)为横坐标，CFDe2S为组合参数，作出钻杆测试流动期试井解释理论图版，如图8-16(ac)所示。,实际应用Ramey钻杆测试典型曲线图8-16(b、c)进行曲线拟合的步骤与常用Gringar

18、ten典型曲线拟合方法相同。 绘制实测曲线lgPwDlgt或者PwDlgt，将实测曲线与理论图版相拟合，此时，因为纵坐标与解释图版相同，所以进行拟合时只需水平方向移动即可。,8-3 钻杆测试解释方法,如分析前原始地层压力Pi未知，则可用 图版(a)进行分析，并求得Pi值，实际上：,以lg(Pwf-P0)为纵坐标，以lgt为横坐标绘制实测压力曲线，将实测曲线与理论图版,得最佳拟合后，其纵向位移值即为lg(Pi P0)，由此可求出Pi值。,曲线拟合完成后，利用拟合值可求如下参数：,图8-16(a) Ramey钻杆测试流动期典型曲线,8-3 钻杆测试解释方法,(b) 晚期无因次压力比典型曲线,8-3 钻杆测试解释方法,(c) 早期无因次压力比典型曲线,8-3 钻杆测试解释方法,(二)、钻杆测试恢复期压力资料的分析方法,8-3 钻杆测试解释方法,对于均质地层钻杆测试基本假设同流动期的基本假设。另外，油井关井后，地下仍有一定量的流体流入井筒，这一现象考虑为关井期的井筒存储效应。,这些假设条件构成Correa-Ramey方法的物理模型。,1、物理模型,2、Correa-Ramey数学模型,8-3 钻杆测试解释方法,3、恢复期压力