常规试井分析方法

常规试井分析方法1第1页，共71页，2023年，2月20日，星期四井筒原始压力PiQ开井生产时压力波传递示意图第一节不稳定试井的基本原理和有关概念第一节不稳定试井的基本原理和有关概念第2页，共71页，2023年，2月20日，星期四井筒原始压力PiQ关井时压力波恢复示意图第一节不稳定试井的基本原理和有关概念第3页，共71页，2023年，2月20日，星期四

当油藏中流体的流动处于平衡状态（静止或稳定状态）时，若改变其中某一口井的工作制度（流量或压力），则在井底将造成一个压力扰动，此压力扰动将随着时间的不断推移而不断向井壁四周地层径向扩展，最后达到一个新的平衡状态。因此，在该井或其它井中用仪器将井底压力随时间的变化规律测量出来，通过分析，就可以判断井和油藏的性质。这就是不稳定试井的基本原理。第一节不稳定试井的基本原理和有关概念不稳定试井的基本原理第4页，共71页，2023年，2月20日，星期四不稳定试井的分类第一节不稳定试井的基本原理和有关概念第5页，共71页，2023年，2月20日，星期四

针对不同的油藏地质模型，建立相应的数学模型。求解其数学模型，获得能反映该地质模型的解析解。然后，设法在某一种坐标系上表现出一直线规律，求取其斜率与截距，进而反求地层参数。第一节不稳定试井的基本原理和有关概念常规试井分析第6页，共71页，2023年，2月20日，星期四一、基本微分方程和压降公式

单相弱可压缩且压缩系数为常数的液体在水平、等厚、各向同性的均质弹性孔隙介质中渗流，其压力变化服从如下偏微分方程（扩散方程）：或第一节不稳定试井的基本原理和有关概念第7页，共71页，2023年，2月20日，星期四定解条件：初始条件外边界条件内边界条件第一节不稳定试井的基本原理和有关概念第8页，共71页，2023年，2月20日，星期四P=P(r,t)－距离井r(m)处，在t(h)时刻的压力,MPaPi－原始地层压力，MPar－离井的距离，mt－从开井时刻起算的时间，hK－地层渗透率，m2h－地层厚度，m

－流体粘度，mPa•s－地层孔隙度，无因次Ct－地层及其中流体的综合压缩系数，MPa-1

Ct=Cr+CoSo+CwSw+GgSgrw－井的半径，mq－井的地面产量，m3/dB－原油的体积系数，无因次第一节不稳定试井的基本原理和有关概念符号说明第9页，共71页，2023年，2月20日，星期四表征地层和流体“传导压力”的难易程度的物理量。－导压系数，m2•MPa/(mPa•s)第一节不稳定试井的基本原理和有关概念第10页，共71页，2023年，2月20日，星期四上述数学模型的解：可称为“压降公式”第一节不稳定试井的基本原理和有关概念图形第11页，共71页，2023年，2月20日，星期四LgtPw压降分析图形

-2-1012

第一节不稳定试井的基本原理和有关概念第12页，共71页，2023年，2月20日，星期四第一节不稳定试井的基本原理和有关概念油藏中任一点的总压降，等于油藏中每一口井的生产在该点所产生的压降的代数和。各井都应在同一水动力学系统试井问题的叠加原理注意二、叠加原理第13页，共71页，2023年，2月20日，星期四１、多井系统的应用假设一个油藏中有３口井A、B和C，分别以产量qA、qB、qC同时开始生产，已知B和C与A的距离分别为dAB、dAC，要计算井A的压力变化。井A井B井CdACdAB第一节不稳定试井的基本原理和有关概念第14页，共71页，2023年，2月20日，星期四２、变产量系统的应用

如果井以若干不同产量生产，也可看作多井系统的问题，但此时井间距离为零。

设某井：从0时刻到t1

时刻以产量

q1

生产，

从t1

时刻到t2时刻以产量

q2

生产，

从

t2

时刻起用产量

q3

生产。qtq1t1q2t2q30第一节不稳定试井的基本原理和有关概念第15页，共71页，2023年，2月20日，星期四

为了一定目的，常常把某些具有因次的物理量无因次化，即引进新的无因次量，或称为无因次量纲。用下标“D”表示“无因次”。无因次压力：无因次时间：第一节不稳定试井的基本原理和有关概念三、无因次量无因次井筒储集常数：无因次距离：第16页，共71页，2023年，2月20日，星期四无因次的定义不是唯一的。无因次时间tD的定义：用井的半径定义用折算半径定义用油藏面积定义用裂缝半长定义第一节不稳定试井的基本原理和有关概念第17页，共71页，2023年，2月20日，星期四无因次化的优点：1、关系式变得很简单，易于推导、记忆和应用第一节不稳定试井的基本原理和有关概念第18页，共71页，2023年，2月20日，星期四2、由于使用的是无因次量，所以导出的公式不受单位制的影响和限制，因而使用更为方便。3、可以使得在某种前提下进行的讨论具有普遍的意义。第一节不稳定试井的基本原理和有关概念第19页，共71页，2023年，2月20日，星期四四、井筒储集效应及井筒储集常数

油井刚开井或刚关井时，由于原油具有压缩性等多种原因，地面产量q1

与井底产量

q2

并不相等的现象。第一节不稳定试井的基本原理和有关概念第20页，共71页，2023年，2月20日，星期四井筒原始压力PiQ开井生产时井筒卸载效应tq地面产量q1井底产量q2PWBS第一节不稳定试井的基本原理和有关概念第21页，共71页，2023年，2月20日，星期四关井时的井筒续流效应Qtq地面产量q1井底产量q2PWBS第一节不稳定试井的基本原理和有关概念第22页，共71页，2023年，2月20日，星期四第一节不稳定试井的基本原理和有关概念q2=0（开井情形）或q2=q（关井情形）的那一段时间的井筒储集，简写作PWBS（PureWellboreStorage）。纯井筒储集第23页，共71页，2023年，2月20日，星期四

描述井筒储集效应的强弱程度，即井筒靠其中原油的压缩等原因储存原油或释放井筒中压缩原油的弹性能量等原因排出原油的能力，用C代表：式中：C－井筒储集常数，m3/MPa;

V－井筒中所储原油体积的变化，m3；P－井筒压力的变化，MPa。第一节不稳定试井的基本原理和有关概念井筒储集常数第24页，共71页，2023年，2月20日，星期四１、原油充满整个井筒第一节不稳定试井的基本原理和有关概念井筒储集常数C的表达式：第25页，共71页，2023年，2月20日，星期四由完井资料计算井筒储集系数：式中：V－井筒容积，m3;

Co－井筒中原油的压缩系数，1/MPa.第一节不稳定试井的基本原理和有关概念第26页，共71页，2023年，2月20日，星期四２、液面不到井口（井筒不充满）情形(1-19)式中：Vu－油管内横截面面积，m2;

－油管中原油的密度，g/cm3注意：如果在井筒储集效应阶段，井筒中发生相态改变的现象，则井筒储集常数也将发生变化。第一节不稳定试井的基本原理和有关概念第27页，共71页，2023年，2月20日，星期四五、表皮效应与表皮系数

设想在井筒周围存在一个很小的环状区域。由于种种原因，这个小环状区域的渗透率与油层不相同。因此，当原油从油层流入井筒时，在这里产生一个附加压力降。这种现象叫做表皮效应（或趋肤效应）。第一节不稳定试井的基本原理和有关概念

把这个附加压降（用Ps表示）无因次化，得到无因次附加压降，用它表征一口井表皮效应的性质和严重情况，称之为表皮系数（或趋肤因子、污染系数），用S表示：第28页，共71页，2023年，2月20日，星期四第一节不稳定试井的基本原理和有关概念第29页，共71页，2023年，2月20日，星期四则：式中：rwe－折算半径或有效半径。rwe<rw，S>0，数值越大，表示污染越严重；

rwe=rw

，S=0，井未受污染；

rwe>rw，

S<0，绝对值越大，表示增产效果越好。第一节不稳定试井的基本原理和有关概念第30页，共71页，2023年，2月20日，星期四六、流动阶段及每一流动阶段可以获得的信息CXf,,K,S,P*D,re,A第一阶段第二阶段第三阶段第四阶段第一节不稳定试井的基本原理和有关概念第31页，共71页，2023年，2月20日，星期四

压降试井是将长期关闭的井开井生产，测量产量和井底流动压力随时间的变化，从而了解地层及井特性的一种试井方法。第二节常规试井分析方法（压降试井）压降试井包括：等产量压降试井变产量压降试井探边测试第二节常规试井分析方法（压降试井）第32页，共71页，2023年，2月20日，星期四1、实测压降曲线的形态一般由早期、中期和晚期三个流动阶段构成。lgtPwf实际理论早期段中期段：无限作用径向流晚期段第二节常规试井分析方法（压降试井）早期数据为什么偏离直线？晚期数据为什么偏离直线？一、等产量压降试井第33页，共71页，2023年，2月20日，星期四在井口开井井筒储集效应早期数据为什么偏离直线？第二节常规试井分析方法（压降试井）第34页，共71页，2023年，2月20日，星期四第二节常规试井分析方法（压降试井）！外围地层物性变化边界反映邻井干扰晚期数据为什么偏离直线？两种情形第35页，共71页，2023年，2月20日，星期四可能的原因有：远井区K，h，u变好；存在供给边界；邻井注水量增大；邻井产量减小…….情形1：下降速度变慢？第二节常规试井分析方法（压降试井）第36页，共71页，2023年，2月20日，星期四第二节常规试井分析方法（压降试井）情形2：下降速度变快？可能的原因有：远井区K，h，u变差；存在不渗透或封闭边界；邻井注水量减小；邻井产量增大…….不渗透或封闭边界第37页，共71页，2023年，2月20日，星期四(1)线性不渗透边界的影响

如果测试井附近有线性不渗透边界，压力传播到此边界时，压力降落速度加快，压降曲线变陡。在半对数坐标系中呈现另一直线段；该直线段与第一直线段（中期段）斜率之比mD=m2/m1随不渗透边界的几何形态而异。第二节常规试井分析方法（压降试井）第38页，共71页，2023年，2月20日，星期四断层形态压降曲线中、晚期段形态测试井lgtPwfm1m22:1测试井lgtPwfm1m24:1测试井lgtPwfm1m23:1第二节常规试井分析方法（压降试井）第39页，共71页，2023年，2月20日，星期四(2)封闭边界的影响

所谓封闭边界是由不渗透边界所围成的油藏（也称作封闭系统）的整个边界。

当压力扰动到达整个封闭边界后，从某一时间开始油藏中的流动便进入了拟稳定流动。此时，

pwf与t呈线性关系，即流压随时间的变化率为常数：第二节常规试井分析方法（压降试井）第40页，共71页，2023年，2月20日，星期四2、常规分析方法把压降数据（pwf(t)-t）画在半（单）对数坐标纸上，并将径向流动段（即中期段）的数据点连成直线（即半对数直线）。第二节常规试井分析方法（压降试井）第41页，共71页，2023年，2月20日，星期四此直线的斜率的绝对值：

流动1h的截距：第二节常规试井分析方法（压降试井）第42页，共71页，2023年，2月20日，星期四

量出半对数直线的斜率m和P1h，便可求出流动系数Kh/（或渗透率K）和表皮系数S:第二节常规试井分析方法（压降试井）第43页，共71页，2023年，2月20日，星期四3、应用范围

新、老井；最适宜于新井；长期关闭井；不宜于进行压力恢复试井的井（如井筒中流体相分离严重的井）。第二节常规试井分析方法（压降试井）第44页，共71页，2023年，2月20日，星期四常规压降试井分析的一般程序如下：１）在半对数坐标纸（等产量情况）或直角坐标纸（变产量情况）作分析图；２）确定中期直线段开始时间；３）画出中期直线段并计算其斜率；４）读出P1h

值；５）计算地层参数K、S或Pi；６）若资料图上出现斜率为m1和m2的两条直线，若确定为直线型不渗透边界，则可计算测试井到不渗透边界的距离。第二节常规试井分析方法（压降试井）第45页，共71页，2023年，2月20日，星期四二、探边测试１、拟稳定流动探边测试方法

在压降测试的拟稳定流动阶段，流动压力可以写成：由上式可知，在直角坐标系中，Pwf与t成直线。第二节常规试井分析方法（压降试井）第46页，共71页，2023年，2月20日，星期四tPwf油藏的孔隙体积Vp和储量N:式中：N－封闭油藏的原油储量，104m3；

So－含油饱和度，无因次第二节常规试井分析方法（压降试井）第47页，共71页，2023年，2月20日，星期四第三节常规试井分析方法（压力恢复试井）第三节常规试井分析方法（压力恢复试井）问题：为什么油田上90%以上的井都采用压力恢复试井？

压降测试要求产量稳定,但在实施中受到一定的限制,尤其对低渗透地层、非均质性严重地层的油气井测试更为困难。第48页，共71页，2023年，2月20日，星期四第三节常规试井分析方法（压力恢复试井）

简称恢复试井，这是将井从稳定的生产状态转入关井状态，并测量关井后压力上升的一种方法。其中包括等产量试井和变产量试井两种方法。第49页，共71页，2023年，2月20日，星期四等产量试井

等产量试井是指关井前井以恒定产量生产，当油藏中的流体达到稳定（通常要求井底流压达到稳定），关井测量井底流压随时间的变化。包括：１、霍纳法２、MDH法３、改进的麦斯凯特法４、MBH法第三节常规试井分析方法（压力恢复试井）第50页，共71页，2023年，2月20日，星期四１、霍纳法针对无穷大地层的情形qt00q0tppwttp测试井从零时刻起，以恒定产量q生产，至tp

时刻关井。tt第三节常规试井分析方法（压力恢复试井）第51页，共71页，2023年，2月20日，星期四

由叠加原理可知，若tp

和

(tp+t)均在径向流阶段，则实际井底恢复压力随时间的变化为霍纳公式：或式中：Pws－关井恢复压力，MPa；

t－关井时间，h；

tp－关井前生产时间，h。第三节常规试井分析方法（压力恢复试井）第52页，共71页，2023年，2月20日，星期四

在半对数坐标系中，Pws与(tp+t)／t（或t／(tp+t)）的关系曲线（霍纳曲线）是一条直线（霍纳直线）。PwsPws霍纳曲线示意图第三节常规试井分析方法（压力恢复试井）第53页，共71页，2023年，2月20日，星期四斜率的绝对值为：由此式可以算出流动系数和渗透率。第三节常规试井分析方法（压力恢复试井）第54页，共71页，2023年，2月20日，星期四当t，即关井时间无限，关井压力应达到油藏静压（或原始压力）：用作图法将霍纳直线外推到横坐标t／(tp+t)＝１处，所对应的压力就是原始压力。第三节常规试井分析方法（压力恢复试井）第55页，共71页，2023年，2月20日，星期四Pwspi第三节常规试井分析方法（压力恢复试井）第56页，共71页，2023年，2月20日，星期四在关井前产量不很稳定的情况下，tp

可由下式确定，并称为折算生产时间：式中：Np－该生产期的累计产量，m3；

q－关井前的稳定产量，m3/d。第三节常规试井分析方法（压力恢复试井）第57页，共71页，2023年，2月20日，星期四常规分析方法分析步骤（１）计算测试资料tp＝序号t

Pws01.n第三节常规试井分析方法（压力恢复试井）第58页，共71页，2023年，2月20日，星期四(2)在半对数坐标纸上作图；(3)确定中期段的开始时间；(4)计算出中期直线段的斜率m

，读出t＝1h

的Pws

值；(5)计算地层参数；第三节常规试井分析方法（压力恢复试井）第59页，共71页，2023年，2月20日，星期四式中：m－分析图中霍纳直线段斜率，MPa/cycle；

Pwf－关井前流压，MPa；

Pws1h－霍纳直线段或其延长线上对应于t=1h的压力，MPa。第三节常规试井分析方法（压力恢复试井）第60页，共71页，2023年，2月20日，星期四(6)用作图法确定原始油藏压力Pi将中期直线段外推至t／(tp+t)＝１处，对应压力即为P*。第三节常规试井分析方法（压力恢复试井）第61页，共71页，2023年，2月20日，星期四２、MDH法

如果测试前的生产时间tp

远大于测试时间t，即

tp>>t，则tp(tp+t)，经推导可以得到MDH方程：第三节常规试井分析方法（压力恢复试井）上式说明，Pws~lgt成线性关系。所以当tp>>t时可用类似于压降分析的方法进行压力恢复分析。这种方法称为MDH法（Miller-Dyes-Hutchinson）。第62页，共71页，2023年，2月20日，星期四用MDH法进行压力恢复分析的步骤：

(1)在半对数坐标纸上作Pws—lgt

关系曲线；

(2)确定中期直线段开始时间；

(3)计算中期直线段斜率m

和在直线段（或其延长线）上对应于

t=1h

的

Pws

值；第三节常规试井分析方法（压力恢复试井）(4)计算地层参数：第63页，共71页，2023年，2月20日，星期四一、双孔介质油藏的概念及其物理模型均质油气藏模型双孔介