抽油井二流量试井技术

1、抽油井二流量试井技术第一页，共48页。 一、前言 二、技术原理 三、测试工艺技术 四、二流量试井资料解释 五、现场测试与应用 六、经济效益分析 七、结论和认识 八、实测资料对比第二页，共48页。 由于油田特定的地质条件，用常规的试井方法测试时间很长，难于获得径向流直线段；测试工艺不能满足低渗透油藏的要求，存在关井时间长、测试时间长。在油田生产过程中，尽管采用了许多方法测取抽油井的地层压力等地层参数，比如测（压力或液面）恢复、环空测试、起泵测压，测试时都需要关井停产而影响产量。由于抽油机井特定的机、杆、泵的影响，往往造成测压难，测地层压力更难，无法获得动态的地层参数。另外，对于某些原因不能关井的

2、抽油井，便无法用关井测恢复的方法进行。抽油井二流量试井技术较好地解决了求取地层参数与原油生产之间的矛盾，开辟了抽油机井测压新途径，是油井在测试工艺上的一大突破。一、前言第三页，共48页。 抽油井二流量试井根据弹性不稳定渗流理论，利用实测环空液面 (或井底压力) 和套压变化资料，经过适当的数学处理，以获得该井排驱面积范围内的油层参数与有关的地质特征信息，为抽油井优化最佳工作制度和开发好油田提供依据。当油井生产或改变一次流量连续观测井底压力，就会发现油层压力将发生有规律的变化，并且像水波似地向各方向传扩，在波及范围内，压力对各点油层的微观与宏观结构作一次扫描，依据获取的扫描信息，就可以判断扫描范围

3、内的宏观特征及有关参数。 前言第四页，共48页。关井测试影响产量，由于生产任务紧张，生产管理者不能接受这种测试工艺，另外，对于某些原因不能关井的气，便无法用关井测恢复的方法进行。二流量试井的目的：（1）缩短试井测试时间；（2）能准确地获得低渗透气田的地层压力、地层参数，以及有关油藏边界信息；（3）了解储层污染程度和渗流特征，验证构造及工艺措施效果；前言第五页，共48页。 （4）为编制油井开发方案、合理工作制度提供资料； （5）为油田开采工艺技术的选择、 选井选层进行动态监测等方面提供可靠依据。 针对油井的生产的特点，形成新型测试配套技术，及时掌握和研究分析油井的地层压力、地层参数等资料，选择合

4、理的生产参数，使油田得以高效经济开发，对油田持续稳产和发展具有现实意义。前言第六页，共48页。 油套环空中流体可分为天然气柱、油气柱和三相流段。天然气柱和油气柱间存在液面位置，通过环空测试，测得液面深度，而后近似地按照三段分布处理。 Pg液面（气柱与油柱界面） 处的压力分别求取Pg、油气柱压差POg、混合段的压差Pl，从而得到井底流压。、井底流压计算三段法计算井底流压技术原理第七页，共48页。1）拟液面处的压力 在环空中取一微小气柱段进行研究，通过建立热力学方程、状态方程以及环空中拟液面的运动微分方程联立求解得：Pc井口套压 ，MPaHf液面深度，mT气柱段平均温度，kZ气柱段平均温度、平均压

5、力下的压缩 因子。压缩因子为温度、压力的函数，且温度又随深度而变化，通过迭代法求解。 一小段气柱技术原理第八页，共48页。2）油柱压差的计算 虽然油柱密度在各个深度上因压力的不同而不同，但在某一较小的深度范围内，其密度可视为常数，通过建立微积分方程求解。 密度是深度的函数，通过迭代法求解。一小段油柱技术原理第九页，共48页。3）液柱压差的计算 当油管未下至油层中部时，在油管进油口至油层中部之间，将依据其液柱内的压力是否高于泡点压力，呈现油水或油气水混合物的流动，通过Beggs-Brill 方程求解。技术原理第十页，共48页。 根据油藏水动力学原理，当一口井改变工作制度时，将引起井底压力和井周围

6、附近地层压力变化，这种压力变化的过程反映了地层和流体性质以及井泄油面积的内外边界情况。由迭加原理可知，关井只不过是改变油井工作制度的一种方式 ，如果不关井只改变工作制度，连续测取井底压力随时间的变化（或环空液面变化），将资料整理分析，同样能得到和关井压力恢复等效的分析资料。为油井优化最佳工作制度和开发好油田提供依据。 二、技术原理、试井分析原理第十一页，共48页。 从事不稳定试井理论研究的众多学者为我们提供了多孔介质不稳定渗流方程，以及在各种条件下的解，根据理论分析网格模型指出，取得具有相同功效的资料，二流量测试时间相当于压降测试的1/4，相当于压力恢复测试的1/12。 从应用的角度出发，为了

7、避免关井时间过长而使产量受到损失,普通抽油井或者由于技术原因不允许关井的油井测压，采用二流量测试是一种比较理想的测压方式。 技术原理第十二页，共48页。 对于二产量试井来说，当油井以产量q1生产t1时，改变油井生产参数变化到q2，并生产了t时间，当考虑相应的初始条件以及边界条件，应用叠加原理井中压降由第一产量继续影响造成的压降与第二产量变化叠加的影响所造成的压降之和构成，即：技术原理2、 二流量试井分析常规试井分析方法第十三页，共48页。井底压力与流量随时间变化曲线 技术原理第十四页，共48页。 现场情况很难知道Pi，必须找出 的关系式。采用压差的形式，需推导当第一个产量q1结束时即tp时刻开

8、始的压差表达式消去pi得到:技术原理第十五页，共48页。技术原理 对上式做线性分析，得到油井不停产二流量测试资料曲线如下示意图： 第十六页，共48页。 确定斜率： 通过斜率m，可求出地层系数Kh，流动系数 ，地层有效渗透率k, 技术原理第十七页，共48页。表皮系数由下式确定： 在变产量迭加情况下，无法采用常规霍纳法的外推采用计算法： 井筒效应结束时间 ： 是未知的，在计算分析中，先假定一个径向流开始点t(A1)，将由此算出的值代入上述公式式求出tws，然后比较t(A1)tws，若满足预定精度，则选择的开始点正确，否定重新选择，直到满足预定精度为止。 技术原理第十八页，共48页。2、二流量试井分

9、析现代试井图板拟合方法 利用压力迭加原理，考虑一口井以流量q1生产t1时间，流量从q1变到q2，其压力动态由两个产量解的线性组合描述，二流量无因次井底压力为： R两个流量比，Rq2/q1，二流量理论图版与第一流量生产时间和两个流量比R有关。如果第一流量生产时间很长，则只与两个流量比R有关。 技术原理第十九页，共48页。技术原理 二流量现代试井理论图版 第二十页，共48页。油气藏基础模型考虑了(1)均质；(2)双孔介质；(3)复合； ()裂缝；()双渗透率油藏模型。内边界分：表皮+井筒储容；变存储模型。 外边界分：无限大油藏；定压油藏； 封闭油藏；组合边界。 从而从整体出发，在系统分析的基础上正

10、确识别测试曲线，采用多种分析方法，取得一致结果，使用微机匹配技术解释试井实测曲线，使解释的地质参数和油田生产实际进一步吻合。四、二流量试井资料解释第二十一页，共48页。油井二流量试井分析以 PwD， / 为纵座标，以 为横座标的双对数二流量理论图版再以实测数据作P， 与t 的双对数图拟合时采用计算机可视化图形拖动自动调整参数，容易得到唯一的拟合，选择匹配点M后，可计算出流动系数、地层系数kh、有效参透率k。 技术原理第二十二页，共48页。 历史拟合：实际产量和生产时间等资料进行数值模拟,得到理论计算压力变化曲线，再与实测压力变化曲线相拟合即历史拟合，如果拟合得好说明解释模型与计算参数是可靠。为

11、此在此基础上，从解释方法上进一步完善提高，探索了不关井恢复1)导数曲线与典型曲线拟合；（2)时间叠加曲线；(3)无因次拟合曲线；(4)历史拟合检验曲线几种现代试井方法比较分析。技术原理第二十三页，共48页。、单井产能(IPR)预测方法 油井的目前地层压力、流压、地层参数、单井无阻流量，是进一步优化油井生产方案，获得稳定产气量的重要技术参数。通过油井二流量试井计算得到了地层压力、测取了油井稳定产量和相应的井底流压，即可计算该井的绝对无阻流量和预测油井的流入动态。技术原理第二十四页，共48页。技术原理第二十五页，共48页。三、测试工艺技术测基准液面：（若有偏心井口，装好防喷管，将小直径压力计下入至

12、油层中部，监测2小时的流压变化）监测2小时的动液面、套压变化；短时停机关井；调工作参数；将抽油机冲次下调一半左右或减小冲程（产量变为Q2），并连续监测液面和套压变化资料，记录调参数前后的产量、气油比和含水等资料；连续监测：依设计要求在Q2产量下连续监测动液面、套压变化，量油取得产液量、含水、气油比，测试过程中注意观察液面、套压随时间变化规律，前后两次测试液面变化不大于5米时监测结束；监测结果前手动测液面一次，复制一份测试记录；1、现场测试工艺步骤第二十六页，共48页。测试工艺技术2、抽油井二流量试井工艺连接图液面监测仪调换皮带轮第二十七页，共48页。 这是一种新型的采用回声测深原理自动测试套压

13、、液面连续变化的仪器。测试过程在计算机控制下定时发声，采样密度预先在操作面板设定。测试有三种输入方式（音标、接箍、声速），测试中找准基准液面波是测试工作中极为重要的一环。、主要设备液面自动监测仪第二十八页，共48页。技术指标液面测深范围：102000m，精度：0.5%； 套压测量范围：08MPa，精度：0.5%FS；时间误差：20 s/d。第二十九页，共48页。测试工艺技术、适用条件油井日产液量10t/d；生产气油比150m3/t； 井口套压8MPa;液面2000m,能测出基准液面的井。第三十页，共48页。 200年月200年12月开展抽油井二流量试井井次(杏69-27、东38-34等）)，取

14、得了地层压力、流压、平均渗透率、表皮系数、采液指数、无阻流量等多项地层参数。测试不仅减小了因关井测压造成的产量损失，又缩短了测试时间，为油井开发提供了有价值的地层参数，为进一步优化抽油井设计方案，了解油井目前工况，选择合理工作制度提供了科学的依据，取得关井测试等效的资料,单井平均减少因测试造成的产气量损失0吨以上，同时为油田开发提供重要依据。五、现场测试与应用第三十一页，共48页。二流量测试解释结果表五、现场测试与应用第三十二页，共48页。现场测试与应用井 号杏69-27区 块杏北地区生产层位长611-2，长612油层段1469.5-1471.4，1472.2-1478.0 m1498.1-1

15、503.9，1506.0-1508.0m 井段1472.0-1474.0，1475.0-1477.0m1499.0-1503.5m 原工作制度38*2.5*5*138555产液量: 4.96方第二制度38*2.5*3.5*138555产液量： 3.2方液 面1364.0含 水6.8%测试时间08-12-7/08-12-14 实例1：普通低渗地层第三十三页，共48页。现场测试与应用杏69-27 双对数拟合图杏69-27 历史拟合图径向流第三十四页，共48页。参数名称参数值纲 量流动系数28.56910-3m2.m/mPa.s地层系数63.99610-3m2.m有效渗透率7.52910-3m2井筒

16、储存系数2.213m3/MPa综合表皮-3.3流动压力1.782MPa末点压力2.880MPa地层压力7.047MPa生产压差5.265MPa采液指数0.855m3/(d.MPa)压力系数0.474 测试结果综合分析： 压力系数为0.474，属低压油藏，地层能量低。拟合结果有效渗透率为7.52910-3m2，属低渗透油藏，说明储层物性差，储层内流体流动较难；近井地带井筒表皮系数为-3.3，说明近井地带地层无污染。 从该井测试期间的液面、含水、泵挂深度以及压力资料情况看，该井目前供液能力渐时可以维持原工作制度生产，但地层能量较低，应加强注水，补充地层能量,以便进一步提高油井产液能力,改善油层开发

17、效率。现场测试与应用第三十五页，共48页。实例2：中渗地层井 号东38-34区块张渠一区生产层位长2有效油层段1081.8-1087.2m射孔段1082.0-1086.0m原工作制度38*2.5*7*807.94产液量: 25.61方第二制度38*1.8*7*807.94产液量：18.4方液 面449.0含 水84.7%测试时间08-11-23/08-11-27 现场测试与应用流入动态IPR曲线第三十六页，共48页。现场测试与应用参数名称参数值纲量流动系数20.78810-3m2.m/mPa.s地层系数152.01210-3m2.m有效渗透率30.4010-3m2井筒储存系数1.348m3/M

18、Pa综合表皮-3.1流动压力5.708MPa末点压力6.199MPa地层压力8.462MPa生产压差2.263MPa采液指数11.316m3/(d.MPa)压力系数0.781最大产量48.5 m3/d 测试结果综合分析：压力系数为0.781，属中压油藏，地层能量较高。拟合结果有效渗透率为30.4010-3m2，属中渗透地层，说明储层物性好，储层内流体流动强；近井地带井筒表皮系数为-3.1，说明近井地带地层无污染，流体流动畅通。 从该井测试期间的液面、泵挂深度以及压力资料情况看，该井目前供液能力好，地层能量充足。但地层含水较高，根据液面恢复速度和压力恢复达到拟稳定所用时间，该井存在导流能力很强的

19、裂缝，应及时查找对应水源，控制邻井对应层位注水量，或采取调堵措施，降低油井含水，提高产油能力。第三十七页，共48页。井 号杏69-31区 块杏北地区生产层位长612油层段1445.0-1448.0，1472.0-1475.0 m 井段1475.5-1479.0m原工作制度32*8*1.8*5*1435.12产液量: 7.2方第二制度32*8*1.8*3.5*1435.12产液量： 5.1方液 面1270.0含 水6.3%测试时间08-10-22 /08-10-27 实例3：特低渗地层现场测试与应用第三十八页，共48页。现场测试与应用杏69-31双对数拟合图杏69-31双对数拟合图由于渗透率很低

20、径向流特征不明显,只有通过典型曲线拟合分析求取参数第三十九页，共48页。参数名称参数值纲量流动系数3.89310-3m2.m/mPa.s地层系数8.72110-3m2.m有效渗透率0.91810-3m2井筒储存系数1.676m3/MPa综合表皮-5.2流动压力3.301MPa末点压力5.44MPa地层压力8.723MPa生产压差5.422MPa采液指数1.328m3/(d.MPa)压力系数0.597测试结果综合分析： 压力系数为0.597，属低压油藏，地层能量低。拟合结果有效渗透率为0.91810-3m2，属低渗透油藏，说明储层物性差，储层内流体流动较难；近井地带井筒表皮系数为-5.2，说明近井地带地层无污染。 从该井测试期间的液面、含水、泵挂深度以及压力资料情况看，该井目前供液能力可以维持原工作制度生产，但地层能量较低，应加强注水，补充地层能量,以便进一步提高油井产液能力,改善油层开发效率。 现场测试与应用第四十页，共48页。测试时间短；在长庆油田油田关井测压一般在20天以上，而二流量测试只有3-7天时间；测试对油井生产影响小，二流量试井在生产状态下测试， 相对关井测试平均单井减少产量损失30吨以上；经济效益和社会效益明显，