第五章 油藏动态分析方法

第五章油藏动态分析方法石油工程导论石油工程学院第五章油藏动态分析方法油田开发与投产油藏动态变化油藏岩石和流体性质变化油田开发调整油藏动态分析试井分析方法物质平衡方法数值模拟方法经验分析方法本章主要内容第一节试井分析方法第二节经验分析方法第三节物质平衡分析方法第一节试井分析方法一、试井的概念试井是对油、气、水井进行测试和分析的总称。测试内容包括：产量、压力、温度、取样等。试井是一种以渗流力学为基础，以各种测试仪器为手段，通过对油气井生产动态的测试来研究油气水层和测试井的各种物性参数、生产能力以及油气水层之间的连通关系的方法。试井测试——矿场资料的获取分析——地层参数的解释第一节试井分析方法二、试井在油田开发中的作用根据勘探开发不同阶段，结合注采井需要解决勘探开发部署和油田调整挖潜等工作中的问题，而赋予不同的试井目的。如对探井的地层评价、油（气）藏开发的动态评价、增产措施的效果评价、边界特征和井间连通评价等。具体的讲，运用试井资料，结合其他资料可以解决以下问题：

(1)推算地层压力;(2)确定地层参数（渗透率等）;(3)估算完井效率、井底污染情况,判断酸化、压裂效果；

(4)探测边界及井间连通情况;(5)估算单井储量。第一节试井分析方法三、试井的分类（一）按测试目的分为：产能试井不稳定试井1.产能试井改变若干次油井、气井或水井的工作制度，测量在各个不同工作制度下的稳定产量及相应的井底压力，从而确定测试井或测试层的产能方程或无阻流量

a.稳定试井；

b.等时试井；

c.修正等时试井第一节试井分析方法

2.不稳定试井改变测试井的产量，并测量由此而引起的井底压力随时间的变化，从而确定测试井和测试层的特性参数。

a.压降试井：一口井开井生产，测量井底压力随时间的变化，确定测试井和测试层的特性参数。要求测试期间井的产量恒定。

b.压力恢复试井：油井以恒定产量生产一段时间后关井，关井的同时测量井底压力随时间的变化，确定测试井和测试层的特性参数。

c.变产量试井

d.干扰试井

e.脉冲试井

f.DST试井：中途测试或钻杆测试主要确定井与井之间的连通性第一节试井分析方法（二）按流体性质分类（三）按地层类型分类（1）均质油藏试井（2）双孔介质油藏试井（3）双渗介质油藏试井（4）复合油藏油藏试井

（1）垂直井（2）水平井（3）压裂井（4）径向井、分支井（1）常规试井分析方法（半对数）（2）现代试井分析方法（双对数）（四）按井类别分类（五）按试井资料处理方式分类（1）油井试井（2）气井试井（3）水井试井（4）多相试井第一节试井分析方法四、不稳定试井发展概况

早期资料：主要反映井筒附近动态(污染，增产措施等)；

中期资料：主要反映总的油藏动态，可求得地层系数

(k,kh)等；

晚期资料：以边界影响为主，获取油藏平均压力，判断油藏的形状。早期中期晚期lgt压力资料根据测压时间分为早期、中期和晚期三个阶段：第一节试井分析方法

1920～1930年：首次用不稳定试井方法，研究晚期资料，用井底压力推算油藏平均压力。

1950～1960年：以Horner为主的常规试井分析方法以中期资料为主，将实测井底压力和相应的时间绘成半对数曲线，找出直线段进行分析。

1954年：MBH法，求断块油藏边界，边界形状或求平均压力。第一节试井分析方法

60年代末70年代初，国外开始研究现代试井分析方法。

1969年，Ramey建立了考虑井筒存储及表皮效应的数学模型，并用Laplace变换求得解析解，绘制出无因次双对数理论图版。在此基础上进一步发展了Earlougher-Kersch理论图版，Gringarten图版等。

1982年，Bourdet在Gringarten图版的基础上研制出了Bourdet压力导数图版，为诊断油藏类型提供了依据。第一节试井分析方法

常规试井方法起步早，发展比较完善，原理简单又易于使用，但也存在不足之处：

a.以中晚期资料为主，测试时间长，对于低渗油藏取得中晚期资料较难

b.半对数直线起点难以确定；

c.当续流影响大，井筒附近污染严重时，使用困难；

d.根据中期资料只能获得反映总的油藏状况的参数，而不能取得井筒附近的详细信息。第一节试井分析方法五、几个基本概念

1、井筒储存系数油井刚开井或关井时，由于原油具有压缩性等多种原因，地面与井底产量不等。在进行压力恢复试井时，，简称续流(Afterflow)；开井生产时，简称为井筒存储。第一节试井分析方法井筒存储和续流的影响近似是等效的，称为井筒存储效应。在压力降落与压力恢复曲线分析时都可用存储效应与相应的井筒存储系数表征。

C的物理意义：压力每改变单位压力时井筒所储存或释放的流体的体积。在PWBS阶段：第一节试井分析方法2、表皮系数(SkinFactor)

在钻井和完井过程中由于泥浆侵入，射孔不完善、酸化、压裂以及生产过程中污染或增产措施等原因，使得井筒周围环状区域渗透率不同于油层，当流体从油层流入井筒时，在这里产生附加压降，这种现象叫表皮效应。

把此附加压降无因次化得到无因次附加压降，用它表示一口井表皮效应的性质和严重程度，称为表皮系数，用S表示。达西单位：法定单位：第一节试井分析方法3、试井中常用的无因次量：1、无因次压力(DimensionlessPressure)2、无因次时间(DimensionlessTime)3、无因次井筒储存系数：4、无因次距离：第一节试井分析方法六、常规试井分析方法——以压力降落试井分析方法为例压降试井是指油井以定产量生产时，井下压力计连续记录井底压力随时间的变化历史，利用这些实测数据，反求地层和井参数。不影响生产，但要求测试期间产量恒定。第一节试井分析方法径向流动阶段（中期段）压力与时间的关系式为：

或：第一节试井分析方法

以或为纵坐标，以lgt为横坐标，这一阶段的压力降落曲线是一直线关系，直线段的斜率为m：压降分析半对数曲线图lgtΔPm利用直线段的斜率可求以下参数：

(a)地层流动系数

(b)地层系数第一节试井分析方法

(c)地层渗透率

(d)表皮系数在半对数直线段或其延长线上取一点（原则上可在直线段上任取一点，但一般取t=1h所对应的压力或压差值），计算表皮系数：或：第一节试井分析方法七、现代试井分析方法(自学)

Gringarten-Bourdet复合图版由Gringarten压力图版和Bourdet压力导数图版叠合而成。1、Gringarten图版纵坐标：横坐标:曲线参数：CDe2s值是表征井筒及其周围情况的无因次量，有：以Grigarten-bourdet图版为例介绍现代试井分析方法。第一节试井分析方法第一节试井分析方法2、Bourdet压力导数图版

后期径向流时期0.5水平线纵坐标：横坐标:曲线参数：早期

m=1的直线，即450线。第一节试井分析方法3、压降分析方法与步骤这一步的主要任务是正确划分流动阶段第一步：初拟合

(InitialMatch)绘图:在比例尺寸与图版相同的双对数坐标纸上绘实测压力和压力导数曲线Δp～t,Δp‘t～t拟合:实测曲线与图版拟合,找出一条与实测曲线相吻合的样板曲线(初拟合)，并读出其CDe2S

值；

划分流动阶段:读出并标出PWBS结束和径向流动阶段开始的大致时间。第二步：特种曲线分析

1)、早期PWBS阶段的特种曲线分析计算井筒储存系数C:

如果直线不通过原点，则可能存在时间误差，应进行校正。第一节试井分析方法2）、径向流动阶段的特种曲线分析在直线段或其延长线上读出pwf(t=1h)，算出表皮系数s：画Pwf与lgt的关系曲线，第一节试井分析方法3）拟稳态流动阶段特种曲线分析

油藏封闭系统流动达到了拟稳态流动阶段，由Δp~t直线段的斜率m可求出该封闭系统的储量N：通过半对数曲线分析可确定压力拟合值:第一节试井分析方法第三步：终拟合(FinalMatch)

压力拟合值已确定了，只需进行时间拟合。拟合方法与图版拟合基本相同，由于计算出了压力拟合值，所以，只需进行时间的拟合。利用拟合值可求以下参数：第一节试井分析方法第四步:一致性检验

在第二步和第三步中，分别算出了k,S,C值，两种方法计算的值必须相符，如果不相符，必须回到第一步重新检查。如用手工操作，k和C值相差不超过10%，S值相差不超过2；如用计算机进行计算，误差则应更小。

如果用手工操作只能做到此,计算机解释需进行以下两步:

第五步:计算理论曲线与实测曲线拟合

如果拟合不上,须回到第一步重新检验。第六步:压力历史拟合解释结果和实际生产过程进行拟合。如果拟合不上,须回到第一步重新检验。避免解释误差和多解型问题第一节试井分析方法本章主要内容第一节试井分析方法第二节经验分析方法第三节物质平衡分析方法第二节经验分析方法一、油田产量递减规律及其应用图5－10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油田经过稳产期后，产量将以某种规律递减，产量的递减速度通常用递减率表示。第二节经验分析方法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,月-1，或年-1。递减率定义示意图第二节经验分析方法2、产量递减规律分类(1)指数递减(2)双曲递减1<n<∞(3)调和递减n=1第二节经验分析方法3、各种递减规律的（累积）产量表达式(1)指数递减(2)双曲递减(3)调和递减第二节经验分析方法4、各种递减类型的确定方法——以图版拟合为例理论

实际

第二节经验分析方法参数确定方法：在保证纵坐标相同的条件下，左右移动实际曲线，使之与其中一条重合，得到n值，再在理论曲线上引一条垂线，得D0t（理论值），则实际D0为

Q0——为在实际曲线上与理论曲线上纵坐标为1的点对应的Q。第二节经验分析方法二、油田含水规律及其预测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。认识含水上