【油藏工程】3.3 有界地层不稳定试井分析方法(三四)
油藏工程3
DST测试图
§3-1 试井及试井分析
对于水井,有: (1)注入能力测试(Injectivity Test-IT)-水井
注水井的注入测试(Injection Test)等价于油井的压力降落测 试。所谓注入测试是指注入时 对注水井所进行的测试。此时 井底压力随时间是逐渐增加的。 注入流量很容易维持恒定,但 其分析比较困难。
(3-43)
上式对t进行微分,得井底压力随时间的变化率:
由于不稳态时的Y函数特征呈直线。当直线受 干扰时,可由干扰的特征来判断地层性质的变化。
左图表示气水或气油边 界的影响,说明井底附 近存在低粘区域。由于 低粘区域传导性高于高 粘区,表现在函数上则 为其值增加。
图A表示井底附近存在高粘区,即有油水或油气边界存在。 图B表示井底附近存在两条断层,渗透率发生突变的情况。
(3)外边界作用阶段 A.如果为无限大油藏(Infinite Reservoir),径向流动阶段一直 延续下去。 B.若有封闭边界(Closed Outer Boundary):过渡段,径向流动阶段到 边界影响的阶段; 拟稳态流动阶段(Pseudosteady State),主要反映封闭边界的影响。 拟稳态流动阶段:任意时刻地层内压力下降速度相等; C.若有定压边界(Constant Pressure Boundary): 过渡段,径向流动阶段到边界影响的阶段; 稳定流动阶段(Steady State),主要反映定压边界的影响。 稳态流动阶段:地层内压力不随时间变化;
§3-1 试井及试井分析
油 藏 评 价 分 析 方 法
岩心分析方法 地球物理方法
井点取心处的绝对渗透率,反 映渗透率沿深度的变化,静态 依赖岩心分析和其它资料,精 度不高,静态 流体静止条件下近井地层的 渗透 率 , 静 态 流动条件下井周围平均渗透 率,用于评价产能,动态参数 流动条件下井周围各层平均渗 透率,大孔道,动态参数 流 动 条 件 下 地 层 的 吸 水 剖 面、 生产剖面
31 常规不稳定试井分析方法
开井情形 qsf 0, qwh q, qsf qwh q 关井情形 qsf q, qwh 0, qsf qwh q
因此在纯井筒储集阶段有
24C
dpwf dt
qsf qwh Bo
qB pw t 24C
pw qB 24C t qB C t 37 24pw
叠加原理
将叠加原理应用到试井问题上, 可以说成: 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。 使用叠加原理时应注意: 各井都应在同一水动力系统
叠加原理—多井系统的应用
井A
qA
dAB
井A的压力变化
dAC
井C
qC
井B
qB
叠加原理—多井系统的应用
由叠加原理可知:井 A 的压力变化为
第二章
常规不稳定试井 分析方法
第一节 不稳定试井的基本原理和有关概念 第二节 流动阶段的识别 第三节 常规压降试井分析方法 第四节 常规压力恢复试井分析方法 第五节 双重介质油藏常规试井分析方法 第六节 气井常规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
一、最简单的试井解释模型 二、叠加原理 三、无因次量 四、井筒储集效应及井筒储集常数 五、表皮效应与表皮系数 六、流动阶段及可以获得信息
6
34
井筒储集效应
微分形式: d ( pwf pwh ) dZ 6 9.80665 10 dt dt 井口压力在很短时间内趋于稳定: dpwf dZ 6 9.80665 10 dt dt
dZ 结合方程: 24 Awb qsf q Bo dt
dpwf 24 Awb qsf q Bo 6 9.80665 10 dt
油藏工程基本名词解释
油藏工程基本名词解释六、掌握常用的油藏工程基本名词解释。
1.油田勘探开发过程:(1)区域勘探(预探):在一个地区(盆地或坳陷)开展的油气勘探工作。
(2)工业勘探(详探):在区域勘探所选择的有利含油构造上进行的钻探工作。
(3)全面开采2.油藏(Oil Reservior):指油在单一圈闭中具有同一压力系统的基本聚集。
3.油气藏分类:(1)构造油气藏:油气聚集在由于构造运动而使地层变形(褶曲)或变位(断层)所形成的圈闭中。
(2)地层油气藏:油气聚集在由于地层超覆或不整合覆盖而形成的圈闭中。
(3)岩性油气藏:油气聚集在由于沉积条件的改变导致储集层岩性发生横向变化而形成的岩性尖灭和砂岩透镜体圈闭中。
4.油田地质储量:N=100Ah?1?S wiρ0/B oi5.气田地质储量:G=0.01Ah?S gi/B gi6.油气储量:探明储量、控制储量、预测储量7.油藏驱动方式(Flooding Type):(1)弹性驱动(Elastic Drive):在油藏无边水或底水,又无气顶,且原始油层压力高于饱和压力时,随着油层压力的下降,依靠油层岩石和流体的弹性膨胀能驱动的方式。
(2)溶解气驱(Solution Gas Drive):在弹性驱动阶段,当油层压力下降至低于饱和压力时,随着油层压力的进一步降低,原来处于溶解状态的气体将分离出来,气泡的膨胀能将原油驱向井底。
(3)水压驱动(Water Drive):当油藏与外部的水体相连通时,油藏开采后由于压力下降,使周围水体中的水流入油藏进行补给。
(4)气压驱动(Elastic Drive):气压驱动的油藏存在一个较大的气顶为前提,在开采过程中,从油藏中采出的油量由气顶中气体的膨胀而得到补给。
(5)重力驱动(Gravity Drive):靠原油自身的重力将原油驱向井底的驱油方式。
8.划分开发层系:把特征相近的油(气)层组合在一起,用单独的一套生产井网进行开发,并以此为基础进行生产规划,动态研究和调整。
不稳定试井
不稳定试井分析方法开始于20世纪20年代(1920—1930年间),主要研究晚期资料以推算油藏平均压力。
1950—1960年间进一步发展了以分析中期资料为主的不稳定试井分析方法,将实测井底压力和相对应的时间数据绘制在半对数坐标系中,找出直线段进行分析,这就是以HOMER为主创立的常规试井分析方法。
我国油田从60年代初期大量使用常规试井分析来确定油层压力和底层参数,判断油藏边界状况,估计酸化,压裂效果等。
1.常规试井分析方法的优缺点虽然常规试井分析方法起步早,发张比较完善,原理简单又易于使用,但是它存在以下不足之处:1)常规试井分析方法以分析中,晚期资料为主,要求测压时间较长,对低渗油藏来说要取得中晚期资料尤其困难。
2)半对数坐标图上直线段的起始点很难准确确定,而直线段判断错误必将严重影响分析结果。
3)难以分析早期资料,不能取得井筒附近的详细信息。
4)当续流影响大,井筒附近污染严重时,使用困难。
为了克服常规试井分析方法存在的缺限,20世纪60年代末70年代初,国外开始研究现代试井分析方法。
随着计算机应用的发展,计算机辅助下进行试井分析的方法获得进一步完善,以现代试井分析方法为核心的各类试井分析软件应运而生。
2.现代试井分析方法的特点1)系统考虑早,中,晚期资料,建立更完善的数学物理模型。
2)建立了双对数分析方法,确立了早期资料的解释,从过去认为无法应用的数据中得到了许多有用的信息。
3)包括并进一步完善了常规试井分析方法,给出了半对数直线段开始的大致时间,提高了半对数分析的可靠性。
4)采用实测曲线与理论图版相拟合的方法。
5)整个过程是一个边解释边检验的过程,几乎每个流动阶段的识别及每个参数的计算都要从两种不同的方法获得,然后进行分析比较,保证了解释的可靠性。
6)对解释结果进行模拟检验,提高了解释结果的可靠性。
现代试井技术包括的主要内容1)用高精度测试仪表测取准确的试井资料。
2)用现代试井解释方法解释试井资料,得到更可靠的解释结果。
《油藏工程》选择判断 (1)
单选题 (共20道题)1.(2.5分)油田的勘探开发过程大体可以分为几个阶段?A、2个B、3个C、4个D、5个我的答案:B此题得分:2.5分2.(2.5分)二次采油主要采取的注水方式为:A、切割注水B、边缘注水C、环装注水D、面积注水我的答案:D此题得分:2.5分3.(2.5分)均匀井网内,在连接注水井和生产井的直线上:A、压力梯度最小B、压力梯度最大C、压力梯度为0D、渗透率最大我的答案:B此题得分:2.5分4.(2.5分)流度比为20时,以下哪种布井系统的井网波及系数最高?A、反七点系统B、反九点系统C、五点系统D、直线系统我的答案:A此题得分:2.5分5.(2.5分)当产液吸水指数比为4时,较好的油水井数比可能为:A、0.2B、0.3C、0.5D、0.8我的答案:C此题得分:2.5分6.(2.5分)下列哪项内容不是传统油藏描述的主要部分?A、盖层岩石的封堵性B、储层构造C、储层物性的空间分布D、储层流体的分布及性质2/37页我的答案:A此题得分:2.5分7.(2.5分)复杂断块油田勘探开发难度大的主要原因是:A、多分布于边远地区B、油藏埋深较大C、常规的详探井网难以探明油藏情况D、断块较大我的答案:C此题得分:2.5分8.(2.5分)断块油田的主力含油层系通常为:A、紧邻较大断层附近的砂岩发育层段B、紧靠在区域性盖层下面的泥岩发育层段C、紧邻较大断层附近的泥岩发育层段D、紧靠在区域性盖层下面的砂岩发育层段我的答案:D此题得分:2.5分9.(2.5分)对于小断块油藏,一般为了形成“一注一采”关系,井网应设置为:A、500m三角形井网B、300m井网局部加密C、300m三角形井网D、按通常的详探井布置即可我的答案:B此题得分:2.5分10.(2.5分)储层岩石的应力-应变曲线为直线时,表明岩石处于:A、弹塑性变形阶段B、塑性变形阶段C、弹性变形阶段D、粘弹性变形阶段我的答案:C此题得分:2.5分11.(2.5分)井底压力先降低再恢复到初始值的过程中:A、岩石发生了弹性变化B、井的产量会下降C、孔隙度一定不能恢复D、渗透率先降低再升高到初始值我的答案:B此题得分:2.5分12.(2.5分)在油田详探阶段一个重要的工作是:A、打资料井B、查明地域地质条件C、部署基础井网D、圈定含油边界我的答案:A此题得分:2.5分13.(2.5分)油井的产量为合理产量意味着:A、渗透率保持不变B、再进一步增大压差产量将立刻减小C、储层岩石一定处于弹性变形阶段D、生产压差略低于极限压差我的答案:D此题得分:2.5分14.(2.5分)凝析气田在原始油层条件下呈现什么状态?A、油水两相B、油气水三相C、气相单相D、油气两相我的答案:C此题得分:2.5分15.(2.5分)当油藏压力降至饱和压力以下时出现的驱动方式为:A、气压驱动B、溶解气驱C、水压驱动D、润湿驱动我的答案:B此题得分:2.5分16.(2.5分)可以将注水开发看成是哪种驱动方式?A、溶解气驱B、弹性水驱C、刚性气驱D、刚性水驱我的答案:D此题得分:2.5分17.(2.5分)弹性气驱油藏开采到一定阶段将转变为哪种驱动方式?A、刚性气驱B、溶解气驱C、刚性水驱D、弹性驱动我的答案:B此题得分:2.5分18.(2.5分)刚性水驱油藏开采过程中:A、油藏压力不变,产液量不变B、油藏压力不变,产油量不变C、油藏压力变小,产液量变小D、油藏压力变小,产油量变小我的答案:A此题得分:2.5分19.(2.5分)划分开发层系时,各层系间应:A、特性相近B、纵向距离相近C、储量相近D、具有良好的隔层我的答案:D此题得分:2.5分20.(2.5分)对于地饱压差较大,天然能量较充足的油田,较合适的注水时间是:A、什么时候都可以B、早期注水C、中期注水D、晚期注水我的答案:C此题得分:2.5分多选题 (共10道题)21.(2.5分)试油资料主要包括:A、产量数据B、压力数据C、物性资料D、温度数据我的答案:ABCD此题得分:2.5分22.(2.5分)出现哪些情况将考虑对油气田进行驱动方式调整?A、采油速度较快,油藏压力迅速降低B、在初始开发方案下发现层间干扰严重C、开发井数目远未达到计划时,产量不随井数明显增加D、油田出现水窜我的答案:BCD此题得分:0.0分23.(2.5分)哪些是开辟生产试验区应遵循的原则?A、位置和范围应具有一定的代表性B、应具有足够连通性连接整个油田C、有一定的生产规模D、尽可能考虑地面建设我的答案:ACD此题得分:2.5分24.(2.5分)利用容积法计算油田地质储量时不需要知道:A、含油体积B、渗透率C、原始的原油体积系数D、地应力大小我的答案:BD此题得分:2.5分25.(2.5分)如果高渗透层和低渗透层合采,存在的问题是:A、由于低渗透层的油流阻力大,生产能力往往受到限制B、高渗透层过早水淹或水窜,将会形成强水洗带(或大孔道)C、低压层往往不出油D、高压层的流体有可能会窜入低压层我的答案:AB此题得分:2.5分26.(2.5分)性质相近的油层除了沉积条件以及渗透率相近外,一般还有哪些主要体现:A、组成层系的基本单元内油层的分布面积接近B、层内非均质程度相近C、不同油层储量相近D、各主要油砂体的几何形态及分布状态相差不大我的答案:CD此题得分:0.0分27.(2.5分)油田注水时机的确定主要需考虑哪些因素?A、油田天然能量大小B、产量要求C、开采方式D、气候状况,特别是降水情况我的答案:ABC此题得分:2.5分28.(2.5分)油藏描述包括几大部分?A、矿场机械的分布位置B、储层物性的空间分布C、储层构造特征形态D、储层流体的分布和性质我的答案:BCD此题得分:2.5分29.(2.5分)断块油田油层分布的特点通常有:A、含油层系多B、单套层系连片含油面积不大C、主力含油层系突出D、不同区块含油层系不同我的答案:ABCD此题得分:2.5分30.(2.5分)弹塑性油藏的开采原则有:A、保持一定的油层压力,使渗透率不发生明显下降B、生产压差合理C、小压差试油D、控制井底压力保护套管我的答案:ABCD此题得分:2.5分判断题 (共10道题)31.(2.5分)做完地震细测和打详探资料井后,油田即可正式投入开发。
用边界元法分析油藏不稳定渗流问题
用边界元法分析油藏不稳定渗流问题
刘青山;段永刚;陈伟;岳建伟
【期刊名称】《试采技术》
【年(卷),期】2004(025)002
【摘要】油藏几何形状对井底压力动态响应有显著的影响.常规的解析方法只能解决一些简单、规则形状的问题.对于非规则形状的问题,边界元法是有效手段之一.它具有降维、计算速度快、精度高以及求解内点方便等特点.根据边界元理论推导了任意形状油藏不稳定渗流的计算方法,并将其计算结果与常规解析方法求解结果相比较.边界元法在油藏数值模拟和试井领域有广阔的应用前景.
【总页数】3页(P1-3)
【作者】刘青山;段永刚;陈伟;岳建伟
【作者单位】西南石油学院,成都,610500;西南石油学院,成都,610500;西南石油学院,成都,610500;西南石油学院,成都,610500
【正文语种】中文
【中图分类】TE3
【相关文献】
1.用边界元法分析油藏不稳定渗流问题 [J], 刘青山;段永刚;陈伟;张奎;岳建伟
2.不等厚分形复合油藏不稳定渗流问题的数学模型及压力特征 [J], 向开理;李允;李铁军
3.分形油藏不稳定渗流问题的精确解 [J], 同登科;葛家理
4.边界元法求解侧钻井不稳定渗流数学模型 [J], 唐洪俊
5.低渗透矩形油藏不稳定渗流压力动态分析 [J], 刘海龙
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《油藏工程》课后习题答案
油藏工程教材习题第一章:1. 一个油田的正规开发一般要经受那几个阶段?答:一个油田的正规开发一般要经受以下三个阶段:(1)开发前的预备阶段:包括详探、开发试验等。
(2)开发设计和投产:包括油层讨论和评价,全面部署开发井、制定射孔方案、注采方案和实施。
(3)开发方案的调整和完善。
2.合理的油田开发步骤通常包括那几个方面?答:合理的油田开发步骤通常包括以下几个方面:1.基础井网的布署。
2.确定生产井网和射孔方案。
3.编制注采方案。
3.油田开发方案的编制一般可分为那几个大的步骤?答:油田开发方案的编制一般可分为以下几个大的步骤:1、油气臧描述2、油气藏工程讨论3、采油工程讨论4、油田地面工程讨论5、油田开发方案的经济评价6、油田开发方案的综合评价与优选。
4.论述油气田开发设计的特别性。
答:一切工程实施之前,都有前期工程,要求有周密的设计。
有些工程在正式设计前还应有可行性讨论。
对于油气田开发来说,也不例外,但又有其不同的特点。
(1)油藏的熟悉不是短时间一次完成的,需经受长期的由粗到细、由浅入深、由表及里的熟悉过程。
(2)油气田是流体的矿藏,凡是有联系的油藏矿体,必需视作统一的整体来开发,不能像固体矿藏那样,可以简洁地分隔,独立地开发,而不影响相邻固体矿藏的隐藏条件及邻近地段的含矿比。
(3)必需充分重视和发挥每口井的双重作用一一生产与信息的效能,这是开发工作者时刻应当讨论及考虑的着眼点。
(4)油田开发工程是学问密集、技术密集、资金密集的工业。
油气田地域宽阔,地面地下条件简单、多样;各种井网、管网、集输系统星罗棋布;加之存在着多种因素的影响和干扰,使得油田开发工程必定是个学问密集、技术密集、资金密集的工业,是个综合运用多学科的巨大系统工程。
5.简述油藏开发设计的原则。
答:油藏开发设计的原则包含以下几个方面:(一)规定采油速度和稳产期限(二)规定开采方式和注水方式(三)确定开发层系(四)确定开发步骤6.油田开发设计的主要步骤。
典型油藏试井分析方法(均质油藏的试井方法)
压力恢复试井分析方法
在测试前,油井以定产量q1生产到时间tP ,然后产量由q1 立刻变为q2 ,测试时间为△t,则井底压力公式可由叠加原理 求得:பைடு நூலகம்
2p
r
2
1 r
p r
Ct 3.6o
p t
p t0
pi
p r pi
lim r p qB r0 r 172.8kh
单相:
o
ko o
ct co cR
2p
r
2
1 p r r
Ct 3.6t
p t
1)
lg
k
ct rw2
0.9077 ]
(24)
压力恢复试井分析方法
多数情况下,关井前产量一直保持不变是不可能的,只能 做到关井前的一段时间内产量稳定。生产时间可用折算时间, 它等于相邻两次稳产期的累积产量除以关井前的稳定产量, 即:
tp
qt
q
这样做并不影响试井结果的精度。
压力恢复试井分析方法
三、变产量试井分析方法
在实际生产,常常难以保证产 量为常量,特别是对于新开采的高 产井,保持定产量是不可能的,也 是不实际的。因此,对于这类油井 就需要采用改换油嘴大小来实现多 级产量(或叫变产量)的测试及分 析方法。
右图为变产量生产历史示意图。
实际上,产量变化往往是连续的,将连续变化产量的过程 划分为多个时间段,在每个小段内的产量即可认为是常量,分 段越多,越接近于实际,分析精度也越高。
第三章油藏动态分析方法详解
3、堵塞比:DR=1/PR 4、流动效率(FE)或称完善系数,是堵塞比的倒数,
FE=1/DR 判断: S PR DR 状 况
=0 =1 =1 无损害 >0 <1 >1 有损害 <0 >1 <1 改 善 判断通式:FE=PR=1/DR
第二节 不稳定试井分析方法(常规试井分析方法)
K(Ko)—渗透率没有受损的(有的用Ko表示)μm2; Kd(Kod)—损害区渗透率; rd、rW—污染半径(损害半径)井眼半径,m。
如果知道K、Kd、rd,则可求S 如果知道K、Kd、S,则可求rd
损害时S为正值,酸化后则为负值。
2、产能比:实际产能与理论产能之比
PR Q实 Q理
ln(re / rw ) ln(re / rw ) s
关井压力PWf=Pws,作为关井时间Δt的逐数进行记录,在 此情况下有:
Pws
(t)
Pi
2.12 103
qB
kh
lg
t
t t
(5-5)
Pi—地层压力,MPa; PWS—关井井底压力,MPa; q—井稳定产量,m3/d; t—关井前的生产时间,h; μ—井中流体粘度; Ct—综合压缩系数; Φ—地层孔隙度,%; h—油层厚度,m; K—油层渗透率,μm2; B—原油体积系数; rW—井半径,m。
上式可以改为:
2.121 10 3 qB t t
P Pi Pwsቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ(t)
lg
kh
t
(5-6)
这就是压力恢复公式,又称为“Horner”公式
以Pws(Δt)为纵坐标,lg(t+Δt/Δt)为横坐标,压力和
时间呈线性关系,如图,此曲线为Horner曲线,这种分
中国石油大学油藏工程复习总结
第一章油田开发设计基础油田勘探开发程序1油田勘探开发是个连续的过程。
按照目的和任务的不同,分为三个阶段区域勘探(预探):在一个地区(指盆地、坳陷或凹陷)开展的油气田勘探工作。
可细分为普查和详查2.工业勘探(详探):在区域勘探出具有工业价值的油田后,进行下一步的详探工作。
工业勘探过程可以分为构造预探和油田详探两个阶段。
(1)试油:对详探井的资料进行分析,确定井的生产能力和相关参数。
产量数据,地下地面的油气水产量,不同压力下的稳定产量;压力,原始地层压力、静压、流压、套压;油气水的性质;边底水能量的大小;地层的温度状况。
(2)试采:在试油以后,油井以比较高的产量生产,暴露出油藏的生产问题,以便在开发方案中加以考虑。
认识油井生产能力,即主力油层的产量变化,递减状况。
认识油层天然能量的大小及驱动类型和驱动能量的转化。
认识油层的连通情况和层间干扰情况。
认识生产井的合理工艺技术和油层增产改造措施。
(3)开辟生产试验区:是指在详探程度较高和地面建设条件比较有利的地区选择一块区域,用正规井网正式开发作为生产实验区,开展各种开发生产实验。
目的: 提前了解在正式开发中可能会遇到的问题,及时采取相应策略,以及各种措施的可行性、技术界限,是整个油田开发的先导。
选取原则:1)生产试验区开辟的位置和范围对全油田应具有代表性。
通过试验区认识的油层分布规律、流体运动特点对全油田具有较为普遍的意义。
2)试验区应具有相对的独立性,把试验区对全油田合理开发的影响减小到最小程度。
3)试验区要具有一定的生产规模。
4)试验区的开辟还应尽可能考虑地面建设。
5) 抓住油田开发的关键问题(转注时机与天然能量),对比性强3.正式投入开发(1)基础井网:是以主要含油层系为目标设计的第一批生产井和注水井,是开发区的第一套正式的井网。
任务: 合理开发主力油层,建成一定的生产规模。
兼探开发区的其他油层,解决探井、资料井所没有完成的任务。
4.油田开发( oilfield development)的特点:不可重复性和持久性、时变性和实践性、具有明确的目标,科学技术是第一生产力。
【油藏工程】3.3 有界地层不稳定试井分析方法(一二)
qB
lg
4re2 4e3 2rw2
0.8686s
(3-21)
供油面积 A re2
4e3 2 56.31857 31.6206 1.781
一般供油面积不是圆形的,此时可用形状因子 C代A替
31.6206代入上式,即考虑边界形状的影响,则上式变 为:
2.121103 qB 4A
p pwf (t)
p*
p
qB 4 kh
4
t DA
n 1
Ei
Ct
d
2 N
4kt p
tDA
kt p
Ct A
令:
PDMBH =4 tDA
n 1
Ei
Ctd
4kt p
2 N
p
p*
m 2.303
Re Rw
3 4
渗流力学P102 公式(4-4-13)
P
Pwf
(t)
Q 4kh
2
ln
Re Rw
ln
3
e2
P
Pwf
(Байду номын сангаас)
Q 4kh
ln
4Re2 4e3/ 2rw2
2S
P
Pwf
(t)
2.303Q 4kh
lg
4Re2 4e3/ 2rw2
0.8686S
(*1)
p
pwf
t
2.121103 kh
?
pD
lg
4tD
0.8686s
下面由达西单位制来推导: 均质无限大地层中心一口井定产量生产的压力公式为:
Pwf
(t)
Pi
Q 4kh
Ei
rw2
4t
井壁不稳定地层的类型与井壁不稳定现象
一、井壁不稳定地层的类型与井壁不稳定现象1.井壁不稳定地层的类型钻井过程中所钻遇的地层,如泥页岩、砂质或粉砂质泥岩、流砂、砂岩、泥质砂岩或粉砂岩、砾岩、煤层、岩浆岩、碳酸盐岩等均可能发生井壁不稳定。
但井塌大多发生在泥页岩地层中,约占90%以上。
缩径大多发生在蒙脱石含量高、含水量大的浅层泥岩、盐膏层、含盐膏软泥岩、高渗透性砂岩或粉砂岩、沥青等类地层中。
压裂则可发生在任何一类地层中。
井塌可能发生在各种岩性、不同粘土矿物种类及含量的地层中;但严重井塌往往发生在下述地层中:(1)层理裂隙发育或破碎的各种岩性地层。
(2)孔隙压力异常的泥页岩。
(3)处于强地应力作用的地区。
(4)厚度大的泥岩层。
(5)生油层。
(6)倾角大易发生井斜的地层等。
2.井壁不稳定现象(1)井塌的现象钻井或完井过程中如发生井塌会出现以下现象:①返出钻屑尺寸增大,数量增多并混杂。
②泵压增高且不稳定,严重时会出现憋泵现象,并可憋漏地层③扭矩增大,蹩钻严重,停转盘打倒车。
④上提钻具遇卡,下放钻具遇阻;接单根、下钻下不到井底时会发生卡钻或无法划至井底。
⑤井径扩大,出现糖葫芦井眼,测井遇阻卡。
(2)缩径的现象当钻井过程中地层发生缩径时,由于井径小于钻头直径,会出现扭矩增大,蹩钻等现象,严重时转盘无法转动,甚至被卡死;上提钻具或起钻遇卡,严重时发生卡钻;下放钻具或下钻遇阻,如地层缩径严重,可使井眼闭合,如胜利油田和南疆钻含盐软泥时均出现过此现象。
(3)压裂的现象当钻井液的循环压力大于地层的破裂压力时,就会压裂地层,使地层出现裂缝,从而导致泵压下降,钻井液漏入地层,井筒中液柱压力下降。
如液柱压力降至上部易塌地层的坍塌压力或孔隙压力之下,就可能发生井塌或井喷等井下复杂情况。
二、地层组构特性、理化性能和井壁稳定性的室内评价方法返回1.地层组构特性和理化性能的分析方法研究井壁失稳的原因及技术对策必须搞清井壁不稳定地层的组构特性和理化性能,常用的分析方法有以下几种:(1)肉眼观察通过肉眼观察可以掌握地层的层理、裂隙和镜面擦痕发育情况,地层倾角大小,地层软硬程度及遇水后膨胀、分散和强度定性变化情况。
31 常规不稳定试井分析方法
17
无因次量
无因次井筒储集常数:
C CD 2 2 Ct hrw
无因次距离:
r rD rw
18
无因次量
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
3.6 Kt tD 2 Ct rw
用折算半径定义 用油藏面积定义
3.6 Kt tD 2 Ct rwe
dpW D pD CD rD 1 dt D rD r 1 D
无因次形式
32
井筒储集效应
2、原油未充满整个井筒
V Vu l p 9.80665 10 l
6
Vu V 1 C p 9.80665 106
Vu:每米油管的容积 m m
3.6 Kt tD Ct A
用裂缝半长ห้องสมุดไป่ตู้义
3.6 Kt tD Ct rf2 19
无因次量
用无因次量来讨论问题有许多好处:
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
2
pD 1 pD pD 2 rD rD rD tD
叠加原理
将叠加原理应用到试井问题上, 可以说成: 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。 使用叠加原理时应注意: 各井都应在同一水动力系统
叠加原理—多井系统的应用
井A
qA
dAB
井A的压力变化
dAC
井C
qC
井B
qB
叠加原理—多井系统的应用
由叠加原理可知:井 A 的压力变化为
2
【油藏工程】第三章 5 常规试井分析方法和现代试井分析方法
井底压力为:
pwf
(t)
p(rw ,t)
pi
qB 345.6kh
Ei
rw2
14.4t
当井底存在污染时,井底压力为:
? pwf
(t)
pi
qB 345.6kh
Ei
rw2
14.4t
2s
(3-4)
式中:s-污染系数;或称为表皮系数
补充:井底存在污染时,井底压力表达式
rs rw
无污染: P qB ln rs 2kh rw
油藏动态监测方法:应用动态资料(生产资料、 压力测试资料、示踪剂浓度产出曲线)分析、评价 油藏的动态和地层参数。
• 试井分析方法 • 示踪剂分析方法 • 生产测井分析方法 • 井间地震(四维地震) • 电位法
试井分析的基本理论知识
试井的分类
按照测试目的,试井可分为两种:第一种主要是用来测定油气
井产能的试井,称为产能试井;第二种主要是用来了解储层特性的
q-地面产量,m3/d;
B-体积系数, m3/(标m3) ;
μ-流体粘度,mP.s;
φ-地层孔隙度,小数;
Ct-综合压缩系数, Ct = Cr + CL ,MPa-1 ;rw-井半径,m;
Darcy单位制
名称 长度 面积 压力 粘度 时间 流量 渗透率
符号 L A P μ t q k
单位 cm cm2 atm cp s cm3/s D
所以有: P实 P理 Ps
即:
Pi
Pwf
(t)
qB 4kh
Ei
rw2
4t
2S
进行单位制转换,可得到(3-4)式
当 rw2 0.01 时,
14.4t
不稳定试井
稳定试井:以稳定渗流理论为基础
试井
不稳定试井:以不稳定渗流理论为基础 压降法试井:定产量投产,测Pwf—t 不稳定试井 压力恢复法:关井测关井后PwS—t 水文勘探法:多井试井,了解井间连通 情况
从油藏系统的角度来说, 从油藏系统的角度来说,试井分析是油藏系统的 反问题(是一个识别、诊断过程) 反问题(是一个识别、诊断过程) 输入信号 即产量Q
第二节 压力恢复法试井
一、油井关井压力恢复规律
油井关井后, 油井关井后,地层中发生的压力回升过 程是: 程是: •井底压力不断升高 •压力回升面积不断扩大 •远离井底处地层压力逐步下降
产 量
QO
tP
时间
有一口井以稳产QO生产 tP时间后关井测压
产 量
假设该井没有关井,继 续以QO生产,同时以-QO注入 QO QO
2.3Qo µBo pw (t ) = pi − 4πkh
A
D
p w ( t ) = A − D lg t
压降分析:
从理论上讲,压力与时间的对数呈线性关系
pw (t ) ~ lg t
若实测试井资料在该半对数坐标系上呈 直线,则可以根据其斜率和截距反求地 层参数。
压降分析:
Pw
2.3Qo µBo tgα = D = 4πkh
α
A
lgt
由斜率D确定流动系数,由截距 确定表皮因子 确定表皮因子S 由斜率 确定流动系数,由截距A确定表皮因子 。 确定流动系数
压降分析:
Pw
早期数据为什 么偏离直线?
lgt
压降分析:
早期数据为什么偏离直线的原因 在井口开井 井筒储集效应
压降分析:
Pw
晚期数据为什 么偏离直线?
31_常规不稳定试井分析方法
用井的半径定义
tD Ctrw2
定 义
用折算半径定义
3.6Kt
tD Ctrw2e
不
3.6Kt
是 唯
用油藏面积定义
tD Ct A
一
3.6Kt
的
用裂缝半长定义
tD
Ct
r2 f19
无因次量
用无因次量来讨论问题有许多好处:
1、关系式变得很简单,易于推导、记忆和应用
2p r2
1 r
p r
Ct
3.6K
Kh
(lg
K
Ct rw2
0.9077)
写成压差形式:
p
pi
pwf
(t)
2.121103 qB
Kh
lg
t
2.121103 qB
Kh
(lg
K
Ct rw2
0.9077)
二、叠加原理
所谓“叠加原理”就是:如果某一线性微 分方程的定解条件也是线性的,并且它们都可 以分解成若干个定解问题,而这几个定解问题 的微分方程和定解条件相应的线性组合,正好 是原来的微分方程和定解条件,那么,这几个 定解问题的解相应的线性组合就是原来的定解 问题的解。
2
一、最简单的试井解释模型
水平,等厚,均质,无限 大地层,弱可压缩液体,一口 井以稳定产量生产,服从达西 定律,等温渗流,忽略重力和 毛管力。
最简单的试井解释模型
2 p
r
2
1 r
p r
1
3.6
p t
p(,t) pi
p(r,0)
pi
k ct
qB
172.8
Kh r
p
r rrw
导压系数是一个表征地层和流体“传导
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qB dt
六.调查半径
调查半径也叫做供给半径或研究半径,为地层中压力 分布达到了拟稳态时压力波所传播的距离。
目前常用的调查半径的计算公式是考虑油藏为圆形油 藏,其中心有一口井。此时拟稳态开始的时间为:
ts
0.0873 Ctre2
k
(3-50)
re —封闭边界的半径。
调查半径的计算公式可以写为:
(3-51)
由Y函数的定义式看出:Y函数的物理意义为单位产量下的 井底压力随时间的变化率。而D称为达西常数。
对式(3-44)两边取对数,则有:
lgY lgD 2 lgt
(3-45)
以 lg Y为纵坐标, lg t 为横坐标,绘制曲线,如图3-18所示, 对于不稳态流动阶段压力特征将呈现单位斜率的直线段。
对于有界地层,当地层渗流进入拟稳态时,由式(3-24)可得:
)
Ei(
0.07(2d )2
t
)]
(3-38)
生产早期由于t比较小
p wf
(t )
pi
9.21 10 4 qB
kh
Ei( 0.07 rw2 )
t
(3-39)
2.121103 qB 8.085 3t
pwf (t) pi
kh
lg rw2
pi
m lg
8.085 3t
rw2
(3-40)
m 2.121 10 3 qB
pi
pwf
(t)
2.121103 qB
khΒιβλιοθήκη 4A (lgCArw2
19.645t
A
0.8686s)
(3-24)
Y D'
D ' 0.04167 /(Ct hre2 )
(3-46)
在图3-18上,对应拟稳态的数据函数特征为一条水平 直线段。由水平直线段的纵坐标(即)可求得地质储量:
N Vp So 0.004167So Ct D' (3-47)
kh
(lg CArw2
A
0.8686s)
dpwf 0.04166qB dpwf 0.04166qB (3-33)
dt
Cth re2
dt
VpCt
Vp hre2
对式(3-33)两边积分,得:
0.04166qB
(3-34)
pwf (t) VpCt
t pint
设: p pi pwf (t) pint pi pint
则有:
p
0.04166qB VpCt
t
pint
(3-35)
在直角坐标系中若将测试后期(拟稳态)数据作或关系 曲线(如图3-15),则可得直线斜率为:
m 0.04166qB VpCt
可求得封闭系统的储量:
(3-36)
N
Vp
So
0.04166qBSo m Ct
(3-37)
封闭油藏拟稳态流动阶段压力与时间的关系曲线
kh
随着测试的进行,t增大到一定数值后,A2井压力波 已扩散到断层边界,此时:
pwf
(t)
pi
2.121103 qB
[lg kh
8.085 3t
rw2
lg
8.085 3t
(2d )2 ]
pi
m lg( 8.085 3t )2
2rw d
pi
2m lg
8.085 3t
2rw d
(3-41)
在半对数曲线 pw lg t 关系图中,压力变化的前一阶 段呈斜率为m的直线段,而在后一阶段呈现斜率为2m的直 线段。
设两条直线段的交点对应时间为
t
,则有:
x
pi
m lg 8.0853ηt x rw2
pi
2m lg 8.0853ηt x 2rw d
d 1.422 ktx
Ct
(3-42)
对于压力恢复,利用叠加原理同样可得到上述结论。 作业:压力恢复情况下,推导上述结论。
五、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。在我国的一些断块油田上 已经得到了较为广泛的应用,并获得了较好的结果。常产量压 降试井的井底压力为:
图3-18 不稳态期和拟稳态期的Y函数特征
由于不稳态时的Y函数特征呈直线,因此当直线受干扰, 可由干扰的特征来判断地层性质的变化。
D 1.842 103
kh
图3-19表示气水或气油边
界的影响,说明井底附近存在低粘区 域。由于低粘区域传导性高于高粘区, 表现在函数上则为其值增加。
图3-19 气水或气油边界
图3-20油水或油气边界 表示井底附近存在高粘区, 即有油水边界或油气边界 存在。
图3-21 渗透率突变地层 表示由于井底附近存在两 条断层,渗透率发生突变 的情况。
对于关井压力恢复的情况,也可用相同的方法,不同
之处是:绘制 lgY lg t的关系曲线,此时 Y 1 dpws
其中 pws 为关井压力。
第三章 油藏动态监测原理与方法
第三节有界地层不稳定试井分析方法
三、确定地质储量 四、确定井到一条封闭边界(直线断层)的距离
三.确定地质储量
封闭油藏系统,流动测试或压力恢复测试中,当边界效 应开始影响,地层渗流达到拟稳态时,由式(3-24)得:
2.121103 qB 4A 19.6435t
pi pwf (t)
pwf
pi
2.121103 qμB kh
lg
t
rw2
0.8686s 0.9077
(3-43)
上式对t进行微分,得井底压力随时间的变化率:
dpwf 9.21 10 4 qB 1
dt
kh
t
dpwf
pwf
令:
Y
dt
t
qB
qB
D 1.842 10 3
kh
则: Y D 2t
(3-44)
pi
pwf
(t )
- 9.21104 qB
kh
[Ei(
0.07(2d)2
t
)]
p p1 p2 pi -pwf (t)
-9.21104 qB [Ei( 0.07rw2 ) Ei( 0.07(2d )2 )]
kh
t
t
p wf
(t)
pi
9.21 10 4 qB [Ei(
kh
0.07 rw2
t
ri 3.385
kts
Ct
(3-51)
因此,当油井试井(生产) t时间后,其调查半径可 用式(3-51)来计算。随着测试时间的增大,供油半径的 值也不断增加。该值实质上应比t时刻压力波的真实传 播距离要大。
值得注意的是,若油藏在时间t内已有边界反映,或是发现压 力波已于邻井供油区相遇,则式(3-51)已不再适用。
四、确定井到一条封闭边界(直线断层)的距离
直线断层附近一口生产井
井到边界的直线距离为d,当对油井进行压降测试或恢复 测试时,其井底压力可由镜像映射和叠加原理求得:
井A1单独生产产生的压降:
p1
pi
pwf
(t)
- 9.21104 qB
kh
[Ei(
0.07rw2
t
)]
井A2单独生产产生的压降:
p2