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文檔簡介
第四章油藏開發(fā)動態(tài)分析方法試井分析方法經驗方法物質平衡方法油藏動態(tài):油田投入開發(fā)以后,油藏流體由相對靜止狀態(tài)轉變?yōu)檫\動狀態(tài)以后,油藏中發(fā)生的各種變化。研究內容:流體分布、運動狀態(tài)、油層儲量、驅油能量、壓力變化等研究方法:試井分析法、物質平衡法、經驗統(tǒng)計法、數(shù)值模擬法。研究目的:認識油田開采過程中開發(fā)指標的變化規(guī)律;檢驗開發(fā)方案的合理性;完善開發(fā)方案或對原方案進行調整。第一節(jié)試井分析方法試井:對油氣井進行的專門測試工作,其目的是為了獲得油氣井或地層的某些參數(shù),如產量、壓力、溫度等。
產能試井不穩(wěn)定試井一.試井定義及分類1.按測試目的分類穩(wěn)定試井(常規(guī)產能試井)等時試井壓降試井壓力恢復試井變產量試井干擾試井修正等時試井脈沖試井DST試井(鉆桿測試)①穩(wěn)定試井在幾個不同穩(wěn)定工作制度下取得油井的生產數(shù)據來研究油層和油井的生產特征;油井測試需要測得產量、壓力以及含砂、含水、氣油比等資料。穩(wěn)定流動:流動參數(shù)(壓力、速度等)不隨時間變化的流動狀態(tài)。主要標志為井底流壓的下降速率為0。⑴產能試井一般是連續(xù)換3~4個相鄰直徑的油嘴,每換一次油嘴,等油井生產穩(wěn)定后(產量、壓力等參數(shù)不隨時間變化或變化很?。〉酶黜椯Y料,然后繪制控制曲線。自噴井穩(wěn)定試井自噴井系統(tǒng)試井曲線②等時試井要求每個工作制度等時生產后關井到壓力穩(wěn)定為止,從而確定產能方程。
開井時間關井時間
≠tPitq5q4q3q2q1qPwf5Pwf2Pwf3Pwf4Pwf1要求關井時間與等時生產時間相同,確定產能方程。
③修正等時試井
開井時間關井時間
=⑵不穩(wěn)定試井通過改變油井工作制度,測得井底壓力的變化資料,以不穩(wěn)定滲流理論為基礎來反求油層參數(shù),研究油層和油井特征。不穩(wěn)定試井方法主要應用:確定油層參數(shù);研究油井不完善程度;判斷增產措施效果;推算地層壓力;確定油層邊界;估算泄油區(qū)內的原油儲量。2.按流體性質分類①油井試井;②氣井試井;③水井試井;④多相試井等。
3.按地層類型分類①均質油藏試井;②雙重介質油藏試井等。4.按井類型分類①垂直井;②水平井;③壓裂井;④徑向井、分支井等。5.按試井資料處理方式分類①常規(guī)試井分析方法(半對數(shù));②現(xiàn)代試井分析方法(雙對數(shù))。二、常規(guī)試井分析方法以Horner半對數(shù)分析方法為代表利用直線段的斜率和截距反求地層參數(shù)的方法。壓力降落試井方法Horner壓力恢復分析方法;MDH(Miller、Dyes、Hutchinson)分析方法;MBH(Mathews、Brons、Hazebrook)分析方法;Y函數(shù)分析法等。常規(guī)分析方法油井以定產量進行生產,油井井底壓力不斷降低。記錄壓力隨時間的變化關系。并對這一壓力歷史進行分析,求取地層參數(shù)。壓降試井的產量和壓力隨時間變化曲線1.壓降試井t時刻的壓力降為:直線段的斜率:地層流動系數(shù)kh/μ地層系數(shù)kh地層滲透率k表皮系數(shù)s求出油井以恒定產量生產一定時間后關井,記錄關井后井底壓力隨時間的變化關系。并對這一壓力歷史進行分析,求取地層參數(shù)。2.壓力恢復試井實測壓力恢復曲線典型實測壓力恢復曲線不穩(wěn)定試井測得的壓力資料按測壓時間分為:早期、中期、晚期三個階段。⑴早期階段:即續(xù)流階段主要反映井筒附近狀態(tài),包括續(xù)流、井筒存儲、油水井完善性的影響。習慣上把續(xù)流和井筒存儲統(tǒng)稱為井筒存儲效應。壓力恢復試井中,由于井筒內的氣體和液體的可壓縮性,關井后地層中的流體繼續(xù)流入井筒,壓縮井筒中原有的流體。續(xù)流和井筒存儲均使得壓力曲線直線段滯后。在壓降試井中,油井一開井,首先流出井筒的是井筒內受壓縮流體,而地層流體靜止不動。②井筒存儲①續(xù)流③油水井的完善性打開程度不完善:沒有鉆穿全部油層,油層裸露;超完善:經過壓裂、酸化提高油層附近的滲透率;雙重不完善:油層沒有完全鉆穿,油層又不裸露;打開性質不完善:油層全部鉆穿,但油層是射孔或貫眼、襯管完井;改變油層性質:井筒附近因鉆井、作業(yè)污染引起的不完善。a.打開程度不完善b.打開性質不完善c.雙重不完善表皮效應與表皮系數(shù)表皮效應:地層受到損害或改善,井筒附近地層滲透率發(fā)生變化的現(xiàn)象。S值為正S值為零井底附近地層因污染滲透率下降S值為負采用增產措施后,井底附近的滲透率提高不完善井超完善井理想狀況表皮系數(shù):完善井⑵中期階段主要反映油藏動態(tài),Pw與lgt成線性關系,分析直線段數(shù)據可求得地層參數(shù)。壓力恢復公式或Horner公式成直線關系,稱為Horner曲線。井底壓力與①已知斜率可求地層流動系數(shù)Kh/μ和滲透率K;應用Horner曲線斜率③求斷層的距離。②外推直線段至縱坐標,可以直接推算原始地層壓力;Horner方法壓力恢復MDH曲線井底壓力成直線關系,稱為MDH曲線。與①求地層流動系數(shù)Kh/μ;應用②求滲透率K;③求表皮系數(shù)s。MDH方法④求平均地層壓力。MDH方法求平均地層壓力MBH(Mathews、Brons、Hazebrook)方法:當油井生產時間很短,且處于不穩(wěn)定流動階段,外推Horner曲線至△ts處得到原始地層壓力近似為平均地層壓力;油井生產時間很長,且進入擬穩(wěn)態(tài)流動階段,外推Horner曲線至△ts處是特征壓力p*。長時Horner曲線式中,m為徑向流動階段Horner曲線所對應的直線段的斜率。應用①利用不穩(wěn)態(tài)流動數(shù)據計算地層參數(shù)kh、s、p*等②由生產時間計算無因次時間,從標準圖版得到無因次pDBH,推算出平均壓力。⑶晚期階段主要反映邊界的影響,邊界有兩種:地層本身所具有的邊界(斷層、尖滅線等);生產過程中所形成的邊界(油水邊界、有限供油面積等)。設兩條直線段的交點對應時間為tx,則有:到直線斷層的距離為:存在直線斷層的半對數(shù)Horner曲線確定井到一條封閉邊界(直線斷層)的距離Y函數(shù)探邊測試分析Y函數(shù)探邊測試是一種利用壓降(或壓力恢復)曲線來判斷是否存在斷層和油水邊界的方法。①常產量壓降試井的井底壓力為:令則:對于有界底層,當?shù)貙舆M入擬穩(wěn)態(tài)時地質儲量為:不穩(wěn)態(tài)的Y函數(shù)特征為45°直線,擬穩(wěn)態(tài)的數(shù)據Y函數(shù)特征為一條水平直線段。②關井壓力恢復時,繪制lgY-lgΔt的關系曲線,Y函數(shù)為:其中pws為關井壓力。不穩(wěn)態(tài)期和擬穩(wěn)態(tài)期的Y函數(shù)特征氣水或氣油邊界的特征③變產量試井:油井采用改變油嘴大小或工作制度實現(xiàn)多級產量(或叫變產量)的測試及分析方法。變流量測試示意圖⑤脈沖試井:通過打開和關閉激動井形成一系列短時脈沖,并在觀測井記錄激動井產生的壓力響應。④干擾試井:以一口井作為激動井,另一口或數(shù)口井作為觀測井,激動井改變產量或注入量造成地層壓力變化,在觀測井中下入高度靈敏的測壓儀表,記錄由于激動井流量變化所造成的壓力變化。鉆桿測試工具示意圖⑥DST試井(中途測試或鉆桿測試):在完井之前,利用鉆柱攜帶測壓儀器,開井生產短時間后關井,并同時分別記錄開井和關井的壓力歷史。典型壓力恢復曲線三、現(xiàn)代試井分析方法現(xiàn)代試井分析方法的重要手段之一是圖版擬合。通過圖版擬合,可以得到關于油藏及油井類型、流動階段等方面的信息,還可以算出K、S、C等參數(shù)。無因次距離:無因次壓力:無因次時間:無因次井筒存儲系數(shù):圖版是由兩組曲線,一組為Gringaten壓力曲線,另一組為Bourdet壓力導數(shù)曲線。Gringaten-Bourdet典型曲線圖版縱坐標分別為:壓力曲線和壓力導數(shù)曲線上的值為:壓裂見效井:污染井:不受污染井:酸化見效井:應用典型圖板分析試驗壓降數(shù)據的步驟:⑴在透明雙對數(shù)坐標紙上,以相同比例分別畫出實測壓力曲線和壓力導數(shù)曲線;⑵把實測曲線圖放在解釋圖版上,通過上下和左右平移,首先擬合壓力導數(shù)曲線,找出一條與實測曲線最相吻合的典型曲線,然后擬合壓力曲線,擬合上曲線應為同一讀出值;⑶在擬合上的實測曲線和典型曲線上,同取一點M,記錄下該點的值
、、即為擬合點的擬合值?;蚝突颌扔色@取的參數(shù)值計算地層參數(shù)①由壓力擬合值計算流動系數(shù):②由時間擬合值,計算井筒存儲系數(shù):③由計算的c值,計算cD值:或④由擬合參數(shù),計算s值:第二節(jié)經驗方法經驗方法來源于對生產規(guī)律的分析與總結。要求系統(tǒng)觀察油藏生產動態(tài),詳細收集生產數(shù)據,通過分析與研究油田生產規(guī)律,主要是產量、壓力和含水等指標的變化規(guī)律。一、油田產量遞減規(guī)律及其應用油田產量變化曲線油氣田開發(fā)的基本模式產量上升階段產量穩(wěn)定階段產量遞減階段1.遞減率單位時間的產量變化率,或單位時間內產量遞減的百分數(shù)遞減率定義示意圖a-產量遞減率;n-遞減指數(shù);k-比例常數(shù);2.產量遞減規(guī)律分類(1)指數(shù)遞減產量隨時間變化關系:累積產量隨時間的變化關系:累積產量與產量之間的關系:遞減率變化關系:n=∞(2)調和遞減n=1產量隨時間變化關系:累積產量隨時間的變化關系:累積產量與產量之間的關系:遞減率變化關系:(3)雙曲遞減產量隨時間變化關系:累積產量與產量之間的關系:1<n<∞遞減率變化關系:累積產量隨時間的變化關系:二、水驅特征曲線分析注水或天然水侵油田的開發(fā),在無水采油期結束后,油田將長期處于含水期的開采,且采水率將逐步上升,這是影響油田穩(wěn)產的重要因素。1.水驅油田含水采油期的劃分(5)特高含水采油期:含水率>90%。(1)無水采油期:含水率<2%。(2)低含水采油期:含水率2%~20%。(3)中含水采油期:含水率20%~75%。(4)高含水采油期:含水率75%~90%。2.水驅曲線
水驅曲線(1)預測油田生產過程中的含水率、產油量、產水量、累積產油量以及采出程度等與開發(fā)時間的關系;(2)預測油藏最終采收率。根據開發(fā)過程中的實際生產動態(tài)資料和必要的油氣水分析資料預測各種驅動類型油氣田的地質儲量、油氣開采速度、油藏壓力變化、天然水侵量和油氣采收率等。第三節(jié)物質平衡分析方法基本原理:將油藏看成體積不變的容器,油藏開發(fā)到某一時刻,采出的流體量加上地下剩余的儲存量,等于流體的原始儲量。主要應用:②油藏溫度在開發(fā)過程中保持不變,油藏動態(tài)僅與壓力有關。基本假設條件:①油氣水三相之間在任一壓力下均能瞬間達到平衡;原油體積變化(DVO)+氣體體積變化(DVG)+孔隙體積變化(DVR)+水體積變化(DVW)=0根據物質平衡的基本原理綜合驅動油藏剖面示意圖(1)油藏壓力為P時原油體積的變化(2)油藏壓力為P時氣體體積的變化(3)油藏壓力為P時孔隙體積的變化(4)油藏壓力為P時水體積的變化物質平衡方程通式:不同驅動類型物質平衡方程可根據通式導出。動態(tài)預測物質平衡方程的應用:天然能量分析計算地質儲量計算水侵
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