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文檔簡介
中石化石油工程監(jiān)督(監(jiān)理)培訓講義第66頁共75頁地層測試技術及資料解釋評價編寫張厚冬目錄第一節(jié)地層測試原理及發(fā)展概況第二節(jié)地層測試分類與測試工具第三節(jié)地層測試管柱與開關井工作制度第四節(jié)地層測試優(yōu)越性第五節(jié)地層測試作業(yè)與鉆井隊(試油隊)配合要求第六月節(jié)地層測試壓力卡片分析第七節(jié)地層測試產(chǎn)量、壓力和溫度的求取第八節(jié)地層測試資料解釋的有關概念及其參數(shù)的含義第九節(jié)地層測試資料解釋方法第十節(jié)主要類型地層的壓力曲線特征第十一節(jié)地層測試資料應用地層測試技術及資料解釋評價第一節(jié)地層測試原理及發(fā)展概況地層測試原理和錄取的參數(shù)地層測試也叫鉆桿測試,國外叫DST,是英文DrillStemTesting的縮寫。地層測試是目前世界上及時準確評價油氣層的先進技術,在鉆井過程中或完井后通過對油氣層進行開關井測試,可以獲得在動態(tài)條件下地層的各種參數(shù)和流體性質,從而對產(chǎn)層作出定性或定量的評價。地層測試屬于不穩(wěn)定試井方法之一。其基本原理是,用鉆桿或油管將測試工具(測試閥、封隔器、壓力計等)送入井下待測位置,然后座封好封隔器,將測試層與其它井段隔開,接著通過地面控制打開測試閥,造成井筒與地層之間有一個較大的壓差(下測試工具時管柱內是空的),地層中的流體在壓差的作用下流到井筒,經(jīng)過測試管串流到地面。通過地面操作可進行多次井下開關井,即可獲得產(chǎn)層的產(chǎn)量和壓力恢復曲線,最后關井可以采集到地層條件下的流體樣品。利用計算機試井解釋軟件分析處理井下壓力記錄儀測得的壓力與時間的變化關系曲線,就可以計算出產(chǎn)層的特性參數(shù)。地層測試除了可直接取得產(chǎn)層的液性、產(chǎn)量、溫度、靜壓、高壓物性等數(shù)據(jù)外,還可經(jīng)過計算求得產(chǎn)層的有效滲透率(K)、地層系數(shù)(Kh)、流動系數(shù)(Kh/μ)、井筒儲集系數(shù)(C)、產(chǎn)層完善程度(表皮系數(shù)S、堵塞比DR、污染壓降ΔPs)、流動效率(FE)、采液指數(shù)(JO)、研究半徑(ri)、邊界距離(L)及邊界類型等于20多項參數(shù),并判別油藏的儲集類型和計算各種類型油藏的特征參數(shù)。如雙重介質油藏的儲容比(ω)、竄流系數(shù)(λ)、復合油藏的內區(qū)半徑(г)、流動系數(shù)比((Kh/μ)1/(Kh/μ)2)、儲能系數(shù)比((ФСth)1/(ФСth)2),壓裂井的裂縫半長(χf)、裂縫導流能力(KfW)等等。二、國內外地層測試技術發(fā)展狀況由于地層測試技術具有測試時間短、錄取資料多、成本低、見效快等特點,所以在國內外受到普遍重視并得到廣泛應用。美國、加拿大和法國是開發(fā)、應用地層測試技術較好的國家,其中美國研究最早,發(fā)展最快。美國自1867年出現(xiàn)第一套地層測試器后,經(jīng)多年的改進和發(fā)展逐步形成了一整套適用于套管內和裸眼內的測試工具。20世紀50年代初研制出了可以多次開關井的測試閥及密封取樣器,為正確分析和評價測試層提供了更多的資料。60年代又研制了適應裸眼井段測試的液壓膨脹測試器。70年代又研制了適應海上和大斜度井測試工具,如APR全通徑測試器和PCT全通徑測試器。80年代又研制了油管傳輸射孔與地層測試聯(lián)合作業(yè)工藝。隨著地層測試技術的發(fā)展,井下錄取資料的壓力計也不斷發(fā)展,由機械壓力計發(fā)展到電子壓力計,其分辯率不低于0.000139MPa。由于精度不斷提高,對油藏評價的準確程度也相應提高。并研制了地面直讀式測試系統(tǒng)和井下存儲式測試系統(tǒng)。地面直讀式測試系統(tǒng),可以將井下電子壓力計感應到的壓力、溫度變化,通過電纜傳輸?shù)降孛嬗嬎銠C系統(tǒng),在計算機上顯示、讀出并及時解釋、分析處理。可根據(jù)需要調整和延長井下測試時間,以滿足測試的要求。地層測試資料解釋方法的研究,也推動了測試技術的發(fā)展。從20世紀50年代的霍納法和米勒—戴斯—哈欽森(MDH法)常規(guī)解釋方法發(fā)展到80年代的現(xiàn)代試井解釋方法,滿足了眾多地層類型解釋的需要。據(jù)美國資料統(tǒng)計,地層測試一層,一般只需1-2天。使用地層測試技術,僅免下套管一項,就節(jié)約鉆井成本25-30%。前蘇聯(lián)應用地層測試技術較晚,20世紀60年代以前采用由試油隊抽汲、提撈、打水泥塞的方法試油,一般探井試油一層需30-70天。1962年研制出常規(guī)測試器后,發(fā)展很快,1964年測試層占全國試油層的10.2%,1968年上升到32.9%,1975年達到80%。在自己研制的同時也引進了美國的地層測試器。前蘇聯(lián)在推廣應用測試技術過程中效益顯著,平均測試一層2.78天。比以前提高了10-15倍。同時在免下套管,加快勘探速度以及發(fā)現(xiàn)了過去難以發(fā)現(xiàn)的新油氣層等方面取得了很好的效果。我國在20世紀40年代玉門油礦曾使用過美國江斯頓公司的捶拍凡爾式測試器。50年代后采用蘇聯(lián)試油工藝,組成專門試油隊用通井機進行抽汲、提撈、打水泥塞等,試油速度慢,時效差。每年積壓大批的井不能及時試油,不少有工業(yè)價值的油氣井不能及時發(fā)現(xiàn)。試油質量不高,提供的資料數(shù)據(jù)少。平均每年約有400-500口干井下了套管,浪費了大量鋼材、水泥和固井費用。為了滿足我國油氣勘探開發(fā)工作發(fā)展的需要,改變我國試油工藝落后的面貌,我國從1978年開始,先后引進了一批美國江斯頓、哈里伯頓、萊因斯公司的各種類型的地層測試器。并于1985年以技貿結合方式,引進了美國江斯頓公司MFE測試器及J-200壓力計的制造技術,在國內生產(chǎn)。同時,華北油田成立了地層測試公司,其他各油田也都成立了地層測試大隊,使地層測試技術在推廣應用中得到了很好的發(fā)展。目前國際上比較先進的測試工藝,國內基本上都有,如MFE測試器、PCT全通徑測試器、APR全通徑測試器、膨脹式封隔器測試器、射孔與測試聯(lián)合作業(yè)技術以及井下存儲式測試系統(tǒng)和地面直讀式測試系統(tǒng)等。在測試資料解釋方面,在引進先進的試井解釋軟件的同時,國內也研究了自己的解釋軟件,基本上滿足了各種類型測試資料的解釋。我國在推廣應用地層測試技術方面發(fā)展是很快的,大大加快了試油速度,提高了試油質量,目前,探井基本上都進行地層測試,鉆井中途測試也普遍開展。中途測試一層,一般1-2天。完井測試,若不采用抽汲一般3-5天,若測試后抽汲,一般7天左右,比以前常規(guī)試油的速度大大提高了,也沒有積壓井了。各油田利用測試技術在及時發(fā)現(xiàn)油氣藏、準確評價油氣藏以及提高勘探成功率、節(jié)約勘探成本、加快油氣勘探開發(fā)的進程等方面,取得了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。地層測試分類與測試工具一、地層測試類型在國內,按地層測試井和測試方式的不同分為以下幾種類型。1、按地層測試井的類型分為鉆井中途測試和完井測試。鉆井中途測試是鉆井過程中對裸眼井段用地層測試器對鉆開地層進行的測試,它包括封隔器座封在裸眼井段對封隔器下方裸眼井段進行的中途裸眼測試和封隔器座封在套管內對封隔器下方裸眼井段進行的中途套管測試。鉆井中途測試是及時發(fā)現(xiàn)油氣藏的有效手段。2、按井眼的類型分為裸眼井測試和套管井測試。3、按封隔器座封的方式分為支撐式測試、懸掛式測試和膨脹式測試。4、按封隔器封隔的方式分為單封隔器的單層測試和雙封隔器的跨隔測試。單封隔器的單層測試,其封隔器下部只有一個測試層。而跨隔測試則是在一口井內有多層未封堵的情況下對其中的某一層進行測試。因此,必須下兩個或兩組封隔器將測試層上部和下部隔開,同時,為了檢測下封隔器的密封性,一般在下封隔器的下面安裝一支壓力計。二、測試工具簡介目前國內使用的地層測試工具主要有寶雞石油機械廠生產(chǎn)的江斯頓MFE地層測試器、美國進口的APR全通徑測試器、PCT全通徑測試器、膨脹式封隔器測試器和油管傳輸射孔與地層測試聯(lián)作工藝?,F(xiàn)作一簡要介紹。1、MFE地層測試器是目前國內最常用的工具,具有操作方便,動作靈活可靠,地面顯示清晰的特點,不僅適用于套管井內的測試,也適用于井徑比較規(guī)則的裸眼井測試。整套測試工具均借助于鉆桿(或油管)的上提、下放來控制測試閥進行井下開、關井。工具下井時測試閥處于關閉狀態(tài),到達測試預定深度后,通過管柱施加重力,經(jīng)過一段延時,測試閥打開。在打開的一瞬間,管柱突然下墜25.4mm,這時在地面可以直接觀察到的顯示表明測試閥已打開。如果要關閉測試閥時,只需將管柱上提并略超過自由點,然后再下放管柱加重力即可關井。如此反復上提和下放管柱,可將測試閥重開或重關,獲得多次流動和關井期。終流動期結束,在解封起測試管柱時,取樣器自動關閉,可以收集到1200cm3或2500cm3的地層流體樣品,供分析化驗用。2、APR全通徑測試器APR全通徑測試器是一種只能在套管內使用的環(huán)空加壓式測試工具,適用于海上平臺或陸上大斜度井的測試。該工具在測試管柱不動的情況下,利用控制環(huán)空壓力來實現(xiàn)多次開關井,具有壓力低且操作方便簡單的特點。由于是全通徑,有利于高產(chǎn)井測試,同時可以對地層進行酸洗、擠注和各種繩索作業(yè)。LPR-N測試閥是該工具的主閥,在地面預先充好氮氣,球閥即處在關閉位置,工具下到預定位置封隔器座封后,向環(huán)空加預定壓力,壓力傳到動力芯軸,使其下移,帶動動力臂使球閥轉動,實現(xiàn)開井。需關井時,釋放環(huán)空壓力,在氮氣壓力作用下,動力芯軸上移帶動動力臂,使球閥關閉。如此反復操作,可實現(xiàn)多次開關井。3、PCT全通徑測試器PCT全通徑測試器跟APR測試工具一樣,也是靠環(huán)空加壓、泄壓來實現(xiàn)井下開關井的。主要用于斜度較大的定向井或海上浮船測試,一次下井能進行測試—酸化—再測試及各種繩索的綜合作業(yè)。由于工具內徑大,也適用于高產(chǎn)井測試,并有解除地層污染的作用。PCT全通徑測試閥是該工具的核心,其工作原理是:當向環(huán)空泵壓時,壓力通過傳壓孔傳入控制芯軸,控制芯軸帶動凸耳芯軸下移,軸上的凸耳在球閥操縱器的凸耳槽里滑動使操縱器轉動,球閥操縱器的頂端偏心銷嵌在球閥槽里,當操作芯軸沿工具軸向轉動使時,球閥操縱器上的偏芯銷也隨之轉動,偏芯銷在球閥槽里又帶動球閥沿球閥的軸向翻轉90o,使球閥轉到開啟位置。當環(huán)空泄壓后,氮氣壓力、彈簧張力和靜液柱頂力使控制芯軸上移,凸耳芯軸、球閥操縱器與環(huán)空泵壓時運動方向相反,球又開始從開啟位置回到關閉位置。這樣反復泵壓、泄壓就可以實現(xiàn)測試閥的多次開關,從而起到開關井的作用。4、膨脹式封隔器測試器該工具主要用于砂泥巖裸眼井測試,因為該類封隔器膠筒有較大的膨脹度和長的密封段,能有效的封住不規(guī)則的井壁。既可以進行單封隔器的單層測試,也可以進行雙封隔器的跨隔測試,并且可以一次下井,能進行多層次的測試。該工具通過旋轉鉆桿帶動井下膨脹泵,使封隔器膨脹達到密封,再通過下放和上提鉆桿進行多次開、關井。工具下井時液力開關測試閥關閉,封隔器處于收縮狀態(tài)。工具下到預定位置后,旋轉鉆桿帶動膨脹泵,膨脹泵將其過濾的環(huán)空鉆井液吸入,充入到封隔器膠筒中,使其膨脹并座封。然后下放測試管柱,緩慢加壓,測試閥經(jīng)過一段延時,有“明顯下落”時,表明測試閥已打開,進行開井流動測試。需關井時,則上提測試管柱至“自由點”,測試閥即可關閉,進行關井測壓力恢復。這樣重復下放和上提操作,可進行多次開關井測試。5、油管傳輸射孔與地層測試聯(lián)合作業(yè)工藝油管傳輸射孔可以配合各種類型的地層測試器,如MFE、APR、PCT等,兼有油管傳輸射孔和地層測試的優(yōu)點,可以對各種復雜的油氣井作業(yè)。如大斜度井、定向井、稠油井、硫化氫井、高溫高壓井等,都能做到負壓射孔,使射孔孔道得到很好的清洗,提高射孔流動效率。射孔后立即進行測試,就不會發(fā)生射孔壓井液污染油層的情況。管柱一次下井就完成了射孔和測試兩項作業(yè),減少了起下管柱的次數(shù),減輕勞動強度,縮短了施工周期,而且測得的地層資料能更真實在反映地層情況。該工藝的施工過程是,用油管或鉆桿將射孔槍、封隔器、篩管及測試工具下到井下預定位置,使射孔槍對準測試層。打開測試閥,在井筒與地層之間形成了負壓差。然后用激發(fā)點火的方式引爆射孔槍射孔,地層內的流體就會立即通過篩管和測試閥流入測試管柱,再進行正常的測試操作,從而實現(xiàn)了一趟管柱完成射孔和測試兩項工作。地層測試管柱與開關工作制度一、地層測試管柱不同的測試工具,按不同的形式連接,就可以組成不同的測試管柱,以滿足不同井的測試要求。圖1是MFE測試工具常用的測試管柱,自上而下分述如下:1、反循環(huán)閥:在測試結束后,用于替出測試管柱中的地層流體和循環(huán)壓井。通常用投棒或蹩壓的方法把反循環(huán)閥打開,使測試管柱內與套管環(huán)空連通,然后從環(huán)形空間泵壓,將測試管柱內的地層流體反循環(huán)出地面。未進行抽汲的非自噴井測試,反循環(huán)替出的油水量計量是否準確,直接影響測試資料的可靠性。2、上壓力計:上壓力計安裝在多流測試器的上部,也叫監(jiān)漏壓力計,主要用于監(jiān)測測試管柱的漏失情況,記錄各次開井流動時的壓力變化。在測試工具下井時和測試時的關井期間,若測試管柱不漏失,上壓力計記錄的應是一條水平的直線。3、多流測試器(MFE):是該類測試工具的關鍵部件,所以也叫MFE,由換位機構、延時機構的取樣機構組成。它借助于測試管柱的上、下運動來打開或關閉的。測試工具下井時,MFE是關閉的。終流動結束,在解封后起測試管柱時,取樣機構自動關閉,取得地層條件下的流體樣品。4、震擊器:當測試管柱下部的篩管或封隔器遇卡時,上提管柱施加一定拉力,可使震擊器產(chǎn)生一個強烈的震擊力而具有解卡的功能。5、旁通閥:旁通閥主要有兩個作用,一是在測試管柱在井眼中起下遇到縮徑井段時,壓井液可從封隔器芯軸內孔經(jīng)旁通閥的孔流過,使測試管柱順利起下;二是測試結束時,旁通閥打開,使封隔器上下方壓力平衡,便于封隔器解封。6、安全接頭:安全接頭是一種安全保護裝置,在封隔器及其以下工具遇卡后,用震擊器也無法解卡時,可反轉測試管柱,從安全接頭反扣粗牙螺紋處倒開,把安全接頭以上的工具和管柱取出。7、封隔器:封隔器起著把測試層與其他層段以及鉆井液或壓井液隔離開來的作用。封隔器的橡膠筒受到壓縮負荷后可以脹大,也可以通過向筒內充入液體而膨脹,然后與套管或井壁貼緊,起到密封和隔離作用。8、篩管或開槽尾管:是地層流體進入測試管柱內的入口通道。篩管鉆有孔,開槽尾管開有槽,其里面還有鉆有孔的過濾管??缀筒鄣某叽巛^小,一般情況下能阻止流體中攜帶的泥餅或巖屑顆粒進入工具,以免堵塞測試閥、工具芯軸孔道等。9、下壓力計:用于測量開井流動壓力和關井恢復壓力,可對其進行測試資料處理,計算油層參數(shù)。一般要下兩支壓力計,其中一支的傳壓孔與測試管柱內部相通,所以叫內壓力計;另一支壓力計的傳壓孔直接與測試層相通,叫外壓力計。二、地層測試開關井工作制度地層測試開關井次數(shù)應根據(jù)不同類型測試的目的要求和地層特征來確定。對于鉆井中途裸眼測試,由于測試風險大和測試時間短(一般6-8小時),一般可只進行一次開井和一次關井即可。對于完井測試高壓低滲透層,可采用兩次開井一次關井的工作制度,以保證在時鐘走時范圍內取得合格壓力資料。對于其它一般完井測試井,可采用兩次開井兩次關井或三次開井兩次關井的工作制度。對于特殊要求的測試井,則按特殊要求選擇開關井次數(shù)。如對于酸化或壓裂后測試評價的井,可采用一次開井一次關井的工作制度。下面以三次開井兩次關井的工作制度為例,簡述各次開關井的目的。一次開井流動主要是為了消除液柱壓力對地層的影響,并有誘噴和一定的解堵作用。一次關井是為了取得產(chǎn)層的原始地層壓力。二次開井流動是通過較長時間的流動來擴大泄油半徑,求準產(chǎn)層的產(chǎn)量和取得代表性的樣品。二次關井是為了測取壓力恢復曲線,以便能計算油層參數(shù)。三次流動主要是觀察地層流體能否噴出地面,并進一步落實產(chǎn)能液性。對于自噴層,要求錄取產(chǎn)能液性資料;對非自噴層則可進行抽汲排液,準確確定液性和油水比例;對于產(chǎn)能很低無法抽汲的層,則測試結束。第四節(jié)地層測試優(yōu)越性在推廣應用地層測試過程中,不論是鉆井中途測試,還是完井測試,都顯示了地層測試工藝的優(yōu)越性,各油田都獲得了很好的經(jīng)濟效益。一、鉆井中途測試1、及時發(fā)現(xiàn)油氣藏,加快新區(qū)勘探速度。在鉆井過程中如遇良好油氣顯示,應立即停鉆進行中途測試,自上而下及時搞清每一套含油氣地層情況。當某一探區(qū)第一口井經(jīng)中途測試獲工業(yè)油氣流后,可不等該井完井就可布置新井,加快勘探速度。在國內這方面的實例是很多的。如勝利油田埕島潛山油藏、富臺油田潛山油藏都是中途測試首先發(fā)現(xiàn)高產(chǎn)油氣流的。又如羅54井,經(jīng)砂泥巖裸眼測試,首先在該斷塊沙二段中發(fā)現(xiàn)自噴日產(chǎn)46t的工業(yè)油流后,及時布新井5口,使該斷塊提前半年進入滾動開發(fā)階段。2、節(jié)約鋼材、水泥和固井費用,降低鉆井成本。對鉆井錄井顯示不好,經(jīng)中途測試確認無工業(yè)意義的井可免下套管。這方面我們沒有堅持系統(tǒng)統(tǒng)計,勝利油田僅在1990年推廣砂泥巖裸眼測試的初期,對1990年一年的測試資料進行過統(tǒng)計,有3口井根據(jù)測試資料免下套管,共節(jié)約套管7955m,也節(jié)約了3口井的水泥和固井費用。3、為完井試油提供依據(jù),避免漏掉油氣層。相對來講,中途測試時由于油層污染較輕,易于發(fā)現(xiàn)油氣層和取得地層真實的資料,對漏失量大、污染嚴重的油層,中途測試結果可供完井試油時參考。如轱53-3井,中途測試回收到混有泥漿的原油7m3,由于地層污染嚴重(雙重介質地層表皮系數(shù)為1.44),地層壓力低(壓力系數(shù)僅0.79),鉆井液漏失嚴重,測試未能取得合格液性和油水比例。完井后常規(guī)試油,長時間抽汲排液仍不見油,但地質部門根據(jù)中途測試見油的情況,堅持繼續(xù)排液,終于在抽汲36天,累計排水406m3后獲日產(chǎn)油4.4t、水3.9m3的工業(yè)油流。又如陽29井,鉆井過程中對118.48m裸眼段(火成巖)進行了中途測試,獲日產(chǎn)油5.12t、水48.3m3。下套管完井先后對中途測試井段射孔試油4層,前3層均未見油,直到第二、完井測試1、錄取資料多,準確評價油氣層,為油藏描述提供定量的動態(tài)數(shù)據(jù)。常規(guī)試油需要多種手段,多道工序,但一般也只能取到液性和產(chǎn)量資料,對達到工業(yè)油氣流的井,才錄取油層靜壓資料,對自噴油層,才下壓力計進行地面關井測壓力恢復資料。而地層測試只需起下一趟管柱即可獲得井下開關井壓力資料和20多項油層參數(shù),提高了試油質量,有利于正確評價油氣層和進行油藏描述。2、提高試油速度,加快勘探進程。常規(guī)試油一層一般需15天左右,而完井測試一般只需3-5天,比常規(guī)試油快3倍以上。3、指導油層改造選層和效果評價,提高措施有效率和勘探成功率。地層測試獲得的壓力曲線特征及其所提供的表皮系數(shù)、堵塞比、有效滲透率、壓力等參數(shù),為油層改造選層提供了依據(jù)。國內各油田在這方面都作了很多研究和應用,大量資料表明,根據(jù)地層測試資料結合油層靜態(tài)資料選擇酸化、壓裂井層是行之有效的方法。4、評價油層保護效果。地層測試是評估油層保護技術措施效果的有效手段。通過對測試計算的表皮系數(shù)值進行分解,可以判斷油層污染的原因,為采取針對性的補救措施提供依據(jù)。5、快速評價稠油層和高凝油層。由于地層測試掏空深度大,有利于稠油或高凝油流入油管,所以測試一般都能取到原油樣品和產(chǎn)能資料,并計算出油層參數(shù)。避免了常規(guī)方法反復氣舉、熱洗等措施,節(jié)約了試油費用。6、跨隔測試代替注灰、填砂、電纜橋塞等封閉工序,可節(jié)約時間和費用,并有壓力計監(jiān)測封隔離器的密封性,確保試油質量。7、地層測試與射孔聯(lián)合作業(yè)工藝,可減少起下管柱次數(shù),減輕勞動強度,縮短試油周期,并避免了再次污染油層。第五節(jié)地層測試作業(yè)與鉆井隊(試油隊)配合要求一、測試前準備1、鉆井隊(試油隊)①對鉆機、通井機、鉆井泵、防噴器及動力設備進行檢查和保養(yǎng),使其工作可靠。②檢查并鉆具與接頭和油管,能承受教育35MPa壓力不泄漏。③檢查并保養(yǎng)指重表,使其靈敏準確。④通井、劃眼,達到測試管柱起下暢通無阻。⑤采用優(yōu)質鉆井液或壓井液,充分循環(huán)達到性能穩(wěn)定、井底無沉砂、無雜物、避免測試管柱發(fā)生被卡事故。⑥準備足夠的鉆鋌和測試放噴管柱。⑦準備一定數(shù)量的防火和防毒用具。⑧準確丈量鉆具、油管和工具的長度以確保封隔器座封在預定位置。⑨壓井管線和防噴管線應符合有關規(guī)定。2、測試隊①按測試施工設計要求,準備好測試器和各部件、接頭、配件、專用工具和儀表。②檢查壓力計和計時器的性能,并裝入專用運輸箱。③檢查測試器的維修保養(yǎng)記錄,必要時重新試驗主要部件的密封和延時性能。④檢查配合施工單位的準備工作及防噴、防火、防毒等安全措施的落實情況。⑤向配合單位進行技術交底,共同配好測試管柱,保證封隔器在預定位置座封后,井口以上管柱余長在1m以內。二、測試過程中注意事項⑴下井管柱的螺紋要刷干凈,涂好密封脂,旋緊螺紋時要打好背鉗,嚴禁井內管柱轉動,以保證承受35MPa壓力不泄漏。⑵下管柱操作要平穩(wěn),速度不得大于0.5m/s。⑶下管柱遇阻時應上下活動管柱,加壓不能超過50KN,加壓時間不得超過1min。若上下活動無效,要起出管柱查明原因,排除后再下,嚴防中途打開測試閥。⑷在下管柱過程中,每下300m左右應檢查管柱漏失一次,發(fā)現(xiàn)滲漏,就立即處理。⑸加測試液墊時,應每下100m左右加滿一次,直至設計的高度。⑹下最后一單根時,先安裝、固定好地面流動控制裝置,再下至預定深度,并校核無誤。⑺按測試設計進行開、關井操作,開井時應密切注視環(huán)空液面變化,液面應保持不降。若液面下降時,應立即灌滿壓井液,并準確計量。若環(huán)空液面快速下降,應立即上提管柱關閉測試閥,并重新座封開井,若反復座封無效,應起管柱查明原因。⑻準確記錄各次開關井時間、井口顯示描述、求產(chǎn)制定,油氣、水產(chǎn)量,累計產(chǎn)液量,并取相應的樣品。⑼測試時有原油和天然氣產(chǎn)出時,要嚴格執(zhí)行防火措施;有H2S氣體產(chǎn)出時,應立即采取防毒和防硫措施;原油應放入計量容器中,避免污染環(huán)境。⑽自噴井在解封前而非自噴井在起管柱見液面后打開反循環(huán)閥進行反循環(huán)。反循環(huán)前必須關閉測試閥,灌滿環(huán)空,連接好向環(huán)空打壓的管匯。⑾非自噴井反循環(huán)時,返出液體應進入計量池,準確計量各類回收物數(shù)量,并分段進行取樣,樣品標簽要準確無誤。⑿開關井測試完畢,上提管柱解封封隔器,上提力應大于整個測試管柱懸重60-80KN,并停留5min,讓旁通閥打開,平衡封隔器上、下壓力,膠筒收縮后再起測試管柱。⒀起測試管柱時,嚴禁轉動井內管柱;起管過程中,要及時向環(huán)空補充鉆井液或壓井液,以防止井噴或井壁坍塌。⒁測試閥起到井口后,用放樣裝置放出取樣器內的樣品,并錄取規(guī)定的數(shù)據(jù)。⒂拆卸測試工具時,按要求擰松螺紋,分解各部件,吊測試器時嚴防撞擊和變形。⒃從壓力計中取出記時器和壓力記錄卡片,并立即在卡片上注明規(guī)定的內容。三、填寫測試現(xiàn)場報告①用鋼卷尺或現(xiàn)場讀卡儀讀出壓力卡片中壓力曲線上基本點的壓力值。②根據(jù)測試壓力曲線形態(tài)特征評價測試工藝和初步定性分析地層特征。③整理、填寫現(xiàn)場報告中規(guī)定錄取的各項數(shù)據(jù),要求填寫工整、數(shù)據(jù)齊全、準確,結論明確。④現(xiàn)場報告經(jīng)測試隊和配合施工單位代表簽字后,交配合施工單位一份。地層測試壓力卡片分析目前,大部分地層測試都是采用機械式壓力計隨測試工具下入井內記錄壓力的,壓力卡片就是由壓力計的筆尖在金屬片上刻劃出痕跡來表示。壓力計能記錄出測試過程中任一瞬間的壓力變化,有順序的記錄測試的全過程。測試壓力卡片是整個測試過程的縮影和地層特征的記載,也是進行參數(shù)計算和油層評價的基礎,是極其重要的原始資料。通過對測試壓力卡片的分析,可以鑒別測試工藝是否成功,工具、儀表工作是否正常,并初步了解地層的產(chǎn)能、滲透性、壓力高低和壓力恢復曲線特征,對產(chǎn)層作出定性評價。通過對壓力卡片的的閱讀和計算,經(jīng)過計算機試井解釋軟件處理,可以計算出地層的特征參數(shù),定量的對測試層作出評價。在測試過程中,一般要下3支壓力計,其中1支的傳壓孔直接與測試層相通,叫外壓力計,它是接在測試管柱的下部,也叫下壓力計,記錄出來的卡片叫外卡片或下卡片;另1支壓力計的傳壓孔與測試管柱內部相通,地層壓力必須通過篩管的孔道傳至該壓力計,所以叫內壓力計,它是接在下壓力計的上部,也叫上壓力計,記錄出來的卡片叫內卡片或上卡片。用兩支壓力計目的主要是便于對比和鑒別篩管是否堵塞。此外,為了監(jiān)測測試管柱的漏失情況,在測試閥以上加下1支壓力計,記錄出來的卡片稱為監(jiān)漏卡片。若是進行雙封隔器的跨隔測試,則在下封隔器的下部加下1支壓力計,主要目的是監(jiān)測下封隔器的密封性。因此,一次測試就有3張或4張壓力卡片。一、測試壓力卡片鑒別圖2是兩次開井、兩次關井的實測壓力卡片,圖3是兩次開井、兩次關井的標準壓力卡片展開圖。圖中橫坐標表示時間,縱坐標表示壓力,其中圖2實測壓力卡片的橫坐標時間是從右向左表示測試過程的,而圖3展開后的壓力卡片橫坐標時間是從左向右的。下面從圖3中分析壓力卡片的組成:0-0′:為基線,也叫零壓線。是下井前在地面上人工劃出的一條水平線,即大氣壓力下的基準線。0-A:為下井線,是井筒液柱壓力線。此線以地面大氣壓力為基準,隨著工具、儀表下入深度的增加,壓力越來越大。A點為下到測試層位后測得的初靜液柱壓力。B-C:為初流動壓力線。指座封封隔器工具首次打開后,地層流體在壓差作用下注入井筒,隨著流體進入測試管柱內量的增加,壓力也逐漸上升。B點為初流動開始時的壓力值,即初開井時管柱內液柱的壓力。C點為初流動結束時的壓力值,即初開井結束時管柱內液柱的壓力,也是初關井的始點壓力。初開井的作用主要是消除鉆井液侵入和靜液柱壓力對地層的影響,保證初關井測得原始地層壓力。C-D:為初關井壓力線,即初關井壓力恢復曲線。D點為初關井結束時的壓力值。初關井的目的是測得原始地層壓力。E-F:為終流動壓力線。E點為終流動開始時的壓力值,即終開井時管柱內液柱的壓力。E點的壓力值若與C點的壓力值相待,則表示初關井期間管柱不漏失。F點為終流動結束時的壓力值,也是終關井的始點壓力。終流動可獲得流體樣品、產(chǎn)量、流動壓力等數(shù)據(jù)。F-G:為終關井壓力線,即終關井壓力恢復曲線。G點為終關井結束時的壓力值。終關井壓力恢復曲線可用來計算地層參數(shù)。H:為終靜液柱壓力,指開、關井結束封隔器解封后,記錄的終靜液柱壓力。在測試管柱不漏失的情況下,終靜液柱壓力(H點)與初靜液柱壓力(A點)相等。H-O’:為起出線,指測試工具從井底起到地面的壓力線。隨著工具的起出,壓力逐漸降低,起至地面時,壓力回到基線,整個測試過程結束。進行三次開井、兩次關井的工作制度,主要是延長了三次開井流動時間,便于抽汲,進一步落實液性、產(chǎn)能和準確的油水比例。對于高壓低滲透儲層,可采用兩次開井、一次關井的工作制度,減少了開關井次數(shù),適當延長一開時間特別是一關時間,確保在時鐘走時范圍內取到地層壓力和二、測試壓力卡片定性分析1、不同產(chǎn)能曲線特征儲層產(chǎn)能(滲透率)不同,測試開井流動曲線和關井恢復曲線形態(tài)有明顯的差異,如圖4。產(chǎn)量越高,開井流動曲線上長越快,常常初流動始點壓力較高,掏不到底,這是因為開井時,壓力計筆尖在向下基線方向滑動的瞬間,受到向上流速很快的流體的沖擊而快速抬起造成的。關井壓力恢復很快,短時間內就能達到地層壓力。而低產(chǎn)、干層,其流動曲線上長很慢,關井壓力恢復曲線上長速度也很緩慢。圖4不同產(chǎn)能壓力曲線特征2、不同壓力系統(tǒng)曲線特征儲層壓力不同,測試關井恢復曲線有明顯的差別,如圖5。異常高壓地層,其壓力值常常比靜水柱壓力(測試時環(huán)空是滿的)高得多;正常壓力地層,其壓力與靜水柱壓力接近;而低壓地層,其壓力明顯比靜水柱壓力低。圖5不同壓力系統(tǒng)曲線特征3、不同完善程度井曲線特征測試壓力曲線的形態(tài)特征,是油層物性特征和遭受污染或改善的綜合反映。儲層遭受嚴重污染和不存在污染的曲線特征如圖6。對于存在嚴重污染的儲層,在開井流動時,因遭受污染阻礙了流體流入井筒,流動曲線上長很慢或幾乎不上升,表明地層只有少量流體產(chǎn)出,因此地層壓降很小,而在井下關井后,能量恢復很快,壓力很快就上長到地層壓力,使壓力恢復曲線呈方角。不存在污染的儲層,關井壓力恢復線常常呈弧形上升而不呈方角特征。圖6不同完善程度井曲線特征4、壓力衰竭曲線特征其特征是第二次關井恢復壓力明顯比第一次關井壓力低,如圖7。在測試生產(chǎn)時間較短的情況下就出現(xiàn)壓力衰竭,表明油藏連通范圍很小,壓力損失得不到補充,無工業(yè)價值。但判定壓力衰竭時應慎重,若二次關井壓力還未平穩(wěn),且外推壓力與初關井壓力接近,這種情況不能定為衰竭。此外,對初關井壓力高的原因要進行分析,是否是因為初流動時間太短,高密度在壓井液對地層的影響未能完全消除造成的。圖7壓力衰竭曲線特征5、多層反映曲線特征多層合試油是較普遍的,當層之間壓力有差別的時候,就會顯示如圖8的情況,即關井恢復時呈小臺階上升。圖8多層反映曲線特征三、測試故障曲線特征1、管柱漏失測試管柱漏失,影響測試產(chǎn)量和測試參數(shù)計算的準確性,同時也影響測試液性的落實和油水比例的準確性。管柱漏失的曲線特征如圖9。圖9測試管柱漏失曲線特征①在未加液墊,也不是高產(chǎn)層的情況下,初開井曲線掏不到底,這是工具下井時管柱漏失造成的。②二次開井始點壓力比初開井終點壓力高,表明關井期間有漏失。③終靜液柱壓力值(H點)比初靜液柱壓力值(A點)低,表明測試過程中漏失。④監(jiān)漏卡片中,下管柱和關井期間壓力曲線上升,這是判斷管柱漏失最直觀的方法。2、篩管堵塞圖10表明篩管在兩次關井期間都有堵塞現(xiàn)象,由于篩管有較多的孔眼,常表現(xiàn)為時堵時通的狀況,從內、外壓力卡片對比可以看出,篩管沒有完全堵死。圖10篩管堵塞曲線特征3、跨隔測試下封隔器竄漏導致雙封隔器跨隔測試失敗的主要原因是下封隔器密封不嚴,使測試資料無價值。圖11表示的是下封隔器竄漏的卡片曲線特征。上圖是測試層內或外壓力卡片。下圖是下封隔器的下面驗封卡片,其作用是驗證下封隔器的密封性。由于下封隔器不密封,在進行開、關井時驗封卡片都有明顯地顯示,表明測試層與下部被封堵的層是串通的。若下封隔器密封良好,則驗封卡片上沒有開、關井顯示,它所記錄的只是下部被封堵層的地層壓力,即是一條緩慢下降的直線(封堵層壓力低于初靜液柱壓力),或是一條緩慢上升的直線(封堵層壓力高于初靜液柱壓力),或是一條平行的直線(封堵層壓力與初靜液柱壓力基本相等)。圖11跨隔測試下封隔器竄漏曲線特征4、關井提松封隔器或關井失敗圖12表示在初關井時因提松封隔器,使關井恢復曲線失真,同時,二次關井時未關住,無終關井壓力恢復曲線。圖12關井提松封隔器或未關住井曲線特征5、關井泄壓對于異常高壓地層,有時在測試關井后期出現(xiàn)泄壓的現(xiàn)象,如圖13。此外,本井因判斷失誤在卡片上還顯示出連續(xù)進行了兩次關井操作。圖13關井后期泄壓曲線特征6、壓力計靈敏度差,曲線走臺階圖14表示壓力計故障,在開井流動的關井恢復期間,曲線不光滑,呈小臺階上升。圖14壓力曲線呈臺階上升四、測試壓力卡片質量評定1、合格壓力卡片應具有如下特征:(1)基線(零壓線)平直,壓力起點、終點均落壓基線上。(2)按測試設計要求,取得完整、光滑、清晰的開關井曲線。(3)兩張卡片的壓力變化曲線形態(tài)相似,并且對應點的壓力值基本相等,記錄的最大壓力值應在壓力計量程的50~80%以內。(4)跨隔測試監(jiān)測封隔器密封性的壓力卡片沒有開關井顯示或地面排液顯示,證實封隔器密封良好。(5)測試管柱不存在漏失2、有下列情形之一者,為不合格壓力卡片:基線多條或壓力起點、終點不落在基線上。未按測試設計要求取得完整的開關井壓力曲線。(3)壓力計走臺階、時鐘偷停、封隔器不密封,測試管柱嚴重漏失、測試流道被堵等原因造成壓力曲線失真。跨隔測試封隔器不密封。第七節(jié)地層測試產(chǎn)量、壓力和溫度的求取一、產(chǎn)量1、自噴層求產(chǎn)方法同常規(guī)試油一樣,應求得穩(wěn)定產(chǎn)量。2、非自噴層計算產(chǎn)量方法有兩種,一是根據(jù)回收液量計算產(chǎn)量,二是根據(jù)流動壓力曲線計算產(chǎn)量。①根據(jù)回收液量計算產(chǎn)量公式: (1)上式中: q——日產(chǎn)液量,m3/d;Q——總回收液量,m3tp——總流動時間,min。②根據(jù)流動壓力曲線計算產(chǎn)量,經(jīng)換算公式如下:(2)上式中:q——日產(chǎn)液量,m3/d;P1、P2——為流動時間(min)t1t2對應的壓力值。MPa;Vu——油管或鉆桿每米容積,L/m;r——測試管柱內液注的密度,g/cm3。對于油水同出的層,若采用抽汲取得了合格的油水比例,可按抽汲的油水比例用流動曲線折算日產(chǎn)油量和日產(chǎn)水量。若沒有采取抽汲,可根據(jù)管柱回收的純油量和水量(應扣除漏失量)分別計算油、水產(chǎn)量。用流動曲線計算產(chǎn)量,只是代表某一回壓下的產(chǎn)能,受生產(chǎn)壓差的影響較大,因為隨著流動壓力的升高而產(chǎn)量下降,所以用流動曲線計算產(chǎn)量時應選擇合適的求產(chǎn)液面深度。對具有一定產(chǎn)能的層,求產(chǎn)液面深度與抽汲求產(chǎn)液面深度相接近為好,這樣才有可靠的對比性。對于干層,用流動曲線求產(chǎn)的掏空深度應滿足不同井深干層掏空深度的要求。二、壓力1、地層壓力的求取可按下面幾種方法確定。①由初關井實測穩(wěn)定壓力(關井壓力恢復在15min以上不再上升)確定。②由初、終關井壓力恢復曲線擬合法求取。③由初、終關井壓力恢復曲線外推壓力值確定。2、流動壓力①對自噴層,應取對應于產(chǎn)量穩(wěn)定時的流動壓力值。②對非自噴層,用流動壓力曲線計算產(chǎn)量時,應取對應計算產(chǎn)量曲線段流動壓力的平均值。3、溫度實讀溫度計,選擇最高溫度為測點深度的溫度。第八章測試資料解釋中的有關概念及其參數(shù)的含義一、不穩(wěn)定試井與穩(wěn)定試井試井可分為不穩(wěn)定試井和產(chǎn)能試井兩大類。不穩(wěn)定試井包括許多內容。產(chǎn)能試井包括穩(wěn)定試井、等時試井和改進的等時試井等。此外,試井還包括測一口井的原始地層壓力、開井時的流動壓力和關井后的靜止壓力等。不穩(wěn)定試井是通過改變油、氣、水井的工作制度,引起地層中壓力重新分布,測量井底壓力隨時間的變化,根據(jù)為一變化結合產(chǎn)量等資料,計算出測試層在測試范圍內的特性參數(shù)。穩(wěn)定試井是通過逐步改變油井的工作制度(如逐步加大油嘴或改變沖程沖次),系統(tǒng)測量每一個工作制度下的產(chǎn)油量、產(chǎn)水量、產(chǎn)氣量、氣油比以及井底穩(wěn)定流動壓力、井口油管壓力、套管壓力等,把這些資料繪制成“穩(wěn)定試井曲線”(即產(chǎn)油量、產(chǎn)氣量、產(chǎn)水量、井底流壓或生產(chǎn)壓差同工作制度的關系曲線)和“指示曲線”(即產(chǎn)量同流動壓力或生產(chǎn)壓差的關系曲線)。通過分析研究,確定油井合理的工作制度,并推算出油層滲透率和采油指數(shù)等參數(shù)。由于要保證每個工作制度下的產(chǎn)量必須穩(wěn)定,并且要在井底流動壓力穩(wěn)定之后才能測量各項數(shù)據(jù),所以叫“穩(wěn)定試井”,也稱“系統(tǒng)試井”。不穩(wěn)定試井在油氣勘探開發(fā)過程中廣泛使用,壓力恢復試井和壓力降落試井最為常用。地層測試屬于不穩(wěn)定試井,通過地面操作進行井下開井和關井,改變油藏內部動態(tài),引起油藏中的壓力變化,使壓力波向外傳播,對與井連通的地層進行掃描,并把向外傳播時遇到的阻力,隨時間的變化反饋到井底,從而獲得在掃描范圍內的油藏信息。除了取得油層的產(chǎn)量、液性、壓力、溫度外,還能計算出油層的有效滲透率(K)、地層系數(shù)(Kh)、流動系數(shù)(Kh/μ)、井筒儲集系數(shù)(C)、產(chǎn)層完善程度(表皮系數(shù)S、堵塞比DR、污染壓降ΔPs)、流動效率(FE)、采油指數(shù)(J0)、研究半徑(ri)、邊界距離(L)及邊界類型等參數(shù)。不穩(wěn)定試井的內容包括有:(1)鉆井過程中以尋找油氣層為主要目的的中途測試。(2)完井試油過程中用于油層、油藏評價的完井測試。(3)針對油藏分析的干擾和脈沖試井。(4)針對層間關系的垂向干擾和脈沖試井。(5)用于評價酸化壓裂效果的措施前后的測試。二、井筒儲集效應和井筒儲集系數(shù)(C)下面以一口井筒充滿單項原油的井為例,來討論油井在剛開井或剛關井時出現(xiàn)的井筒儲集效應的現(xiàn)象。油井剛打開井或剛關井時,地面產(chǎn)量與井底產(chǎn)量不相等。當油井一打開,從井口以產(chǎn)量和采出的原油,完全是靠井筒中被壓縮的原油的膨脹而采出的,此時,還沒有原油從地層流入井筒,地面產(chǎn)量為qo,而井底產(chǎn)量為0。后來,隨著井筒中原油彈性能量的釋放,井底產(chǎn)量逐漸增加,過渡到與地面產(chǎn)量相等。見圖15中之(1)。在關井時,當油井一關閉,地面產(chǎn)量立即由qo變?yōu)?,但在井底,仍有原油從地層注入井筒,從而使井筒壓力逐漸增加,直到與井筒周圍地層的壓力達到平衡,此時,井底產(chǎn)量才變?yōu)?,實現(xiàn)井底關井。這就是常說的續(xù)流效應,圖15中之(2)。產(chǎn)量q產(chǎn)量產(chǎn)量q產(chǎn)量qq000PWBSt0PWBSΔt(1)開井情形(2)關井情形圖15井筒儲集效應示意圖上面所講的當油井剛開井或剛關井時,井筒原油膨脹或壓縮引起的續(xù)流現(xiàn)象,稱為井筒儲集效應。開井時井底產(chǎn)量為0或關井時井底產(chǎn)量為qo的那一段時間,稱為純井筒儲集階段,簡寫作PWBS(PureWellboreStorage),見圖15所示。井筒儲集效應的強弱程度用井筒儲集系數(shù)C表示,它是描述井筒靠壓縮性能儲存原油或靠釋放彈性能量排出原油的能力。(3)上式中C——井筒儲集系數(shù),m3/MPa;?v——井筒中所儲原油體積的變化,m3?p——井筒壓力的變化,MPa。根據(jù)井和測試的情況,可以對井筒儲集系數(shù)C值進行分類,見表1。表1井筒儲集系數(shù)C值分類表分類級別C值量級(m3/Mpa)井的情況描述特高>10深氣井,井口關井高1~10高含氣井或油、套液面同時恢復井較高0.1~1含氣柱井,井口關井或油套液面恢復井中等0.05~0.1油管井口關井,中低氣油比較低0.01~0.05油管井口關井,井中為純油、水或采用井下工具關井,但口袋較長低0.001~0.01采用井下工具關井很低<0.001井下關井,口袋特短由上表中可以看出,井中的流體性質和關井位置對C值影響很大。對C值的分類有助于對測試壓力資料的分析和鑒別。如果通過參數(shù)計算求出的C值,與上面描述的井的情況相符,則結果是正確的,如果相差很大,則可能是分析出現(xiàn)錯誤或未考慮井筒因素(如封隔器漏失)、地層因素(存在未被認識的氣夾層等)所引起的。實際資料表明,產(chǎn)層孔隙度越小,流體的壓縮性越大,關井閘門離油層越遠,則井筒儲集效應持續(xù)的時間就越長,從而影響徑向流直線段的出現(xiàn),甚至無法計算出油層參數(shù)。因此,為了盡量消除或降低井筒儲集效應,研究的地層測試器中的測試閥實行井底關井,就是有效的辦法之一。三、續(xù)流動狀態(tài)續(xù)流動狀態(tài)又稱為井筒儲集流動段,與上面分析井筒儲集效應的情況一樣,它是產(chǎn)生于開、關井后壓力變化早期的一種流態(tài),嚴格地說,它只受井筒容積影響的一種井底附近的不穩(wěn)定的流動狀況,也叫續(xù)流段或續(xù)流效應。在續(xù)流段,當井筒儲集系數(shù)為常數(shù)時,壓力及壓力導數(shù)的雙對數(shù)圖和直角坐標圖上,呈斜率為1的直線(45°傾角的直線)。四、平面徑向流設油層是均質、等厚的,且油井打開了整個油層,開井后,地層中的流體沿水平面從四周流向井底,流線是從四面八方向井筒匯集的直線,其特點是,以井軸為圓心的圓上,各點的壓力和速度是相等的,這種流動稱為平面徑向流動,簡稱徑向流動。見圖16。等壓線等壓線流線圖16平面徑向流示意實際上,油井一開井總是要受井筒儲集和表皮效應或其他因素的影響,雖然流動也是向著井筒的徑向流動,但尚未形成徑向流的等壓面,這一階段稱為“早期段”;在生產(chǎn)的影響到達油藏邊界之后,因受邊界的影響而不呈平面徑向流動,這一階段稱為“晚期段”;真正呈平面徑向流動的只有它們之間的一段時間,所以徑向流動階段又常稱為“中期段”。五、穩(wěn)定流動一口井以穩(wěn)定產(chǎn)量生產(chǎn),如果在晚期段整個油藏的壓力分布保持恒定(即不隨時間而變化),油藏中的每一點壓力都保持常數(shù),這種流動狀態(tài)稱為穩(wěn)定流動。非常強的水驅油藏容易出現(xiàn)穩(wěn)定流動。因為油井每采出一定數(shù)量的原油,就會有相當數(shù)量的水從水區(qū)補給,油藏外邊界(油水邊界)始終保持恒壓,當生產(chǎn)井的影響到達這恒壓邊界之后,便會出現(xiàn)穩(wěn)定流動。六、擬穩(wěn)態(tài)流動如果在以穩(wěn)定產(chǎn)量生產(chǎn)過程中的晚期段,油藏中每一點的壓力隨時間的變化率都相同,即各點的壓力以相同的速度下降,這種流動就稱為擬穩(wěn)定流動。在擬穩(wěn)定流動階段,油藏中不同時刻的壓力分布曲線彼此平行,因此,井底壓力隨時間變化呈線性關系。一個封閉油藏中的一口井以穩(wěn)定產(chǎn)量投入生產(chǎn),當晚期影響到達所有的密封邊界后,流動便進入了擬穩(wěn)定流動階段。七、線性流動線性流動是指在某一區(qū)域內,流體流動方向相同,流線呈平行狀態(tài)。能形成線性流的情況主要有以下幾種:一是邊界的影響,如作為外邊界條件的平行斷層,形成條帶形的地層,使得離開井稍遠的流動形成線性流,見圖17所示。圖17平行斷層形成的線性流動示意圖圖18無限導流垂直裂縫井初期線性流動示意圖二是由壓裂形成的無限導流垂直裂縫井(如小型壓裂井,裂縫中流動阻力很小),或平均流垂直裂縫井(天然裂縫或構造裂縫井),在流動初期形成的垂直于裂縫的線性流,見圖18所示。三是水平井當水平段較長時,形成朝向井筒流動的線性流。線性流動在壓力及壓力導數(shù)的環(huán)對數(shù)圖上,呈斜率為1/2的直線。八、雙線性流雙線性流產(chǎn)生于具有有限導流的垂直裂縫。有限導流垂直裂縫是指進行水力壓裂的井,當加入的支撐劑砂粒配比適當時,裂縫中的導流能力與地層的導流能力可以相比擬。此時除垂直于裂縫的線性流外,沿裂縫方向也產(chǎn)生線性流,所以稱為雙線性流。見圖19所示。圖19有限導流垂直裂縫井雙線性流示意圖九、擬徑向流擬徑向流是指產(chǎn)生于離井底稍遠位置的類似于平面徑向流的一種流動狀態(tài)。對于水力壓裂井,當初期的線性流動或雙線性流動階段以后,在離井底距離大于裂縫半長時,裂縫的影響減弱,如果這時離外界又較遠的話,則會形成擬徑向流,如圖20所示。圖20擬徑向流流態(tài)示意圖擬徑向流動同徑向流動一樣,會在壓力導數(shù)曲線上形成水平直線段。十、表皮效應、表皮系數(shù)(S)和污染壓降(ΔPs)在鉆井和完井作業(yè)過程中,產(chǎn)層受鉆井液或完井液的侵入,射孔不完善以及酸化、壓裂等原因的影響,使油井附近地層的滲透性發(fā)生了變化,當原油從油層流入井筒時,在這個滲透性不同的很薄的環(huán)狀“表皮區(qū)”,產(chǎn)生一個附加壓力降(ΔPs)這個現(xiàn)象稱為表皮效應。在井壁想出在污染時,液體經(jīng)過“表皮區(qū)”產(chǎn)生的是一個正的附加壓降。反之,經(jīng)酸化壓裂增產(chǎn)措施見效,儲層不存在污染,井壁附近產(chǎn)層的滲透率變大,流體經(jīng)過表皮區(qū)時流動能力增強,產(chǎn)生的是一個負的附加壓降。用來表示一口井表皮效應的性質和嚴重程度,稱為表皮系數(shù),也叫污染系數(shù),用S表示。(4)ΔPs=0.8686ms(5)上式中:S——表皮系數(shù),無因次;k——地層滲透率,10-3μm2;h——地層厚度,m;q——日產(chǎn)量,m3/d或t/d;μ——粘度,mpa·s;B——體積系數(shù),m3/m3;ΔPs——表皮效應產(chǎn)生的附加壓降,MPa;m——半對數(shù)圖上直線段斜率,MPa/cycle。對于均質油藏的井:S>0或ΔPs>0,表示井受到污染。其值越大,污染越嚴重;S=0或ΔPs=0,表示井未受到污染;S<0或ΔPs<0,表示井為超完善,增產(chǎn)措施見效。其值越小,表示增產(chǎn)效果越好。均質油藏井的表皮系數(shù)S值大致可以分為如下幾類:嚴重堵塞(特高)S>20堵塞(高)S:5~20較完善(中)S:1~5完善(低)S:?1~1酸化(較低)S:?3~?1壓裂(很低)S:<?3十一、井底有效半徑(γωe)井底有效半徑也是表示井壁附近污染或表皮效應性質嚴重程度的一個參數(shù),其定義是:γωe=γω·e-s(6)上式中:γωe—有效井底半徑,m;γω—(實際)井底半徑,m.。若γωe=γω表示井未受到污染;γωe<γω表示井受到污染;γωe>γω表示井為超完善,增產(chǎn)措施見效。十二、流動效率(FE)和堵塞比(DR)流動效率和堵塞比都是表示井壁附近污染情況的兩個參數(shù)。流動效率定義為實際采油指數(shù)(Jo)與理想采油指數(shù)(Ji)的比值。實際產(chǎn)油指數(shù)是指單位生產(chǎn)壓差(?P)下的實際日產(chǎn)量(q),即:Jo=(7)上式中:Jo—實際產(chǎn)油指數(shù),m3/Mpa.d;Pe—油層壓力,MPa;Pwf—流動壓力,MPa。理想采油指數(shù)是指不存在表皮效應時應達到的采油指數(shù),此時不產(chǎn)生附加壓力降(ΔPs)。即:(8)上式中:Ji—理想采油指數(shù),m3/MPa?d;ΔPs—附加壓力降,MPa。因此,流動效率(FE)的計算公式為:(9)流動效率的意義是:因為井壁存在污染,使得油井在相同的生產(chǎn)壓差下,產(chǎn)量減少到應有產(chǎn)量的FE倍。例如,一口井在生產(chǎn)壓差2.5MPa的情況下,實際產(chǎn)量為100m3/d,F(xiàn)E為0.80,這表明該井由于井壁污染只獲得在2.5MPa生產(chǎn)壓差下應有產(chǎn)量的80%。若能徹底清除井壁污染,該井在相同的生產(chǎn)壓差下,產(chǎn)量應達到100/0.80=125FE>1、FE=1和FE<1分別表示井為超完善、未受污染和遭受污染。堵塞比(DR)為流動效率(FE)的倒數(shù),計算公式為:(10)堵塞比也可理解為無污染情況下的理想產(chǎn)量(Q理想)與測試時測得的實際產(chǎn)量(Q實際)的比值:即DR=Q理想/Q實際。堵塞比的意義是:如果徹底清除了井壁污染,井在相同生產(chǎn)壓差下的產(chǎn)量是應能達到井壁污染情況下產(chǎn)量的DR倍。據(jù)此可作為預測酸化增產(chǎn)措施效果的依據(jù)之一。仍以講流動效率所舉例子為例,該井堵塞比值,實際產(chǎn)量是100m3/d,若污染徹底清除后在相同生產(chǎn)壓差下的理想產(chǎn)量應是實際產(chǎn)量的1.25倍,即100×1.25=125(m3/d)DR>1、DR=1和DR<1分別表示井遭受污染、未遭受污染和超完善。下面將反映井壁污染特征的幾個參數(shù),判別均質油藏井的完善程度的標準匯總如下表2。表2均質油藏井的完善程度評價標準評價參數(shù)存在污染(不完善井)不存在污染(完善井)增產(chǎn)措施見效(超完善井)表皮系數(shù)(S)S>0S=0S<0污染壓降(ΔPs)ΔPs>0ΔPs=0ΔPs<0井底有效半徑(γωe)γωe<γωγωe=γωγωe>γω流動效率(FE)FE<1FE=1FE>1堵塞比(DR)DR>1DR=1DR<1十三、有效滲透率滲透率表示地層通過流體的能力。地層測試求得的有效滲透率,可以理解為是在測試過程中流動影響所波及的整個范圍內油層滲透率的平均值。因為是在動態(tài)條件下測得的,能較好地反映油藏在動態(tài)條件下的滲流情況。在油田開發(fā)方案的編制、動態(tài)預測中,一般都使用由試井解釋求得的有效滲透率。十四、流動系數(shù)(kh/μ)、地層系數(shù)(kh)和流度(k/μ)流動系數(shù)表示流體在油層中流動難易程度的參數(shù),數(shù)值上等于地層系數(shù)與地層原油粘度的比值。其值越大,表示流體在油層中越容易流動。地層系數(shù)也稱產(chǎn)能系數(shù),數(shù)值上等于油層有效滲透率與有效厚度的乘積。流度也稱比流動系數(shù),是油井單位油層有效厚度的流動系數(shù),數(shù)值上等于油層有效滲透率與地層原油粘度的比值。流度可分為七級,見表3。表3流度(k/μ)分級表分類級別流度k/μ數(shù)量級10-3μm2/MPa?s地層和流體描述特高>10000滲透率高達104×10-3μm2以上的裂縫性地層,流體物性好,μ<1MPa?s。高1000~10000滲透率為幾千個10-3μm2的高滲透層,流體物性好,μ<1MPa?s。較高100~1000滲透率為幾百個10-3μm2的較高滲透層,流體粘度為幾個MPa?s。中10~100中等滲透性,中等粘度。較低1~10滲透率為幾個10-3μm2,流體粘度為幾個MPa?s。低0.1~1滲透率很低,或者粘度超過數(shù)十個MPa?s。很低<0.1滲透率不到1×10-3μm2,流體地下粘度很高,達上百個MPa?s。十五、研究半徑(γi)研究半徑也叫探測半徑、測試半徑,是指在測試生產(chǎn)過程中壓降漏斗所波及的外緣距離。它與地層巖石、流體特性和生產(chǎn)時間有關。(11)上式中:K—地層滲透率,10-3μm2;t—生產(chǎn)時間,h;φ—孔隙度,小數(shù);μ—流體粘度,MPa?s;Ct—總壓縮系數(shù),MPa-1。從上式可以看出:產(chǎn)層滲透率越高,持續(xù)生產(chǎn)時間越長,測試所探測的半徑就越大;儲層孔隙度越大,則測試探測半徑越?。涣黧w粘度或壓縮系數(shù)越大,測試探測半徑也越小。十六、邊界距離(Lb)邊界距離就是指井到邊界的距離。在測試影響范圍內如遇有邊界顯示,可通過壓力分析計算出其距離,借助其他資料還可以確定邊界的類型。(12)上式中:Δtb——遇到邊界的時間,h。十七、儲容比(ω)和竄流系數(shù)(λ)儲容比和竄流系數(shù)是雙重介質地層非常重要的兩個參數(shù)。雙重介質地層,存在裂縫系統(tǒng)和基質巖塊兩種滲透性介質,裂縫系統(tǒng)滲透率(Kf)比基質巖塊的滲透率(Km)要大得多,基質巖塊不能直接向井內供液。開井后首先是裂縫中的原油流入井筒,在基質巖塊與裂縫系統(tǒng)產(chǎn)生了足夠大的壓差時,基質巖塊中的原油才流入裂縫系統(tǒng)。1、儲容比(ω)是指兩種介質的彈性容量比,即裂縫系統(tǒng)彈性容量與總系統(tǒng)彈性容量之比。(13)上式中:(φVCt)f—裂縫系統(tǒng)彈性容量;(φVCt)m—基質巖塊彈性容量。由定義可知,儲容比ω反映了裂縫系統(tǒng)中的儲油量占總儲量的百分比,ω值大到接近于1時,則原油大部分存于裂縫之中,此時雖可以比較順利地采出地層中的大部分原油,但原油來源有限,油井產(chǎn)能不能穩(wěn)定,甚至是短命的。ω值越小,表明越多的原油儲存在基質巖塊系統(tǒng)中。2、竄流系數(shù)(λ)竄流系數(shù)是基質巖塊滲透率與裂縫滲透率之比和基質巖塊的幾何結構的函數(shù)。(14)上式中:α—基質巖塊的形態(tài)因子;γω—井底半徑,m;Km—基質巖塊滲透率,10-3μm2;Kf—裂縫滲透率,10-3μm2。式中基質巖塊形態(tài)因子α可由下式計算:(15)上式中:n—裂縫面的維數(shù);l—基質巖塊的特征長度。竄流系數(shù)λ值的大小,反映了原油從基質巖塊系統(tǒng)流入裂縫系統(tǒng)的難易程度。若λ值大,則基質巖塊中的原油比較容易地流入裂縫中,因此稱為竄流系數(shù)。我國大部分古潛山碳酸鹽油藏,裂縫發(fā)育,表現(xiàn)為雙重介質油藏特征。一個好的雙重介質油藏,除了滲透率等其他條件較好外,ω和λ值也應具有如下特征:①ω值較小,一般在0.01~0.1之間,或小于0.01。②λ值也較小,約在10-7~10-8數(shù)量級。例如我國的任丘油田,ω和λ就具備了上述條件,各山頭ω平均值為0.06,λ平均值為0.7×10-7,因此開發(fā)效果較好。而有些開發(fā)效果較差的油田,ω值在0.3~0.5之間,λ值在10-5~10-6之間。十八、裂縫半長(Xf)和裂縫導流能力(KfW)對于壓裂井,可以提供這兩個參數(shù)。(16)上式中:Xf—裂縫半長,m;(tDf/Δt)M—時間擬合值。KfW=FCD?K?Xf(17)上式中:KfW—裂縫導流能力,10-3μm2?m,W為裂縫寬度,m;FCD—裂縫導流能力系數(shù)。十九、無因次量一般的物理量都具有因次,如面積具有長度平方的因次,產(chǎn)量的因次是m3/d。但也有一些量不具有因次,如原油體積系數(shù)、表皮系數(shù)、相對滲透率等。在地層測試資料解釋中,為了討論問題方便,常把某些有因次的物理量無因次化,即引進了一個無因次量的新概念。一般來說,無因次物理量是這一物理量與別的一些物理量的組合,并與這一物理量成正比。1、無因次壓力(PD)無因次壓力與壓差ΔP成正比。(18)上式中:kh—地層系數(shù),10-3μm2?m;μ—粘度系數(shù),mPa.s;B—體積系數(shù),m3/m3;ΔP—恢復壓差,MPa。2、無因次時間(tD)無因次時間與關井時間Δt成正比。(19)上式中:Φ—孔隙度,小數(shù);Ct—壓縮系數(shù),MPa-1;rW—井底半徑,m;Δt—關井時間,h。3、無因次井筒儲集系數(shù)(CD)無因次井筒儲集系數(shù)與井筒儲集系數(shù)C成正比。(20)4、無因次距離(rD)無因次距離與距離r成正比。(21)上式中:r—距井的徑向距離,m。第九節(jié)地層測試資料解釋方法一.常規(guī)試井解釋方法——赫諾法和MDH法20世紀50年代,赫諾(Horner)及米勒(Miller)、戴斯(Dyes)和哈欽森(Hutchinson)提出了半對數(shù)(也稱半對數(shù))直線分析的理論和方法,為不穩(wěn)定試井曲線的分析和解釋奠定了基礎。這就是沿用至今的赫諾法和MDH法(三位作者名字的首字母)。1.基本微分方程和壓力恢復分式由這兩定律、連續(xù)性方程和流體的狀態(tài)方程可以推導出:單相弱可壓縮且壓縮系數(shù)為常數(shù)的液體,在水平、等厚、各向同性的均質彈性孔隙介質中滲流時,其壓力變化服從如下偏微分方程:+(22)假定油田在以穩(wěn)定產(chǎn)量q生產(chǎn)小時后關井,關井時間以表示,由迭加原理可導出,關井后的井底壓力為:(23)上式中()——關井時刻的井底壓力,MPa;Pi——原始地層壓力,MPa;——關井前生產(chǎn)時間,h;——關井時間,h。上式就是壓力恢復公式,也稱為赫諾(Horner)公式。若關井前生產(chǎn)時間比關進時間長得多,即﹥﹥時,則可推導出:(24)上式就是MDH壓力恢復公式,又稱MDH公式。由(23)、(24)可知,關井時刻的井底恢復壓力()與或成一條直線。2.幾種常用的半對數(shù)圖半對數(shù)圖也稱半對數(shù)圖,在橫、縱坐標中,有一項是以對數(shù)形式畫出的。(1)赫諾圖對于只有一次開井和一次關井的壓力恢復曲線,人們通常應用“赫諾圖”,是赫諾于1951年最早應用。它的橫坐標是,縱坐標為井底關井壓力,如圖21所示。圖21壓力恢復曲線赫諾圖(2)MDH圖MDH圖的名稱來源于三位作者,是米勒、戴斯、哈欽森名字的首字母。這種圖適用于關井前產(chǎn)量穩(wěn)定而且生產(chǎn)時間()很長情況下的關井壓力恢復曲線。圖中橫坐標稱為,縱坐標為,如圖22所示。圖22壓力恢復曲線MDH圖(3)疊加函數(shù)圖當一口井多次開井又多次關井或產(chǎn)量改變時,對于最后一次關井壓力恢復,前面的開井、關井或產(chǎn)量改變,都會在地層中形成壓力波動,也都會對最后一個階段的壓力變化產(chǎn)生影響,因而這時畫出的半對數(shù)圖,縱坐標仍取,而橫坐標為時間疊加函數(shù)(SUPF)。SUPF=(25)式中n—自從第一次開井開始到被分析階段為止,改變工作制度的次數(shù)。例如開井3次,關井3次,而被研究的是最后一次關井恢復,則n=6;—第階段的產(chǎn)量(例如最后一階段是關井,則=0),;—第階段持續(xù)的時間,;—被分割階段的時間變化,;SUPF—時間疊加函數(shù)。疊加函數(shù)圖圖形特征如圖23所示。圖23壓力恢復曲線疊加函數(shù)圖從以上幾種半對數(shù)圖上看,不論取哪一種時間坐標,最突出的特點是它的徑向流直線段。由于受井筒儲集、表皮效應和油層邊界的影響,實測壓力恢復曲線的早期段和晚期段都會偏離這一直線段,只有中間一段,才真正是一直線,這一直線段稱為中期直線段。中期直線段的斜率為,用表示斜率的絕對值。(26)確定了直線段的值,就可以計算出油層的有關參數(shù)。3.計算參數(shù)當我們把實測的壓降數(shù)據(jù)或壓力恢復數(shù)據(jù),畫成壓降曲線圖或壓力恢復曲線圖(赫諾圖、MDH圖、疊加函數(shù)圖等),找出其中期直線段,量出其斜率,就可以計算出:流動系數(shù)(27)地層系數(shù)(28)有效滲透率(29)表皮系數(shù)(30)上式中,——關井1小時時對應于直線段或其延長線上的壓力,MPa;——關井前井底流壓,MPa。污染壓降()用式(5)計算堵塞比(DR)用式(10)計算研究半徑()用式(11)計算邊界距離()用式(12)計算外推壓力:從式(23)赫諾公式中可以看出:當關井時間→∞時,→1,→0,則井底關井壓力→(原始地層壓力)。因此,把赫諾曲線圖(見圖20)中的中期直線段延長(在有不滲透邊界反映壓力恢復曲線上翹時,應把晚期直線段延長),使它與垂直線=1即(=0)相交,交點所對應的壓力值就是,通常用表示。在尚未投入開發(fā)的油藏,它就是原始地層壓力;而已投入開發(fā)的油藏,它就是油藏的平均壓力。二.現(xiàn)代試井解釋方法——擬合法常規(guī)試井解釋方法有它的不足之處和局限性,主要表現(xiàn)在:一是當測試資料未出現(xiàn)半對數(shù)直線段時,解釋就無能為力了。二是如何準確確定半對數(shù)直線段,直線段是從何時開始的,常常比較困難,在似乎出現(xiàn)兩條以上直線段時,到底哪一條是真正的直線段,有時也難以判斷。20世紀70年代末,隨著科學技術的飛躍發(fā)展,特別是電子計算機的廣泛使用和高精度電子壓力計的推廣應用,使試井解釋方法的研究也取得了很大的進展。各國試井專家研制成功了許多試井解釋圖版,圖版擬合分析方法引起了各國試井界廣泛的興趣和高度重視。80年代初,壓力導數(shù)解釋圖版(布德圖版)及其擬合分析方法的創(chuàng)立,使試井解釋進一步取得突破性的重大發(fā)展,形成了一套比較完整的“現(xiàn)代試井解釋方法”。既可以準確地測取一般的儲層參數(shù)、完井質量參數(shù),又可以對油藏的儲集類型、儲層在平面上的變化以及邊界情況等做出分析判斷?,F(xiàn)代試井解釋方法具有以下幾個特點:(1)運用了系統(tǒng)分析和數(shù)值模擬的方法,大大豐富了試井解釋的思想方法和實際內容。(2)進一步完善了常規(guī)試井解釋方法,通過圖版擬合分析判斷是否出現(xiàn)了半對數(shù)直線段,并給出直線段開始和結束的大致時間,提高了半對數(shù)曲線分析的可靠性。(3)建立了雙對數(shù)曲線分析法(即解釋圖版擬合分析方法),通過圖版擬合和數(shù)值模擬,對試井資料總體上進行分析研究,不象常規(guī)試井解釋那樣,僅僅局限于半對數(shù)直線段的分析和研究。(4)現(xiàn)代試井解釋圖版適用于油、水、氣井,可以解釋各種不穩(wěn)定試井資料。(5)整個解釋過程是一個“邊解釋邊檢驗”的過程,幾乎對每一個流動段的識別,每一個參數(shù)的計算,都要從兩種不同的分析方法分別進行,再對比結果。在兩種方法解釋結果一致之后,還要經(jīng)過無因次赫諾曲線擬合檢驗和壓力史擬合檢驗(數(shù)值模擬檢驗),從而保證了解釋結果的可靠性。1.從系統(tǒng)分析看試井解釋原理任何一個研究對象都可以看作是一個系統(tǒng)(用S表示)。給系統(tǒng)(S)一個“激動”(輸入I),則系統(tǒng)就會出現(xiàn)相應的“反應”,即輸出“O”,如圖24所示。輸出O系統(tǒng)S輸入I 輸出O輸出O系統(tǒng)S輸入I圖24系統(tǒng)分析示意圖系統(tǒng)分析中有兩類問題,一類是已知系統(tǒng)S結構和輸入訊號I,而要求出未知的輸出O,這稱為正問題。用關系式表示為:I×S→O。正問題的解是唯一的。另一類則是系統(tǒng)S為未知,而要由已知的輸入訊號I和輸出訊號O反求未知系統(tǒng)S的結構,這稱為反問題。用關系式表示為:O/I→S。測試試井解釋就是一個反問題,它是把油藏和測試井看作是一個未知系統(tǒng)S,給S一個輸入訊號I——即從測試井以穩(wěn)定產(chǎn)量q采用一定數(shù)量的原油,由此引起系統(tǒng)S中的壓力發(fā)生變化——這就是S的輸出訊號O,如圖25所示。以穩(wěn)定產(chǎn)量采油壓力變化油藏+測試井以穩(wěn)定產(chǎn)量采油壓力變化油藏+測試井S圖25油井試井系統(tǒng)分析示意圖對于一個系統(tǒng),施加某一輸入,一定得到某一輸出。對于不同的系統(tǒng),施加同樣的輸入,一般說來,會得到不同的輸出。因此,我們可以用不同系統(tǒng)對同一輸入的反應(輸出),來識別系統(tǒng)本身。需要注意的是,確實存在這樣的不同系統(tǒng),當施加同樣的輸入時,得到的是大致相同的輸出。也就是說,試井解釋可能存在有多解性。不過,隨著輸出信息的增加,加上結合其他已有資料進行綜合分析,可能的解的數(shù)目就會減少,甚至得到唯一的解。測試試井的任務就是計量采出的原油或天然氣,并測量井底的壓力變化,也就是測取系統(tǒng)的輸入(I)和輸出信號(O)。而試井解釋的任務,就是根據(jù)采集到的輸入I(產(chǎn)量史),和輸出O(壓力變化史),再結合其他資料(如地質、測井、錄井和化驗等成果),來識別系統(tǒng)S,包括判斷油藏和測試井的類型,計算有關參數(shù)。2.試井解釋圖版及參數(shù)計算根據(jù)常見的各種油氣藏,建立各種相應的試井解釋理論模型,求出它們的解,把求得的這些解分別繪制成無因次壓力與無因次時間(或其他有關量)之間的關系曲線,這就是解釋圖版,或叫樣板曲線?,F(xiàn)代試井解釋主要是應用了圖版法,針對各種不同類型的地層,制作了各種各樣的圖版。這些圖版的特征,就是標志著地層的特征。因此,將實測壓力曲線(與理論圖版曲線坐標相對應)的形態(tài),選擇合適的試井解釋模型,與理論圖版曲線進行擬合分析,選擇擬合點,讀出各個擬合值,即可計算油層參數(shù)和確定邊界情況。所以說現(xiàn)代試井解釋方法的核心就是圖版擬合法。目前國內常用的理論解釋圖版有格林加頓(Gringarten)雙對數(shù)解釋圖版和布德(Bourdet)壓力導數(shù)解釋圖版。(1)格林加頓解釋圖版這種圖版是在雙對數(shù)坐標系中,以無因次壓力為縱坐標,為橫坐標的一組樣板曲線,每一條樣板曲線對應一個值,如圖26所示。圖26均質地層格林加頓圖版示意圖上圖具有如下特征:①早期段(a—b)為45°(斜率為1)的直線,表明受續(xù)流影響,壓差隨時間線性上升。②b—с為過渡段,с—d段為徑向流段。標志徑向流起點с的位置的分界線,在圖中表示為兩條與圖版曲線相交的斜線。③是表示井筒及其周圍情況(即井筒儲存效應和表皮效應的性質及其程度)的無因次量,也是圖中曲線的變參數(shù)。當大時,曲線在上方,也就是說,總的壓力變化值較大。其主原因是:由于表皮系數(shù)S值處于參變量中的指數(shù)位置,S值大,表明井筒所受損害程度較大,造成了較大的附加壓力降,所以曲線在上方。反之,S值較小時,附加壓力降小,曲線落在下方。值的大小可判別儲層污染或改善的情況,一般來說,污染井:>103;未受污染井:5<≤103;酸化見效井:0.5<≤5;壓裂見效井:≤0.5。用實測的壓力雙對數(shù)曲線與格林加頓圖版曲線通過上下、左右平移進行擬合,使實測曲線與樣板曲線互相重合。利用曲線的橫坐標時間擬合值和,可以計算井筒儲集系數(shù)C值;縱坐標壓力擬合值和可以計算滲透率K值;利用曲線擬合值(),可以計算S值。其中。均質油藏參數(shù)計算:由壓力擬合值可以計算、和:=1.842×10-3(31)10-3(32)(33)由時間擬合值計算井筒儲集系數(shù)C值:(34)由C值計算出值:(35)由曲線擬合值計算表皮系數(shù)S:(36)(2)布德(Bourdet)壓力導數(shù)解釋圖版自從1982年由鮑迪特(布德)發(fā)明使用導數(shù)曲線來識別和分析地層的方法以來,使試井分析方法前進了一大步,逐步形成了目前的“現(xiàn)代試井”分析方法。當實測曲線與格林加頓圖版進行擬合時,有時出現(xiàn)擬合的不確定性,因為各個不同參變量下的曲線,形狀上很相似(實際上差別很大),似乎有好幾條樣板曲線都能與實測曲線擬合,從而影響分析結果。壓力導數(shù)比壓力本身更敏感,通過對壓力曲線求導數(shù),把壓力曲線中不明顯的微小變化而放大顯現(xiàn)出來,使不同地層的曲線特征能表現(xiàn)出來,有利于加以診斷和分析。布德壓力導數(shù)解釋圖版也是在雙對數(shù)坐標系中,以導數(shù)與的乘積()為縱坐標,以為橫坐標,如圖27所示。圖27均質地層布德壓力導數(shù)解釋圖版從上圖中可以看出,與格林加頓圖版一樣,在早期井筒儲集續(xù)流段是斜率為1(45°)的直線。圖中每一條樣板曲線對應一個值,值越大,隆起的幅度就越大,達到的峰值也越高,此段為過渡段,主要受表皮效應的影響。在右邊為一水平直線段,是徑向流直線段,其縱坐標值()為0.5,所以這一直線段常稱為“0.5線”。由于壓力導數(shù)曲線中有兩條直線段(即早期井筒儲集階段的45°直線段和徑向流階段的水平直線段),就可以控制實測曲線的擬合位置,比格林加頓圖版擬合要容易一些,而且容易得到唯一的擬合。如果測得的資料很可靠,實測曲線的兩條直線段與圖版上的兩條直線段相重合,就可以認為得到了唯一的擬合,也就確定了縱坐標壓力擬合值和橫坐標時間擬合值。然后再觀察中間過渡段與圖版上哪一條山丘狀樣板曲線相重合,從而得到曲線擬合值,這樣就可以計算油層的有關參數(shù)。對于均
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