1、油气井钻井完井质量的油气井钻井完井质量的试井评价试井评价庄惠农完井质量评价是油气藏工程的重要内容试井分析是钻井完井质量现场评价的主要方法 油气层在钻井完井后，是否受到损害以及损害程度如何，最油气层在钻井完井后，是否受到损害以及损害程度如何，最终都要通过现场评价来确认终都要通过现场评价来确认 强化措施后的效果评价，主要通过试井资料来提供定量认识强化措施后的效果评价，主要通过试井资料来提供定量认识 试井可以提供井和储层的表皮系数、压裂裂缝长度、裂缝导试井可以提供井和储层的表皮系数、压裂裂缝长度、裂缝导流能力、裂缝表皮系数等等标志损害及改善的参数流能力、裂缝表皮系数等等标志损害及改善的参数 试井还可
2、以分析储层的物性参数及产能试井还可以分析储层的物性参数及产能 测井法只能显示泥浆浸入程度，不能确定地层是否受到损害测井法只能显示泥浆浸入程度，不能确定地层是否受到损害市场运作条件下的完井质量评价市场运作条件下的完井质量评价 业主、服务方、咨询公司之间的制约关系 在国外试井方法提供的完井质量指标，是评价服务公司服务质量的客观依据 正确应用试井分析提供的完井质量指标，可以优化工艺措施，节省大量的施工费用实验室损害评价的作用实验室损害评价的作用 通过岩心室内分析，找出造成油气层损害的原因通过岩心室内分析，找出造成油气层损害的原因 筛选出合理的预防措施筛选出合理的预防措施 对已造成损害的油气层，找出补
3、救方法对已造成损害的油气层，找出补救方法 试井法评价油气层损害技术的发展试井法评价油气层损害技术的发展 30年代仅凭油气井产量本身的高低来认定井的质量年代仅凭油气井产量本身的高低来认定井的质量 50年代，艾年代，艾 范弗丁根和赫斯特提出了范弗丁根和赫斯特提出了“表皮带表皮带”的概念的概念 表皮带形成一个附加压降表皮带形成一个附加压降ps式中的式中的S 值和值和ps 值，可以通过不稳定试井分析求得值，可以通过不稳定试井分析求得目前又发展了针对双重介质地层、压裂地层及气层的评价方法目前又发展了针对双重介质地层、压裂地层及气层的评价方法KhBqSp2s表皮带附加压降示意图表皮带附加压降示意图 油井未
4、受污染的油井未受污染的压降曲线压降曲线井筒附近受到井筒附近受到污染的压降曲线污染的压降曲线井筒附近经过改井筒附近经过改善的压降曲线善的压降曲线表皮区表皮区 rw1 rw2 pS rw井筒井筒p r 形成表皮带的原因形成表皮带的原因 固体颗粒的侵入固体颗粒的侵入 钻井完井工作液进入地层造成黏土膨胀堵塞地层钻井完井工作液进入地层造成黏土膨胀堵塞地层 低渗气层的水锁低渗气层的水锁 酸敏、碱敏形成结垢酸敏、碱敏形成结垢 高速气流在井底附近形成湍流高速气流在井底附近形成湍流 射孔不完善或部分打开形成的拟表皮射孔不完善或部分打开形成的拟表皮 凝析油或溶解气在井底的聚集降低相渗透率凝析油或溶解气在井底的聚集
5、降低相渗透率表皮系数表皮系数 S 决定着不稳定试井曲线的形状特征决定着不稳定试井曲线的形状特征 阿格厄尔的图版曲线以表皮系数阿格厄尔的图版曲线以表皮系数 S 和井储系数和井储系数 C 为为参变量参变量 格林加登和包迪特的图版曲线，以参变量格林加登和包迪特的图版曲线，以参变量CDe2S 为为参变量，参变量，S 在指数位置，是主要的影响参数在指数位置，是主要的影响参数阿格厄尔（阿格厄尔（Agarwal）图版曲线示意图图版曲线示意图 格林加登（格林加登（Grengarten）图版曲线示意图图版曲线示意图 CDe2S 包迪特（包迪特（Bourdet）导数图版曲线示意图导数图版曲线示意图 CDe2S=1
6、060 均质地层压降试井无因次单对数图均质地层压降试井无因次单对数图 CDe2S=1030 1020 1010 1015 106 现代试井分析现代试井分析 用高精度的井下压力计录取压力数据用高精度的井下压力计录取压力数据 压力计精度：压力计精度：0.02FS，分辨率：分辨率：0.00007MPa 以图版法为中心的一整套资料分析方法以图版法为中心的一整套资料分析方法 适用于各类地层条件的双对数图版，常规分析，特殊分析适用于各类地层条件的双对数图版，常规分析，特殊分析 使用先进的试井解释软件使用先进的试井解释软件 人机对话，自动拟合，数值试井，压力历史拟合检验人机对话，自动拟合，数值试井，压力历史
7、拟合检验钻井完井造成的损害可以用表皮系数钻井完井造成的损害可以用表皮系数S 加以评价加以评价 钻开油气层时形成的损害钻开油气层时形成的损害：钻井液与储层不配伍钻井液与储层不配伍，泥浆比重控制不当泥浆比重控制不当，泥浆浸泡时间过长，泥浆浸泡时间过长，快速起，快速起下钻及钻具刮削井壁等下钻及钻具刮削井壁等 固井时水泥浆滤失固井时水泥浆滤失 射孔不完善射孔不完善强化措施改造的评价强化措施改造的评价 酸化施工改造后的地层，一般仍可用表皮酸化施工改造后的地层，一般仍可用表皮S 值评价。值评价。大型酸压对灰质裂缝性地层的改造，则有可能形成一定范围大型酸压对灰质裂缝性地层的改造，则有可能形成一定范围的措施改
8、造带的措施改造带。除。除S 值评价外，还要分析储层参数的变化。值评价外，还要分析储层参数的变化。小型压裂造缝短时，仍可用小型压裂造缝短时，仍可用S 值评价。值评价。大型加砂压裂，压出裂缝长度近百米大型加砂压裂，压出裂缝长度近百米，作为井的表皮系数，作为井的表皮系数 S 值，可达到值，可达到 5 以上。除用以上。除用S 值评价压裂效果外，还须通过值评价压裂效果外，还须通过裂缝半长裂缝半长 Xf 和裂缝导流能力和裂缝导流能力FCD 对压裂效果加以描述。对压裂效果加以描述。压裂造缝，会形成裂缝表皮压裂造缝，会形成裂缝表皮 Sf采油、采气和注水过程中对地层的损害，一般采油、采气和注水过程中对地层的损害
9、，一般不能单独用表皮系数不能单独用表皮系数S 加以评价加以评价 采油时地层脱气采油时地层脱气 采气时地层深部产生反凝析采气时地层深部产生反凝析 注水的油层，可能由于水敏，使储层内部的粘土膨注水的油层，可能由于水敏，使储层内部的粘土膨胀，或使固体颗粒在储层深部运移，堵塞孔喉，形胀，或使固体颗粒在储层深部运移，堵塞孔喉，形成储层深部的损害。成储层深部的损害。三次采油时注入化学剂三次采油时注入化学剂表皮系数表皮系数 S 值的分解值的分解 地层损害形成的真表皮地层损害形成的真表皮 部分射开引起的拟表皮部分射开引起的拟表皮 射孔工艺引起的拟表皮射孔工艺引起的拟表皮 井斜形成的拟表皮井斜形成的拟表皮 湍流
10、引起的拟表皮湍流引起的拟表皮 或脱气引起的拟表皮或脱气引起的拟表皮 井壁附近地层损害所引起的附加压降井壁附近地层损害所引起的附加压降ps KhBqSp2swss1wf2wfsn112)()(rrKKKhBqpppwssn11rrKKSSmp8686.0s其它表示地层损害的参数其它表示地层损害的参数 流动效率FE 堵塞比DR 损害系数DF 完善指数CI 有效半径r we rwerwe-s 理想实际JJFE FEDR1wfspppDFmppCIwf均质地层损害情况评价标准均质地层损害情况评价标准 S 值评价值评价序号序号评定指标评定指标符号符号损害损害正常正常改善改善1表皮系数S0002附加压降p
11、s0003损害系数DF0004流动效率FE1115产 率 比PR同 上6条 件 比CR同 上7完井系数PF同 上8堵 塞 比DR1119完善指数CI87610有效半径rwerwrwrw均质地层的双对数图形特征均质地层的双对数图形特征S值与双对数特征参数的关系值与双对数特征参数的关系 D)75.214.665.8(n12110DCSHD)12.137.353.5(n12110DCSA2wD15916.0hrCCCt均质地层的单对数图形特征均质地层的单对数图形特征压力恢复单对数图特征参数压力恢复单对数图特征参数KhqBm310121.2Dn1211417.1CmmS)6.11lg57.31.3(6
12、.3DD2wCSCKrCtt 井筒储集系数井筒储集系数C值分级表值分级表 分类级别 C值的量级(m3/MPa)井的情况描述 特高 310 深气井，井口关井 高 13 高含气井或油套管液面同时恢复井 较高 0.11 含气柱井，井口关井或油管液面恢复井 中等 0.050.1 油管井口关井，中低气油比 较低 0.010.05 油管井口关井，井内为纯油，水或采用井下关井工具关井，但口袋较长 低 0.0010.01 采用井下关井工具关井 很低 0.001 井下关井，口袋特别短 表皮系数表皮系数 S 值分级表值分级表 分 类 级 别 S值 数 量 级 CDe2s大 约 值 特 高 20 1015 高 5
13、20 103 1015 中 1 5 10 103 低 （1）1 5 10 较 低 （3）（1）0.5 5 很 低 3 0.5 均质地层的曲线定位分析均质地层的曲线定位分析 录取时间具有下限：录取时间具有下限：初期点，或者说第一点只能以秒计（电初期点，或者说第一点只能以秒计（电子压力计），或者分计（机械式压力计）；子压力计），或者分计（机械式压力计）；录取压力数据的时间有上限录取压力数据的时间有上限：机械式压力计，一般一次下机械式压力计，一般一次下井只能工作几个小时或几十个小时井只能工作几个小时或几十个小时；电子压力计时间要长；电子压力计时间要长些些，但也受现场施工条件的限制；，但也受现场施工条
14、件的限制；压力录取具有下限压力录取具有下限：受仪器分辨率的限制受仪器分辨率的限制 均质地层压降试井无因次单对数图均质地层压降试井无因次单对数图 CDe2S=1030 1020 1010 1015 106 实测曲线定位分析举例实测曲线定位分析举例（一）（一）实测曲线定位分析举例实测曲线定位分析举例（二）（二）Kh/C CDe2s 0.10.1(很低)0.30.3(低)0.80.8(较低)2 2(中等)6 6(较高)2020(高)7070(很高)0.1(很低)1 (低)10(较低)104(中等)1010(较高)1020 (高)1030(很高)均质地层压力+导数双对数诊断图定位分析表双重介质地层单元
15、体结构示意图双重介质地层单元体结构示意图决定双重介质地层决定双重介质地层 图形特征的参数图形特征的参数 （CDe2s）f ，（CDe2s）fmf2mf2)e()e(sDsDCCs2s2e)e(sDC2mfs2ee89.1决定双重介质地层决定双重介质地层 损害的损害的标志参数是：标志参数是：-3 当当S3时，地层改善时，地层改善 当当S3时，地层未损害时，地层未损害 当当S3时，地层损害时，地层损害双重介质地层具有双重介质地层具有两个径向流段两个径向流段的的双对数双对数模式图模式图 双重介质地层具有双重介质地层具有两个径向流段两个径向流段的的单对数单对数模式图模式图 双重介质地层只有双重介质地层
16、只有总系统径向流段总系统径向流段的的双对数模式图双对数模式图 双重介质地层只有双重介质地层只有总系统径向流段总系统径向流段的的单对数单对数模式图模式图 双重介质地层实测例双重介质地层实测例 1 压力双对数综合图压力双对数综合图 打开奥陶系灰岩打开奥陶系灰岩地层地层日产气量日产气量8.3104m3解释地层参数：解释地层参数：Kf1.0mD S1.0 C3.01m3/MPa 0.285 1.4108 双重介质地层实测例双重介质地层实测例 2 压力双对数综合图压力双对数综合图打开奥陶系白云岩地层打开奥陶系白云岩地层 ,岩心观测存在天然裂缝岩心观测存在天然裂缝 日产原油日产原油340m3 解释地层参数
17、解释地层参数:Kf0.27103m2,S0.77,0.08,9.410-4,C7.1810-2m3/MPa，水力压裂裂缝流线形状示意图水力压裂裂缝流线形状示意图（1）水力压裂裂缝流线形状示意图水力压裂裂缝流线形状示意图（2）具有无限导流及均匀流垂直裂缝井的具有无限导流及均匀流垂直裂缝井的均质地层压力双对数模式图均质地层压力双对数模式图 拟径向流段导数1/2斜率0.301续流段线性流动段特征图具有无限导流及均匀流垂直裂缝井的表皮系数具有无限导流及均匀流垂直裂缝井的表皮系数 fw2lnXrS 例如，当例如，当rw0.07m，Xf50m时时 用公式（用公式（33）可以计算出：）可以计算出：88.55
18、007.02lnS2000-7廊坊分院天然气所46井筒井筒裂裂 缝缝污污 染染表皮表皮 区区bS bf Kf Xf K 地地 层层压裂裂缝表皮区示意图 KS Sfs-裂缝表皮系数裂缝表皮系数）（12sfsfsKKXbS裂缝表皮系数裂缝表皮系数 S Sfs fs 的计算的计算 假定假定:bs=1m,Xf=50m,K=3mD 不同不同 Ks 下的下的 Sfs 值值：Ks(mD)30.180.0910.046Sfs00.512井号井号有效厚度有效厚度h（m）地层地层 kh（mD.m）渗透率渗透率 k(mD)裂缝半长裂缝半长(m)总表皮总表皮S裂缝表皮裂缝表皮Sf S14124.7585.283.45
19、45.0-5.20.21Y28-1226.2527.561.0587.2-5.90.15S21137.074.02.0044.3-5.20.17Y36-923.519.980.8568.7-5.00.83Y27-1118.756.470.34100.0-5.70.50S11714.626.580.4575.8-5.20.70S14311.127.340.6682.1-5.50.49Y29-1011.756.350.5437.7-3.91.33S14213.882.150.1659.4-5.60.05Y35-89.62/压力恢复测试成果表压力恢复测试成果表 (1)Y28-12井压力加导数双对数图
20、井压力加导数双对数图实测例压力双对数图实测例压力双对数图 陕陕173井试井曲线井试井曲线（1996年8月31日-11月2日）打开层位打开层位二叠系石二叠系石盒子组盒子组 井深：井深：3125m-3129m产能试井（修正等时）压力恢复试井曾短时间关井陕陕173井压力恢复曲线分析图井压力恢复曲线分析图线性流特征显线性流特征显示地层产生压示地层产生压裂裂缝裂裂缝 Xf=50m压裂解除了地压裂解除了地层损害层损害 S=-6.36解释地层渗透解释地层渗透率率 K=3.45mD300m宽的通宽的通道形边界道形边界陕陕178井试井曲线井试井曲线（1999年8月7日-9月21日）产能试井产能试井（修正等时）（
21、修正等时）压力恢复试井压力恢复试井 打开层打开层位二叠位二叠系山西系山西组组 井深：井深：2990m-2998.6m陕陕178178井开井压压降曲线双对数图井开井压压降曲线双对数图有限导流垂直裂缝井压力双对数曲线模式图有限导流垂直裂缝井压力双对数曲线模式图 实测例压力双对数图实测例压力双对数图 油层顶界油层顶界油层底界油层底界储层储层等压线流线部分射开形成拟表皮系数Sc部分射开表皮系数Sc影响因素：影响因素：地层打开程度，地层打开程度，b=hp/h 射开部位位置射开部位位置 纵横向渗透率比值，纵横向渗透率比值，K/KV部分射开表皮系数 Sc 计算公式)()ln(11bGhbSDc式中：式中：3
22、2675.445.11363.7948.2)(bbbbGvhwDkkrhhvhwDkkrhh2vhwDkkNrhh2层段顶部或底部射开层段顶部或底部射开层段中部射开层段中部射开等厚、等间距对称射开等厚、等间距对称射开N段段测试测试序号序号层位层位井段井段m-m射开厚射开厚度度 m试气产量试气产量103m3/d 表皮表皮系数系数9下第下第三系三系（E）36003607792.15883630364010158.5447白垩系白垩系（K）巴什基巴什基奇克组奇克组（K2b）3665369530211.0603006371237142139.07453770379525376.681163-45443
23、88338929306.7303392639304212.184133139363938272.5032092巴西巴西盖组盖组4016402150克克拉拉201井井测测试试程程序序示示意意图图克拉201井第5测试层部分射开表皮系数计算 从压力恢复试井解释得到：K/KV=1.6 射开厚度比：b=hp/h=25m/200m=0.125 可以计算出：从而得到部分射开表皮系数为：1974.2675.445.11363.7948.232bbbbG11112VwDKKrhh 7.33ln11bGhbSDc部分射开表皮系数计算图射开比，射开比，b=hp/h部部分分射射开开表表皮皮系系数数Sc无因次产层厚度无
24、因次产层厚度hD措施后改善措施后改善 S 值的双对数曲线对比图值的双对数曲线对比图 措施后改善措施后改善S 值的单对数曲线对比图值的单对数曲线对比图实测例压力双对数图实测例压力双对数图 措施后措施后措施前措施前实测例压力单对数图实测例压力单对数图 措施后措施后措施前措施前实例实例7井措施前后参数对比表井措施前后参数对比表 smPamm1023MPam3测试测试时间时间渗透率渗透率K(103m2)流动系数流动系数Kh/表皮系表皮系数数S产气量产气量qg(104m3/d）井筒储集井筒储集系数系数C酸化前酸化前0.559418471.870.0208酸化后酸化后0.4203541.438.3544.
25、9油气层损害程度的定量解释油气层损害程度的定量解释 双对数图版拟合法求油层参数及双对数图版拟合法求油层参数及S 值值：MDM842.1ppqBKhDM2eln21CCSsD2wtD1592.0hrCCC单对数法求表皮系数单对数法求表皮系数S 值值对压降曲线：对压降曲线：对压力恢复曲线，对压力恢复曲线，MDH法求法求S值的公式为：值的公式为：对压力恢复曲线，对压力恢复曲线，Horner法的公式为：法的公式为：9077.0lg)h1(151.12wwfirCKmppSt9077.0lg)0()h1(151.12wtwswsrCKmppS9077.01lg)0()h1(151.1pp2wtwsttr
26、CKmppSws早期段（未测到径向流）早期段（未测到径向流）S 值解释方法值解释方法 未能测到径向流直线段的试井曲线，被认为是不成功的曲线未能测到径向流直线段的试井曲线，被认为是不成功的曲线 前面论述的评价地层损害的公式都无法应用前面论述的评价地层损害的公式都无法应用 续流段曲线受续流量变化规律的影响，如能实测到续流量值，续流段曲线受续流量变化规律的影响，如能实测到续流量值，可以用褶积方法得到修复后的径向流直线，从而计算可以用褶积方法得到修复后的径向流直线，从而计算S 值值 如无实测续流量，可用经验法假定一个续流量变化，例如：令如无实测续流量，可用经验法假定一个续流量变化，例如：令 得到得到
27、用用p 做图，得到修复后的径向流直线段，从而计算做图，得到修复后的径向流直线段，从而计算S 值值ntQQ)1(001QQpp气井的损害评价气井的损害评价 用拟压力用拟压力 代替压力代替压力p，可对气井进行分析，方法完全相同可对气井进行分析，方法完全相同 拟压力的表达式拟压力的表达式 用拟压力的单对数径向流直线段斜率用拟压力的单对数径向流直线段斜率m 求表皮系数求表皮系数S 值值 pppzpp0d2)(9077.0lg)()h1(151.12wtwfwsarCKmppS气井的气井的拟表皮拟表皮Sa 及及惯性湍流系数惯性湍流系数D的确定的确定 拟表皮，表示为拟表皮，表示为Sa，它是地层损害造成的真
28、表皮它是地层损害造成的真表皮S 与湍流影与湍流影响的总和响的总和 拟表皮的表达式拟表皮的表达式 SaSDqg qg气体产量，气体产量，104m3/d D惯性湍流系数，（惯性湍流系数，（104m3/d）1 用做图法确定用做图法确定S和和D值。值。惯性湍流系数惯性湍流系数D确定图确定图 S5.43 D0.0406（104m3/d）1 克拉克拉203井总表皮系数与产量关系曲线井总表皮系数与产量关系曲线真实表皮系数为真实表皮系数为28.228.2，表明地层存在一定的污染，表明地层存在一定的污染，但并不严重；非达西流系数但并不严重；非达西流系数 3.6352(103.6352(104 4m m3 3/d
29、)/d)-1-1，表明地层湍流和测试工具节流影响严重表明地层湍流和测试工具节流影响严重St=3.6352qg+28.207R2=0.97530 01001002002003003004004005005006006007007008008009009000 05050100100150150200200250250产量,1 0产量,1 04 4m m3 3/d/d表皮系数表皮系数拟压力的简化拟压力的简化 当当p13.8MPa（2000 psi）时时，拟压力拟压力可可简化为压力平方简化为压力平方 当当p20.7MPa（3000 psi）时，可把拟压力时，可把拟压力简化为压力简化为压力9077.0
30、lg)h1(151.1)(2wt2wf2wsarCKmppS压恢9077.0lg)h1(151.1)(2wtwfwsarCKmppS压恢用稳定试井资料评价地层损害用稳定试井资料评价地层损害 swfpppqJ理wfppqJ实wfswfpppppJJFE理实 S1.1513（1FE）CI mppCIfwm 值必须从不稳定试井分析中确定值必须从不稳定试井分析中确定 结结 论论 试井分析是钻井完井质量现场评价的主要方法试井分析是钻井完井质量现场评价的主要方法 要作好钻井完井质量评价，首先要不失时机地录取到高质要作好钻井完井质量评价，首先要不失时机地录取到高质 量的不稳定试井资料量的不稳定试井资料 在现场可以采用图形分析方法作出初步判断在现场可以采用图形分析方法作出初步判断 运用试井软件作出定量解释运用试井软件作出定量解释 结合地质情况和现场施工工艺条件，作出恰当的分析，找结合地质情况和现场施工工艺条件，作出恰当的分析，找 出造成损害的原因，指导生产出造成损害的原因，指导生产谢谢！
