第四章2弹性微可压缩液体的不稳定渗流理论1课件.ppt

1、4.7 油井的不稳定试井分析方法油井的不稳定试井分析方法试井是认识油气藏特性的重要手段之一试井是认识油气藏特性的重要手段之一。试井是研究井及地层特性（与流动有关的试井是研究井及地层特性（与流动有关的特性）的一种矿场试验。试井时，首先在井场进特性）的一种矿场试验。试井时，首先在井场进行试验，然后利用渗流力学的知识分析试验结果，行试验，然后利用渗流力学的知识分析试验结果，计算出井及地层的特性参数，判断井及地层目前计算出井及地层的特性参数，判断井及地层目前的状况。的状况。试井分为：稳定试井和不稳定试井。试井分为：稳定试井和不稳定试井。稳定试井：稳定试井：通过人为改变油井的工作制度，在稳定情况下，通过

2、人为改变油井的工作制度，在稳定情况下，测量出各个工作制度下的压力及产量等资料，弄清油井的生产测量出各个工作制度下的压力及产量等资料，弄清油井的生产能力，确定油井的合理工作制度及反求参数。能力，确定油井的合理工作制度及反求参数。不稳定试井方法：不稳定试井方法：利用油井以某一产量进行生产利用油井以某一产量进行生产（或生产一定时间后关井）测得的井底压力随时间变（或生产一定时间后关井）测得的井底压力随时间变化的资料来反求各种地层参数。化的资料来反求各种地层参数。在生产过程中研究储层静态和动态的一种方法。在生产过程中研究储层静态和动态的一种方法。可解决的问题：可解决的问题：确定井底附近或两井之间的地层参

3、数，导压系数，确定井底附近或两井之间的地层参数，导压系数，流动系数等；流动系数等；推算地层压力；推算地层压力；判断油井完善程度，估算油井增产措施的效果；判断油井完善程度，估算油井增产措施的效果；发现油层中可能存在的各类边界（如断层、尖灭、发现油层中可能存在的各类边界（如断层、尖灭、油水界面等）；油水界面等）；估算泄油区内的原油储量。估算泄油区内的原油储量。不稳定试井方法分类：不稳定试井方法分类：压力降落试井法：利用油井以某固定产量生产时井底压力压力降落试井法：利用油井以某固定产量生产时井底压力随时间降落的资料进行分析。随时间降落的资料进行分析。压力恢复试井法：利用油井关井后井底压力随时间不断恢

4、压力恢复试井法：利用油井关井后井底压力随时间不断恢复的实测资料来分析求参数。复的实测资料来分析求参数。水文勘探试井：使生产井投产或增大产量，在井底形成压水文勘探试井：使生产井投产或增大产量，在井底形成压力降落，测量井底压力降与时间关系，确定地层若行。力降落，测量井底压力降与时间关系，确定地层若行。根据资料的处理方式，不稳定试井方法可分为：根据资料的处理方式，不稳定试井方法可分为：常规常规试井分析法试井分析法和和现代试井分析法现代试井分析法。一、开井压力降落试井法一、开井压力降落试井法有界封闭地层有界封闭地层开井生产井底压力降落曲线一般分为三段：开井生产井底压力降落曲线一般分为三段：第一阶段：不

5、稳定早期，指压降漏斗没有传到边界之前的弹性第一阶段；第一阶段：不稳定早期，指压降漏斗没有传到边界之前的弹性第一阶段；第二阶段：不稳定晚期，压降漏斗传到边界以后；第二阶段：不稳定晚期，压降漏斗传到边界以后；第三阶段：拟稳定期，地层中任一点压降速度相同。第三阶段：拟稳定期，地层中任一点压降速度相同。)(tPwft01、不稳定早期压降分析及应用、不稳定早期压降分析及应用开井压力降落试井法开井压力降落试井法 不稳定早期地层中任一点压力变化式（不稳定早期地层中任一点压力变化式（即无限大地层弹渗流性即无限大地层弹渗流性液体典型解液体典型解）：）：2,44iiQrP r tPEKht井底压力随时间变化公式：

6、井底压力随时间变化公式：2,44wwfiiRQPr tPEKht20.014wRt当时225.2ln4)(wiwfrtKhQPtPtKhQrKhQPwilg183.025.2lg183.02简写成：简写成：222.25,ln42.250.183lg0.183lgwfiwiwQtPr tPKhRQQPtKhRKh2,lg2.250.183lg0.183wfiwPr tAmtQAPKhRQmKhlgtPwf图4-10 压降试井Pwf(t)lgt关系曲线利用斜率、截距反求地层参利用斜率、截距反求地层参数：导压系数、流动系数数：导压系数、流动系数利用直线段斜率计算地层参数：利用直线段斜率计算地层参数：

7、mQKh183.0利用直线段截距求表皮因子：利用直线段截距求表皮因子：)25.2lg(15.12wirmAPS开井压力降落试井法开井压力降落试井法步骤：步骤：井场测试：使油井定产量生产，同井场测试：使油井定产量生产，同时记录井底压力时记录井底压力Pw和相应时间和相应时间t t1 t2 t3 Pw(t1)Pw(t1)Pw(t1).处理测试数据并分析：利用所测试处理测试数据并分析：利用所测试的数据作的数据作Pw（t）lgt图形。利用中图形。利用中间直线段计算地层参数。间直线段计算地层参数。lgtPwf,lgwfPr tAmt22.250.183lg0.183iwQAPKhRQmKh开井压力降落试井

8、法开井压力降落试井法2、拟稳定期压降分析及应用、拟稳定期压降分析及应用拟稳定期井底压力随时间变化拟稳定期井底压力随时间变化的规律表达式：的规律表达式：22223ln2432 ln242 3 ln242 2ewfieweiweeiweRQtPtPKhRRRQQtPKhRKh RDmtRQDPKhRQmKh RTPwf图-拟稳定期关系曲线4 11Pwftgam利用早期段求得的流利用早期段求得的流动系数来求地层储量动系数来求地层储量 利用直线段斜率估算储量：利用直线段斜率估算储量：tehCrQm2即有：temCQhr2twrwremCSQShr)1()1(2开井压力降落试井法开井压力降落试井法 试井

9、曲线起始段末尾段弯曲的原因：试井曲线起始段末尾段弯曲的原因：起始段弯曲：起始段弯曲：由于井底内液柱的影响。由于井底内液柱的影响。开井前井筒内充满液体，开井后所得产开井前井筒内充满液体，开井后所得产量量Q常数，不完全是由地层流入井中常数，不完全是由地层流入井中的流量，其中有一部分是井筒积液。的流量，其中有一部分是井筒积液。末尾段弯曲：末尾段弯曲：由于边界的影响。当压力由于边界的影响。当压力波传至边界后井底压力变化规律上述表波传至边界后井底压力变化规律上述表达式，渗流进入弹性驱动第二阶段初期。达式，渗流进入弹性驱动第二阶段初期。当有邻井生产时，也不符合上述表达式当有邻井生产时，也不符合上述表达式的

10、假设条件。的假设条件。lgtPwf图4-10 压降试井Pwf(t)lgt关系曲线早期数据为什么偏离直线？)(tPwftlg0PWBSPWBS开井情形关井情形QtQtwhQsfQwhQ地面产量sfQ井底产量whQ地面产量sfQ井底产量晚期数据为什么偏离直线？)(tPwftlg0开井压力降落试井法开井压力降落试井法 试井曲线出现折点的原因：试井曲线出现折点的原因：地层非均质性、断层。地层非均质性、断层。探边测试探边测试如果测试井附近有线性组合的不渗透边界，压力传播到此如果测试井附近有线性组合的不渗透边界，压力传播到此边界时，压力降落速度加快，压降曲线变陡。在半对数坐标系边界时，压力降落速度加快，压

11、降曲线变陡。在半对数坐标系中呈现另一直线段，该直线段与第一直线段（中期段）斜率之中呈现另一直线段，该直线段与第一直线段（中期段）斜率之比比 m m2 2/m/m1 1 随不渗透边界的几何形态而异。随不渗透边界的几何形态而异。断层形态压降曲线中、晚期段形态12mm测试井m1m22:1测试井m1m24:1测试井m1m23:1)(tPwftlg)(tPwftlg)(tPwftlg关井压力恢复试井法关井压力恢复试井法 1、原理：、原理：油井以恒定产量生产一定时间后关井，测取油井以恒定产量生产一定时间后关井，测取关井后的井底恢复压力，对此压力资料进行分析关井后的井底恢复压力，对此压力资料进行分析并求取地

12、层参数。并求取地层参数。目前油田上最常用的一种试井方法目前油田上最常用的一种试井方法4.7 油井的不稳定试井分析方法油井的不稳定试井分析方法油井的不稳定试井分析方法油井的不稳定试井分析方法关井压力恢复试井法关井压力恢复试井法2、油井关井压力恢复规律：、油井关井压力恢复规律：设油井以定产量设油井以定产量Q生产了生产了t时间，在地层中形成压降漏斗时间，在地层中形成压降漏斗AB。在。在t时时刻进行瞬时关井，井底附近液体首先停止流动，离井较远地区还没得到刻进行瞬时关井，井底附近液体首先停止流动，离井较远地区还没得到关井信号，仍以井产量为关井信号，仍以井产量为Q的生产条件向井底流动，流向井底液体使井的生

13、产条件向井底流动，流向井底液体使井底液体密度升高，压力回升。在关井底液体密度升高，压力回升。在关井 时间后，在地层中形成压力分时间后，在地层中形成压力分布布A1C1B1。随关井时间增长，离井较远液体继续向井底流动，井底压。随关井时间增长，离井较远液体继续向井底流动，井底压力继续上升，压力恢复区越来越大，而离井底较远处地层压力继续下降，力继续上升，压力恢复区越来越大，而离井底较远处地层压力继续下降，停产后停产后 时刻形成压力分布曲线时刻形成压力分布曲线A2C2B2。1t2tB B1 B2A2A1AC1C2R(t1)R(t2)压力分布曲线图压力分布曲线图油井关井后，地层油井关井后，地层中发生的压力

14、回升中发生的压力回升过程是井底压力不过程是井底压力不断升高，压力回升断升高，压力回升面积不断扩地层大，面积不断扩地层大，离井较远处地层压离井较远处地层压力逐步下降的过程。力逐步下降的过程。关井压力恢复试井法关井压力恢复试井法上述过程可设想为上述过程可设想为T时刻并没有关时刻并没有关井，而是油井继续，并于井，而是油井继续，并于T时刻在时刻在该井位置投入了一口产量为该井位置投入了一口产量为Q的注的注入井。该注入井注入入井。该注入井注入t时间与生产时间与生产井连续生产井连续生产T+t时间在井底造成的时间在井底造成的压力回升与压力回升与t时刻关井所造成的压时刻关井所造成的压力回升是一致的，相同的。力回

15、升是一致的，相同的。-QTt图-压力恢复试井的产量历史4 12Q 叠加原理叠加原理3、压力恢复试井的基本公式、压力恢复试井的基本公式赫诺公式赫诺公式关井压力恢复试井法关井压力恢复试井法即：关井即：关井t时间后，井底压力降应等于生产井继续生产在井底形成的时间后，井底压力降应等于生产井继续生产在井底形成的压力降压力降 与注入井投产与注入井投产t时间后在井底形成的压力升高时间后在井底形成的压力升高 之和。之和。1P2P用对数表达式近似表示用对数表达式近似表示Ei函数函数 1222 444iwfwwiiPPtPPRRQEEKhTtt tPws 222.252.25lnln40.183lnlglg4wf

16、iwwiiiTtQtPtPKhRRQTtQttPPPmKhtKhTtTt tPws关井压力降落试井法关井压力降落试井法利用直线斜率反求地层参数；外推直线段至利用直线斜率反求地层参数；外推直线段至0处对应的压力为原始地层压力。处对应的压力为原始地层压力。-32 1 0Pwf图-曲线图4 14 HornerlgtTtiPtgm lg0.1830.183wfitPtPmTtQmKhKhQm tPws关井压力降落试井法关井压力降落试井法步骤：步骤：确定生产时间：上式中确定生产时间：上式中T是油井关井前的稳定生产时间。但实际上油井产是油井关井前的稳定生产时间。但实际上油井产量由于各种原因而常被改变，可用

17、折算生产时间代替量由于各种原因而常被改变，可用折算生产时间代替T：关井测井底压力：测试主要内容为关井测井底压力：测试主要内容为QTQ上次关井至此次关井的累积采出量关井前一段时间内的稳定产量关井时间井底压力1t2t3t 1wPt 2wPt 3wPtlgtTt11lgtTt22lgtTt33lgtTt 0.183lg;0.183wfitQKhQPtPmmTtKhm tPws关井压力降落试井法关井压力降落试井法步骤：步骤：由上表绘制由上表绘制 图形。不一定是直线，起始段和末段可能图形。不一定是直线，起始段和末段可能偏离直线。造成的原因是井的实际情况与理论公式的假设条件相差太远。偏离直线。造成的原因是

18、井的实际情况与理论公式的假设条件相差太远。lgwtPtTtP(t)wflgt图-曲线图4 15 MDHlgtTt 0.183lg;0.183wfitQKhQPtPmmTtKhm tPws关井压力降落试井法关井压力降落试井法上式的假设条件为：上式的假设条件为：地层均质、水平、无限大；地层均质、水平、无限大；地层中存在一口定产量投产井；地层中存在一口定产量投产井；流动服从线性渗流定律；流动服从线性渗流定律；油井瞬时关闭（不考虑井筒储集效应）。油井瞬时关闭（不考虑井筒储集效应）。0.183lg;0.183wfitQKhQPtPmmTtKhm tPws关井压力降落试井法关井压力降落试井法起始段偏离直线

19、的原因为：起始段偏离直线的原因为：续流的影响：续流的影响：理论公式假设油井是瞬时关闭的，但实际上，井筒理论公式假设油井是瞬时关闭的，但实际上，井筒有一定的容积，当从井口关闭时，地层内依然有流体流入井筒占据这部有一定的容积，当从井口关闭时，地层内依然有流体流入井筒占据这部分容积，然后才是液体密度增加，井底压力回升，续流影响往往形成压分容积，然后才是液体密度增加，井底压力回升，续流影响往往形成压力回升滞后力回升滞后；井底附近线性渗流定律被破坏：井底附近线性渗流定律被破坏：当线性渗流定律破坏后，产生当线性渗流定律破坏后，产生多余的能量损耗，使压力回升滞后，（在气井中可能出现）多余的能量损耗，使压力回

20、升滞后，（在气井中可能出现）；井底附近渗透率发生变化。井底附近渗透率发生变化。关井压力降落试井法关井压力降落试井法末尾段偏离直线的原因为：末尾段偏离直线的原因为：边界的影响：边界的影响：当压力波传到边界时，边界将对井的压力恢复发生当压力波传到边界时，边界将对井的压力恢复发生影响，当遇到断层或岩性尖灭时，压力恢复曲线的斜率会成倍增加，当影响，当遇到断层或岩性尖灭时，压力恢复曲线的斜率会成倍增加，当地层有供给区时，压力恢复曲线的斜率变小，并趋于零地层有供给区时，压力恢复曲线的斜率变小，并趋于零；当有区域性流动系数变化时：当有区域性流动系数变化时：渗透率渗透率K不同的区域，气水界面，不同的区域，气水

21、界面，油水界面等都可使曲线斜率变大或变小油水界面等都可使曲线斜率变大或变小；多层联合开采，各层压力不相等时，会出现台阶状的压力多层联合开采，各层压力不相等时，会出现台阶状的压力恢复曲线。恢复曲线。通常用中间直线段求地层参数通常用中间直线段求地层参数油井的不稳定试井分析方法油井的不稳定试井分析方法关井压力降落试井法关井压力降落试井法 实际生产中油井的工作制度经常发生变化，关井前油实际生产中油井的工作制度经常发生变化，关井前油井稳定生产时间井稳定生产时间T不易准确确定。不易准确确定。4、压力恢复试井的简化公式、压力恢复试井的简化公式MDH公式公式如关井前生产时间越长，继续生产引起的压降影响越小。故

22、关井如关井前生产时间越长，继续生产引起的压降影响越小。故关井前生产时间较长，而关井时间不长前生产时间较长，而关井时间不长(Tt)时，可用关井时刻井底时，可用关井时刻井底压降值代替油井生产压降值代替油井生产T+t时间的井底压降值时间的井底压降值 。1P即：即：10iwfPPP 0:wfP关井瞬时井底压力油井的不稳定试井分析方法油井的不稳定试井分析方法关井压力降落试井法关井压力降落试井法4、压力恢复试井的简化公式、压力恢复试井的简化公式MDH公式公式如关井前生产时间越长，继续生产引起的压降影响越小。故关井如关井前生产时间越长，继续生产引起的压降影响越小。故关井前生产时间较长，而关井时间不长前生产时

23、间较长，而关井时间不长(Tt)时，可用关井时刻井底时，可用关井时刻井底压降值代替油井生产压降值代替油井生产T+t时间的井底压降值时间的井底压降值 。1P即：即：10iwfPPP 1222 444iwfwwiiPPtPPRRQEEKhTtt tPws油井的不稳定试井分析方法油井的不稳定试井分析方法关井压力降落试井法关井压力降落试井法4、压力恢复试井的简化公式、压力恢复试井的简化公式MDH公式公式则：则：MDH公式公式 1222 02.25 0ln4iwfiwfiwfwPPtPPPPPQtPPKhR tPws 222.250ln42.25 00.183lg0.183lgwfwfwwfwQtPtPKhRQQPtKhRKh tPws油井的不稳定试井分析方法油井的不稳定试井分析方法关井压力降落试井法关井压力降落试井法4、压力恢复试井的简化公式、压力恢复试井的简化公式MDH公式公式简写成：简写成：P(t)wflgt图-曲线图4 15 MDH 2lg2.2500.183lg0.183wfwfwPtAmtQAPKhRQmKh tPws