《试井分析方法》PPT课件
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2 1 rD PD (rD , tD ) Ei ( ) 2 4tD
压力分布: 无因次压力: 当
x 0.01 时, Ei ( x) r ln x
r 0.5772是欧拉常数
当 t 时,
Pwf ( t )
2 1 qB rw Pi ( r ln ln t ) 2 172.8Kh 14.4
• 压力恢复试井施工方便，能获得油藏和井 底的许多参数，是不稳定试井中用途最广 的一种方法。本方法要求关井测井底流压 前要有一段稳产时间，理论上要求关井前 的产量一直不变。从某一时刻起将井的产 量突然降到零，则井底压力会逐渐回升。 回升的快慢与油层的性质和井筒条件有关。
• 关井后井底压力表达式为:
试井分析方法
提纲
一．试井含义 二．试井解释的基本渗流力学原理 三．试井用地层模型的基本类型 四．试井用井模型基本类型 五．几个基本解
六．常规不稳定试井解释方法
试井基本概念
试井可分为:系统试井(稳定试井) 不稳定试井 系统试井: 在稳定工作制度下测井底流压和日产量 绘制流压和产量曲线 不稳定试井 :用仪器记录改变工作制度后井底
无限大地层中一口井定产量生产—关井
生产 t p 时间后关井
2 2 rw qB rw Ei Pws ( t ) Pi E i 345.6Kh 14.4 ( t ) 14 . 4 ( t t ) p
t qB Pws ( t ) Pi ln 345.6Kh t p t
Q
Pe-Pw
稳定试井原理
• 由上面公式可见: • Q与压力Pw也呈线性关系
Q
Pw
自喷油井的稳定试井
• • • • 测试方法 （一）定工作制度 1.工作制度的测点数及其分布 工作制度以4~5个测点较为合适，但不得少 于三个，并力求均匀分布。 • 2.最小工作制度的确定原则 • 在生产条件允许情况下，使该工作制度的 稳定流压尽可能接近地层压力。
常规试井方法
• 稳定试井 • 不稳定试井
q Jp p
稳定试井原理
P
2
Ct P
K t
=0
2 kh Pe Pw 2 khPe 2 khPw Q re re re ln ln ln rw rw rw
q Jp p
稳定试井原理
• 由上面公式可见: • Q与压差(Pe-Pw)呈线性关系
• 3.关井测压 • 最后一个工作制度测试结束后，关井测地 层压力或压力恢复。
图1—1油井指示曲线类型
• 线性产能方程及其确定 • 图 1—1直线型指示曲线I可用以下线性方 程表示： • q Jp
p
• 式中：q——产量，m3/d • J——采油指数，m3/d· MPa • ΔpP——生产压差，MPa
续流段的解释有利于更好地解释地层段 纯井筒解释并无太重大意义，如能准确掌握续 流才是有意义的
注水井井筒和地层联合作用
提纲
一．试井含义 二．试井解释的基本渗流力学原理 三．试井用地层模型的基本类型 四．试井用井模型基本类型 五．几个基本解
六．常规不稳定试井解释方法
基本假设
• 油层是均质（K）、等厚（H）、等孔隙度 • 流体粘度是常数，牛顿流体 • 岩石及流体都弱可压缩的（气田除外） • 油层中单相流体流动，遵守达西定律 • 裂缝性油层和非牛顿流体有专门研究 • 多相流没广泛用
pws
2.12076 qB t pi lg Kh t t
• 以 为横坐标，以Pws为纵坐标的图上得 到一条直线，其斜率m为：
lg
t t t
qB m 2.12076 Kh
t 当 lg t t
=0即Δt
∞时，Pws=Pi
• 这就是油藏工程中有名的霍纳（Horner） 法
不稳定试井基本原理
• 通常说的不稳定试井指的就是测压力恢复 曲线试井 • 最常用的试井模型是无穷大地层一口井生 产的模型
P
2
Ct P
K t
• 极坐标形式
1 p p (r ) r r r t
• • • • • • •
K C t
Ct C f Ce
天然裂缝储层模型（双孔） 多层模型（双渗）
提纲
一．试井含义 二．试井解释的基本渗流力学原理 三．试井用地层模型的基本类型 四．试井用井模型基本类型 五．几个基本解
六．常规试井解释方法
不稳定试井用井模型
点源汇井 表皮模型（本来是地层模型） 人工压裂井模型 垂直裂缝井（有限导流，无限导流） 水平裂缝井 局部打开井 斜井 水平井 井筒存储（续流）模型
• 将测得的不同时刻的井底压力点到以pwf • 为纵坐标，lgt为横坐标的坐标纸上得到一 条直线。由于井筒容积的影响建立起地下 与地面相一致的产量需要一段时间，之后 半对数直线段才会出现。
压降曲线
压降试井的困难
• 保持产量稳定难 • 高渗厚油层可近似稳定 • 低渗油层就比较难
油井压力恢复试井
提纲
一．试井含义 二．试井解释的基本渗流力学原理 三．试井用地层模型的基本类型 四．试井用井模型基本类型 五．几个基本解
六．常规不稳定试井解释方法
不稳定试井
• 稳定试井可以求得采油指数，但耗时费事。 虽在确定油井工作制度方面有独特作用， 而在求地层参数方面，则主要依据不稳定 试井。五十多年来试井作为认识油层的一 个主要手段，其理论与工艺迅速发展，应 用范围日益广泛。
提纲
一．试井含义 二．试井解释的基本渗流力学原理 三．试井用地层模型的基本类型 四．试井用井模型基本类型 五．几个基本解
六．常规试井解释方法
七．渗流特征和试井模型 八．基本典型曲线
不稳定试井用地层模型
无限砂岩储层模型： 均质储层模型，径向复合模型
有限砂岩储层模型：
圆型模型，一条无限长直线断层， 多条断层相交，两条断层平行
式中：η——导压系数，cm2/s K——渗透率，μm2 μ——粘度，mpa· s φ——孔隙度，f Ct——总压缩系数，1/mpa Cf——地层（孔隙体积）的压缩系数，1/mpa Ce——液体的压缩系数，1/mpa
• 油藏工程中常遇到的初始条件有： • p|t=0=pi , • 内边界条件主要为产量q为常数，即：
Kh 2 (Ct h)2 P2 K2 P (P 2 1 P 2) 0 3.6 t 2
至今，试井涉及的问题都和上述基本
方程的解有关 上述基本方程要求解，必须配上初始 条件和边界条件。边界条件又包括内边 界条件（井点的条件）和外边界条件 （模型外边界条件） 由于内外边界条件的不同给法，就得 到了各种不同的解，这就构成了试井书 上数不尽的解，或试井模型
• 线性产能方程的确定 • 根据测试工作制度的产量和压力数据， 作图于△pp～q的坐标系上得直线，量出直 线的斜率，其倒数即为J。 • 采油指数的意义--- 单位生产压差的采油量 • 采油强度---每米厚油层的采油指数
计算油藏参数
1.842 10 Kj
3
re 3 JBl n( ) S rw 4 h
渗流力学方程
双孔模型不稳定流
Kf (Ct ) f Pf Pf qm 0 3.6 t Kf
2
Pm (Ct )m P m 2 z 3.6Km t
2
渗流力学方程
双渗模型
Kh 2 (Ct h)1 P K2 1 (P P 1 1 P 2) 0 3 . 6 t 1
地层中的压力向井底传递的过程是经过油层传递的。 因此，地层参数和地层形态不同，压力向井底传递的规 律就不同，由这个不同就可以解释地层参数，这就是试井 解释的基本原理。
井筒中的流动也会影响井底压力 在开井或关井初期，或井筒中发生相重新分布 时，井筒内流体的变化对井底压力的影响可能是 起主导作用的，通常叫压力曲线的续流段
用关井前的流压表示式,减去关井后的压力 式得:
t K m(lg lg t lg 0.86859 S 1.90768 ) 2 t t Ct rw
来自百度文库pws pwf
• 一般t»Δt，所以 t≌t+Δt • 取Δt=1小时 • 得:
S 1.15129 ( p1h pwf m K lg 1.90768 ) 2 Ct rw
渗流力学方程
对砂岩油藏，假设只有油流动
P
2
Ct P
K t
对砂岩气藏，假设只有气流动
Cg t
2
渗流力学方程
双孔模型拟稳态
Kf (Ct ) f Pf Km Pf ( Pf Pm ) 0 3.6 t
2
(Ct ) m Pm K m ( Pf Pm ) 0 3.6 t
• • • • • • • •
pi——原始地层压力，MPa pwf——井底流压，Mpa图2-4 压力恢复示意图 在有束缚水，没有自由气的条件下， Ct=SwiCw+（1-Swi）Co+Ct 式中 Swi——束缚水饱和度； Cw——地层水的压缩系数，1/MPa Co——地层原油压缩系数，1/MPa Cf——地层孔隙压缩系数，1/MPa
压力变化
试井解释:从井底压力资料分析 “相关参数” 井底压力是用深井压力计在井底测量的
流体流动过程
远处油层→近处油层→通过井壁→井底→ 井筒（复杂）→井口→地面管线→油库
井底压力受上下游两个流动段的影响
井底压力主要受地层中压力变化的影响
地层中的变化是上游，起主导作用。
所以通常要解释井底压力资料，都是寻找井底压力和地 层中压力的联系，这个联系就是渗流方程的解。
p | r r rw
1 = 2kh r q w
无限大地层中一口井定产量生产
1 qB r2 P(r, t ) Pi Ei ( ) 2 172.8Kh 14.4 t
2 1 rD PD (rD , tD ) Ei ( ) 2 4tD
压力分布: 无因次压力: 当
x 0.01 时, Ei ( x) r ln x
r 0.5772是欧拉常数
当 t 时,
Pwf ( t )
2 1 qB rw Pi ( r ln ln t ) 2 172.8Kh 14.4
油井压降试井
• 压降试井法就是在保持井的产量基本不变 的条件下，通过连续测量井底压力来获取 有关信息
• 在今天不介绍曲线型指示曲线的解释
提纲
一．试井含义 二．试井解释的基本渗流力学原理 三．试井用地层模型的基本类型 四．试井用井模型基本类型 五．不稳定试井几个基本解
六．常规试井解释方法
无限大地层中一口井定产量生产
1 qB r2 P(r, t ) Pi Ei ( ) 2 172.8Kh 14.4 t
• 给前式加上表皮效应，并将自然对数变成 常用对数得：
p wf 2.21076 qB K pi lg t lg 0 . 86859 S 1 . 90768 2 Kh C r t w
• 式中 q——地面脱气原油产量，m3/d； • B——原油体积系数； • μ——地下原油粘度，mPa.s • K——地层有效渗透率，10-3μ㎡ • ——油层有效厚度，m； • ——生产时间，h； • φ——油层孔隙度； • Ct——总压缩系数，1/MPa • rw——井的半径，cm • S——表皮效应；
自喷油井的稳定试井
• 3.最大工作制度的确定原则 • 在生产条件允许情况下，使该工作制度的 稳定流压接近自喷最小流压（例如，取 0.3~1.0Mpa）。 • 4.其它工作制度的分布 • 在最大、最小工作制度之间，均匀内插2~3 个工作制度。
• • • • •
一般测试程序 1.测地层压力 试井前，必先测得稳定的地层压力。 2.工作制度程序 一般由小到大（也可以由大到小，但不常 采用）依次改变井的工作制度，并测量其 相应的稳定产量、流压和其它有关数据。
压力分布: 无因次压力: 当
x 0.01 时, Ei ( x) r ln x
r 0.5772是欧拉常数
当 t 时,
Pwf ( t )
2 1 qB rw Pi ( r ln ln t ) 2 172.8Kh 14.4
• 压力恢复试井施工方便，能获得油藏和井 底的许多参数，是不稳定试井中用途最广 的一种方法。本方法要求关井测井底流压 前要有一段稳产时间，理论上要求关井前 的产量一直不变。从某一时刻起将井的产 量突然降到零，则井底压力会逐渐回升。 回升的快慢与油层的性质和井筒条件有关。
• 关井后井底压力表达式为:
试井分析方法
提纲
一．试井含义 二．试井解释的基本渗流力学原理 三．试井用地层模型的基本类型 四．试井用井模型基本类型 五．几个基本解
六．常规不稳定试井解释方法
试井基本概念
试井可分为:系统试井(稳定试井) 不稳定试井 系统试井: 在稳定工作制度下测井底流压和日产量 绘制流压和产量曲线 不稳定试井 :用仪器记录改变工作制度后井底
无限大地层中一口井定产量生产—关井
生产 t p 时间后关井
2 2 rw qB rw Ei Pws ( t ) Pi E i 345.6Kh 14.4 ( t ) 14 . 4 ( t t ) p
t qB Pws ( t ) Pi ln 345.6Kh t p t
Q
Pe-Pw
稳定试井原理
• 由上面公式可见: • Q与压力Pw也呈线性关系
Q
Pw
自喷油井的稳定试井
• • • • 测试方法 （一）定工作制度 1.工作制度的测点数及其分布 工作制度以4~5个测点较为合适，但不得少 于三个，并力求均匀分布。 • 2.最小工作制度的确定原则 • 在生产条件允许情况下，使该工作制度的 稳定流压尽可能接近地层压力。
常规试井方法
• 稳定试井 • 不稳定试井
q Jp p
稳定试井原理
P
2
Ct P
K t
=0
2 kh Pe Pw 2 khPe 2 khPw Q re re re ln ln ln rw rw rw
q Jp p
稳定试井原理
• 由上面公式可见: • Q与压差(Pe-Pw)呈线性关系
• 3.关井测压 • 最后一个工作制度测试结束后，关井测地 层压力或压力恢复。
图1—1油井指示曲线类型
• 线性产能方程及其确定 • 图 1—1直线型指示曲线I可用以下线性方 程表示： • q Jp
p
• 式中：q——产量，m3/d • J——采油指数，m3/d· MPa • ΔpP——生产压差，MPa
续流段的解释有利于更好地解释地层段 纯井筒解释并无太重大意义，如能准确掌握续 流才是有意义的
注水井井筒和地层联合作用
提纲
一．试井含义 二．试井解释的基本渗流力学原理 三．试井用地层模型的基本类型 四．试井用井模型基本类型 五．几个基本解
六．常规不稳定试井解释方法
基本假设
• 油层是均质（K）、等厚（H）、等孔隙度 • 流体粘度是常数，牛顿流体 • 岩石及流体都弱可压缩的（气田除外） • 油层中单相流体流动，遵守达西定律 • 裂缝性油层和非牛顿流体有专门研究 • 多相流没广泛用
pws
2.12076 qB t pi lg Kh t t
• 以 为横坐标，以Pws为纵坐标的图上得 到一条直线，其斜率m为：
lg
t t t
qB m 2.12076 Kh
t 当 lg t t
=0即Δt
∞时，Pws=Pi
• 这就是油藏工程中有名的霍纳（Horner） 法
不稳定试井基本原理
• 通常说的不稳定试井指的就是测压力恢复 曲线试井 • 最常用的试井模型是无穷大地层一口井生 产的模型
P
2
Ct P
K t
• 极坐标形式
1 p p (r ) r r r t
• • • • • • •
K C t
Ct C f Ce
天然裂缝储层模型（双孔） 多层模型（双渗）
提纲
一．试井含义 二．试井解释的基本渗流力学原理 三．试井用地层模型的基本类型 四．试井用井模型基本类型 五．几个基本解
六．常规试井解释方法
不稳定试井用井模型
点源汇井 表皮模型（本来是地层模型） 人工压裂井模型 垂直裂缝井（有限导流，无限导流） 水平裂缝井 局部打开井 斜井 水平井 井筒存储（续流）模型
• 将测得的不同时刻的井底压力点到以pwf • 为纵坐标，lgt为横坐标的坐标纸上得到一 条直线。由于井筒容积的影响建立起地下 与地面相一致的产量需要一段时间，之后 半对数直线段才会出现。
压降曲线
压降试井的困难
• 保持产量稳定难 • 高渗厚油层可近似稳定 • 低渗油层就比较难
油井压力恢复试井
提纲
一．试井含义 二．试井解释的基本渗流力学原理 三．试井用地层模型的基本类型 四．试井用井模型基本类型 五．几个基本解
六．常规不稳定试井解释方法
不稳定试井
• 稳定试井可以求得采油指数，但耗时费事。 虽在确定油井工作制度方面有独特作用， 而在求地层参数方面，则主要依据不稳定 试井。五十多年来试井作为认识油层的一 个主要手段，其理论与工艺迅速发展，应 用范围日益广泛。
提纲
一．试井含义 二．试井解释的基本渗流力学原理 三．试井用地层模型的基本类型 四．试井用井模型基本类型 五．几个基本解
六．常规试井解释方法
七．渗流特征和试井模型 八．基本典型曲线
不稳定试井用地层模型
无限砂岩储层模型： 均质储层模型，径向复合模型
有限砂岩储层模型：
圆型模型，一条无限长直线断层， 多条断层相交，两条断层平行
式中：η——导压系数，cm2/s K——渗透率，μm2 μ——粘度，mpa· s φ——孔隙度，f Ct——总压缩系数，1/mpa Cf——地层（孔隙体积）的压缩系数，1/mpa Ce——液体的压缩系数，1/mpa
• 油藏工程中常遇到的初始条件有： • p|t=0=pi , • 内边界条件主要为产量q为常数，即：
Kh 2 (Ct h)2 P2 K2 P (P 2 1 P 2) 0 3.6 t 2
至今，试井涉及的问题都和上述基本
方程的解有关 上述基本方程要求解，必须配上初始 条件和边界条件。边界条件又包括内边 界条件（井点的条件）和外边界条件 （模型外边界条件） 由于内外边界条件的不同给法，就得 到了各种不同的解，这就构成了试井书 上数不尽的解，或试井模型
• 线性产能方程的确定 • 根据测试工作制度的产量和压力数据， 作图于△pp～q的坐标系上得直线，量出直 线的斜率，其倒数即为J。 • 采油指数的意义--- 单位生产压差的采油量 • 采油强度---每米厚油层的采油指数
计算油藏参数
1.842 10 Kj
3
re 3 JBl n( ) S rw 4 h
渗流力学方程
双孔模型不稳定流
Kf (Ct ) f Pf Pf qm 0 3.6 t Kf
2
Pm (Ct )m P m 2 z 3.6Km t
2
渗流力学方程
双渗模型
Kh 2 (Ct h)1 P K2 1 (P P 1 1 P 2) 0 3 . 6 t 1
地层中的压力向井底传递的过程是经过油层传递的。 因此，地层参数和地层形态不同，压力向井底传递的规 律就不同，由这个不同就可以解释地层参数，这就是试井 解释的基本原理。
井筒中的流动也会影响井底压力 在开井或关井初期，或井筒中发生相重新分布 时，井筒内流体的变化对井底压力的影响可能是 起主导作用的，通常叫压力曲线的续流段
用关井前的流压表示式,减去关井后的压力 式得:
t K m(lg lg t lg 0.86859 S 1.90768 ) 2 t t Ct rw
来自百度文库pws pwf
• 一般t»Δt，所以 t≌t+Δt • 取Δt=1小时 • 得:
S 1.15129 ( p1h pwf m K lg 1.90768 ) 2 Ct rw
渗流力学方程
对砂岩油藏，假设只有油流动
P
2
Ct P
K t
对砂岩气藏，假设只有气流动
Cg t
2
渗流力学方程
双孔模型拟稳态
Kf (Ct ) f Pf Km Pf ( Pf Pm ) 0 3.6 t
2
(Ct ) m Pm K m ( Pf Pm ) 0 3.6 t
• • • • • • • •
pi——原始地层压力，MPa pwf——井底流压，Mpa图2-4 压力恢复示意图 在有束缚水，没有自由气的条件下， Ct=SwiCw+（1-Swi）Co+Ct 式中 Swi——束缚水饱和度； Cw——地层水的压缩系数，1/MPa Co——地层原油压缩系数，1/MPa Cf——地层孔隙压缩系数，1/MPa
压力变化
试井解释:从井底压力资料分析 “相关参数” 井底压力是用深井压力计在井底测量的
流体流动过程
远处油层→近处油层→通过井壁→井底→ 井筒（复杂）→井口→地面管线→油库
井底压力受上下游两个流动段的影响
井底压力主要受地层中压力变化的影响
地层中的变化是上游，起主导作用。
所以通常要解释井底压力资料，都是寻找井底压力和地 层中压力的联系，这个联系就是渗流方程的解。
p | r r rw
1 = 2kh r q w
无限大地层中一口井定产量生产
1 qB r2 P(r, t ) Pi Ei ( ) 2 172.8Kh 14.4 t
2 1 rD PD (rD , tD ) Ei ( ) 2 4tD
压力分布: 无因次压力: 当
x 0.01 时, Ei ( x) r ln x
r 0.5772是欧拉常数
当 t 时,
Pwf ( t )
2 1 qB rw Pi ( r ln ln t ) 2 172.8Kh 14.4
油井压降试井
• 压降试井法就是在保持井的产量基本不变 的条件下，通过连续测量井底压力来获取 有关信息
• 在今天不介绍曲线型指示曲线的解释
提纲
一．试井含义 二．试井解释的基本渗流力学原理 三．试井用地层模型的基本类型 四．试井用井模型基本类型 五．不稳定试井几个基本解
六．常规试井解释方法
无限大地层中一口井定产量生产
1 qB r2 P(r, t ) Pi Ei ( ) 2 172.8Kh 14.4 t
• 给前式加上表皮效应，并将自然对数变成 常用对数得：
p wf 2.21076 qB K pi lg t lg 0 . 86859 S 1 . 90768 2 Kh C r t w
• 式中 q——地面脱气原油产量，m3/d； • B——原油体积系数； • μ——地下原油粘度，mPa.s • K——地层有效渗透率，10-3μ㎡ • ——油层有效厚度，m； • ——生产时间，h； • φ——油层孔隙度； • Ct——总压缩系数，1/MPa • rw——井的半径，cm • S——表皮效应；
自喷油井的稳定试井
• 3.最大工作制度的确定原则 • 在生产条件允许情况下，使该工作制度的 稳定流压接近自喷最小流压（例如，取 0.3~1.0Mpa）。 • 4.其它工作制度的分布 • 在最大、最小工作制度之间，均匀内插2~3 个工作制度。
• • • • •
一般测试程序 1.测地层压力 试井前，必先测得稳定的地层压力。 2.工作制度程序 一般由小到大（也可以由大到小，但不常 采用）依次改变井的工作制度，并测量其 相应的稳定产量、流压和其它有关数据。