1、试试 井井 技技 术术 讲讲 座座 大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司.第一部分 试井基本概念第二部分 试井基本理论. 第一部分 试井基本概念. 以渗流力学理论为基础，以各种测试仪器为手段，通过改变油气水井工作制度，进行求产、测压来研究储层特性和油、气、水井生产能力的一种方法称为试井。利用试井方法所取得的资料，可以求得储层物理参数（如渗透率、采油（气）指数、流动 系 数 、 导 压 系 数 、 储 层 边 界 、断层位置等）。 试 井试 井. 根据渗流力学中稳定流与非稳定流两类问题，可把试井分为稳定试井与不稳定试井两大类。.稳定试井稳定试井 逐步改变井的工作制度，对自喷井是改变油嘴直径；对
2、气举井是改变进气量；对抽油机井是改变冲程和冲次等），测量每一个工作制度下稳定的井底压力及产液（油）量、产气量、含水率、含砂量。这种试井方法称稳定试井，也叫系统试井。 .不稳定试井不稳定试井 通过改变井的工作制度，使井底压力发生变化，根据井底压力变化资料研究油井、气井、水井控制范围内的地层参数、井底完善程度、推算目前地层压力、判断井附近断层的位置以及封闭状况等。因井底压力变化是一个不稳定的过程，这种试井方法称为不稳定试井。 . 第二部分 试井基本理论.一、试井仪表二、试井工艺三、试井设计四、稳定试井分析五、不稳定试井分析. 井下电子压力计(流量计)测试系统是试井设备的主要组成部分，按其工作方式可
3、分为地面直读式电子压力计测试系统和井下储存式电子压力计测试系统。 试井仪表试井仪表.试井仪表超声流量计电磁流量计涡轮流量计浮子流量计储存流量计.试井工艺试井工艺注入井注入井采出井采出井注水井注水井注聚井注聚井注三元井注三元井抽油机井抽油机井电泵井电泵井长期关停油井长期关停油井螺杆泵井螺杆泵井聚合物采出井聚合物采出井三元采出井三元采出井偏心配产偏心配产偏心配水偏心配水同心集成同心集成式式双管分注双管分注单管分注单管分注偏心分注偏心分注有分采管柱有分采管柱无分采管柱无分采管柱有分层管柱有分层管柱无分采管柱无分采管柱无分采管柱无分采管柱无分采管柱无分采管柱技术配套技术配套技术配套技术配套技术配套技术
4、配套电磁电磁中子氧活中子氧活电子流量电子流量计计无方法无方法分层压力资料分层压力资料分层压力分层压力全井压力全井压力全井压力全井压力全井压力全井压力注入、采出井试井工艺.试井工艺 利用电缆携带专用投捞工具将测压堵塞器投入偏心配水器偏孔内，测出封隔层段内的压力变化，进而判断该测试层段是否密封，如密封则可测出分层静压资料。偏心注水井工艺：试井工艺. 试井设计是有效地进行试井的必要程序，根据勘探、开发工作的实际需要和油田地质、油藏工程技术人员提出的试井要求编制而成。试井方案应遵循以下几个原则：试井设计试井设计.1）以最经济的方式取得最完善的试井测试数据；2）有效的论证分析方法。把采集的数据转换为尽可
5、能多而切实可信的地层参数；3）提供切实可行的测试方法和工艺技术.稳定试井也可称为系统试井，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，测量其产量和压力以及其它有关的资料；然后根据这些资料绘制指示曲线、系统试井曲线；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。稳定试井分析稳定试井的分析.稳定试井的分析一、稳定试井 1、原理 达西定律告诉我们：平面径向流的井产量大小决定于油藏岩石和流体的性质，即（ ），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。/Kh.稳定试井的分析2、测试
6、方法 试井前，必先测得稳定的地层压力。 一般由小到大（也可由大到小，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。 最后一个工作制度测试结束后，关井测地层压力和压力恢复。 .稳定试井的分析 生产压差与产量的关系曲线称为指示曲线。 产量、流压、含水率、含砂量、生产油气比等与工作制度的各个关系曲线总称系统试井曲线。 流压与产量的关系曲线一般称流入动态曲线。 二、试井曲线 1、概念. 指示曲线类型PqI稳定试井的分析、指示曲线类型 .稳定试井的分析三、单相流稳定试井分析 1、线性产能方程及其确定 直线型指示曲线可用线性方程表示： 线性产能方程的确定：作图于pp q
7、的座标系上得直线，量出直线的斜率，其倒数即为J，于是便确定了方程（1）。 q=Jpp(1).稳定试井的分析2、指数式产能方程及其确定指示曲线如图中的曲线，各测点流压均高于饱和压力。曲线可用以下指数式方程表示： (2)q=C(pR-pwf)n系数指数，n1地层压力，MPa流压，MPa.稳定试井的分析 指示曲线中的曲线，还可用二项式方程表示： (3)式中：a和b为二项式系数； 系数a、b的确定：将方程（3）变为二项式特征方程： (4) 以pp/q为纵轴、q为横轴，在直角坐标系上作图得一直线，称二项式特征曲线，量得该直线在纵轴上的截距为a，斜率为b，便可确定方程。 3、二项式产能方程及其确定.稳定试
8、井的分析1）整理试井资料 （1）试井数据列表：将各工作制度下取得的数据列表。 （2）绘制试井曲线 绘制系统试井曲线，利用这一曲线可确定油井的合理工作制度。 绘制指示曲线，根据生产压差pp和产量q作ppq图。 4、单相流稳定试井资料解释.稳定试井的分析2）确定产能方程 由绘制的指示曲线，判断指示曲线类型；由各所属类型确定产能方程。如果指示曲线类型属于图1中曲线，则这种混合型指示曲线的直线部分和曲线部分的产能方程要按上述方法分别确定。3）计算油藏参数当油藏中流体处于单相（液相）达西流动时，指示曲线为直线，以此直线可计算以下参数： .稳定试井的分析 采油指数J： 油层渗透率：hSrrBJKweJ43
9、)ln(10842. 13（5） 泄油区平均渗透率，m2地层原油粘度，mPaS泄油半径，m油井半径，m表皮系数地层原油体积系数，m3/m3油层有效厚度，m.稳定试井的分析估算地层压力：JqpPRwfRRqwfqpJqpp)(limlim00 由pwf和q数据作曲线，将直线外推至q=0处，对应的pwf读数即是地层压力pR。.稳定试井的分析4）确定井的合理工作制度 在混合型指示曲线上找出直线部分与曲线部分的切点（即直线部分的终点或曲线部分的起点），该点所对应的产量和生产压差称合理产量和合理生产压差；以此合理产量或压差在系统试井曲线上所对应的工作制度（或油嘴）称合理工作制度（或合理油嘴）。在此工作制
10、度下，如果系统试井曲线的其它参数不太合理，则应重选合理的产量和压差，直至系统试井曲线的含砂量（Sct）不超过标准，含水率（fw）也无明显上升（在油气两相流动时，还应观察生产油气比的变化）。如果指示曲线为直线型或曲线型，则合理工作制度应在系统试井曲线图中确定。.稳定试井的分析5）定性判断井壁污染和流动状况 由二项式方程的特征曲线的形态可定性地判断井壁存在污染的程度，井壁附近的紊流强弱和地层渗透性好坏。.当油藏中流体的流动处于平衡状态（静止或稳定状态）时，若改变某一口井的工作制度，则在井底造成一个压力扰动，此扰动将随着时间的推移而不断向井壁四周地层径向地扩展，最后达到一个新的平衡状态。这种压力扰动
11、的不稳定过程与油藏、油井和流体的性质有关。因此，在该井或其他井中用仪器将井底压力随时间的变化规律测量出来，通过分析，就可以判断和确定井和油藏的性质。这就是不稳定试井的基本原理。不稳定试井分析不稳定试井的原理和有关概念.不稳定试井的原理和有关概念、基本概念 (1) 井筒储存效应 开井时，设井口产量为q,由于井筒中的流体具有弹性，井口开井效应传至井底要经历一定的时间；在开井后的一段短时间t1内，产出的原油完全是由于井筒中受到压缩的原油膨胀的结果，油藏中并无流体流入井内泄流效应。图4井筒泄流效应.不稳定试井的原理和有关概念 关井时，虽然井的产量立即变为0，但油藏中仍有流体继续流入井内，即井底产量并不
12、为0，而是在短时间内逐渐由q下降至0（图5）。这种现象叫井筒续流效应。二者都是井筒流体的弹性或压缩性引起的。 图5 井筒续流效应 .不稳定试井的原理和有关概念井筒卸载效应和井筒续流效应统称为井筒储存效应，可用井筒储存系数C（或称井筒储集常数）来表示：PVC（18）井筒储存系数，m3/MPa井筒中流体体积的变化井底压力的变化，MPa.不稳定试井的原理和有关概念(2)表皮效应 在钻井和完井作业中，产层井壁受完井液（如泥浆、水泥浆、射孔液和压井液等）侵入的影响，井壁附近地层的渗透率受到损害，流动阻力增大，形成一个与原地层特性不同的“表皮”区。当流体通过这一“表皮”区时，便产生一个正的附加压降ps（图
13、6）。图6 正表皮压力分布.不稳定试井的原理和有关概念反之，另一些井采用深度射孔、酸化或压裂等措施，使井壁附近的地层的渗透率变大，流动能力增强，形成所谓负“表皮”。当流体通过负“表皮”区时，产生一 个 负 附 加 压 降 p s（图7）。 图7 负表皮压力分布.不稳定试井的原理和有关概念 上述这两种现象通称表皮效应。表皮效应用表皮系数S来度量，其定义为：wsSrrKKSln) 1(（20）表皮系数，无因次表皮区半径，m油藏（未污染或未激励区）渗透率，m2表皮区渗透率，m2油井半径，m.不稳定试井的原理和有关概念 这里只介绍用于压力降落和恢复试井解释的图版。常见的试井解释图版有雷米（Ramey）
14、解释图版、格林加坦（Gringarten）解释图版等。格林加坦等人研制成功的多种模型解释图版，具有较多的优点，并且已经在我国推广使用。这里仅以均质格林加坦（Gringarten）解释图版为例做以简要介绍。2、解释图版及其应用.不稳定试井的原理和有关概念 这种模型的格林加坦图版是在双对数坐标系中，以无因次压力PD为纵坐标，tD/CD为横坐标的曲线图，每一条样版曲线对应一个CDe2S值，如图所示。 均质格林加坦图版 .不稳定试井的原理和有关概念地层厚度(m) 37 流量（m3/d） 372 孔隙度 0.25 体积系数 1.25 综合压缩系数(Mpa-1) 0.00001 井筒半径(m) 0.1 流
15、体粘度(mPas) 10 关井前生产时间（h） 350 下面以大庆油田一口油井的压力恢复数据为例进行分析, 地层基础数据见表12，原始压力数据略。表12 地层基础数据表. 在同一张双对数坐标纸上，画出p-t曲线和的导数曲线，并与压力和导数图版相拟合。不稳定试井的原理和有关概念双对数压力和导数拟合图 Dtptppwswswsppwstttttptpttptttp 计算压差： 和 ,见图.不稳定试井的原理和有关概念 图29、图30分别是纯井筒储存阶段和径向流动阶段的特征直线，计算的参数为： p*=11.435Mpa C=0.4795 K=0.0248 S=-3.8064 图29 井筒存储分析图 图
16、30 半对数分析图 .不稳定试井的原理和有关概念 双对数压力和导数拟合图 C=0.3457Mpam /3 C = 0 . 3 4 5 7Mpam/3 K = 0 . 0 2 3 92m S = - 3 . 5 0 6 4 S = - 3 . 5 0 6 4 结 果 见 图，双 对 数 解 释 结 果 为：. 无因次双对数检验图不稳定试井的原理和有关概念一致性检验图：无因次压力叠加图压力历史拟合图.不稳定试井的原理和有关概念有关其它模型（双重孔隙介质、复合油藏、双渗油藏、水平裂缝以及垂直裂缝模型等）的试井分析过程与上述方法类似，不再赘述。 smPammKh2, K， m2 C， m3/MPa s 图 版 拟 合 0.232 0.022 0.0501 -0.5468 特 征 直 线 分 析 0.229 0.0208 0.062 -0.708 试井解释结果.
