稳定试井与不稳定试井

1

第一部分 油气井试井

第一章 稳定试井

第一节 油井稳定试井

一、原理

达西定律告诉我们：平面径向流的井产量大小主要决定于油藏岩石和流体的性质（即

Kh

），以及生产压差。因此，测出井的产量和相应压力，就可以推断出井和油藏的流动特性，

这就是稳定试井所依据的原理。

稳定试井也可称为产能试井。其具体做法是：依次改变井的工作制度，待每种工作制度下的生产处于稳定时，测量其产量和压力及其它有关资料；然后根据这些资料绘制指示曲线、系统试井曲线、流入动态曲线；得出井的产能方程，确定井的生产能力、合理工作制度和油藏参数。

本章主要介绍自喷油井的稳定试井。

二、测试方法 （一）定工作制度

1.工作制度的测点数及其分布

每一工作制度以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。 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油压接近自喷最小油压（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。

（二）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

图1—1油井指示曲线类型

2

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。

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。 三、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：

p p J q ∆= (6—1) 式中：q ——产量，m 3/d

J ——采油指数，m 3/d ·MPa Δp P ——生产压差，MPa 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△p p ～q 的坐标系上得直线，量出直线的

斜率，其倒数即为J 。

四、指数式产能方程及其确定 1.指数式产能方程

2.系数C 、n 的确定

五、二项式产能方程及其确定

六、油井稳定试井资料解释 （一）解释步骤和方法

1． 整理试井资料

(1) 试井数据列表。

(2) 绘制试井曲线。

1) 绘制系统试井曲线，系统试井曲线如图(1—4)。利用这一曲线可确定油井的合理工作制度。

2) 绘制指示曲线，根据表1—1的生产压差p p ∆和产量q 作q p p -∆图。 2． 确定产能方程

由绘制的指示曲线，判别指示曲线类型；由各所属类型确立产能方程直线型指示曲线 当油藏中流体处于单相（液相）达西流动时，油井指示曲线为直线，以此直线可计算以下参数：

1) 采油指数J 。在直线上任取一点（q ，p p ∆），按式1-1求得采油指数：

3

p p q J ∆=/

2) 油层渗透率。利用求得的采油指数J ，由拟稳态流动方程求得平均渗透率j K

[]h

S r r n l B J K w e j +-⨯=

-43

)(10842.13μ （1—9）

式中K j ——泄油区平均渗透率，µm 2

；

µ——地层原油粘度，mPa.s ； B ——地层原油体积系数，m 3

/ m 3

； h ——油层有效厚度，m ； r e ——泄油半径，m ；

r w ——油井半径，m ； S ——表皮系数。

式(1—9)中μ、B 值可由实验室或从本手册附录中查取；h 由测井资料取得；r e 由地质资

料提供，它的取值大小对计算值影响不大。

(1) 曲线型指示曲线

当油藏中流体处于单相非达西流动，其指示曲线为曲线型。此时，可计算以下地层参数： 1)地层渗透率。通过二项式方程(2—5)的系数a 与拟稳态流方程相对应，可算出地层渗透率： ()[]ah

S B w

r e r K +-

⨯-=

4

3

3ln

10842.1μ （1—10）

式中 S ——表皮系数，由不稳定试井法求得或类比法近似估计；其它符号同前。

2)计算不同流压下的产量。如果地层压力仍保持试井期间p R ，则任一流压（p wf ）下的产

量由下式确定

b

p p b a a wf R q 2)

(42-++

-= (1—11) 若p wf 等于自喷最小流压，则由上式可得油井的自喷最大产量。

第二章 不稳定试井

由岩心分析得到的地层渗透率只能代表取心井点处的绝对渗透率。它的优点是能准确反映渗透率沿地层厚度的变化，但对确定产能则意义不大。用地球物理方法求渗透率大都必须依据岩心分析或其他资料，而且精度不高，也只能代表井底周围附近地带的情况。只有用试井的办法才能求出与井的产能直接相关的、代表井附近较大范围的平均有效渗透率，也只有通过试井才能确定工艺条件变化（例如油层堵塞和改造措施）引起的渗透率变化以及相应的产能变化。与岩心分析相比，试井工艺简单，成本低廉，在整个开发过程中随时都可进行，每口井都可以做。试井所取得的参数是开发工作所需要的。

压力是开发油田的重要数据，如何才能在尽可能短的关井时间内求得准确的地层压力，也是试井所需解决的一个问题。

仅仅根据地质和地球物理资料往往很难断定断层和地层相变界限和封闭性。试井则可以

4

为判断由藏界限提供很有价值的信息。只有通过试井才可以求出由于井的渗流不完善造成的附加阻力（表皮效应）的可靠值。

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。

一、基本微分方程式

假设地层是均质等厚各项同性的，其中只含一种可运动的流体，地层及其中所含流体的压缩性和压力梯度都很小，而且二者的压缩系数是常数，渗流过程是等温的，则在地层内任一点上有：

t p

z

p y p x p ∂∂=∂∂+∂∂+∂∂)(222222η (2—1)

t

C K

μφη=

e f t C C C +=

式中：η——导压系数，cm 2/s

K ——渗透率，μm 2 μ——粘度，mp a ·s φ——孔隙度，f C t ——总压缩系数，1/mpa

C f ——地层（孔隙体积）的压缩系数，1/mpa C e ——液体的压缩系数，1/mpa

一般假设地层是水平的。如果只有一口井钻穿整个地层厚度（渗流完善井），则用极坐标表示方程（2—2）比较方便，其形式为：

t

p

r p r r r ∂∂=

∂∂∂∂⋅

)(1η （2—2） 式中r 为自井中心量起的矢径。对于超高压地层，由于渗透率、孔隙度和压缩系数都可能随压力而改变，且压缩系数值可能较大，这时使用方程2—20和2—21时要慎重。

理论分析和实践都证明上述方程都可安全用于实际油藏，不过其中的渗透率和孔隙度应理解为该井影响范围内的平均值。

方程2-1所表示的是地层内由于压力不平均而发生渗流时，压力与坐标、时间和地层与流体性质之间必须满足的关系，其中不包含造成压力不平均的原因。因此要解决任何实际问题必须同时考虑造成压力不平均的初始和边界条件。井底压力维持在低于原始压力的某一常数值，或井以常产量生产，就是常见的造成压力不平均的原因，我们称之为内边界条件。油藏边界上的压力维持不变，或油藏边界是不渗透的，我们称之为外边界条件。在我们开始研究的那一瞬间，地层内的压力可能是平衡的——例如到处都等于原始地层压力；也可能是按