1、主讲：范海军2 2 常用油藏动态监测方法有哪些？常用油藏动态监测方法有哪些？1 1 什么是油藏动态监测？什么是油藏动态监测？试井分析方法试井分析方法 示踪剂分析方法示踪剂分析方法 生产测井分析方法生产测井分析方法 油藏动态监测方法应用动态资料油藏动态监测方法应用动态资料(生产资料、压力测试资料、示踪生产资料、压力测试资料、示踪剂浓度产出曲线剂浓度产出曲线)分析、评价油藏的动态和地层参数。分析、评价油藏的动态和地层参数。油藏资料油藏资料静态资料静态资料动态资料动态资料岩石流体物性资料岩石流体物性资料地质资料地质资料生产资料生产资料监测资料监测资料动态静态GeologySeismicCoresLo
2、gsFormationTesterWell testsTracersDistance ofInvestigation 1 cm 1 m 1 km10-2 10-1 1 10 102 103 104 meter一、一、试井的概念试井的概念 试井是对油、气、水井进行试井是对油、气、水井进行测试测试和和分析分析的总称。测试内容包括：产的总称。测试内容包括：产量、压力、温度、取样等。量、压力、温度、取样等。试井是一种以试井是一种以渗流力学渗流力学为基础，以各种为基础，以各种测试仪器测试仪器为手段，通过对油气井为手段，通过对油气井生产动态的测试和分析来研究油气水层和测试井的各种物性参数、生产能生产动态的
3、测试和分析来研究油气水层和测试井的各种物性参数、生产能力以及油气水层之间的连通关系的方法。力以及油气水层之间的连通关系的方法。测试测试：将压力计下到油层或气层或注水层部位，开井或关井记录井底：将压力计下到油层或气层或注水层部位，开井或关井记录井底压力随时间的变化压力随时间的变化得到一组数据得到一组数据。油井条件油井条件内边界条件内边界条件地质模型地质模型+油层边界条件油层边界条件基础模型基础模型+外边界条件外边界条件压力反应压力反应解析解解析解输入输入I I系统系统S S输出输出O O正问题正问题试井试井分析分析(不稳定压力分析不稳定压力分析Pressure Transient Analysi
4、s)Pressure Transient Analysis)：应用渗流力学理论，分析测试数据，反求油层和井的动态参数。应用渗流力学理论，分析测试数据，反求油层和井的动态参数。是渗流理论在油气田开发中的直接应用，反之，也是检验油气渗流理是渗流理论在油气田开发中的直接应用，反之，也是检验油气渗流理论正确与否或符合油田实际的重要方法。论正确与否或符合油田实际的重要方法。地质模型地质模型+油层边界条件油层边界条件基础模型基础模型+外边界条件外边界条件压力反应压力反应解析解解析解系统系统S S输出输出O O反问题反问题 根据勘探开发不同阶段，结合注采井需要解决勘探开发部署和油田调整根据勘探开发不同阶段，
5、结合注采井需要解决勘探开发部署和油田调整挖潜等工作中的问题，而赋予不同的试井目的。如对探井的地层评价、油挖潜等工作中的问题，而赋予不同的试井目的。如对探井的地层评价、油（气）藏开发的动态评价、增产措施的效果评价、边界特征和井间连通评价（气）藏开发的动态评价、增产措施的效果评价、边界特征和井间连通评价等。具体的讲，运用试井资料，结合其他资料可以解决以下问题：等。具体的讲，运用试井资料，结合其他资料可以解决以下问题：(1)(1)推算地层压力；推算地层压力；(2)(2)确定地层参数；确定地层参数；(3)(3)估算完井效率，井底污染情况，判断酸化、压裂效果。估算完井效率，井底污染情况，判断酸化、压裂效
6、果。(4)(4)探测边界及井间连通情况；探测边界及井间连通情况；(5)(5)估算单井储量。估算单井储量。（一）按测试目的分为：（一）按测试目的分为：1.1.产能试井产能试井 改变若干次油井、气井或水井的工作制度，测量在各个不同工作制改变若干次油井、气井或水井的工作制度，测量在各个不同工作制度下的稳定产量及相应的井底压力，从而确定测试井或测试层的产能方度下的稳定产量及相应的井底压力，从而确定测试井或测试层的产能方程或无阻流量。又称为稳定试井。程或无阻流量。又称为稳定试井。产能试井产能试井 不稳定试井不稳定试井三、试井的分类三、试井的分类 2.2.不稳定试井不稳定试井 改变测试井的产量，并测量由此
7、而引起的井底压力随时间的变化，从而确改变测试井的产量，并测量由此而引起的井底压力随时间的变化，从而确定测试井和测试层的特性参数。定测试井和测试层的特性参数。a.a.压降试井（压降试井（Pressure Drawdown testPressure Drawdown test）：一口井开井生产，测量）：一口井开井生产，测量井底压力随时间的变化，井底压力随时间的变化，确定测试井和测试层的特性参数。确定测试井和测试层的特性参数。要求测试要求测试井期间产量恒定。井期间产量恒定。三、试井的分类三、试井的分类timeFlow rate qBHP解释结果:permeability,skin,reservoir
8、 limit testingtimeFlow rate qBHP解释结果:permeability,skin,average drainage area pressure三、试井的分类三、试井的分类 b.b.压力恢复试井（压力恢复试井（Pressure Buildup TestPressure Buildup Test）：油井以恒定产量生产一）：油井以恒定产量生产一段时间后关井，段时间后关井，关井的同时测量井底压力随时间的变化，关井的同时测量井底压力随时间的变化，确定测试井和确定测试井和测试层的特性参数。测试层的特性参数。q1q2q3q4变产量试井pt脉冲试井干扰试井探变测试Semi-Stea
9、dyStateqqptq三、试井的分类三、试井的分类（二）按流体性质分类二）按流体性质分类（1 1）油井试井）油井试井（2 2）气井试井）气井试井（3 3）水井试井）水井试井（4 4）多相试井）多相试井（三）按地层类型分类三）按地层类型分类（1 1）均质油藏试井）均质油藏试井（2 2）双孔介质油藏试井）双孔介质油藏试井（3 3）双渗介质油藏试井）双渗介质油藏试井（4 4）复合油藏油藏试井）复合油藏油藏试井（1 1）垂直井）垂直井 （2 2）水平井）水平井 （3 3）压裂井）压裂井 （4 4）径向井、分支井）径向井、分支井（1 1）常规试井分析方法（半对数）常规试井分析方法（半对数）（2 2）现
10、代试井分析方法（双对数）现代试井分析方法（双对数）（四）按井类别分类（四）按井类别分类（五）按试井资料处理方式分类（五）按试井资料处理方式分类三、试井的分类三、试井的分类k均质模型双渗介质k1k2双孔介质k1k2复合介质k1k2 早期资料：早期资料：主要反映井筒附近动态主要反映井筒附近动态(污染，增产措施等污染，增产措施等)；中期资料：中期资料：主要反映总的油藏动态，可求得地层系数主要反映总的油藏动态，可求得地层系数(k,khk,kh)等；等；晚期资料：晚期资料：以边界影响为主，获取油藏平均压力，判断以边界影响为主，获取油藏平均压力，判断 油藏的形状。油藏的形状。早期中期晚期lgt 压力资料根
11、据压力资料根据测压时间测压时间分为分为早期、中期早期、中期和和晚期晚期三个阶段：三个阶段：pwf 1920 192019301930年：首次用不稳定试井方法，研究晚期资料，用井底压力年：首次用不稳定试井方法，研究晚期资料，用井底压力推算油藏平均压力。推算油藏平均压力。195019501961960 0年：以年：以HornerHorner为主的常规试井分析方法以中期资料为主，为主的常规试井分析方法以中期资料为主，将实测井底压力和相应的时间绘成半对数曲线，找出直线段进行分析。将实测井底压力和相应的时间绘成半对数曲线，找出直线段进行分析。19541954年：年：MBHMBH法，求断块油藏边界，边界形
12、状或求平均压力法，求断块油藏边界，边界形状或求平均压力 。起源于起源于2020世纪世纪3030年代，用压力仪表测井底年代，用压力仪表测井底“静压静压”（6060年代末，美国年代末，美国HPHP公司研制出世界上第一支石英晶体电子压力计，公司研制出世界上第一支石英晶体电子压力计，测量精度达测量精度达0.025%0.025%，灵敏度达到，灵敏度达到0.00014MPa0.00014MPa，采样速度达，采样速度达1 1个测试点个测试点/S/S。）。）60 60年代末年代末7070年代初年代初，国外开始研究现代试井分析方法。，国外开始研究现代试井分析方法。19691969年，年，RamryRamry建立
13、了考虑井筒存储及表皮效应的数学模型，并用建立了考虑井筒存储及表皮效应的数学模型，并用LaplaceLaplace变换求得解析解，绘制出无因次双对数理论图版。在此基础上进变换求得解析解，绘制出无因次双对数理论图版。在此基础上进一步发展了一步发展了Earlougher-KerschEarlougher-Kersch理论图版，理论图版，GringartenGringarten图版等。图版等。19821982年年，BourdetBourdet在在GringartenGringarten图版的基础上研制出了图版的基础上研制出了BourdetBourdet压力压力导数图版，为诊断油藏类型提供了依据。导数图
14、版，为诊断油藏类型提供了依据。常规试井方法起步早，发展比较完善，原理简单又易于使用，但常规试井方法起步早，发展比较完善，原理简单又易于使用，但也存在也存在不足之处不足之处：a.a.以中晚期资料为主，测试时间长，对于低渗油藏取得中晚期资料以中晚期资料为主，测试时间长，对于低渗油藏取得中晚期资料较难较难 b.b.半对数直线起点难以确定；半对数直线起点难以确定；c.c.当续流影响大，井筒附近污染严重时，使用困难；当续流影响大，井筒附近污染严重时，使用困难；d.d.根据中期资料只能获得反映总的油藏状况的参数，而不能取得井根据中期资料只能获得反映总的油藏状况的参数，而不能取得井筒附近的详细信息。筒附近的
15、详细信息。现代试井技术现代试井技术 1.1.现代试井技术包括的主要内容：现代试井技术包括的主要内容：(1)(1)用高精度测试仪表测取正确的试井资料用高精度测试仪表测取正确的试井资料;(2)(2)用现代试井解释方法解释试井资料，得到更可靠的解释结果用现代试井解释方法解释试井资料，得到更可靠的解释结果;(3)(3)测试过程控制，资料解释和试井报告编制的计算机化。测试过程控制，资料解释和试井报告编制的计算机化。基本假设基本假设:考虑单层、均质无限大油藏中有一口生产井的情况。考虑单层、均质无限大油藏中有一口生产井的情况。（1 1）油藏水平、均质、等厚、各向同性、横向无限大；）油藏水平、均质、等厚、各向
16、同性、横向无限大；（2 2）油井开井前地层中各点的压力均匀分布，开井后油井以定产量生产。）油井开井前地层中各点的压力均匀分布，开井后油井以定产量生产。（3 3）地层流体和地层岩石微可压缩，压缩系数为常数；）地层流体和地层岩石微可压缩，压缩系数为常数；（3 3）地层流体流动符合达西渗流定律；）地层流体流动符合达西渗流定律；（4 4）忽略重力和毛管力的影响，并设地层中的压力梯度比较小。）忽略重力和毛管力的影响，并设地层中的压力梯度比较小。kh172.8Bqrprlimpppptp3.61rpr1rp0riri0t22数学模型：数学模型：p(r,t)p(r,t)压力，压力，MPaMPa；PiPi原始
17、地层压力，原始地层压力，MPaMPa；t t时间，时间，h h；K K地层的渗透率，地层的渗透率，mm2 2；h h油层厚度，油层厚度，m m；流体粘度，流体粘度，mP.smP.s；地层孔隙度，小数；地层孔隙度，小数；C Ct t综合压缩系数，综合压缩系数，C Ct t=C Cr r+C CL L ，MPaMPa-1-1 ；r rw w井半径，井半径，m m；q q地面产量，地面产量，m m3 3/d/d；B B体积系数，体积系数，m m3 3/(/(标标m m3 3)；tCk地层导压系数地层导压系数kh2Bq)rprlim(pppptp1rpr1rp0riri0t22达西单位制达西单位制思考
18、题：思考题：如何将达西单位制的数学模型进行单位换算写成矿场单位制如何将达西单位制的数学模型进行单位换算写成矿场单位制的数学模型。的数学模型。数学模型的通解为：数学模型的通解为：trEikhBqptrpi4.146.345),(2EiEi是幂积分函数：是幂积分函数：xduuuxEi)exp(井底压力为：井底压力为：trEikhBqptrptpwiwwf4.146.345),()(2当井底存在污染时，井底压力为：当井底存在污染时，井底压力为：2()2345.614.4wwfirq BptpEiSkht式中：式中：S-S-污染系数；或称为表皮系数污染系数；或称为表皮系数（3-43-4）井底压力为：井
19、底压力为：trEikhBqptrptpwiwwf4.146.345),()(2（3-33-3）补充：井底存在污染时，井底压力表达式补充：井底存在污染时，井底压力表达式无污染：无污染：wsrrkhqBPln2有污染：有污染：wssrrhkqBPln2wssrrkkSln1令：令：有：有：SkhBqSkhBqPs242附加压力降：附加压力降：wsssrrkkkhBqPPPln12S0,S=0,S0分别代表什么含义？达西单位制下达西单位制下均质无限大地层中心一口井定产量生产的压力降公式为：均质无限大地层中心一口井定产量生产的压力降公式为：trEkhBqPwi442理所以有：所以有：sPPP理实StrEkhBqtPPwiwfi244)(2即：即：进行单位制转换，可得到进行单位制转换，可得到（3-43-4）式式当当x0.01x0.01时，近似式为：时，近似式为：)781.1ln(5772.0lnxxxEi或当或当 时，时，01.04.142trw)781.1ln(5772.0lnxxxEiStrkhBqPtPwiwf24.14781.1ln6.345)(2lnlg,ln2.303lgln10 xxxxtck因为：因为：所以有：所以有：SrcktkhBqptpwtiwf8686.09077.0lg10121.2)(23(3-5)(3-5)
