中国石油大学(北京)现代试井分析-第一章-绪论

2014主讲人：姚约东、程时清（教授）中国石油大学（北京）石油工程学院厚积薄发厚积薄发开物成务开物成务现代试井分析¾试井是对油、气、水井进行测试和分析的总称。在不同工作制度下测量井底压力和温度等信号的工艺。测试内容包括：产量、压力、温度、取样等。分析（试井解释）：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。¾试井是一种以渗流力学为基础，以各种测试仪表为手段，通过对油井、气井或水井生产动态的测试来研究和确定油、气、水层和测试井的生产能力、物性参数、生产动态，判断测试井附近的边界情况，以及油、气、水层之间的连通关系的方法。一、试井概念举例：不稳定试井压力和产量对应关系图二、试井的分类就研究的目的来说⎧⎧⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎧⎧⎨⎨⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎩⎩⎩系统试井等时试井产能试井修正等时试井一点法试井试井压力降落试井单井不稳定试井压力恢复试井不稳定试井干扰试井多井不稳定试井脉冲试井按地层类型分类均质油藏试井非均质油藏试井双孔介质油藏试井双渗介质油藏试井复合油藏油藏试井¾按井类别分类，可分为垂直井、水平井、压裂井、定向井和分支井等试井方法。¾按流动形态分类，可分为线性流、非线性流的试井。二、试井的分类常规试井分析按分析方法分现代试井分析数值试井分析压降试井分析压恢试井分析变产量叠加试井分析典型图版手动拟合分析典型图版自动拟合分析二、试井的分类„针对油气藏和油气井研究的严密的测试设计；„应用高精度的仪器设备进行现场测试；压力计精度，分辨率，在井下高温高压条件下连续记录、存储压力数据量„测试过程中要求产油气井配合测试进程反复的开关井，准确计量产气量，并处理好产出的气体；„以复杂油气藏为背景的渗流力学理论和方法的研究；„以解数理方程中的反问题为基础的试井解释方法及软件；„结合地质、物探、测井、油藏及工艺措施的油藏动静态描述。三、试井的特点2014四、试井的作用姚约东20142014试井研究贯穿于油气田勘探开发全过程四、试井的作用试井的作用总结为以下几点：（1）估算测试井的井底污染情况，判断是否需要采取增产措施（如酸化、压裂），分析增产措施的效果；（2）估算测试井的地层参数、产能；（3）平均地层压力计算、压力分布；（4）判断和预测油气藏类型，均质、非均质油气藏，边底水等；（5）判断和预测油气藏范围，河道油藏，断层距离，透镜体，油（气）层边界，估算控制储量；（6）判断和评价断层的性质，包括密封性等；（7）判断井间连通性；（8）描述井筒周围油藏特性，包括渗透率、孔隙度、厚度、饱和度分布等。¾在20世纪20年代初，人们在用弹簧管压力计测量井底静止压力（俗称“静压点”）¾1935年，吝兹（C.V.Theis）总结了水井试泵测试结果，提出了地下渗滤的数学模型，撰写了一部经典著作，首次介绍了有关不稳定试井压力分析及一套绘图和分析方法。¾1936年，Rawlins和Shellhardt提出了无阻流量的概念。¾1937年，马斯盖特（M.Muskat）首次提出用压力恢复曲线外推地层压力和估算地层参数的方法。¾1949年，范•埃弗列丁根（VanEverdingen）和赫斯特（A.F.Van-Everdingen，W.Hurst）提出用拉普拉斯积分变换方法对三种边界条件（无限大地层、封闭地层和定压边界）的试井分析不稳定渗流问题进行求解，并得到了解析解，建立了油井定产量生产情况下的压降试井分析方法，确立了试井分析的理论基础。五、试井的发展历程及展望20世纪50年代至60年代中期，不稳定试井蓬勃兴起。¾1950年，米勒-德兹-哈钦逊（C.C.Millor，A.B.Dyes和C.A.Hutchinson）提出了一种压力恢复曲线分析方法（MDH法）。¾1951年，赫诺（Horner）又提出另一种压力恢复曲线分析方法（赫诺法）。这两种方法为不稳定试井分析奠定了坚实基础。¾1954年，马修斯、布朗斯和Hazebrock还提出确定各种不同几何形状的封闭油藏系统内的平均地层的理论方法。¾1955年，Cullender等人提出了用等时试井方法估算气井的无阻流量。¾1959年，马廷（J.C.Martin）提出了多相渗流问题的理论等。¾1960年，苏联的Barenblatta首次针对裂缝性油藏提出了双重介质的概念，建立了渗流数学模型，获得了解析解，奠定了双重介质油气藏试井分析的理论基础。¾1967年马修斯和拉塞尔的专著《油层压力恢复和油气井测试》的出版，标志着试井分析成为渗流力学具体应用的一个重要分支，但试井分析的方法仍是基于半对数直线段的常规分析方法。五、试井的发展历程及展望五、试井的发展历程及展望到20世纪70年代后期，试井分析理论、方法、应用发生了质的飞跃。¾1970年雷米(Ramey)提出试井分析的新方法——图版拟合方法，试井分析的一次革命性飞跃，现代试井分析真正开始起步。Mckinley、Earlougher等人基于图形拟合的原理，提出了不同条件下的现代试井分析方法，这些方法都是对Ramey方法的不断修正和完善。¾1979年格林加登(Gringarten)对Ramey方法的理论进行了改进，获得了更符合实际且更方便使用的Gringarten图版，提出了在计算机辅助下的压降图版分析方法。¾1983年布德(Bourdet)基于Gringarten图版分析方法，提出了压力导数分析方法，该方法增强了油气藏类型的识别功能，并且将压力导数图版与Gringarten图版组合形成了新的试井分析复合图版，基于复合图版的现代试井分析方法自问世以来得到了广泛应用。我国试井分析历程我国从20世纪50年代起，在玉门、克拉玛依油田开始应用不稳定试井曲线；60年代，大庆油田、胜利油田有效地使用不稳定试井曲线确定地层压力和有关地层参数；童宪章等70年代，四川采用双重孔隙介质理论确定碳酸盐岩裂缝性气田的地质参数；陈忠祥，刘慈群，80年代，在广泛引进大型成套水力压裂设备及地层测试器后，全国各大油区与地矿部石油局系统越来越重视不稳定试井技术的推广与使用，并对试井的理论与实践进行了较为系统的总结，特别在双重孔隙介质渗流理论与应用上有重要贡献。孔祥言，庄惠农近几十年来，低速非达西试井模型、水平井试井模型、数值试井模型等得到发展。五、试井的发展历程及展望目前面临的挑战：¾多相流动：目前绝大多数油气藏都进入了高含水期开发阶段，油（气）水关系复杂，多井干扰问题突出，储层孔隙结构可能已发生变化。¾永久式压力计长时间监测。¾复杂结构井：水平井、分支井、大斜度井。¾凝析气藏：存在凝析和反凝析的相态变化过程-多相流动。¾多层合采：多个小层合采、层间存在干扰。¾非牛顿流体：不满足达西流动规律。（稠油、化学驱）¾低孔低渗、致密油气藏：非达西流动，微细裂缝与压裂裂缝同时存在¾异常高压：应力改变-地层变形与流体渗流的耦合。¾非均质性：孔隙结构复杂、非均质性严重。（缝洞型油气藏、断块油气藏）五、试井的发展历程及展望发展趋势：¾工具、工艺发展：研制高精度、复杂油气藏下测试工具及工艺。¾数值试井发展：与数值模拟相结合，解决多井干扰、复杂内外边界、多相流、化学驱、热力采油等试井分析问题。¾复杂结构井的永久压力监测，试井分析与生产优化。¾油气井动态监测：试井与生产测试相结合，试井与油气藏动静态结合的精细描述。¾试井与油藏管理结合，建立数字油田管理系统。五、试井的发展历程及展望2014姚约东六、课程学习要求六、课程学习要求姚约东1、马修斯马修斯拉塞尔著，拉塞尔著，油层压力恢复和油气井测试油层压力恢复和油气井测试，，石油工业出版社，石油工业出版社，1983198322、美）小罗伯特、美）小罗伯特C.C.厄洛赫著，厄洛赫著，试井分析方法，试井分析方法，石油工业出版社，石油工业出版社，198519853、(美)李约翰著，试井，石油工业出版社，19864、加拿大国家能源保护委员会著，气井试井理论与实践，石油工业出版社,198855、、[[苏苏]]斯特列尔特索娃著，非均质地层试井，石油工业出版社，斯特列尔特索娃著，非均质地层试井，石油工业出版社，199219926、(加)J.F.斯坦尼斯拉维、(美)C.S.卡比尔.压力不稳定试井分析，石油工业出版社，199677、、((美美)G.)G.达普拉特著，裂缝油藏评价的试井分析，石油工业出版社，达普拉特著，裂缝油藏评价的试井分析，石油工业出版社，1996199688、、BourdetBourdet著，现代试井解释模型及应用，石油工业出版社，著，现代试井解释模型及应用，石油工业出版社，2007200799、、((法法))波雷达特波雷达特，试井解释方法，试井解释方法，石油工业出版社，，石油工业出版社，200520051010、、达普拉特(DaPrat)，裂缝油藏评价的试井分析，石油工业出版社，19951111、、RobertC.RobertC.EarlougherEarlougher：：AdvanceinWellTestAnalysisAdvanceinWellTestAnalysis，，197719771212、、RolandRolandN.HorneN.Horne：：ModalWellTestAnalysisModalWellTestAnalysis－－AComputer-AidedApproachAComputer-AidedApproach，，199519951313、、RajagopalRajagopalRaghavanRaghavan：：WellTestAnalysisWellTestAnalysis，，199319931414、、M.A.SabetM.A.Sabet，，WellTestAnalysisWellTestAnalysis，，GulfPublishingCompanyGulfPublishingCompany，，199119911515、、John,Lee,JohnBJohn,Lee,JohnBRolinesRolines,John,P.Spivey,PressureTransientanalysis,SPE,John,P.Spivey,PressureTransientanalysis,SPE20032003七、试井参考书1616、、((美美))阿曼纳特阿曼纳特U.U.乔德瑞，气井试井手册乔德瑞，气井试井手册，石油工业出版社，，石油工业出版社，2008200817、阿曼纳特U．乔德瑞(ChaudhIyA.U，油井试井手册，石油工业出版社，20081818、美国石油工程师学会，压力不稳定试井，石油工业出版社，、美国石油工程师学会，压力不稳定试井，石油工业出版社，1990199019、童宪章，压力恢复曲线在油气田开发中的应用，石油工业出版社，198320、姜礼尚、陈钟祥著，试井分析理论基础，石油工业出版社，198521、刘能强编著，实用现代试井解释方法，石油工业出版社，1996，第1版，2008，第5版2222、史乃光，油气井测试，中国地质大学出版社、史乃光，油气井测试，中国地质大学出版社,1991,19912323、、《《试井手册试井手册》》编写组，试井手册，石油工业出版社编写组，试井手册，石油工业出版社,1992,19922424、、《《中国油气井测试资料解释范例中国油气井测试资料解释范例》》编写组，中国油气井测试资料解释范例，石油工业出版社编写组，中国油气井测试资料解释范例，石油工业出版社，，199419942525、钟松定，试井分析，、钟松定，试井分析，石油大学出版社，石油大学出版社，199119912626、卢德堂，试井分析理论及方法，石油工业出版社，、卢德堂，试井分析理论及方法，石油工业出版社，200920092727、庄惠农，气藏动态描述和试井（第二版），石油工业出版社，、庄惠农，气藏动态描述和试井（第二版），石油工业出版社，20092009年年2828、华北油田研究院，实用地层测试图解研究，、华北油田研究院，实用地层测试图解研究，199119912929、孔祥言著，高等渗流力学（第二版），中国科学技术大学出版社，、孔祥言著，高等渗流力学