1、油藏动态监测原理与方法油藏动态监测原理与方法 油气田开发过程中常用动态监测方法，主要有：油气田开发过程中常用动态监测方法，主要有：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1 资料 静态资料 动态资料 岩石、流体物性资料 地质资料(孔渗饱厚度)油气水生产资料 压力资料 吸水剖面资料 油藏动态监测方法油藏动态监测方法:应用动态资料应用动态资料(生产资料、生产资料、压力测试资料、示踪剂浓度产出曲线压力测试资料、示踪剂浓度产出曲线)分析、评价分析、评价油藏的动态和地层参数。油藏的动态和地层参数。2第一节第一节 试井及试井分析试井及试井分析 一、一、试井的
2、概念试井的概念 试井是对油、气、水井进行测试和分析的总称。试井是对油、气、水井进行测试和分析的总称。测试内容包括：产量、压力、温度、取样等。测试内容包括：产量、压力、温度、取样等。试井是一种以渗流力学为基础，以各种测试仪试井是一种以渗流力学为基础，以各种测试仪器为手段，通过对油气井生产动态的测试来研究油器为手段，通过对油气井生产动态的测试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气水层之间的连通关系的方法。3 本章只介绍试井分析方法，而不介绍测试工艺和仪器。本章只介绍试井分析方法，而不介绍测试工艺和仪器。测试测试：
3、将压力计下到油层或气层或注水层部位，：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开井或关井记录井底压力随时间的变化得到得到一组数据一组数据。分析分析(试井解释试井解释Well Testing InterpretationWell Testing Interpretation或不稳或不稳定压力分析定压力分析Transient Pressure Analysis)Transient Pressure Analysis)：应用渗：应用渗流力学理论，分析测试数据，反求油层和井的动态流力学理论，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，反参数。
4、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。际的重要方法。4二、试井分析方法的重要性二、试井分析方法的重要性 试井分析方法能够得到动态渗透率试井分析方法能够得到动态渗透率(相渗透率相渗透率)、用于评价、用于评价产能，特别是油气田勘探开发早期进行油气井产能的评价。产能，特别是油气田勘探开发早期进行油气井产能的评价。5三、试井的分类三、试井的分类 （一）按测试目的分为（一）按测试目的分为：产能试井产能试井 不稳定试井不稳定试井 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
5、同改变若干次油井、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程或无阻流量试层的产能方程或无阻流量 a.a.稳定试井；稳定试井；b.b.等时试井；等时试井；c.c.修正等时试井修正等时试井6 2.2.不稳定试井不稳定试井 改变测试井的产量，并测量由此而引起的井底压力随时间的改变测试井的产量，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。变化，从而确定测试井和测试层的特性参数。a.a.压降试井：一口井开井生产，测量井底压力随时间的变压降试井：一口井开井生
6、产，测量井底压力随时间的变化，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。要求测试井期间产量恒定要求测试井期间产量恒定 b.b.压力恢复试井：油井以恒定产量生产一段时间后关井，压力恢复试井：油井以恒定产量生产一段时间后关井，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，确定测试井和测试层的确定测试井和测试层的特性参数。特性参数。c.c.变产量试井变产量试井 d.d.干扰试井干扰试井 e.e.脉冲试井脉冲试井 f.DSTf.DST试井：中途测试或钻杆测试试井：中途测试或钻杆测试主要确定井与井之间的连通性主要确定井与井之间的连通性7（二）按流体性质分类二
7、）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）
8、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8常用油藏物理模型(地层类型地层类型)k均质模型双渗介质k1k2双孔介质k1k2复合介质k1k29四、四、试井在油田开发中的作用试井在油田开发中的作用 根据勘探开发不同阶段，结合注采井需要解决勘探开发部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挖潜等工作中的问题，而赋予不同的试井目的。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（气）藏开发的动态评价、增产措施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等。具体的讲，运用试的效果评价
9、、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：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)估算完井效率估算完井效率.井底污染情况井底污染情况,判断酸化判断酸化.压裂效果。压裂效果。(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.10五、不稳定试井发展概况五、不稳定试井发展概况 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
10、要反映总的油藏动态，可求得地层系数 (k,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lgtp 压力资料根据测压时间分为压力资料根据测压时间分为早期、中期早期、中期和和晚期晚期三个阶段：三个阶段：11 19201930年：首次用不稳定试井方法，研究晚期资料，用年：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。井底压力推算油藏平均压力。19501960年：以年：以Horner为主的常规试井分析方法以中期资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
11、数曲线，找出料为主，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。直线段进行分析。1954年：年：MBH法，求断块油藏边界，边界形状或求平均压力法，求断块油藏边界，边界形状或求平均压力。发展历程发展历程12 60年代末年代末70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。1969年，年，Ramry建立了考虑井筒存储及表皮效应的数学模建立了考虑井筒存储及表皮效应的数学模型，并用型，并用Laplace变换求得解析解，绘制出无因次双对数理论变换求得解析解，绘制出无因次双对数理论图版。在此基础上进一步发展了图版。在此基础上进一步发展了Earlougher
12、-Kersch理论图版，理论图版，Gringarten图版等。图版等。1982年年，Bourdet在在Gringarten图版的基础上研制出了图版的基础上研制出了Bourdet压力导数图版，为诊断油藏类型提供了依据。压力导数图版，为诊断油藏类型提供了依据。发展历程发展历程13 常规试井方法起步早，发展比较完善，原理简单又易于使常规试井方法起步早，发展比较完善，原理简单又易于使用，但也存在用，但也存在不足之处不足之处：a.以中晚期资料为主，测试时间长，对于低渗油藏取得中以中晚期资料为主，测试时间长，对于低渗油藏取得中晚期资料较难；晚期资料较难；b.半对数直线起点难以确定；半对数直线起点难以确定；
13、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.根据中期资料只能获得反映总的油藏状况的参数，而不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。能取得井筒附近的详细信息。缺点：缺点：14六、现代试井技术六、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靠的解释结果;(3)(3)测试过程控制，资料解释和试井报
14、告编制的计测试过程控制，资料解释和试井报告编制的计算机化。算机化。15 2.2.现代试井分析方法有下列特点：现代试井分析方法有下列特点：、运用了系统分析的概念和数值模拟方法，使试井解释从理、运用了系统分析的概念和数值模拟方法，使试井解释从理论上大大前进了一步；论上大大前进了一步；、由于考虑了井筒储存和井壁污染对压力动态的影响，确立、由于考虑了井筒储存和井壁污染对压力动态的影响，确立了早期资料的解释方法，从早期数据中获得了很多有用的了早期资料的解释方法，从早期数据中获得了很多有用的信息；信息；、包含并进一步完善了常规试井分析方法，给出了半对数直、包含并进一步完善了常规试井分析方法，给出了半对数直
15、线段开始的大致时间，提高了半对数曲线分析的可靠性；线段开始的大致时间，提高了半对数曲线分析的可靠性；、通过实测压力数据曲线与理论图版中的无因次压力与无因、通过实测压力数据曲线与理论图版中的无因次压力与无因次时间曲线的拟合，可以对油藏和油井参数进行局部或全次时间曲线的拟合，可以对油藏和油井参数进行局部或全局的定量分析，并能获取常规试井分析方法中无法获取的局的定量分析，并能获取常规试井分析方法中无法获取的一些参数值；一些参数值；16、利用导数曲线可识别不同的油藏类型，对有目、利用导数曲线可识别不同的油藏类型，对有目的分析提供了依据，同时也提高了分析精度；的分析提供了依据，同时也提高了分析精度；、整
16、个解释是一个、整个解释是一个“边解释边检验边解释边检验”的过程，几的过程，几乎对每一个流动阶段的识别及每个参数的计算，乎对每一个流动阶段的识别及每个参数的计算，都可从两种不同的途径来获取，然后进行结果比都可从两种不同的途径来获取，然后进行结果比较；较；、最后对解释结果进行模拟检验和历史拟合，进、最后对解释结果进行模拟检验和历史拟合，进一步提高了解释结果的可靠性、正确性。一步提高了解释结果的可靠性、正确性。17 要得到成功的试井解释，必须做到以下两点要得到成功的试井解释，必须做到以下两点:(1)(1)解释结果正确可靠解释结果正确可靠;(2)(2)从测试资料中得到尽可能多的信息。从测试资料中得到尽
17、可能多的信息。要得到成功的试井解释，测试前必须依据试井目要得到成功的试井解释，测试前必须依据试井目的做出切实可行的试井设计，测试时按照设计要求测的做出切实可行的试井设计，测试时按照设计要求测得齐全、准确、可靠的产量和压力数据，要有准确可得齐全、准确、可靠的产量和压力数据，要有准确可靠的基础数据靠的基础数据,采用先进的解释方法和解释软件，此采用先进的解释方法和解释软件，此外还需要试井解释者的丰富经验。外还需要试井解释者的丰富经验。18基本假设基本假设:七、试井分析理论基础七、试井分析理论基础 请思考上述简化条件是否合理？是否符合实际情况？请思考上述简化条件是否合理？是否符合实际情况？什么条件下符
18、合实际情况？什么条件下符合实际情况？19kh172.8Bqrprlimpppptp3.61rpr1rp0riri0t22数学模型：数学模型：P=p(r,t)P=p(r,t)距井距井r r处在处在t t时刻的压力，时刻的压力，MPaMPa；Pi Pi原始地层压力，原始地层压力，MPaMPa；t t从开井起算的时间，从开井起算的时间，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，mm；流体粘度，流体粘度，mPa.smPa.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
19、 ；rw井半径，井半径，m；q q地面产量，地面产量，mm3 3/d/d；B B体积系数，体积系数，mm3 3/(/(标标mm3 3)；tCk地层导压系数地层导压系数mm2 2.MPa/(mPa.s).MPa/(mPa.s)20kh2Bq)rprlim(pppptp1rpr1rp0riri0t22达西单位制达西单位制作业：作业：将达西单位制的数学模型进行单位换算写成将达西单位制的数学模型进行单位换算写成标准单位标准单位(法定法定)制的数学模型。制的数学模型。21数学模型的通解为：数学模型的通解为：trEikhBqptrpi4.146.345),(2Ei Ei是幂积分函数：是幂积分函数：exp(
20、)ixuExduu 当当x0.01x k kmm,裂缝系统中的原油首先流入油井，裂缝系统中的原油首先流入油井，基质岩块系统保持静止状态，此时的井底压力只反映裂缝系统基质岩块系统保持静止状态，此时的井底压力只反映裂缝系统的特征，这是裂缝系统的流动阶段的特征，这是裂缝系统的流动阶段 第三阶段第三阶段:随着生产进行，随着生产进行，P P，此时既有流体从基质流到裂缝，此时既有流体从基质流到裂缝，又有流体从裂缝系统流入井筒，两者同时进行，达到一个动平衡，又有流体从裂缝系统流入井筒，两者同时进行，达到一个动平衡，P P反映的是整个系统的特征，这一特征与单孔介质的特征相同。反映的是整个系统的特征，这一特征与
21、单孔介质的特征相同。85二、双重介质油藏常规试井分析方法二、双重介质油藏常规试井分析方法 假设条件：假设条件：水平等厚无限大双孔介质地层；水平等厚无限大双孔介质地层；中心一口井，以定产量中心一口井，以定产量q生产；生产；由于由于kfkm，故设，故设km=0，基质和裂缝之间的窜流为拟稳态基质和裂缝之间的窜流为拟稳态 861.模型及解模型及解窜流量窜流量q由下式确定：由下式确定：0()mfqpp0流体的密度；流体的密度；流体的粘度；流体的粘度；形状因子。形状因子。数学模型数学模型 2201()3.6()03.6(,0)(,0)172.8(,)fffffmfmmmffmifrffikppppprrr
22、tppptprprppq Brrk hptp(1)ICBC87Warren-Roots给出了井底压力的近似解析解给出了井底压力的近似解析解 2()ln()()0.809345.6wfiiifwq BtptpEtEtk hr22/()/(1)/()ffffmmffmfffmmmwmfwiCCCkCCr kkrEx 幂积分函数弹性储容比弹性储容比,反映缝、基质弹性反映缝、基质弹性储量的大小储量的大小窜流系数窜流系数形状因子形状因子(2)88定义为定义为 24(2)n nll 基质岩块的特征长度；基质岩块的特征长度；n裂缝面的维数。裂缝面的维数。基岩层状时，设层厚为基岩层状时，设层厚为hm则有则有:
23、221,mmlnlhh基岩呈正方体时，若单元体边长为基岩呈正方体时，若单元体边长为am 2603,mmnlaa基岩呈球形时，球的半径为基岩呈球形时，球的半径为rm 2153,2,mmnlrr892.试井分析试井分析对于压力恢复测试，利用叠加原理对于压力恢复测试，利用叠加原理 22()()ln()345.6()ln()()piwfpfwpwttq BpptEia ttk hrtEiattEia tEiatr(3)当当较大时，较大时，(3)中含中含(tp+t)两项的两项的Ei值可忽略，故得值可忽略，故得()ln345.6(1)(1)wfifpq BtttptpEiEik htt(4)901)1)当
24、当x00时时:()ln(),0.5722Eixx故故t较小较小(关井时间不太长关井时间不太长)时，时，(4)写成写成32.121 101()lglgwfifpq Btptpk htt(5)在半对数坐标系上绘在半对数坐标系上绘 lgwfptptt曲线，曲线，可得直线可得直线I1，直线段称之为双孔介质油直线段称之为双孔介质油藏的藏的HornerHorner曲线的初始直曲线的初始直线段，反映了裂缝介质系线段，反映了裂缝介质系统的均质特性。统的均质特性。Pwf912)2)当当t较大时，即关井时间较长，式较大时，即关井时间较长，式(4)中两项中两项Ei值均趋于零值均趋于零 32.121 10()lgwf
25、ifpq Btptpk htt(6)lgwfptpttPwf9232.121 101()lglgwfifpq Btptpk htt(5)32.121 10()lgwfifpq Btptpk htt(6)比较式比较式(5)和式和式(6)，两条直线的斜率相等，即：，两条直线的斜率相等，即：3122.121 10fq Bmmmk h两条直线段互相平行，两直线段的截距差为两条直线段互相平行，两直线段的截距差为DP：1lgpDm可求弹性储容比可求弹性储容比933)3)在在I I1 1和和I I2 2两条直线段之间的过渡段即反映了裂缝和两条直线段之间的过渡段即反映了裂缝和基岩的拟稳态窜流特征。基岩的拟稳态
26、窜流特征。Pwf3122.121 10exp(2.3/)1.151lg0.9077()fpfhtfmwk hqBmDmkpsmCrp1h第二直线段或其延长线上第二直线段或其延长线上t=1 h时的压力值。时的压力值。94例：已知油藏的参数如下例：已知油藏的参数如下:q=79.5 m3/d,tp=300 h,h=18.9 m,=0.97 mPas，B=1.103 2 m3/（标（标m3）,Ct=1.813 10-3 MPa-1，=0.287,rw=0.106 7 m，压力数据见表，压力数据见表 t /h pwa /MPa t /h pwa /MPa t /h pwa /MPa 0.00000 0.
27、01001 0.01169 0.01361 0.01590 0.01849 0.02161 0.02521 0.02939 0.03421 0.03989 0.04660 0.05429 0.06339 0.07391 0.08621 0.10059 0.11719 0.13681 0.15945 0.18610 0.21701 0.25311 13.557254 13.631579 13.643266 13.656552 13.672307 13.689971 13.710421 13.734298 13.762407 13.792475 13.828355 13.867883 l3.913
28、471 13.966844 14.024849 14.094306 14.163757 14.245102 14.333300 14.433003 14.540596 14.657166 14.784105 0.29520 0.34430 0.40161 0.46841 0.54620 0.63708 0.74310 0.86670 1.01080 1.17899 1.37509 1.60379 l.87061 2.18170 2.54459 2.96780 3.46149 4.03729 4.70880 5.49200 6.40549 7.47101 8.71371 14.921214 15
29、.062087 15.211696 15.365229 15.522236 15.680325 15.835602 15.985019 16.134399 16.270267 16.399786 16.512894 16.615295 16.705471 16.780540 16.842489 16.899944 16.946877 16.989885 17.029627 17.068665 17.09659 17.154533 10.16299 11.85349 13.82510 16.12469 18.80679 21.93500 25.58350 29.83890 34.80209 40
30、.59091 47.34250 55.21710 64.40161 75.11380 87.60770 102.17981 119.17569 138.99860 162.21859 189.08429 220.53522 257.21753 300.00000 17.198 935 17.251114 17.305962 17.368586 17.435402 17.506571 17.583694 17.665632 17.747969 17.834402 17.921360 18.009041 18.096506 18.182262 18.266487 18.347820 18.4263
31、94 18.501732 18.573511 18.641568 18.705555 18.765524 78.821363 95p 经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量p Study Constantly,And You Will Know Everything.The More You Know,The More Powerful You Will Be写在最后96感谢聆听感谢聆听不足之处请大家批评指导不足之处请大家批评指导Please Criticize And Guide The Shortcomings结束语结束语讲师讲师：XXXXXX XX年年XX月月XX日日 97
