第六章 試井資料解釋方法

煤層氣試井與測試技術授課教師：張小東Telmail：z_wenfeng@163.com河南理工大學能源學院第六章試井設計及解釋第一節(jié)試井設計第二節(jié)試井資料解釋第一節(jié)試井設計一、試井設計的重要性二、試井設計的步驟三、資料錄取的基本要求一、試井設計的重要性

試井設計是進行試井工藝選擇的基礎和前提。就如其他工程設計一樣，如蓋一棟樓，沒有設計圖是不可想象的。沒有精心設計的試井施工，特別是針對特殊井的施工，就不可能取得好的效果。

試井設計是一門學問，設計前熟悉各種試井方法，深入了解油氣田的地質(zhì)概況、明確試井方法解決的問題，有針對性的提出試井設計。二、試井設計的步驟1、收集相關地質(zhì)資料和被測井的井身結構數(shù)據(jù)

以下資料必須要詳細收集1）測試井的基本數(shù)據(jù)

（1）井號（2）井別（水平井、垂直井等）（3）地理位置（4）構造位置（5）井位坐標（6）地面海拔、補心海拔、補心高度二、試井設計的步驟補心海拔：鉆桿都是從鉆井平臺上開始下放的，而測井都是從地面為基準面開始測試的，這中間就會有個鉆井平臺本身高度的差異，是為補心。補心海拔=地面海拔＋鉆機補心高度補心高度：指鉆井平臺方補心至地面的距離，即補心的地面高度（7）鉆井數(shù)據(jù)：開鉆、完鉆、完井時間，以及完鉆井深、完鉆層位（8）井身結構：包括表層套管、技術套管、

油層套管、人工井底等

一般要附井身結構圖補心海拔與地面海拔關系示意圖二、試井設計的步驟2）測試井基本地質(zhì)參數(shù)

（1）測井解釋成果表（附表）（2）測試層段井深（3）測試層中部深度（4）射孔層位：所屬的地層單元（5）射孔層段（6）產(chǎn)層有效厚度、射開有效厚度（7）產(chǎn)層巖性：煤層、砂巖等（8）射孔密度：？孔/m

（9）測試層平均孔隙度：由巖心數(shù)據(jù)獲得

（10）測試層平均滲透率：由測井數(shù)據(jù)解釋獲得（11）測試層溫度、原始地層壓力二、試井設計的步驟

（11）原始含氣飽和度：巖心數(shù)據(jù)

（12）原始含水飽和度：巖心數(shù)據(jù)

（13）綜合壓縮系數(shù)：有關資料分析計算得到3）測試井試氣資料若測試井具有DST試井或其它試氣資料，要進行有關參數(shù)的收集。2、測試目的測試目的一般由甲方提供，指測試井的用途，是用來評價產(chǎn)能、井間的連通性、單井可控儲量等，還是獲得氣水界面、原始靜壓力、有效滲透率、表皮系數(shù)、井附近的邊界形狀、儲層壓力在產(chǎn)氣過程中的下降、氣水樣的性質(zhì)等參數(shù)3、用試井軟件進行壓力走勢及壓力雙對數(shù)曲線的模擬設計二、試井設計的步驟4、提出試井地質(zhì)設計報告測試目的綜合上述測試資料、測試目標以及模擬結果，寫出試井地質(zhì)設計報告，并交付審批后施工5、試井施工設計施工設備和工藝，是決定測試成功與否的關鍵環(huán)節(jié)。主要考慮：

1）壓力計的精度及分辨率

2）儀表下入井內(nèi)測壓的位置：應設定在主要的產(chǎn)層中部。若有積液，應放在液面以下。

3）測壓方式。應盡量采用井下關井工具，測取壓力恢復曲線

4）施工設備的選擇：根據(jù)測試目的、測試階段，進行選取。二、資料錄取的基本要求片面的做法：油田試井施工中，現(xiàn)場習慣了“孤立的壓力恢復試井”，也就是說缺失開井降壓流動壓力段的不穩(wěn)定試井。正確的做法：先在開井條件下，監(jiān)測油氣井的流動壓力。監(jiān)測時間盡量長些，以記錄開關井的壓力歷史，才能通過壓力歷史擬合檢驗，確認模型分析的正確性。具體錄取要求：

1、壓力計在井底連續(xù)錄取開井生產(chǎn)和關井壓力恢復的連續(xù)壓力變化

2、加密錄取壓力恢復段，特別是關井初期的壓力數(shù)據(jù)

3、詳細及時的記錄現(xiàn)場日志：儀器運轉(zhuǎn)情況，儀器起、下井時間，井下工具起下井時間和坐標，坐封、開關閥的操作步驟，井口開、關閥門的時間和井口壓力記錄，異常情況或偶發(fā)事件等第二節(jié)試井資料解釋一、試井每一階段可以獲取的信息二、流動階段的識別三、均質(zhì)儲層的試井解釋四、試井解釋實例第二節(jié)試井資料解釋一、試井每一階段可以獲取的信息

把壓力降低或壓力恢復的壓差數(shù)據(jù)投繪到雙對數(shù)坐標系中，可以得到雙對數(shù)曲線。1.第一階段剛剛開井或剛剛關井的一段時間，在此階段可以得到井筒儲集系數(shù)C。2.第二階段人工壓裂、天然裂隙、射孔不完善。此階段反應井筒附近儲層情況。在此階段可以得到的參數(shù)有：裂縫半長xf。3.第三階段

徑向流動階段。根據(jù)壓力降低或壓力恢復曲線可以計算地層系數(shù)hk（流動系數(shù)kh/μ或滲透率k），表皮系數(shù)S，儲層壓力pi。4.第四階段關閉生產(chǎn)井，下入壓力計測壓，獲取地層平均壓力。用物質(zhì)平衡法可以估算油藏的儲量，計算鉆井到儲層邊界的距離d，排泄半徑re以及地層的平均壓力p

。一、試井每一階段可以獲取的信息二、流動階段的識別

在lgΔp-lgt雙對數(shù)曲線上，不同流動階段都有不同的形狀。竄流系數(shù)λ:表示雙重孔隙儲層中裂縫系統(tǒng)與基質(zhì)系統(tǒng)間流體交換的難易程度

彈性儲能比ω:是雙重孔隙介質(zhì)的一個重要表征參數(shù),系指雙重孔隙儲層裂縫系統(tǒng)的孔隙體積及綜合壓縮系數(shù)的乘積與巖石總孔隙體積及綜合壓縮系數(shù)的乘積之比。二、流動階段的識別

1.早期階段1）井筒儲集

在lgΔp-lgt雙對數(shù)曲線上lgΔp與lgt成直線，且其斜率為1。因此在純井筒儲集階段，雙對數(shù)曲線呈現(xiàn)斜率為1的直線。如果井筒儲集系數(shù)發(fā)生變化，雙對數(shù)曲線將發(fā)生變化。對于氣井，該階段壓降與時間的關系表達式由2-33轉(zhuǎn)化為：

在井筒儲集階段早期，在lgΔp-lgt雙對數(shù)曲線上lgΔp與lgt成直線，且其斜率為1。所以在直角坐標系中Δp與t成一條過原點的直線，其斜率為。這就是井筒儲集階段的特種識別曲線和井筒儲集系數(shù)的計算公式為：二、流動階段的識別

井筒儲集效應的特種識別曲線還可以識別和糾正時間誤差。有時記錄開井和關井的時間有誤差，使得根據(jù)早期資料繪制的特種識別曲線不通過原點，或雙對數(shù)曲線的傾角不呈45度，這時可以利用下圖加以校正。將直線平移到通過原點即可。二、流動階段的識別

2）無限導流性裂縫在lgΔp-lgt雙對數(shù)曲線上斜率為1/2，由5-37式，可得裂縫半長Lf：3）有限導流性裂縫在lgΔp-lgt雙對數(shù)曲線上斜率為1/4，由5-38式，可得裂縫的導流能力kfw:二、流動階段的識別

高傳導裂縫半長：低傳導裂縫半長2.過渡階段

可得滲透率k、表皮系數(shù)S、竄流系數(shù)λ、彈性儲能比ω3.無限作用徑流階段

第三階段，也是半對數(shù)曲線（Horner曲線）呈直線的階段。此階段，“壓降漏斗”沿徑向向外擴大，邊界的影響非常小，可以忽略，流動狀態(tài)接近無限大地層經(jīng)向流動，“無限作用徑向流動”。

徑向流動階段的特種識別曲線就是井底流壓(pwf(t))與生產(chǎn)時間t的半對數(shù)曲線(壓降曲線)，或井底關井壓力(pws(Δt))與關井時間Δt或其函數(shù)((tp+Δt)/Δt)的半對數(shù)曲線。在徑向流階段，它們呈一條直線，其斜率為m=2.121×10-3qμB/(kh)，根據(jù)斜率可以計算kh，kh/μ，k和S。二、流動階段的識別

tp遠大于Δtmax3.外邊界反映階段(晚期階段)

1）恒壓邊界壓力只與距離有關，與時間無關。在雙對數(shù)曲線或半對數(shù)曲線上都表現(xiàn)為一條近于水平的直線。二、流動階段的識別

2）不滲透邊界在不滲透邊界的影響到達井筒后，井底壓降加快，壓降和時間雙對數(shù)曲線和半對數(shù)曲線都變陡，出現(xiàn)上翹現(xiàn)象。二、流動階段的識別

3）封閉系統(tǒng)當所有不滲透邊界的影響到達井筒以后，壓力隨時間的變化率將固定不變，也就是說，壓降與時間成線性關系，達到所謂的“擬穩(wěn)定流狀態(tài)”。其雙對數(shù)曲線是pD與tDA的斜率為1的直線，Δp和t的曲線近于直線。二、流動階段的識別

三、均質(zhì)儲層的試井解釋

1.半對數(shù)曲線分析法(Horner曲線)

壓力恢復曲線法，從零時刻起注入量恒定為q，直到t時刻(井底流達到穩(wěn)定)為止，關井測量井底壓力隨時間的變化。若tp和(tp+Δt)均在無限作用徑向流動階段，則由Horner公式（式2-43）：2-43

在Horner曲線圖中直線的斜率m的絕對值為：則，流動系數(shù)kh/μ為：地層系數(shù)hk（產(chǎn)能系數(shù)）為：三、均質(zhì)儲層的試井解釋

表皮因子S為：當關井時間Δt→∝時，[(tp+Δt)/Δt]→1,lg[(tp+Δt)/Δt]→0,pws(Δt)→pi，因次，把直線延長，使它與(tp+Δt)/Δt＝1相交，交點所對應的壓力值就是pi

。三、均質(zhì)儲層的試井解釋

2.Ramey(雷米)圖板及擬合方法現(xiàn)代試井解釋的主要方法之一是圖板擬合(樣板曲線擬合)。試井解釋圖板就是在某種坐標系中繪制一組或若干組曲線，通過將實測的壓降曲線與先前繪制的圖板進行對比來解釋儲層特性參數(shù)

雷米圖板是無限大地層中一口具有井筒儲集和表皮效應的井的解釋圖板。在雙對數(shù)坐標系中，縱坐標為無因次壓力pD，橫坐標為無因次時間tD，每一組曲線對應一個無因次井筒儲集系數(shù)CD值，每一組曲線中的每一條曲線對應一個表皮系數(shù)S值。三、均質(zhì)儲層的試井解釋

1、擬合的理論依據(jù)

測試系統(tǒng)的屬性和典型模型的曲線一致無因次壓力與無因次時間的定義可由2-17、2-18得：三、均質(zhì)儲層的試井解釋

2-172-18

取對數(shù)，即可得：

pD與tD的雙對數(shù)圖與真實的試井Δp和Δt的雙對數(shù)坐標的唯一差別：

就是通過兩個合適系數(shù)的兩個坐標軸變換，也即通過坐標原點的變換，即可達到擬合。三、均質(zhì)儲層的試井解釋

6-16-22、圖板擬合分析法步驟

第一步，在尺寸與圖板完全一致的透明雙對數(shù)紙上畫出實測壓差Δp＝pi-pwf(t)和時間t的關系曲線。只畫點不連線。

第二步，把畫好的實測曲線在圖板上上下左右移動，在圖板上找出一條與實測曲線最吻合的樣板曲線。一般在擬合之前應先計算出C和CD值，擬合好后選擇一點，讀出擬合值，即這一點的pD值和tD值。從實測曲線圖上讀出這一點的Δp值和t值。這一點稱為擬合點。pD/Δp和tD/t分別稱為壓力擬合值和時間擬合值。另外，從擬合曲線上讀出S值(曲線擬合值)。如果C值未知，還需要讀出CD值。三、均質(zhì)儲層的試井解釋

第三步，由壓力擬合值和時間擬合值根據(jù)無因此壓力的定義可計算流動系數(shù)：地層系數(shù)：三、均質(zhì)儲層的試井解釋

或有效滲透率和值如果井筒儲集系數(shù)C未知，則可由擬合值CD計算另外，從曲線擬合還可以得到表皮系數(shù)S：三、均質(zhì)儲層的試井解釋

說明：

擬合點可以任意選取，但為了計算結果簡便，盡量選取容易讀數(shù)的擬合點，如Δp＝1MPa，t＝1h。此點為實測曲線圖的對數(shù)周期框格的交點，不但容易讀數(shù)，而且用來計算擬合值或計算參數(shù)也特別簡單。雷米圖版的缺點：在事先無法算出CD值的情況下，擬合比較困難，誤差也比較大。三、均質(zhì)儲層的試井解釋

Ramey(雷米)圖板擬合方法應用實例某口均質(zhì)氣藏的壓力降低數(shù)據(jù)如下所示：

pi=24.148MPa

q=143.09m3/dB=1.2

Φ=0.15μ=1.6mPa·s

Ct=1.422×10-3（MPa)-1h=16.15m

rw=0.0878m四、試井解釋實例

三、均質(zhì)儲層的試井解釋第一步，計算壓差數(shù)據(jù)：起始壓力：24.148第二步，在透明的雙對數(shù)坐標紙上畫實測Δp－t曲線。畫實測曲線，必須用壓差Δp對時間t作圖四、試井解釋實例

第三步，計算CD值。首先由上表中的數(shù)據(jù)畫出井筒儲集特種識別曲線，計算C值。得C＝