試井曲線分析應(yīng)用

試井曲線分析應(yīng)用第1頁，共25頁，2023年，2月20日，星期日第二章

現(xiàn)代試井解釋方法

現(xiàn)代試井解析方法克服了常規(guī)試井分析方法存在的問題，物理模型建立在更接近于測試實(shí)際的基礎(chǔ)上，重新建立考慮各種邊界條件的數(shù)學(xué)模型，用解析方法或數(shù)值方法求出數(shù)學(xué)模型的解，并繪制出分析用理論圖板獲得到理論壓力曲線?，F(xiàn)代試井分析方法采用系統(tǒng)分析的方法，將實(shí)測壓力曲線與理論壓力曲線進(jìn)行圖板擬合或自動擬合反求井和油藏參數(shù)，且在整個分析過程中要反復(fù)與常規(guī)試井解釋結(jié)果進(jìn)行對比，直到兩種解釋方法的結(jié)果一致，最后在進(jìn)行解釋結(jié)果的可靠性檢驗(yàn)。第2頁，共25頁，2023年，2月20日，星期日現(xiàn)代試井解釋方法的特點(diǎn)1運(yùn)用了系統(tǒng)分析的概念和數(shù)值模擬方法，使試井解釋從理論上大大前進(jìn)了一步。建立了雙對數(shù)分析方法，確立了早期（第一、二階段）資料的解釋，從過去認(rèn)為無用的數(shù)據(jù)中得到了許多很有用的信息；通過圖版擬合分析和數(shù)值模擬（即壓力史擬合），從試井資料的總體上進(jìn)行分析研究。包括了并進(jìn)一步完善了常規(guī)試井解釋方法，可以判斷是否出現(xiàn)了半對數(shù)直線段，并且給出了半對數(shù)直線段開始的大致時間，提高了半對數(shù)曲線分析的可靠性。不僅適用于油、水井，也適用于氣井；可以解釋各種不穩(wěn)定試井的資料，如中途測試、生產(chǎn)測試、壓降測試、壓力恢復(fù)測試的資料等。整個解釋過程是一個“邊解釋邊檢驗(yàn)”的過程。幾乎每一個流動階段的識別，每個參數(shù)的計算，都要從兩種不同的分析方法分別進(jìn)行，再對比結(jié)果。在用兩種不同方法進(jìn)行解釋得到一致的結(jié)果之后，還要經(jīng)過無因次霍納曲線擬合檢驗(yàn)和壓力史擬合檢驗(yàn)。第3頁，共25頁，2023年，2月20日，星期日試井解釋模型

試井解釋模型有以下三部分組成：基本模型、內(nèi)邊界條件和外邊界條件。1基本模型基本模型可分為兩大類：（1）均質(zhì)油藏：具有一種孔隙介質(zhì)；（2）非均質(zhì)油藏：具有多種孔隙介質(zhì)。一般情況下，這些油藏可做以下假設(shè)：（1）油藏在平面上是無限大的；（2）油藏上下均具有不滲透隔層；（3）開井生產(chǎn)前油藏具有相同的壓力。2內(nèi)邊界條件（1）井筒存儲效應(yīng)；（2）表皮效應(yīng)；（3）水力壓裂裂縫；（4）水平井3外邊界條件（1）無限大地層（無外邊界）；（2）不滲透邊界（斷層、尖滅等）；（3）恒壓外邊界；（4）封閉邊界第4頁，共25頁，2023年，2月20日，星期日流動階段的識別在雙對數(shù)曲線上，各種不同類型的油（氣）藏，它們在各個不同的流動階段均有各不相同的形狀。因此我們可以通過雙對數(shù)曲線分析來判斷某些油（氣）藏類型，并且區(qū)分各個不同的流動階段。另外，每一個不同的情形或不同的流動階段，都有其獨(dú)特的特性，因此具有其獨(dú)特的曲線圖。這種某一情形或某一流動階段在某種坐標(biāo)系下的獨(dú)特的曲線，稱為“特種識別曲線”?？吭\斷曲線和特種識別曲線，可以比較準(zhǔn)確地識別不同的情形和不同的流動階段。第5頁，共25頁，2023年，2月20日，星期日一早期階段

（一）井筒儲集

在純井筒儲集階段，由于

故，

如右圖所示，與成線關(guān)系，在直角坐標(biāo)系中，與成直線，且其斜率為一。因此在純井筒存儲階段，雙對數(shù)曲線呈斜率為一的直線。早期資料斜率為一的雙對數(shù)曲線，就是井筒存儲的診斷曲線。第6頁，共25頁，2023年，2月20日，星期日

有時，記錄的開（關(guān)）井時間有誤差，使得用早期資料畫成的特種識別曲線不通過原點(diǎn)，或雙對數(shù)曲線的斜率不為一。

這時可以利用下圖加以糾正。辦法是將直線平移到通過原點(diǎn)，即較正每一個點(diǎn)的時間值。如下圖所示。第7頁，共25頁，2023年，2月20日，星期日（二）無限導(dǎo)流性垂直裂縫切割井筒的情形無限導(dǎo)流性垂直裂縫是指具有一條垂直裂縫的模型，這條裂縫的寬度為0，沿著裂縫沒有任何壓力損失。在這一情形，在早期，壓差與時間的平方根成正比。

故，其中L為一正常數(shù)，早期雙對數(shù)曲線呈現(xiàn)斜率為1/2的直線。而在直角坐標(biāo)系中，與成一條通過原點(diǎn)的直線。下圖中的左圖與右圖就分別是這一情形的診斷曲線和特種識別曲線。第8頁，共25頁，2023年，2月20日，星期日（三）有限導(dǎo)流性垂直裂縫切割井筒的情形有限導(dǎo)流性垂直裂縫制的是具有一條垂直裂縫的模型，這條裂縫有一定寬度，沿著裂縫有一定壓力損失。在這一情形，在早期，壓差與實(shí)踐的四次方根成正比。

式中是一常數(shù)。因此如下圖左右圖所示，這一情形的診斷曲線是斜率為1/4的雙對數(shù)直線，特種識別曲線是直角坐標(biāo)系中與的過原點(diǎn)的直線。9第9頁，共25頁，2023年，2月20日，星期日無限作用徑向流動階段

這個階段時半對數(shù)曲線呈直線的階段。壓降實(shí)驗(yàn)中，在這一階段，壓降漏斗徑向地向外擴(kuò)大，邊界的影響還非常小，可以忽略，流動形態(tài)與無限大地層徑向流動毫無兩樣，所以稱為無限作用徑向流動階段。在這一階段如果油藏是均質(zhì)的，雙對數(shù)曲線呈下圖中左圖所示；如果油藏是非均質(zhì)的，則呈現(xiàn)下圖中右圖所示。第10頁，共25頁，2023年，2月20日，星期日

徑向流動階段的特種識別曲線就是壓降曲線和壓力恢復(fù)曲線。在這一階段，它們呈現(xiàn)一條直線，其斜率為，量出斜率后，則可計算地層參數(shù)。

第11頁，共25頁，2023年，2月20日，星期日

三外邊界反映階段

（一）恒壓邊界

很大的氣頂，非?；钴S的邊水或充分的邊緣注水，都可能形成恒壓邊界。在恒壓邊界情形，到了后期，流動將達(dá)到穩(wěn)定。也就是說壓力這時只與距離有關(guān)，而與時間無關(guān)。對于某一固定點(diǎn)而言，壓力則是個常數(shù)。因此在雙對數(shù)曲線或半對數(shù)曲線上，都出現(xiàn)一條水平直線。第12頁，共25頁，2023年，2月20日，星期日（二）不滲透邊界

用鏡像原理處理不滲透邊界問題，現(xiàn)設(shè)測試井附近有一條不滲透邊界，譬如說封閉的直線斷層，則由鏡象原理可知，在測壓降曲線過程中，壓力分布剖面的變化將如下圖所示。圖1中的曲線以及之2、之3中上方的曲線代表沒有不滲透邊界時的壓力分布剖面，虛線代表由于不滲透邊界的影響而產(chǎn)生的壓降，位于下圖之2,3中下方的曲線則是在不滲透邊界影響下的壓力分布剖面。圖一圖二圖三第13頁，共25頁，2023年，2月20日，星期日

很請楚，在不滲透邊界的影響到達(dá)井筒后，井底壓降加快，因此，壓降和時間的雙對數(shù)曲線和半對數(shù)曲線都變陡，即出現(xiàn)“上翹”現(xiàn)象(下圖)。半對數(shù)曲線呈現(xiàn)兩個直線段，它們的斜率之比為1:2，由兩條直線段的交點(diǎn)所對應(yīng)的時間，可以計算測試井到直線斷層的距離d

第14頁，共25頁，2023年，2月20日，星期日(三)封閉系統(tǒng)

由不滲透邊界所圍成的油藏稱為封閉系統(tǒng)。在測壓降曲線過程中，當(dāng)所有的不滲透邊界的影響都到達(dá)井筒以后，油藏中的壓力(或壓差)隨時間的變化率將固定不變，即也就是說，此時壓降(或壓力)與時間成線性關(guān)系，即所謂達(dá)到了“擬穩(wěn)定流動狀態(tài)”。此時可得

或

由此可知，封閉系統(tǒng)擬穩(wěn)定流動階段的樣板曲線，是雙對數(shù)坐標(biāo)系中與的斜率為1的直線；在雙對數(shù)坐標(biāo)系中，和t曲線趨于一條斜率為1的直線，這就是擬穩(wěn)定流動階段的診斷曲線。

第15頁，共25頁，2023年，2月20日，星期日綜上所述，雙對數(shù)曲線(診斷曲線)的各個部分分別表征各個不同流動階段的特性;各個不同的流動階段各自有不同的特種識別曲線;從各個不同的流動階段可以求出部分特性參數(shù)。把診斷曲線各個階段的特征、對應(yīng)的特種識別曲線及可求得的參數(shù)在一張圖上標(biāo)出，得示意圖。第16頁，共25頁，2023年，2月20日，星期日第四章

雙重孔隙介質(zhì)油藏的試井解釋

一壓力動態(tài)一開井，裂縫系統(tǒng)中的原油流入井筒，但基質(zhì)巖塊系統(tǒng)仍保持原來的狀態(tài)，尚沒有流動發(fā)生。這時井底壓力所反映的是裂縫系統(tǒng)的特性，并且恰與均質(zhì):油藏相同，因此可以擬合均質(zhì)油藏模型的某一條樣板曲線。這是裂縫系統(tǒng)流動階段，稱為第一階段。現(xiàn)在，基質(zhì)巖塊系統(tǒng)和裂縫系統(tǒng)之問存在著壓差，使基質(zhì)巖塊系統(tǒng)中的原油流入裂縫系統(tǒng)，壓力因此逐漸降低。這是兩種孔隙介質(zhì)之間的流動(由基巖系統(tǒng)流向裂縫系統(tǒng))階段，稱為第二階段或過渡階段。這一階段的壓力變化不能與均質(zhì)油藏的解釋圖版相擬合。在上述第一、第二兩個階段，存在著兩個壓力分布剖面，即裂縫系統(tǒng)的壓力分布剖面和基質(zhì)巖塊系統(tǒng)壓力分布剖面。當(dāng)基質(zhì)巖塊系統(tǒng)的壓力降到裂縫系統(tǒng)的壓力后，既有原油從基質(zhì)巖塊系統(tǒng)流到裂縫系統(tǒng)，又有原油從裂縫系統(tǒng)流入井筒，兩者同時進(jìn)行。兩種介質(zhì)中的壓力和同時下降。這時井底壓力的變化又與均質(zhì)油藏相同，可以擬合均質(zhì)油藏模型的另一條樣板曲線，所反映的特性則是整個系統(tǒng)即基質(zhì)巖塊系統(tǒng)和裂縫系統(tǒng)兩者的總和，這是第三階段。從基巖系統(tǒng)流向裂縫系統(tǒng)的流動，即上:述第二階段的流動，有兩種不同的類型，據(jù)此建立起兩類模型，即擬穩(wěn)定流動模型和不穩(wěn)定流動模型。它們的壓力變化不相同，因此解釋圖版也不同。下面我們將分別加以討論。第17頁，共25頁，2023年，2月20日，星期日二基巖向裂縫的流動為擬穩(wěn)定流動的模型

這一模型的基本假定是每個基質(zhì)巖塊內(nèi)部的壓力處處相同。其解釋圖版由兩組的雙對數(shù)曲線構(gòu)成，其中一組是均質(zhì)油藏的樣板曲線，即均質(zhì)油藏的解釋圖版，我們已經(jīng)知道，這圖版中每一條曲線對應(yīng)一個值，另一組是兩種介質(zhì)之間擬穩(wěn)定流動的樣板曲線，每一條曲線對應(yīng)一個值。把這兩組曲線迭合為一，就是雙重孔隙介質(zhì)油藏、介質(zhì)間的流動為擬穩(wěn)定流動模型的解釋圖版。實(shí)際解釋時可用《現(xiàn)代試井解釋圖版》一書中圖2。在進(jìn)行圖版擬合時，前一段(即第一階段)實(shí)測曲線與某一條均質(zhì)油藏樣板曲線相擬合，中間一段(即第二階段，或過渡段)實(shí)測曲線與一條兩種介質(zhì)之間擬穩(wěn)定流動樣板曲線相擬合，后一段{第三階段)與另外一條均質(zhì)油藏樣板曲線相擬合。第18頁，共25頁，2023年，2月20日，星期日由壓力擬合值得由時間擬合值得由它們可計算

第19頁，共25頁，2023年，2月20日，星期日1第一階段達(dá)到了徑向流動階段。此時半對數(shù)曲線呈現(xiàn)兩條互相平行的直線段，如圖所示。

2第一階段未達(dá)到徑向流動階段，而第三階段達(dá)到了徑向流動階段。此時半對數(shù)曲線只出現(xiàn)一條直線段，如圖所示。

第20頁，共25頁，2023年，2月20日，星期日連第三階段也未達(dá)到徑向流動階段。此時半對數(shù)曲線不出現(xiàn)直線段，如圖所示。如果半對數(shù)曲線出現(xiàn)了直線段(即上述情形I或2)，由直線段的斜率的絕對值m可以算出進(jìn)而算出第21頁，共25頁，2023年，2月20日，星期日（三）基巖向裂縫的流動為不穩(wěn)定流動的模型

這一模型的基本假定與前一模型相反，即基質(zhì)巖塊內(nèi)部的壓力井不是處處相同。也就是說在每一瞬間，基巖內(nèi)部都存在著壓差。各無因次量的定義與上節(jié)相同。這一模型的解釋圖版與前一模型類似，也是由兩組樣板曲線構(gòu)成。其中一組是均質(zhì)油藏的樣板曲線，每一條曲線對應(yīng)一個值；另一組是兩種介質(zhì)之間不穩(wěn)定流動樣板曲線，每一條曲線對應(yīng)一個值，而

式中曲線擬合方法幾個各地層參數(shù)值與前一模型一樣。

第22頁，共25頁，2023年，2月20日，星期日

介質(zhì)間不穩(wěn)定流動的模型，一般看不到第、一階段—裂縫系統(tǒng)中流動的階段。在這種情形，其雙對數(shù)曲線一開始就沿著一條曲線，然后轉(zhuǎn)到一條曲線，如下圖左所示。其半對數(shù)曲線，不再是兩條彼此平行的直線段，而是兩條相交的直線段，其中第一直線段為過渡段，即介質(zhì)間不穩(wěn)定流動的徑向流動段，第二直線段則反映整個系統(tǒng)〔裂縫系統(tǒng)十基巖系統(tǒng))的特性。第二直線段的斜率為第一直線段的斜率的兩倍，如下圖右圖所示。

計算流動系數(shù)(或地層系數(shù)或滲透率)時，必