煤層氣勘探方法(3測試)

1、煤層氣勘探方法與技術(shù)煤層氣勘探方法與技術(shù)吳吳 建建 光光中聯(lián)煤層氣有限責(zé)任公司中聯(lián)煤層氣有限責(zé)任公司20082008年年1111月月 CH IN A C B M中中聯(lián)聯(lián)大大 綱綱n1 前言前言n2 煤層氣勘探開發(fā)原則與階段劃分煤層氣勘探開發(fā)原則與階段劃分n3 煤層氣主要儲層參數(shù)測試煤層氣主要儲層參數(shù)測試 n4 煤層氣鉆井技術(shù)煤層氣鉆井技術(shù)n5 煤層氣物探技術(shù)煤層氣物探技術(shù) n6 煤層氣固井技術(shù)煤層氣固井技術(shù)n7 煤層氣完井與增產(chǎn)技術(shù)煤層氣完井與增產(chǎn)技術(shù)n8 煤層氣排采技術(shù)煤層氣排采技術(shù)n9 煤層氣田集輸工程煤層氣田集輸工程 CH IN A C B M中中聯(lián)聯(lián)3.1 煤層氣主要儲層參數(shù)測定方法煤

2、層氣主要儲層參數(shù)測定方法特性特性測定方法測定方法備注備注儲集能力儲集能力實驗室等溫吸附曲線測定實驗室等溫吸附曲線測定吸附體積吸附體積煤芯解吸試驗煤芯解吸試驗氣成份氣成份煤芯解吸試驗煤芯解吸試驗或生產(chǎn)井采樣測定或生產(chǎn)井采樣測定儲層幾何形態(tài)儲層幾何形態(tài)測井、錄井及煤芯數(shù)據(jù)測井、錄井及煤芯數(shù)據(jù)或地質(zhì)分析或地質(zhì)分析擴散率擴散率煤芯解吸試驗煤芯解吸試驗1 煤巖基質(zhì)特性測定煤巖基質(zhì)特性測定 CH IN A C B M中中聯(lián)聯(lián)特性特性測定方法測定方法備注備注儲層壓力儲層壓力試井、靜壓測量試井、靜壓測量儲層絕對滲透率儲層絕對滲透率試井試井儲層相對滲透率儲層相對滲透率數(shù)值模擬、實驗室煤芯測定數(shù)值模擬、實驗室煤芯

3、測定有效厚度有效厚度錄井、測井錄井、測井孔隙率孔隙率數(shù)值模擬、實驗室煤芯測定數(shù)值模擬、實驗室煤芯測定孔隙體積壓縮系數(shù)孔隙體積壓縮系數(shù)實驗室煤芯測定實驗室煤芯測定流體性質(zhì)流體性質(zhì)成分與流體性質(zhì)測定成分與流體性質(zhì)測定或生產(chǎn)井采樣測定或生產(chǎn)井采樣測定抽排體積幾何形態(tài)抽排體積幾何形態(tài)地質(zhì)研究、數(shù)值模擬、產(chǎn)量地質(zhì)研究、數(shù)值模擬、產(chǎn)量歷史擬合歷史擬合2 天然裂隙系統(tǒng)特性測定天然裂隙系統(tǒng)特性測定 3.1 煤層氣主要儲層參數(shù)測定方法煤層氣主要儲層參數(shù)測定方法 CH IN A C B M中中聯(lián)聯(lián)3.2 煤層氣主要儲層參數(shù)的測定煤層氣主要儲層參數(shù)的測定1 儲集能力測定儲集能力測定 一般采用蘭格繆爾等溫吸附線測定，

4、其方程式：一般采用蘭格繆爾等溫吸附線測定，其方程式：V=VLP/PL+P V吸附量；吸附量；P壓力；壓力；VL蘭氏體積；蘭氏體積；PL蘭氏壓力蘭氏壓力等溫吸附線的應(yīng)用以下四個方面等溫吸附線的應(yīng)用以下四個方面:1) 評價煤層的最大吸附能力；評價煤層的最大吸附能力；2）預(yù)測生產(chǎn)過程中煤層氣的臨界解吸壓力；）預(yù)測生產(chǎn)過程中煤層氣的臨界解吸壓力；3）預(yù)測生產(chǎn)過程中壓力降低時煤層氣產(chǎn)出量和產(chǎn)出速率（吸附）預(yù)測生產(chǎn)過程中壓力降低時煤層氣產(chǎn)出量和產(chǎn)出速率（吸附時間）；時間）；4）確定儲層初始含氣飽和度。）確定儲層初始含氣飽和度。 CH IN A C B M中中聯(lián)聯(lián)3.2 煤層氣主要儲層參數(shù)的測定煤層氣主要儲

5、層參數(shù)的測定1 儲集能力測定儲集能力測定 煤層等溫吸附曲線煤層等溫吸附曲線 p ad p ad CH IN A C B M中中聯(lián)聯(lián)2 煤層氣含量測定煤層氣含量測定 直接法直接法直接測量從試驗煤樣中釋放出的氣體；直接測量從試驗煤樣中釋放出的氣體；間接法間接法利用實驗室測定的等溫吸附等參數(shù)計算獲得。利用實驗室測定的等溫吸附等參數(shù)計算獲得。直接法測定煤層氣含量，包括三個部分：損失量、實測解吸量、直接法測定煤層氣含量，包括三個部分：損失量、實測解吸量、殘余量。殘余量。Q=32.0368（VLL+ Vm + Vrd）/mQ 含氣量；含氣量；VLL損失量；損失量；Vm解吸量；解吸量；Vrd殘余量；殘余量；

6、m煤煤樣重量樣重量換算成干燥無灰基換算成干燥無灰基:Qdaf=32.0368（VLL+ Vm + Vrd）/mad(1-Aad-Mad)3.2 煤層氣主要儲層參數(shù)的測定煤層氣主要儲層參數(shù)的測定 CH IN A C B M中中聯(lián)聯(lián)3.2 煤層氣主要儲層參數(shù)的測定煤層氣主要儲層參數(shù)的測定煤層生氣量與含氣量煤層生氣量與含氣量 CH IN A C B M中中聯(lián)聯(lián)3 3 滲透率測定滲透率測定控制煤層氣產(chǎn)量的最重要的儲層特征之一，控制煤層氣產(chǎn)量的最重要的儲層特征之一，通過試井估算通過試井估算ka、p、s等未知參數(shù)。等未知參數(shù)。試井數(shù)據(jù)是精確估算原地裂隙系統(tǒng)滲透率的唯一方法。試井數(shù)據(jù)是精確估算原地裂隙系統(tǒng)滲

7、透率的唯一方法。應(yīng)用于煤巖雙孔隙度儲層模型的方程如下：應(yīng)用于煤巖雙孔隙度儲層模型的方程如下：srrBqweiisi472.0ln3.141)p-h(pkkwfria3.2 煤層氣主要儲層參數(shù)的測定煤層氣主要儲層參數(shù)的測定qsi流體的地表產(chǎn)量STB/d；Ka絕對滲透率md； Kri想對滲透率；H儲層厚度ft； p探測區(qū)平均壓力psi；pwf井底壓力psi；Bi地層體積系數(shù)； re外邊界排水半徑ft； rw井筒半徑ft CH IN A C B M中中聯(lián)聯(lián)4 4 煤層氣井常用試井方法煤層氣井常用試井方法1 1）鉆桿測試（）鉆桿測試（DSTDST）2 2）段塞測試法）段塞測試法3 3）注入注入/ /壓

8、降測試法壓降測試法4 4）水箱測試法）水箱測試法5 5）多井干擾測試法）多井干擾測試法3.2 煤層氣主要儲層參數(shù)的測定煤層氣主要儲層參數(shù)的測定 CH IN A C B M中中聯(lián)聯(lián)煤層氣試井基礎(chǔ)理論煤層氣試井基礎(chǔ)理論 CH IN A C B M中中聯(lián)聯(lián)一、煤層氣的產(chǎn)出機理一、煤層氣的產(chǎn)出機理 賦存于煤層中的甲烷氣有三種狀態(tài)，即游離狀態(tài)、吸附狀態(tài)和溶解賦存于煤層中的甲烷氣有三種狀態(tài)，即游離狀態(tài)、吸附狀態(tài)和溶解狀態(tài)。煤層中絕大部分裂縫空間被水飽和。狀態(tài)。煤層中絕大部分裂縫空間被水飽和。 當煤層壓力降低到煤層氣臨界解吸壓力時，煤中被吸附的甲烷開始與當煤層壓力降低到煤層氣臨界解吸壓力時，煤中被吸附的甲烷

9、開始與微孔隙表面分離，叫做解吸。由于割理中的壓力降低，解吸作用也可在煤微孔隙表面分離，叫做解吸。由于割理中的壓力降低，解吸作用也可在煤層的割理層的割理基質(zhì)界面發(fā)生。解吸的氣體通過基巖中微孔隙擴散進入裂縫網(wǎng)基質(zhì)界面發(fā)生。解吸的氣體通過基巖中微孔隙擴散進入裂縫網(wǎng)絡(luò)中，再經(jīng)裂縫網(wǎng)絡(luò)流向井筒。絡(luò)中，再經(jīng)裂縫網(wǎng)絡(luò)流向井筒。 CH4CH4CH4CH4CH4Coal MatrixCH4H2OCoal Cleats CH IN A C B M中中聯(lián)聯(lián)二、煤層氣產(chǎn)出三個階段二、煤層氣產(chǎn)出三個階段 階段階段：壓力下降比較少，井附近只有單相水流動。屬于：壓力下降比較少，井附近只有單相水流動。屬于單相流階段單相流階段

10、。 階段階段：儲層壓力進一步下降，井筒附近有一定數(shù)量的甲烷從煤的表：儲層壓力進一步下降，井筒附近有一定數(shù)量的甲烷從煤的表面解吸，開始形成氣泡，阻礙水流動，水的相對滲透性下降，但氣泡是面解吸，開始形成氣泡，阻礙水流動，水的相對滲透性下降，但氣泡是孤立的，沒有互相連接。這一階段叫做孤立的，沒有互相連接。這一階段叫做非飽和單相流階段非飽和單相流階段。階段階段 ：儲層壓力進一步下降，儲層壓力進一步下降，有更多的氣解吸出來，則井筒附近有更多的氣解吸出來，則井筒附近水中含氣已達到飽和，氣泡互相連水中含氣已達到飽和，氣泡互相連接形成連續(xù)的流線，氣的相對滲透接形成連續(xù)的流線，氣的相對滲透率大于零。隨著壓力下降

11、和水飽和率大于零。隨著壓力下降和水飽和度降低，氣的相對滲透率逐漸上升，度降低，氣的相對滲透率逐漸上升，氣產(chǎn)量逐漸增加。這一階段叫做氣產(chǎn)量逐漸增加。這一階段叫做兩兩相流階段相流階段。 CH IN A C B M中中聯(lián)聯(lián) 煤層氣田大規(guī)模開發(fā)需要大量的初始投資，因此，在開發(fā)煤層煤層氣田大規(guī)模開發(fā)需要大量的初始投資，因此，在開發(fā)煤層氣田之前首先要查清煤層氣儲層的特性，并對煤層氣井的長期產(chǎn)能氣田之前首先要查清煤層氣儲層的特性，并對煤層氣井的長期產(chǎn)能和最終采收率進行預(yù)測。和最終采收率進行預(yù)測。 滲透率是控制煤層甲烷開采的主要儲層參數(shù)之一，煤層在水飽滲透率是控制煤層甲烷開采的主要儲層參數(shù)之一，煤層在水飽和條

12、件下，滲透率對煤層氣井排出水的初始速度起著控制作用。因和條件下，滲透率對煤層氣井排出水的初始速度起著控制作用。因此，滲透率控制著儲層脫水速度和達到最大采氣量所需的開采時間。此，滲透率控制著儲層脫水速度和達到最大采氣量所需的開采時間。 準確測定煤儲層滲透率在確定最優(yōu)井距和增產(chǎn)設(shè)計，以及完井準確測定煤儲層滲透率在確定最優(yōu)井距和增產(chǎn)設(shè)計，以及完井設(shè)計和優(yōu)化儲層動態(tài)管理方面十分重要。設(shè)計和優(yōu)化儲層動態(tài)管理方面十分重要。 三、試井機理三、試井機理 CH IN A C B M中中聯(lián)聯(lián) 壓力瞬變測試即可以提供包括滲透率和儲層壓力在內(nèi)的、用壓力瞬變測試即可以提供包括滲透率和儲層壓力在內(nèi)的、用于評價煤層甲烷氣井

13、生產(chǎn)潛能、采收率和經(jīng)濟可行性的重要資料，于評價煤層甲烷氣井生產(chǎn)潛能、采收率和經(jīng)濟可行性的重要資料，并可進行水力壓裂井裂縫長度和裂縫導(dǎo)流能力的估算。并可進行水力壓裂井裂縫長度和裂縫導(dǎo)流能力的估算。 所謂所謂“試井試井”，顧名思義，就是對油氣井或水井進行測試。，顧名思義，就是對油氣井或水井進行測試。試井是一種以滲流力學(xué)理論為基礎(chǔ)，以各種測試儀表為手段，通試井是一種以滲流力學(xué)理論為基礎(chǔ)，以各種測試儀表為手段，通過對油氣井或水井生產(chǎn)動態(tài)的測試來研究油、氣、水層和測試井過對油氣井或水井生產(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)系的各種物理參數(shù)、生產(chǎn)能力

14、，以及油、氣、水層之間的連通關(guān)系的方法。的方法。三、試井機理三、試井機理 CH IN A C B M中中聯(lián)聯(lián) 試井資料的測取和分析是試井工作的兩個重要組成部分。前試井資料的測取和分析是試井工作的兩個重要組成部分。前者即者即現(xiàn)場測試現(xiàn)場測試，為的是取得足夠的可靠的資料；后者即，為的是取得足夠的可靠的資料；后者即試井解釋試井解釋，要求通過分析測得的資料，得到盡可能多的關(guān)于地層和測試井的要求通過分析測得的資料，得到盡可能多的關(guān)于地層和測試井的可靠信息。可靠信息。 煤層甲烷儲層動態(tài)預(yù)測的兩個最重要性質(zhì)是滲透率和儲層壓煤層甲烷儲層動態(tài)預(yù)測的兩個最重要性質(zhì)是滲透率和儲層壓力，是從試井中得到的這些參數(shù)。力，

15、是從試井中得到的這些參數(shù)。 三、試井機理三、試井機理 CH IN A C B M中中聯(lián)聯(lián)四、注入四、注入/壓降試井方法壓降試井方法 注入壓降試井是以恒定排量將水注入儲層，在井筒周圍形成水注入壓降試井是以恒定排量將水注入儲層，在井筒周圍形成水飽和狀態(tài)后關(guān)井。注入和關(guān)井階段都用井下壓力計記錄井底壓力，飽和狀態(tài)后關(guān)井。注入和關(guān)井階段都用井下壓力計記錄井底壓力，根據(jù)注水排量和壓力數(shù)據(jù)可以求得滲透率、儲層壓力等參數(shù)。根據(jù)注水排量和壓力數(shù)據(jù)可以求得滲透率、儲層壓力等參數(shù)。 進行注入進行注入/壓降試井最關(guān)健的考慮因素是地層破裂壓力。如果在壓降試井最關(guān)健的考慮因素是地層破裂壓力。如果在注入階段超過了破裂壓力，

16、則計算出的滲透率偏高。注入階段超過了破裂壓力，則計算出的滲透率偏高。 CH IN A C B M中中聯(lián)聯(lián) 注入注入/壓降試井的主要優(yōu)點是：壓降試井的主要優(yōu)點是： 流體的注入提高了地層壓力，保證了在測試過程中流體的注入提高了地層壓力，保證了在測試過程中為單相流；它適用于負壓、正常壓力和超壓等各種情況為單相流；它適用于負壓、正常壓力和超壓等各種情況的煤層氣井。的煤層氣井。 不需要井下機械泵送設(shè)備，簡化了操作步驟，降低不需要井下機械泵送設(shè)備，簡化了操作步驟，降低了成本。了成本。 可以用標準試井分析方法來分析，結(jié)果比較可靠?？梢杂脴藴试嚲治龇椒▉矸治觯Y(jié)果比較可靠。 探測半徑較大；時間相對較短。探測

17、半徑較大；時間相對較短。 CH IN A C B M中中聯(lián)聯(lián) 注入壓降方法主要缺點：注入壓降方法主要缺點： 第一，地層傷害。其一，由于注入的流體可能與地層的化學(xué)環(huán)第一，地層傷害。其一，由于注入的流體可能與地層的化學(xué)環(huán)境不相容，發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生傷害。其二，有可能注入了會堵塞產(chǎn)層境不相容，發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生傷害。其二，有可能注入了會堵塞產(chǎn)層的微粒，產(chǎn)生傷害。因此，把取自被測試層位的地層水回注到測試的微粒，產(chǎn)生傷害。因此，把取自被測試層位的地層水回注到測試井中是很理想的。至少應(yīng)當采用與地層和氣藏流體相容的淡水。井中是很理想的。至少應(yīng)當采用與地層和氣藏流體相容的淡水。 第二，壓開地層。由于注入過程中排量控制

18、不好，使井底壓力第二，壓開地層。由于注入過程中排量控制不好，使井底壓力超過了測試層的破裂壓力就可能會壓開地層，產(chǎn)生裂縫。這種裂縫超過了測試層的破裂壓力就可能會壓開地層，產(chǎn)生裂縫。這種裂縫會產(chǎn)生認為是自然滲透率或井筒傷害的假象，使測試不可靠。因此，會產(chǎn)生認為是自然滲透率或井筒傷害的假象，使測試不可靠。因此，在注入壓降過程中一定要保證井底壓力低于地層破裂壓力。在注入壓降過程中一定要保證井底壓力低于地層破裂壓力。 CH IN A C B M中中聯(lián)聯(lián)四、四、試井有關(guān)概念試井有關(guān)概念 在試井過程中，我們提供一個脈沖輸入（即在試井過程中，我們提供一個脈沖輸入（即流量的變化），然后監(jiān)測儲層的響應(yīng)（即壓力的流

19、量的變化），然后監(jiān)測儲層的響應(yīng)（即壓力的變化）。儲層的響應(yīng)由如下這些參數(shù)進行描述：變化）。儲層的響應(yīng)由如下這些參數(shù)進行描述：表皮效應(yīng)、井筒儲集效應(yīng)、到邊界的距離、表皮效應(yīng)、井筒儲集效應(yīng)、到邊界的距離、裂隙的特征、多孔效應(yīng)等等。裂隙的特征、多孔效應(yīng)等等。 CH IN A C B M中中聯(lián)聯(lián) 1表皮效應(yīng)表皮效應(yīng) 壓力的傳遞并不是在整壓力的傳遞并不是在整個儲層中均勻地發(fā)生的。特別個儲層中均勻地發(fā)生的。特別是，經(jīng)常有這樣一個圍繞井筒是，經(jīng)常有這樣一個圍繞井筒的帶，由于有鉆井泥漿的泥皮的帶，由于有鉆井泥漿的泥皮或完井時水泥的影響，造成這或完井時水泥的影響，造成這一帶的滲透率比儲層的其它部一帶的滲透率比儲

20、層的其它部分的滲透率降低，就好象一層分的滲透率降低，就好象一層表皮圍繞著井筒，導(dǎo)致過高的表皮圍繞著井筒，導(dǎo)致過高的壓降。壓降。 這就是表皮效應(yīng)。這就是表皮效應(yīng)。 “表皮表皮”造成的壓降造成的壓降PS， 是鉆井中實際測得的壓力與是鉆井中實際測得的壓力與不受傷害時鉆井中應(yīng)有的壓力不受傷害時鉆井中應(yīng)有的壓力之差。之差。 裸眼井裸眼井壓裂井壓裂井 CH IN A C B M中中聯(lián)聯(lián) 2井筒儲集效應(yīng)井筒儲集效應(yīng) 對于注入壓降試井來說，最重要的就是保持流量的恒定。但對于注入壓降試井來說，最重要的就是保持流量的恒定。但是如果采用井口關(guān)井，當井一關(guān)閉，地面產(chǎn)量立即變?yōu)槭侨绻捎镁陉P(guān)井，當井一關(guān)閉，地面產(chǎn)量立

21、即變?yōu)?，但在井，但在井底，液體仍然源源不斷地由管柱流入地層，直到最后井筒與周圍底，液體仍然源源不斷地由管柱流入地層，直到最后井筒與周圍的地層壓力達到平衡，此時的井底流量才變?yōu)榈牡貙訅毫_到平衡，此時的井底流量才變?yōu)?。這就是所謂的井。這就是所謂的井筒筒“續(xù)流效應(yīng)續(xù)流效應(yīng)”。 由于井筒儲集的影響，井下記錄的壓力響應(yīng)一部分是井筒儲由于井筒儲集的影響，井下記錄的壓力響應(yīng)一部分是井筒儲集效應(yīng)造成的，而不是儲層特征的響應(yīng)。因此試井時間必須足夠集效應(yīng)造成的，而不是儲層特征的響應(yīng)。因此試井時間必須足夠長，使得井筒儲集效應(yīng)結(jié)束。長，使得井筒儲集效應(yīng)結(jié)束。 減小井筒儲集效應(yīng)的最好辦法是采用井底關(guān)井工具。減小井

22、筒儲集效應(yīng)的最好辦法是采用井底關(guān)井工具。 CH IN A C B M中中聯(lián)聯(lián) 3無限作用徑向流無限作用徑向流 一旦井筒儲集效應(yīng)結(jié)束，井底記錄的壓力變化則反映了從儲一旦井筒儲集效應(yīng)結(jié)束，井底記錄的壓力變化則反映了從儲層傳遞出的壓力。隨著時間的推移，壓力響應(yīng)反映了距井筒越來層傳遞出的壓力。隨著時間的推移，壓力響應(yīng)反映了距井筒越來越遠的儲層條件。最終，壓力響應(yīng)會受到儲層邊界作用的影響。越遠的儲層條件。最終，壓力響應(yīng)會受到儲層邊界作用的影響。但是在到達邊界之前，從壓力響應(yīng)中所反映的好象是無限大儲層但是在到達邊界之前，從壓力響應(yīng)中所反映的好象是無限大儲層一樣。這個中間時間段的壓力響應(yīng)，即在早期井筒儲集為

23、主的響一樣。這個中間時間段的壓力響應(yīng)，即在早期井筒儲集為主的響應(yīng)與晚期邊界為主的響應(yīng)之間的一段，稱為無限作用階段。應(yīng)與晚期邊界為主的響應(yīng)之間的一段，稱為無限作用階段。 在無限作用階段，最易識別和最重要的流動類型之一是徑向在無限作用階段，最易識別和最重要的流動類型之一是徑向流。無限作用徑向流是試井解釋技術(shù)的基礎(chǔ)。流。無限作用徑向流是試井解釋技術(shù)的基礎(chǔ)。 CH IN A C B M中中聯(lián)聯(lián) 在半對數(shù)座標中，無限作用徑向流的壓力響應(yīng)為一在半對數(shù)座標中，無限作用徑向流的壓力響應(yīng)為一條直線。除早期響應(yīng)以外，徑向流的壓力響應(yīng)與時間的條直線。除早期響應(yīng)以外，徑向流的壓力響應(yīng)與時間的對數(shù)呈比例關(guān)系。對數(shù)呈比例

24、關(guān)系。 CH IN A C B M中中聯(lián)聯(lián) 4儲層邊界響應(yīng)儲層邊界響應(yīng) 實際上，儲層并不真正是無限大的。因此，無限作用徑實際上，儲層并不真正是無限大的。因此，無限作用徑向流階段不可能一直持續(xù)下去，最終在測試的井中將會感覺向流階段不可能一直持續(xù)下去，最終在測試的井中將會感覺到儲層邊界的作用。到儲層邊界的作用。 閉合邊界閉合邊界 斷層邊界斷層邊界 常壓邊界常壓邊界 CH IN A C B M中中聯(lián)聯(lián) 5調(diào)查半徑調(diào)查半徑 由于壓力響應(yīng)符合擴散原理，對于無限大儲層，那么鉆井中由于壓力響應(yīng)符合擴散原理，對于無限大儲層，那么鉆井中的壓力改變應(yīng)當在整個儲層中的每一處都能感覺到。但是，從實的壓力改變應(yīng)當在整個

25、儲層中的每一處都能感覺到。但是，從實際情況看，總是存在一定距離外的某一點，在這一點上的壓力響際情況看，總是存在一定距離外的某一點，在這一點上的壓力響應(yīng)十分微弱，根本監(jiān)測不到，該點確定了在測試過程中被測試的應(yīng)十分微弱，根本監(jiān)測不到，該點確定了在測試過程中被測試的儲層的范圍。我們把鉆井到該點的距離稱為調(diào)查半徑。儲層的范圍。我們把鉆井到該點的距離稱為調(diào)查半徑。 CH IN A C B M中中聯(lián)聯(lián)6.試井分析模型試井分析模型 由于試井時間很短，所以在分析時，可以簡化為兩種模由于試井時間很短，所以在分析時，可以簡化為兩種模型：描述徑向流的模型和描述水力壓裂井的模型。型：描述徑向流的模型和描述水力壓裂井的

26、模型。 徑向流模型描述的是裸眼井或未經(jīng)水力壓裂激化的套管徑向流模型描述的是裸眼井或未經(jīng)水力壓裂激化的套管井中的水流。井中的水流。 線性流模型用來描述水力壓裂井中的流動狀態(tài)，因為水線性流模型用來描述水力壓裂井中的流動狀態(tài)，因為水力壓裂改變了近井地帶的水流狀態(tài)，形成了較強的線性水流。力壓裂改變了近井地帶的水流狀態(tài)，形成了較強的線性水流。 CH IN A C B M中中聯(lián)聯(lián) 徑向流儲層模型徑向流儲層模型 為了減小描述方程的復(fù)雜性，徑向流模型模型假定：為了減小描述方程的復(fù)雜性，徑向流模型模型假定： 在地表以恒定的流量進行生產(chǎn)；在地表以恒定的流量進行生產(chǎn)； 在上下不滲透邊界之間的所有流體，均由井筒沿直徑

27、方向流向儲層；在上下不滲透邊界之間的所有流體，均由井筒沿直徑方向流向儲層； 假定儲層的外邊界無限大；假定儲層的外邊界無限大； 在邊界上有時有水流的流動（導(dǎo)水邊界），有時沒有水流（不導(dǎo)水在邊界上有時有水流的流動（導(dǎo)水邊界），有時沒有水流（不導(dǎo)水邊界）；邊界）； 對于其內(nèi)邊界，井筒完全穿透了儲層，并且完全開放允許水流進入；對于其內(nèi)邊界，井筒完全穿透了儲層，并且完全開放允許水流進入； 通常假定儲層是水平的，儲層模型的巖石性質(zhì)、滲透率、孔隙度和通常假定儲層是水平的，儲層模型的巖石性質(zhì)、滲透率、孔隙度和壓縮性都與其所在位置和壓力無關(guān)；壓縮性都與其所在位置和壓力無關(guān)； 假定流體的飽和度在整個儲層中是一致的

28、；假定流體的飽和度在整個儲層中是一致的； 流體的性質(zhì)，粘度、地層體積系數(shù)和壓縮性都與壓力無關(guān)。流體的性質(zhì)，粘度、地層體積系數(shù)和壓縮性都與壓力無關(guān)。 CH IN A C B M中中聯(lián)聯(lián) 水力壓裂井模型水力壓裂井模型 水力壓裂激化的目的，是將井筒與自然裂隙系統(tǒng)連通，以減小近井水力壓裂激化的目的，是將井筒與自然裂隙系統(tǒng)連通，以減小近井地帶滲透率遭破壞造成的影響。水力壓裂形成了高導(dǎo)水性的通道，這些地帶滲透率遭破壞造成的影響。水力壓裂形成了高導(dǎo)水性的通道，這些通道降低了流體進入井筒所需的壓降。激化后的試井分析就是用來評價通道降低了流體進入井筒所需的壓降。激化后的試井分析就是用來評價這些高導(dǎo)水性通道的性質(zhì)

29、的。這些高導(dǎo)水性通道的性質(zhì)的。 水力壓裂井的模型與徑向流儲層模型使用相同的假定。假定儲層是水力壓裂井的模型與徑向流儲層模型使用相同的假定。假定儲層是單一的水平徑流層，具有不變的巖石及流體性質(zhì)和均勻的初始壓力；井單一的水平徑流層，具有不變的巖石及流體性質(zhì)和均勻的初始壓力；井筒被高度等于儲層厚度的獨立裂逢所切割；假定裂逢是垂直的，裂逢半筒被高度等于儲層厚度的獨立裂逢所切割；假定裂逢是垂直的，裂逢半長在井的各個方向都一樣；裂逢中的水流全部流向井筒，水流形態(tài)是片長在井的各個方向都一樣；裂逢中的水流全部流向井筒，水流形態(tài)是片狀的；水流呈線性地進入裂逢表面并線性地通過裂逢流向井筒。狀的；水流呈線性地進入裂

30、逢表面并線性地通過裂逢流向井筒。 CH IN A C B M中中聯(lián)聯(lián)7.流動階段的識別流動階段的識別 在雙對數(shù)曲線（在雙對數(shù)曲線（lgplgt ）上，各種不同類型的儲層，在各）上，各種不同類型的儲層，在各個不同的流動階段，均有各不相同的形狀。因此，可以通過雙對數(shù)個不同的流動階段，均有各不相同的形狀。因此，可以通過雙對數(shù)曲線分析來判別某些儲層類型，并且區(qū)分各個不同的流動階段。由曲線分析來判別某些儲層類型，并且區(qū)分各個不同的流動階段。由于這個緣故，雙對數(shù)曲線被稱為于這個緣故，雙對數(shù)曲線被稱為“診斷曲線診斷曲線”。 CH IN A C B M中中聯(lián)聯(lián) 實踐證明：壓力導(dǎo)數(shù)比壓力本身更加敏感，對于一般壓

31、力分析不明顯實踐證明：壓力導(dǎo)數(shù)比壓力本身更加敏感，對于一般壓力分析不明顯而常常被忽略的微小變化，壓力導(dǎo)數(shù)卻把它們放大而有了明顯的反映，從而常常被忽略的微小變化，壓力導(dǎo)數(shù)卻把它們放大而有了明顯的反映，從而可以加以判別和解釋。壓力導(dǎo)數(shù)曲線的這些內(nèi)在的優(yōu)越性，使得它成了而可以加以判別和解釋。壓力導(dǎo)數(shù)曲線的這些內(nèi)在的優(yōu)越性，使得它成了試井解釋最重要的診斷工具。試井解釋最重要的診斷工具。 將壓力解釋圖版與壓力導(dǎo)數(shù)圖版迭加在一起，得到一個新的復(fù)合解釋將壓力解釋圖版與壓力導(dǎo)數(shù)圖版迭加在一起，得到一個新的復(fù)合解釋圖版。用復(fù)合圖版同時進行兩種圖版的擬合，可以互為補充、互相驗證。圖版。用復(fù)合圖版同時進行兩種圖版的

32、擬合，可以互為補充、互相驗證。 CH IN A C B M中中聯(lián)聯(lián)早期井筒儲集階段早期井筒儲集階段 在純井筒儲集階段，在純井筒儲集階段，lgP和和lgt成線性關(guān)系，在直角坐標系中，成線性關(guān)系，在直角坐標系中，lgP與與lgt成直線，在雙對數(shù)坐標系中，成直線，在雙對數(shù)坐標系中，P與與t 成直線，且其斜率為成直線，且其斜率為1。 因此，在純井筒儲集階段，雙對數(shù)曲線呈斜率為因此，在純井筒儲集階段，雙對數(shù)曲線呈斜率為1的直線（為簡便起見，的直線（為簡便起見，稱它為稱它為45線）；早期資料斜率為線）；早期資料斜率為1的雙對數(shù)曲線，即的雙對數(shù)曲線，即45線，就是井筒儲線，就是井筒儲集的集的“診斷曲線診斷曲

33、線”。 而在壓力導(dǎo)數(shù)解釋圖版上，在早期純井筒儲集階段同樣為斜率為而在壓力導(dǎo)數(shù)解釋圖版上，在早期純井筒儲集階段同樣為斜率為1的直線的直線（45線）。線）。 CH IN A C B M中中聯(lián)聯(lián)無限作用徑向流動階段無限作用徑向流動階段 即是半對數(shù)曲線（即是半對數(shù)曲線（MDH曲線或曲線或Horner曲線）呈直線的階段。壓降試驗中，曲線）呈直線的階段。壓降試驗中，“壓降壓降漏斗漏斗”徑向地向外擴大，在邊界的影響可以忽略時，流動狀態(tài)類似無限大地層徑向流動，徑向地向外擴大，在邊界的影響可以忽略時，流動狀態(tài)類似無限大地層徑向流動，所以稱作所以稱作“無限作用徑向流動階段無限作用徑向流動階段”。 徑向流動階段的識

34、別曲線就是井底關(guān)井壓力徑向流動階段的識別曲線就是井底關(guān)井壓力PWS（t）與關(guān)井時間）與關(guān)井時間t或其函數(shù)或其函數(shù)（tP+t）/t的半對數(shù)曲線。在徑向流動階段，它們呈現(xiàn)一條直線，其斜率為的半對數(shù)曲線。在徑向流動階段，它們呈現(xiàn)一條直線，其斜率為m=（2.121x10-3qB）/Kh。量出這個斜率后，很容易根據(jù)公式求出滲透率。量出這個斜率后，很容易根據(jù)公式求出滲透率K。 在壓力導(dǎo)數(shù)解釋圖版上，徑向流動階段表現(xiàn)為一條水平直線段，即所謂的在壓力導(dǎo)數(shù)解釋圖版上，徑向流動階段表現(xiàn)為一條水平直線段，即所謂的“0.5線線”。 CH IN A C B M中中聯(lián)聯(lián)實例實例1 CH IN A C B M中中聯(lián)聯(lián)實例實

35、例2 CH IN A C B M中中聯(lián)聯(lián)五、原地應(yīng)力測試及分析方法五、原地應(yīng)力測試及分析方法1.曲線特征曲線特征 原地應(yīng)力測試，一般采用微型壓裂法。測試時用注入泵以大排量向煤層注水，迅速原地應(yīng)力測試，一般采用微型壓裂法。測試時用注入泵以大排量向煤層注水，迅速使煤層產(chǎn)生裂縫，對壓降曲線進行分析，獲得裂縫的閉合壓力。使煤層產(chǎn)生裂縫，對壓降曲線進行分析，獲得裂縫的閉合壓力。 微型壓裂一般需要進行三至四個周期的注入壓降測試。在第微型壓裂一般需要進行三至四個周期的注入壓降測試。在第1周期注入時，地層開周期注入時，地層開始破裂，其最高點為破裂壓力，而后壓力突然下降并延伸，延伸段為裂縫的延伸壓力，始破裂，其

36、最高點為破裂壓力，而后壓力突然下降并延伸，延伸段為裂縫的延伸壓力，關(guān)井以后，由于流體流動，摩擦壓力梯度迅速降低，隨著流體滲入地層，當井底壓力等關(guān)井以后，由于流體流動，摩擦壓力梯度迅速降低，隨著流體滲入地層，當井底壓力等于最小原地應(yīng)力時，裂縫閉合。反映裂縫閉合時的壓力即瞬時關(guān)井壓力。其后，當流體于最小原地應(yīng)力時，裂縫閉合。反映裂縫閉合時的壓力即瞬時關(guān)井壓力。其后，當流體繼續(xù)滲入到測試地層時，井底壓力不均衡地降低到原始地層壓力。繼續(xù)滲入到測試地層時，井底壓力不均衡地降低到原始地層壓力。 在第在第2周期時，當壓力超過最小原地應(yīng)力時，裂縫重新張開，第周期時，當壓力超過最小原地應(yīng)力時，裂縫重新張開，第2 周期的最高