第四章 油藏动态分析方法(2006.11)加

第四章油藏开发动态分析方法试井分析方法经验方法物质平衡方法油藏动态:油田投入开发以后，油藏流体由相对静止状态转变为运动状态以后，油藏中发生的各种变化。研究内容:流体分布、运动状态、油层储量、驱油能量、压力变化等研究方法：试井分析法、物质平衡法、经验统计法、数值模拟法。研究目的：认识油田开采过程中开发指标的变化规律；检验开发方案的合理性；完善开发方案或对原方案进行调整。第一节试井分析方法试井：对油气井进行的专门测试工作，其目的是为了获得油气井或地层的某些参数，如产量、压力、温度等。

产能试井不稳定试井一.试井定义及分类1.按测试目的分类稳定试井（常规产能试井）等时试井压降试井压力恢复试井变产量试井干扰试井修正等时试井脉冲试井DST试井（钻杆测试）①稳定试井在几个不同稳定工作制度下取得油井的生产数据来研究油层和油井的生产特征；油井测试需要测得产量、压力以及含砂、含水、气油比等资料。稳定流动：流动参数（压力、速度等）不随时间变化的流动状态。主要标志为井底流压的下降速率为0。⑴产能试井一般是连续换3~4个相邻直径的油嘴，每换一次油嘴，等油井生产稳定后（产量、压力等参数不随时间变化或变化很小），取得各项资料，然后绘制控制曲线。自喷井稳定试井自喷井系统试井曲线②等时试井要求每个工作制度等时生产后关井到压力稳定为止，从而确定产能方程。

开井时间关井时间

≠tPitq5q4q3q2q1qPwf5Pwf2Pwf3Pwf4Pwf1要求关井时间与等时生产时间相同，确定产能方程。

③修正等时试井

开井时间关井时间

＝⑵不稳定试井通过改变油井工作制度，测得井底压力的变化资料，以不稳定渗流理论为基础来反求油层参数，研究油层和油井特征。不稳定试井方法主要应用：确定油层参数；研究油井不完善程度；判断增产措施效果；推算地层压力；确定油层边界；估算泄油区内的原油储量。2.按流体性质分类①油井试井；②气井试井；③水井试井；④多相试井等。

3.按地层类型分类①均质油藏试井；②双重介质油藏试井等。4.按井类型分类①垂直井；②水平井；③压裂井；④径向井、分支井等。5.按试井资料处理方式分类①常规试井分析方法(半对数)；②现代试井分析方法(双对数)。二、常规试井分析方法以Horner半对数分析方法为代表利用直线段的斜率和截距反求地层参数的方法。压力降落试井方法Horner压力恢复分析方法；MDH（Miller、Dyes、Hutchinson）分析方法；MBH（Mathews、Brons、Hazebrook）分析方法；Y函数分析法等。常规分析方法油井以定产量进行生产，油井井底压力不断降低。记录压力随时间的变化关系。并对这一压力历史进行分析，求取地层参数。压降试井的产量和压力随时间变化曲线1.压降试井t时刻的压力降为：直线段的斜率：地层流动系数kh/μ地层系数kh地层渗透率k表皮系数s求出油井以恒定产量生产一定时间后关井，记录关井后井底压力随时间的变化关系。并对这一压力历史进行分析，求取地层参数。2.压力恢复试井实测压力恢复曲线典型实测压力恢复曲线不稳定试井测得的压力资料按测压时间分为:早期、中期、晚期三个阶段。⑴早期阶段：即续流阶段主要反映井筒附近状态，包括续流、井筒存储、油水井完善性的影响。习惯上把续流和井筒存储统称为井筒存储效应。压力恢复试井中，由于井筒内的气体和液体的可压缩性，关井后地层中的流体继续流入井筒，压缩井筒中原有的流体。续流和井筒存储均使得压力曲线直线段滞后。在压降试井中，油井一开井，首先流出井筒的是井筒内受压缩流体，而地层流体静止不动。②井筒存储①续流③油水井的完善性打开程度不完善：没有钻穿全部油层，油层裸露；超完善：经过压裂、酸化提高油层附近的渗透率；双重不完善：油层没有完全钻穿，油层又不裸露；打开性质不完善：油层全部钻穿，但油层是射孔或贯眼、衬管完井；改变油层性质：井筒附近因钻井、作业污染引起的不完善。a.打开程度不完善b.打开性质不完善c.双重不完善表皮效应与表皮系数表皮效应：地层受到损害或改善，井筒附近地层渗透率发生变化的现象。S值为正S值为零井底附近地层因污染渗透率下降S值为负采用增产措施后，井底附近的渗透率提高不完善井超完善井理想状况表皮系数：完善井⑵中期阶段主要反映油藏动态，Pw与lgt成线性关系，分析直线段数据可求得地层参数。压力恢复公式或Horner公式成直线关系，称为Horner曲线。井底压力与①已知斜率可求地层流动系数Kh/μ和渗透率K；应用Horner曲线斜率③求断层的距离。②外推直线段至纵坐标,可以直接推算原始地层压力；Horner方法压力恢复MDH曲线井底压力成直线关系，称为MDH曲线。与①求地层流动系数Kh/μ;应用②求渗透率K;③求表皮系数s。MDH方法④求平均地层压力。MDH方法求平均地层压力MBH(Mathews、Brons、Hazebrook)方法：当油井生产时间很短，且处于不稳定流动阶段，外推Horner曲线至△ts处得到原始地层压力近似为平均地层压力；油井生产时间很长，且进入拟稳态流动阶段，外推Horner曲线至△ts处是特征压力p*。长时Horner曲线式中，m为径向流动阶段Horner曲线所对应的直线段的斜率。应用①利用不稳态流动数据计算地层参数kh、s、p*等②由生产时间计算无因次时间，从标准图版得到无因次pDBH,推算出平均压力。⑶晚期阶段主要反映边界的影响，边界有两种：地层本身所具有的边界（断层、尖灭线等）；生产过程中所形成的边界（油水边界、有限供油面积等）。设两条直线段的交点对应时间为tx，则有：到直线断层的距离为：存在直线断层的半对数Horner曲线确定井到一条封闭边界（直线断层）的距离Y函数探边测试分析Y函数探边测试是一种利用压降(或压力恢复)曲线来判断是否存在断层和油水边界的方法。①常产量压降试井的井底压力为：令则：对于有界底层，当地层进入拟稳态时地质储量为:不稳态的Y函数特征为45°直线，拟稳态的数据Y函数特征为一条水平直线段。②关井压力恢复时，绘制lgY-lgΔt的关系曲线，Y函数为：其中pws为关井压力。不稳态期和拟稳态期的Y函数特征气水或气油边界的特征③变产量试井：油井采用改变油嘴大小或工作制度实现多级产量（或叫变产量）的测试及分析方法。变流量测试示意图⑤脉冲试井：通过打开和关闭激动井形成一系列短时脉冲，并在观测井记录激动井产生的压力响应。④干扰试井：以一口井作为激动井，另一口或数口井作为观测井，激动井改变产量或注入量造成地层压力变化，在观测井中下入高度灵敏的测压仪表，记录由于激动井流量变化所造成的压力变化。钻杆测试工具示意图⑥DST试井(中途测试或钻杆测试)：在完井之前，利用钻柱携带测压仪器，开井生产短时间后关井，并同时分别记录开井和关井的压力历史。典型压力恢复曲线三、现代试井分析方法现代试井分析方法的重要手段之一是图版拟合。通过图版拟合，可以得到关于油藏及油井类型、流动阶段等方面的信息，还可以算出K、S、C等参数。无因次距离：无因次压力：无因次时间：无因次井筒存储系数：图版是由两组曲线，一组为Gringaten压力曲线，另一组为Bourdet压力导数曲线。Gringaten-Bourdet典型曲线图版纵坐标分别为：压力曲线和压力导数曲线上的值为：压裂见效井：污染井：不受污染井：酸化见效井：应用典型图板分析试验压降数据的步骤：⑴在透明双对数坐标纸上，以相同比例分别画出实测压力曲线和压力导数曲线；⑵把实测曲线图放在解释图版上，通过上下和左右平移，首先拟合压力导数曲线，找出一条与实测曲线最相吻合的典型曲线，然后拟合压力曲线，拟合上曲线应为同一读出值；⑶在拟合上的实测曲线和典型曲线上，同取一点M，记录下该点的值

、、即为拟合点的拟合值。或和或⑷由获取的参数值计算地层参数①由压力拟合值计算流动系数：②由时间拟合值，计算井筒存储系数：③由计算的c值，计算cD值：或④由拟合参数，计算s值：第二节经验方法经验方法来源于对生产规律的分析与总结。要求系统观察油藏生产动态，详细收集生产数据，通过分析与研究油田生产规律，主要是产量、压力和含水等指标的变化规律。一、油田产量递减规律及其应用油田产量变化曲线油气田开发的基本模式产量上升阶段产量稳定阶段产量递减阶段1.递减率单位时间的产量变化率，或单位时间内产量递减的百分数递减率定义示意图a－产量递减率；n－递减指数；k-比例常数；2.产量递减规律分类(1)指数递减产量随时间变化关系：累积产量随时间的变化关系：累积产量与产量之间的关系：递减率变化关系：n=∞(2)调和递减n=1产量随时间变化关系：累积产量随时间的变化关系：累积产量与产量之间的关系：递减率变化关系：(3)双曲递减产量随时间变化关系：累积产量与产量之间的关系：1<n<∞递减率变化关系：累积产量随时间的变化关系：二、水驱特征曲线分析注水或天然水侵油田的开发，在无水采油期结束后，油田将长期处于含水期的开采，且采水率将逐步上升，这是影响油田稳产的重要因素。1.水驱油田含水采油期的划分(5)特高含水采油期：含水率>90%。(1)无水采油期：含水率<2%。(2)低含水采油期：含水率2%～20%。(3)中含水采油期：含水率20%～75%。(4)高含水采油期：含水率75%～90%。2.水驱曲线

水驱曲线（1）预测油田生产过程中的含水率、产油量、产水量、累积产油量以及采出程度等与开发时间的关系；（2）预测油藏最终采收率。根据开发过程中的实际生产动态资料和必要的油气水分析资料预测各种驱动类型油气田的地质储量、油气开采速度、油藏压力变化、天然水侵量和油气采收率等。第三节物质平衡分析方法基本原理：将油藏看成体积不变的容器，油藏开发到某一时刻，采出的流体量加上地下剩余的储存量，等于流体的原始储量。主要应用：②油藏温度在开发过程中保持不变，油藏动态仅与压力有关。基本假设条件：①油气水三相之间在任一压力下均能瞬间达到平衡；原油体积变化(DVO)＋气体体积变化(DVG)＋孔隙体积变化(DVR)＋水体积变化(DVW)＝0根据物质平衡的基本原理综合驱动油藏剖面示意图(1)油藏压力为P时原油体积的变化(2)油藏压力为P时气体体积的变化(3)油藏压力为P时孔隙体积的变化(4)油藏压力为P时水体积的变化物质平衡方程通式：不同驱动类型物质平衡方程可根据通式导出。动态预测物质平衡方程的应用：天然能量分析计算地质储量计算水侵