1第一章 常规试井分析方法

第一节 不稳定试井的基本原理和有关概念
井筒储集常数 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：
dV V C dP P
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。
井底产量q2 PWBS
t
开井生产时井筒卸载效应
第一节 不稳定试井的基本原理和有关概念
Q q
井底产量q2
地面产量q1
PWBS
t
关井时的井筒续流效应
第一节 不稳定试井的基本原理和有关概念
纯井筒储集
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 （Pure Wellbore Storage）。
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 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
Q 井筒 原始压力Pi q
地面产量q1
第一章常规试井分析方法
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
Q 井筒
原始压力Pi
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
Q 原始压力Pi
井筒
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
不稳定试井的基本原理
当油藏中流体的流动处于平衡状态（静止或稳定状
各井都应在同一水动力学系统
第一节 不稳定试井的基本原理和有关概念
１、多井系统的应用 假设一个油藏中有 井A dAC
３口井A、B和C，分别
以产量qA、qB、qC同时
dAB
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C 井B
第一节 不稳定试井的基本原理和有关概念
２、变产量系统的应用
，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：
Kh pD p 3 1842 . 10 q B
无因次井筒储集常数：
3.6 K 3.6 tD 2 t 2 t Ct rw rw
无因次距离：
C CD 2 2 Ct hrw
r rD rw
Pwf 常数 0 t
第二节 常规试井分析方法（压降试井） 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）。
2.121 10 q B 2.121 10 q B Pwf lg t [ pi Kh Kh K (lg 0.9077 0.8686S )] 2 Ct rw
第一百度文库 不稳定试井的基本原理和有关概念
不稳定试井的分类
不稳定试井
单井试井 多井试井
压降试井
恢复试井
探边测试
干扰试井
脉冲试井
第一节 不稳定试井的基本原理和有关概念 常规试井分析
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
或
p 1 p 1 p 2 r r r 3.6 t
2
第一节 不稳定试井的基本原理和有关概念 定解条件：
初始条件
p( r ,0) pi
p( , t ) pi
p 1842 . 10 q B (r )r r r Kh
3
w
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
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。
q2 q q1
q3
t1 t2
0
t
第一节 不稳定试井的基本原理和有关概念
三、无因次量
为了一定目的，常常把某些具有因次的物理量无因次化
第一节 不稳定试井的基本原理和有关概念
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
3.6 Kt tD 2 Ct rw
3.6 Kt tD 2 Ct rwe
3.6 Kt tD Ct A
用裂缝半长定义
3.6 Kt tD 2 Ct rf
边界反映
邻井干扰
两种情形
第二节 常规试井分析方法（压降试井）
情形1：下降速度变慢？
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…….
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…….
第一节 不稳定试井的基本原理和有关概念
２、液面不到井口（井筒不充满）情形
Vu C 3 9.80665 10
( m3 / MPa )
(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。
测试井 测试井 测试井 m1 m2 m2
断层形态
压降曲线 中、晚期 段形态
m2 mD m1
m1 m2
m1
lgt
lgt
lgt
2:1
4:1
3:1
第二节 常规试井分析方法（压降试井）
(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：
第一节 不稳定试井的基本原理和有关概念
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
p 1 p Ct p 2 r r r 36 . K t p( r ,0) pi
2
pD 1 pD pD 2 rD rD rD tD
S
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 六、流动阶段及每一流动阶段可以获得的信息
第一阶段 第二阶段 第三阶段
C Xf,, K,S,P* 第四阶段 D,re,A
符号说明
P=P(r,t)－距离井r(m)处，在t(h)时刻的压力,MPa Pi－原始地层压力，MPa r－离井的距离，m t－从开井时刻起算的时间，h K－地层渗透率，m2 h－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+GgSg
3 3
第二节 常规试井分析方法（压降试井）
此直线的斜率的绝对值：
q B m 2121 . 10 Kh
3
流动 1h 的截距：
8.0854 K P 1h P i m(lg 2 0.8686 S ) Ct rw
第二节 常规试井分析方法（压降试井）
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:
rw－井的半径，m q－井的地面产量，m3/d B－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
K Ct
－导压系数，m2•MPa/(mPa•s)
表征地层和流体“传导压力”的难易程度的物理量 。
第一节 不稳定试井的基本原理和有关概念
上述数学模型的解：
2.121 10 q B 2.121 10 q B p pi p wf (t ) lg t Kh Kh K (lg 0.9077 0.8686S ) 2 Ct rw
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：
１、原油充满整个井筒
qt C 24 P qt P 24C
第一节 不稳定试井的基本原理和有关概念
由完井资料计算井筒储集系数：
V VCo P V VCo P C VCo P P
式中：V－井筒容积，m3; Co－井筒中原油的压缩系数，1/MPa.
Kh
2121 . 103 qB m
2121 . 103 q B K mh Pi P K 1h S 1151 . ( lg 2 0.9077 ) m Ct rw
反求地层参数。
第一节 不稳定试井的基本原理和有关概念 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）：
p 1 p Ct p 2 r r r 3.6 K t
2
3 3
可称为“压降公式”
图 形
第一节 不稳定试井的基本原理和有关概念
压降分析图形
Pw
0.00212 q B m Kh
-2
-1
0
1
2
Lg t
第一节 不稳定试井的基本原理和有关概念 二、叠加原理
试井问题的叠加原理
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。
注 意
第二节 常规试井分析方法（压降试井） 第二节 常规试井分析方法（压降试井）
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。
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）
一、等产量压降试井
1、实测压降曲线的形态
2
pD ( rD ,0) 0
pD ( , t D ) 0
p( , t ) pi
p q B (r )r r r 172.8 Kh
w
pD ( )r rD
D 1
1
第一节 不稳定试井的基本原理和有关概念
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。
），用S表示：
第一节 不稳定试井的基本原理和有关概念
Kh S P S 3 1.842 10 q B
第一节 不稳定试井的基本原理和有关概念
则：
q B 8.085t pwf ( t ) pi ln 2 345.6 Kh rwe
式中：rwe－折算半径或有效半径。
rwe rwe
第一节 不稳定试井的基本原理和有关概念 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）。
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
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。
不渗透或封闭边界
第二节 常规试井分析方法（压降试井）
(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）
一般由早期、中期和晚期三个流动阶段构成。
实际
Pwf
早期数据为什 么偏离直线？
理论 早期段
中期段：无限作用径向流
晚期段
晚期数据为什 么偏离直线？
lgt
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？
在井口开井
井筒储集效应
第二节 常规试井分析方法（压降试井）
晚期数据为什 么偏离直线？
外围地层物性变化