天然氣勘探開發(fā)處采氣隊二○一○年二月試井根底知識培訓(xùn)一、試井及其分類1、什么是試井？試井就是對油井、氣井或水井進(jìn)行測試。測試內(nèi)容包括產(chǎn)量、壓力、溫度和取樣(包括油樣、氣樣、水樣)等。試井是一種以滲流力學(xué)理論為根底，以各種測試儀表為手段，通過對油井、氣井或水井生產(chǎn)動態(tài)的測試來研究油、氣、水層和測試井的各種物理參數(shù)、生產(chǎn)能力，以及油、氣、水層之間的連通關(guān)系的方法。試井是油氣藏工程的一個重要分支。試井基礎(chǔ)知識培訓(xùn)一、試井及其分類

2、試井的分類試井基礎(chǔ)知識培訓(xùn)試井穩(wěn)定試井不穩(wěn)定試井單井試井多井試井恢復(fù)試井壓降試井干擾試井探邊試井脈沖試井一點法試井回壓試井等時試井修正等時試井一、試井及其分類

3、穩(wěn)定試井可以解決的問題：(1).求取氣井產(chǎn)能方程，二項式A、B系數(shù)；(2).求氣井無阻流量；(3).為合理配產(chǎn)提供可靠依據(jù)；

4、不穩(wěn)定試井可以解決的問題：

(1).識別儲層類型，即流體通過多孔介質(zhì)的類型，如是否存在天然裂縫等；(2).確定地下流體在儲層內(nèi)的流動能力，即流動系數(shù)、表皮系數(shù)、地層滲透率等；

(3).推算地層壓力，包括原始地層壓力、平均地層壓力等；(4).了解油氣藏形狀，包括儲層橫向延伸情況、斷層、巖性尖滅、油水邊界、油氣邊界等，計算單井控制儲量；(5).計算表皮系數(shù)，判斷儲層損害情況，分析增產(chǎn)措施及效果。試井基礎(chǔ)知識培訓(xùn)試井基礎(chǔ)知識培訓(xùn)1.根據(jù)井的類型確定試井的方式；2.進(jìn)行試井設(shè)計；3.把壓力計盡可能下到產(chǎn)層中部；4.關(guān)井(開井)測量壓力；5.取出壓力計，連接地面計算機讀出壓力隨時間的變化關(guān)系；6.采用試井解釋軟件進(jìn)行解釋分析；一般的試井過程二、試井的過程試井基礎(chǔ)知識培訓(xùn)三、穩(wěn)定試井氣井常見的穩(wěn)定試井方法有四種．即一點法測試、回壓法測試、等時試井測試和修正等時試井測試。下面分別介紹各測試方法及所取得的資料。穩(wěn)定試井—一點法一點法測試是只測試一個工作制度下的穩(wěn)定壓力，其測試時的產(chǎn)量及并底流動壓力變化。一點法測試的優(yōu)缺點：對于探井缺少集輸流程和裝置時，一點法測試可以大大縮短測試時間，減少氣體的放空和節(jié)約大量的費用，減少資源的巨大浪費，對于新區(qū)探井而言，是一種測試效率比較高的方法。缺點是對資料的分析方法帶有一定的經(jīng)驗性和統(tǒng)計性，其分析結(jié)果有一定的偏差。試井基礎(chǔ)知識培訓(xùn)穩(wěn)定試井—回壓法

回壓法測試稱為多點測試方法，是氣井在以多個產(chǎn)量生產(chǎn)的情況下，測取相應(yīng)的穩(wěn)定井底流壓。其測試方法是：以一個較小的產(chǎn)量生產(chǎn)穩(wěn)定后，測取相應(yīng)的穩(wěn)定井底流壓，然后再增大產(chǎn)量，再測取相應(yīng)的井底流壓，如此改變4～5個工作制度?；貕悍ㄔ嚲疽鈭D試井基礎(chǔ)知識培訓(xùn)某井回壓法試井?dāng)?shù)據(jù)表試井基礎(chǔ)知識培訓(xùn)回壓法試井測試產(chǎn)量時，要遵循以下原那么：(1).所選擇的最小產(chǎn)量至少應(yīng)等于井筒中攜液所需要的產(chǎn)量；(2).所選擇的最小產(chǎn)量還應(yīng)該足以使井口溫度到達(dá)不生成水化物的溫度；(3).所選擇的最大產(chǎn)量，不能破壞井壁的穩(wěn)定性；(4).對于凝析氣藏。選擇最大產(chǎn)量時，要考慮盡量減少地層中兩相流的范圍；(5).系統(tǒng)試井測試時，每一工作制度的產(chǎn)量必須保持由小到大的序列。系統(tǒng)試井測試方法的優(yōu)缺點系統(tǒng)試井測試是礦場上經(jīng)常采用的方法之一，具有資料多、信息量大、分析結(jié)果可靠的特點，多年來，深受礦場科技工作者的歡送。但其測試時間長，測試費用高，對于新井而言，導(dǎo)致資料浪費大。因此，該方法不宜在新井中使用。穩(wěn)定試井—回壓法試井基礎(chǔ)知識培訓(xùn)穩(wěn)定試井—等時試井等時試井示意圖等時試井：用假設(shè)干個〔至少3個，一般為4個〕不同的產(chǎn)量生產(chǎn)相同的時間；在以每個產(chǎn)量生產(chǎn)后均關(guān)井一段時間，使壓力恢復(fù)到〔或非常接近〕氣層靜壓；最后再以某一定產(chǎn)量生產(chǎn)一段較長的時間，直至井底流壓到達(dá)穩(wěn)定。在等時試井中，各次生產(chǎn)之間的關(guān)井時間要求足夠長，使壓力恢復(fù)到氣藏靜壓，因此各次關(guān)井時間一般來說是不相等的。試井基礎(chǔ)知識培訓(xùn)某井等時試井?dāng)?shù)據(jù)表試井基礎(chǔ)知識培訓(xùn)等時試井的適用條件：如果氣層的滲透性較差，回壓試井需要很長的時間，并要浪費相當(dāng)多天然氣，此時可使用等時試井。穩(wěn)定試井—等時試井等時試井測試的優(yōu)點等時試井與系統(tǒng)試井相比，極大地縮短了開井的時間，但由于每個工作制度都要求關(guān)井恢復(fù)到原始地層壓力，使得關(guān)井恢復(fù)時間較長。整個測試時間較長，測試費用比較高。如果不考慮測試費用的話。比較適合新井或探井的測試。試井基礎(chǔ)知識培訓(xùn)穩(wěn)定試井—修正等時試井修正等時試井示意圖在很致密的氣藏中，要在第一個生產(chǎn)階段之前獲得完全穩(wěn)定的氣藏壓力，或在測試期間氣藏要關(guān)井恢復(fù)到原始壓力，總是不切實際的。因此，作為多數(shù)井的一種測試手段，真正的等時試井已證明是不現(xiàn)實的。修正等時試井：各次關(guān)井時間相同(一般與生產(chǎn)時間相等，但也可以與生產(chǎn)時間不相等，不要求壓力恢復(fù)到靜壓)，最后以某一穩(wěn)定產(chǎn)量生產(chǎn)較長時間，直至井底流壓到達(dá)穩(wěn)定。試井基礎(chǔ)知識培訓(xùn)某井修正等時試井?dāng)?shù)據(jù)表試井基礎(chǔ)知識培訓(xùn)修正等時試井測試的優(yōu)點：修正等時試井測試方法是等時試井測試方法的改進(jìn)，在實際測試時，只要求所有工作制度下的開井生產(chǎn)時間和關(guān)井恢復(fù)時間都一樣，礦場操作十分方便，既縮短了開井流動期的時間，也縮短了關(guān)井恢復(fù)期的時間，因而，該方法提出后，在礦場上得到了廣泛的應(yīng)用。近年來，在我國的長慶氣田運用該方法測試了中部氣田的氣井，獲得了極大的成功，為該氣田的科學(xué)開發(fā)提供了珍貴的資料，是值得應(yīng)用的一種好方法。穩(wěn)定試井—修正等時試井試井基礎(chǔ)知識培訓(xùn)前面介紹了四種穩(wěn)定試井方法，那么對于一口實際的氣井，選擇哪一種方法更好?在選擇采用哪一種試井方法時，最重要的是確定壓力到達(dá)穩(wěn)定所需要的時間。這可以根據(jù)該井以前進(jìn)行的試井如鉆桿測試等確定，或根據(jù)該井的生產(chǎn)特征確定。如果這些資料都不可靠，那么，可以根據(jù)該井和同一氣藏中相鄰的類似的井來確定。如果估算的穩(wěn)定時間大約只有幾個小時或十多小時的話，那么可以進(jìn)行回壓法試井，否那么，可以采取等時試井或修正等時試井。對于新的探井而言，由于測試時還沒有接管線，要將測試時生產(chǎn)出的天然氣燒掉，此時，測試應(yīng)該采用流動時間最短的方法。只有一點法測試，才是流動時間最短的，因此，對于新區(qū)探井，建議采用一點法測試。對于已經(jīng)接了輸氣管線的氣井，測試方法的選擇就比較靈活，不管采用哪一種方法都可以，但是要注意保證有足夠長的生產(chǎn)時間，以便獲得穩(wěn)定的流動點。現(xiàn)場穩(wěn)定試井方法選擇試井基礎(chǔ)知識培訓(xùn)當(dāng)油藏中流體的流動處于平衡狀態(tài)〔靜止或穩(wěn)定狀態(tài)〕時，假設(shè)改變其中某一口井的工作制度，即改變流量〔或壓力〕，那么在井底將造成一個壓力擾動，此壓力擾動將隨著時間的不斷推移而不斷向井壁四周地層徑向擴(kuò)展，最后到達(dá)一個新的平衡狀態(tài)。這種壓力擾動的不穩(wěn)定過程與油藏、油井和流體的性質(zhì)有關(guān)。因此，在該井或其它井中用儀器將井底壓力隨時間的變化規(guī)律測量出來，通過分析，就可以判斷井和油藏的性質(zhì)。這就是不穩(wěn)定試井的根本原理。四、不穩(wěn)定試井1.不穩(wěn)定試井的根本原理試井基礎(chǔ)知識培訓(xùn)2.表皮效應(yīng)與表皮系數(shù)設(shè)想在井筒周圍存在一個很小的環(huán)狀區(qū)域。由于種種原因，這個小環(huán)狀區(qū)域的滲透率與油層不相同。因此，當(dāng)原油從油層流入井筒時，在這里產(chǎn)生一個附加壓力降，這種現(xiàn)象叫做表皮效應(yīng)〔或趨膚效應(yīng)〕。把這個附加壓降〔用Ps表示〕無因次化，得到無因次附加壓降，用它表征一口井表皮效應(yīng)的性質(zhì)和嚴(yán)重情況，稱之為表皮系數(shù)〔或趨膚因子、污染系數(shù)〕，一般用S表示。試井基礎(chǔ)知識培訓(xùn)油井剛開井或剛關(guān)井時，由于原油具有壓縮性等多種原因，地面產(chǎn)量q1與井底產(chǎn)量q2并不相等。在關(guān)井時，當(dāng)油井一關(guān)閉，地面產(chǎn)量立即由q1變?yōu)?，但在井底，仍有原油從地層流入井筒，從面使井筒壓力逐漸增加，直到與井筒周圍的地層的壓力到達(dá)平衡，此時，井底產(chǎn)量q2才變?yōu)?，當(dāng)油井剛開時所出現(xiàn)的現(xiàn)象，叫做井筒儲集效應(yīng)。3.井筒儲集效應(yīng)與井筒儲集系數(shù)井筒卸載效應(yīng)和井筒儲存效應(yīng)統(tǒng)稱為井筒儲存效應(yīng)(井筒儲集效應(yīng))。試井基礎(chǔ)知識培訓(xùn)3.井筒儲集效應(yīng)與井筒儲集系數(shù)井筒儲集系數(shù)C的物理意義：在關(guān)井情形，是要使井筒壓力升高1MPa，必須從地層流入井筒C(m3)的原油；在關(guān)井情形，是當(dāng)井筒壓力降低1MPa時，靠井筒中原油的彈性能量可以排出C(m3)原油。用“井筒儲集系數(shù)〞來描述井筒儲集效應(yīng)的強弱程度，即井筒靠其中原油的壓縮等原因儲存原油或釋放井筒中壓縮原油的彈性能量等原因排出原油的能力，并用C代表：式中：C－井筒儲集系數(shù),m3/MPa;

V－井筒中所儲原油體積的變化,m3；

P－井筒壓力的變化,MPa。試井基礎(chǔ)知識培訓(xùn)4.壓降試井和壓降曲線設(shè)某一口油井在關(guān)井狀態(tài)，從某一時刻起以穩(wěn)定產(chǎn)量開井生產(chǎn)，此時該井的油層壓力就會下降，在這種情況下測試井底壓力和產(chǎn)量隨時間變化的過程就是壓降試井。在壓降試井過程中，所測得的井底流壓與開井時間的關(guān)系曲線稱為壓力降落曲線，簡稱為壓降曲線。如圖：壓降曲線示意圖試井基礎(chǔ)知識培訓(xùn)四、不穩(wěn)定試井井筒原始壓力PiQ開井生產(chǎn)時壓力波傳遞示意圖試井基礎(chǔ)知識培訓(xùn)5.壓力恢復(fù)試井和壓力恢復(fù)曲線設(shè)某一口油井以一穩(wěn)定產(chǎn)量開井生產(chǎn)一段時間tp之后關(guān)井，關(guān)井后油層壓力就會上升，在這種情況下測試關(guān)井前產(chǎn)量和關(guān)井后壓力隨時間變化的過程就是壓力恢復(fù)試井。在壓力恢復(fù)試井過程中，所測得的井底壓力與關(guān)井時間的關(guān)系曲線稱為壓力恢復(fù)曲線，簡稱為壓恢曲線。如圖：壓力恢復(fù)曲線示意圖試井基礎(chǔ)知識培訓(xùn)井筒原始壓力PiQ關(guān)井時壓力波恢復(fù)示意圖四、不穩(wěn)定試井試井基礎(chǔ)知識培訓(xùn)四、不穩(wěn)定試井1、試井解釋模型的概念試井解釋模型也稱作試井解釋的儲層模型，它與真實儲層模型的區(qū)別是試井解釋模型描述的僅僅是試井過程中的儲層動態(tài)，而不是儲層的物理描述，儲層模型是綜合地質(zhì)〔包括地震和巖心等〕、測井、試井和生產(chǎn)測井等各種資料建立起來的一種儲層特性的物理描述。盡管某種程度上實際儲層是千差萬別的，但是通過研究世界范圍內(nèi)大量的不同儲層的試井?dāng)?shù)據(jù)說明，測試期間可能出現(xiàn)的儲層動態(tài)響應(yīng)是有限的，試井分析只需要有限的解釋模型。儲層響應(yīng)受滲透率、表皮因子、井筒存儲系數(shù)、裂縫性質(zhì)、斷層距離、雙孔介質(zhì)中的竄流系數(shù)和彈性容量比以及單井注采參數(shù)等因素的影響，試井解釋模型是基于對儲層物理性質(zhì)的理解而建立起來的描述試井過程中儲層響應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，由這一數(shù)學(xué)模型求解出壓力隨時間變化的曲線特征與被測量儲層的擬合，我們可推斷模型參數(shù)所代表的是儲層參數(shù)。試井基礎(chǔ)知識培訓(xùn)類別模型內(nèi)邊界模型井儲+表皮、變井儲、壓裂井、部分射開、斜井和水平井等油藏模型均質(zhì)、雙孔介質(zhì)、雙滲介質(zhì)、三重介質(zhì)、多重介質(zhì)、復(fù)合模型（包括徑向復(fù)合和單向線性復(fù)合）、多重復(fù)合模型（包括徑向復(fù)合和單向線性復(fù)合）和分形介質(zhì)模型外邊界模型定壓邊界、變壓邊界（升壓或降壓）、無限大邊界(無邊界)、不滲透邊界（一條直線斷層或多條直線斷層）、封閉儲層、半滲透（泄漏）斷層和高滲透斷層等試井解釋模型的組成任一試井模型即為以上三局部內(nèi)容中的各種情況組合而成。例如：內(nèi)邊界模型：具有井筒儲集效應(yīng)和表皮系數(shù)；油藏模型：均質(zhì)油藏外邊界模型：無限大邊界這就是一個簡單而又常用的試井模型。試井基礎(chǔ)知識培訓(xùn)試井解釋模型及典型曲線特征〔以均質(zhì)油藏為例〕試井基礎(chǔ)知識培訓(xùn)直井均質(zhì)油藏試井模型特征a.無限大均質(zhì)油藏試井模型曲線特征識別均質(zhì)無限大油藏的典型雙對數(shù)特征圖。它的形狀象一把“兩齒叉子〞?？梢苑殖扇蝸矸治?。第Ⅰ段是“叉把〞局部，這一段雙對數(shù)壓力和壓力導(dǎo)數(shù)曲線合二為一，呈45°的直線，說明是純井筒儲集效應(yīng)的影響期段。第Ⅱ段為過渡段，壓力導(dǎo)數(shù)出現(xiàn)峰值后向下傾斜。峰的上下，取決于參數(shù)CDe2S值的大小。在參數(shù)組CDe2S中，CD為無量綱的井筒儲集常數(shù)，S為表皮系數(shù)。由于S值處于指數(shù)位置，所以受表皮系數(shù)S值的影響更大一些。CDe2S越大，那么峰值越高，下傾越陡，而且峰值出現(xiàn)時間較遲。第Ⅲ段出現(xiàn)水平段，這是地層中產(chǎn)生徑向流的典型特征。用它來確認(rèn)半對數(shù)中的直線段。試井基礎(chǔ)知識培訓(xùn)直井均質(zhì)油藏試井模型特征試井基礎(chǔ)知識培訓(xùn)b.具有外邊界影響的均質(zhì)油藏試井模型特征一、一條不滲透邊界L不滲透邊界測試井周圍有一條不滲透邊界，這條不滲透邊界多數(shù)是指井周圍有一條斷層。第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段形態(tài)是均質(zhì)無限大油藏。第Ⅳ段為邊界影響段，壓力導(dǎo)數(shù)最后表現(xiàn)為值等于1.0的水平直線。試井基礎(chǔ)知識培訓(xùn)b.具有外邊界影響的均質(zhì)油藏試井模型特征二、一條定壓邊界L定壓邊界測試井周圍有一條定壓邊界，這條定壓邊界多數(shù)是指井周圍有一條強邊水邊界。第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段形態(tài)是均質(zhì)無限大油藏。第Ⅳ段為邊界影響段，壓力導(dǎo)數(shù)最后表現(xiàn)為向下掉的曲線。試井基礎(chǔ)知識培訓(xùn)b.具有外邊界影響的均質(zhì)油藏試井模型特征二、兩條邊界L1封閉邊界L2兩條封閉邊界封閉邊界L1定壓邊界L2定壓邊界兩條定壓邊界L1封閉邊界L2定壓邊界兩條混合邊界a.兩條相互垂直邊界試井基礎(chǔ)知識培訓(xùn)二、兩條邊界a.兩條相互垂直邊界

(1)第I，II，III段形態(tài)特征是均質(zhì)無限大油藏；

(2)第IV段為邊界影響段，隨邊界性質(zhì)的不同，壓力導(dǎo)數(shù)的形態(tài)有所不同。對于兩條封閉邊界，壓力導(dǎo)數(shù)向上彎曲，然后一條值為2.0的水平線。對于兩條定壓邊界，壓力導(dǎo)數(shù)表現(xiàn)為向下掉的曲線。對于兩條混合邊界，壓力導(dǎo)數(shù)也表現(xiàn)為向下掉的曲線，但下掉時間遲一些。b.具有外邊界影響的均質(zhì)油藏試井模型特征試井基礎(chǔ)知識培訓(xùn)L1L2兩條封閉邊界封閉邊界L1L2定壓邊界兩條定壓邊界L1L2定壓邊界兩條混合邊界封閉邊界定壓邊界封閉邊界二、兩條邊界b.兩條相互平行邊界b.具有外邊界影響的均質(zhì)油藏試井模型特征試井基礎(chǔ)知識培訓(xùn)二、兩條邊界b.兩條相互平行邊界

(1)第I，II，III段形態(tài)特征是均質(zhì)無限大油藏；

(2)第IV段為邊界影響段，隨邊界性質(zhì)的不同，壓力導(dǎo)數(shù)的形態(tài)有所不同。對于兩條封閉邊界，壓力導(dǎo)數(shù)向上翹，然后一條斜率為0.5的直線。對于兩條定壓邊界，壓力導(dǎo)數(shù)向下掉。對于兩條混合邊界，壓力導(dǎo)數(shù)也向下掉，但下掉時間遲一些。b.具有外邊界影響的均質(zhì)油藏試井模型特征試井基礎(chǔ)知識培訓(xùn)LL兩條封閉邊界封閉邊界LL定壓邊界兩條定壓邊界LL定壓邊界兩條混合邊界封閉邊界定壓邊界封閉邊界二、兩條邊界c.兩條相互成楔型夾角邊界b.具有外邊界影響的均質(zhì)油藏試井模型特征試井基礎(chǔ)知識培訓(xùn)二、兩條邊界b.具有外邊界影響的均質(zhì)油藏試井模型特征

(1)第I，II，III段形態(tài)特征是均質(zhì)無限大油藏；

(2)第IV段為邊界影響段，隨邊界性質(zhì)的不同，壓力導(dǎo)數(shù)的形態(tài)有所不同。對于兩條封閉邊界，壓力導(dǎo)數(shù)向上彎曲，然后一條值為3.0的水平線。對于兩條定壓邊界，壓力導(dǎo)數(shù)向下掉。對于兩條混合邊界，壓力導(dǎo)數(shù)也向下掉，但下掉時間遲一些。c.兩條相互成楔型夾角邊界試井基礎(chǔ)知識培訓(xùn)L1L2三條封閉邊界封閉邊界封閉邊界L3封閉邊界L1L2三條定壓邊界定壓邊界定壓邊界L3定壓邊界L1L2三條混合邊界封閉邊界定壓邊界L3封閉邊界L1L2三條混合邊界封閉邊界定壓邊界L3定壓邊界L1L2三條混合邊界定壓邊界定壓邊界L3封閉邊界L1L2三條混合邊界封閉邊界封閉邊界L3定壓邊界三、三條相互垂直邊界b.具有外邊界影響的均質(zhì)油藏試井模型特征試井基礎(chǔ)知識培訓(xùn)三、三條相互垂直邊界b.具有外邊界影響的均質(zhì)油藏試井模型特征三條封閉邊界三條混合邊界三條定壓邊界試井基礎(chǔ)知識培訓(xùn)四、四條相互垂直邊界b.具有外邊界影響的均質(zhì)油