第六章 試井資料解釋方法

煤層氣試井與測試技術(shù)授課教師：張小東Telmail：z_wenfeng@163.com河南理工大學(xué)能源學(xué)院第六章試井設(shè)計及解釋第一節(jié)試井設(shè)計第二節(jié)試井資料解釋第一節(jié)試井設(shè)計一、試井設(shè)計的重要性二、試井設(shè)計的步驟三、資料錄取的基本要求一、試井設(shè)計的重要性

試井設(shè)計是進(jìn)行試井工藝選擇的基礎(chǔ)和前提。就如其他工程設(shè)計一樣，如蓋一棟樓，沒有設(shè)計圖是不可想象的。沒有精心設(shè)計的試井施工，特別是針對特殊井的施工，就不可能取得好的效果。

試井設(shè)計是一門學(xué)問，設(shè)計前熟悉各種試井方法，深入了解油氣田的地質(zhì)概況、明確試井方法解決的問題，有針對性的提出試井設(shè)計。二、試井設(shè)計的步驟1、收集相關(guān)地質(zhì)資料和被測井的井身結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)

以下資料必須要詳細(xì)收集1）測試井的基本數(shù)據(jù)

（1）井號（2）井別（水平井、垂直井等）（3）地理位置（4）構(gòu)造位置（5）井位坐標(biāo)（6）地面海拔、補(bǔ)心海拔、補(bǔ)心高度二、試井設(shè)計的步驟補(bǔ)心海拔：鉆桿都是從鉆井平臺上開始下放的，而測井都是從地面為基準(zhǔn)面開始測試的，這中間就會有個鉆井平臺本身高度的差異，是為補(bǔ)心。補(bǔ)心海拔=地面海拔＋鉆機(jī)補(bǔ)心高度補(bǔ)心高度：指鉆井平臺方補(bǔ)心至地面的距離，即補(bǔ)心的地面高度（7）鉆井?dāng)?shù)據(jù)：開鉆、完鉆、完井時間，以及完鉆井深、完鉆層位（8）井身結(jié)構(gòu)：包括表層套管、技術(shù)套管、

油層套管、人工井底等

一般要附井身結(jié)構(gòu)圖補(bǔ)心海拔與地面海拔關(guān)系示意圖二、試井設(shè)計的步驟2）測試井基本地質(zhì)參數(shù)

（1）測井解釋成果表（附表）（2）測試層段井深（3）測試層中部深度（4）射孔層位：所屬的地層單元（5）射孔層段（6）產(chǎn)層有效厚度、射開有效厚度（7）產(chǎn)層巖性：煤層、砂巖等（8）射孔密度：？孔/m

（9）測試層平均孔隙度：由巖心數(shù)據(jù)獲得

（10）測試層平均滲透率：由測井?dāng)?shù)據(jù)解釋獲得（11）測試層溫度、原始地層壓力二、試井設(shè)計的步驟

（11）原始含氣飽和度：巖心數(shù)據(jù)

（12）原始含水飽和度：巖心數(shù)據(jù)

（13）綜合壓縮系數(shù)：有關(guān)資料分析計算得到3）測試井試氣資料若測試井具有DST試井或其它試氣資料，要進(jìn)行有關(guān)參數(shù)的收集。2、測試目的測試目的一般由甲方提供，指測試井的用途，是用來評價產(chǎn)能、井間的連通性、單井可控儲量等，還是獲得氣水界面、原始靜壓力、有效滲透率、表皮系數(shù)、井附近的邊界形狀、儲層壓力在產(chǎn)氣過程中的下降、氣水樣的性質(zhì)等參數(shù)3、用試井軟件進(jìn)行壓力走勢及壓力雙對數(shù)曲線的模擬設(shè)計二、試井設(shè)計的步驟4、提出試井地質(zhì)設(shè)計報告測試目的綜合上述測試資料、測試目標(biāo)以及模擬結(jié)果，寫出試井地質(zhì)設(shè)計報告，并交付審批后施工5、試井施工設(shè)計施工設(shè)備和工藝，是決定測試成功與否的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。主要考慮：

1）壓力計的精度及分辨率

2）儀表下入井內(nèi)測壓的位置：應(yīng)設(shè)定在主要的產(chǎn)層中部。若有積液，應(yīng)放在液面以下。

3）測壓方式。應(yīng)盡量采用井下關(guān)井工具，測取壓力恢復(fù)曲線

4）施工設(shè)備的選擇：根據(jù)測試目的、測試階段，進(jìn)行選取。二、資料錄取的基本要求片面的做法：油田試井施工中，現(xiàn)場習(xí)慣了“孤立的壓力恢復(fù)試井”，也就是說缺失開井降壓流動壓力段的不穩(wěn)定試井。正確的做法：先在開井條件下，監(jiān)測油氣井的流動壓力。監(jiān)測時間盡量長些，以記錄開關(guān)井的壓力歷史，才能通過壓力歷史擬合檢驗(yàn)，確認(rèn)模型分析的正確性。具體錄取要求：

1、壓力計在井底連續(xù)錄取開井生產(chǎn)和關(guān)井壓力恢復(fù)的連續(xù)壓力變化

2、加密錄取壓力恢復(fù)段，特別是關(guān)井初期的壓力數(shù)據(jù)

3、詳細(xì)及時的記錄現(xiàn)場日志：儀器運(yùn)轉(zhuǎn)情況，儀器起、下井時間，井下工具起下井時間和坐標(biāo)，坐封、開關(guān)閥的操作步驟，井口開、關(guān)閥門的時間和井口壓力記錄，異常情況或偶發(fā)事件等第二節(jié)試井資料解釋一、試井每一階段可以獲取的信息二、流動階段的識別三、均質(zhì)儲層的試井解釋四、試井解釋實(shí)例第二節(jié)試井資料解釋一、試井每一階段可以獲取的信息

把壓力降低或壓力恢復(fù)的壓差數(shù)據(jù)投繪到雙對數(shù)坐標(biāo)系中，可以得到雙對數(shù)曲線。1.第一階段剛剛開井或剛剛關(guān)井的一段時間，在此階段可以得到井筒儲集系數(shù)C。2.第二階段人工壓裂、天然裂隙、射孔不完善。此階段反應(yīng)井筒附近儲層情況。在此階段可以得到的參數(shù)有：裂縫半長xf。3.第三階段

徑向流動階段。根據(jù)壓力降低或壓力恢復(fù)曲線可以計算地層系數(shù)hk（流動系數(shù)kh/μ或滲透率k），表皮系數(shù)S，儲層壓力pi。4.第四階段關(guān)閉生產(chǎn)井，下入壓力計測壓，獲取地層平均壓力。用物質(zhì)平衡法可以估算油藏的儲量，計算鉆井到儲層邊界的距離d，排泄半徑re以及地層的平均壓力p

。一、試井每一階段可以獲取的信息二、流動階段的識別

在lgΔp-lgt雙對數(shù)曲線上，不同流動階段都有不同的形狀。竄流系數(shù)λ:表示雙重孔隙儲層中裂縫系統(tǒng)與基質(zhì)系統(tǒng)間流體交換的難易程度

彈性儲能比ω:是雙重孔隙介質(zhì)的一個重要表征參數(shù),系指雙重孔隙儲層裂縫系統(tǒng)的孔隙體積及綜合壓縮系數(shù)的乘積與巖石總孔隙體積及綜合壓縮系數(shù)的乘積之比。二、流動階段的識別

1.早期階段1）井筒儲集

在lgΔp-lgt雙對數(shù)曲線上lgΔp與lgt成直線，且其斜率為1。因此在純井筒儲集階段，雙對數(shù)曲線呈現(xiàn)斜率為1的直線。如果井筒儲集系數(shù)發(fā)生變化，雙對數(shù)曲線將發(fā)生變化。對于氣井，該階段壓降與時間的關(guān)系表達(dá)式由2-33轉(zhuǎn)化為：

在井筒儲集階段早期，在lgΔp-lgt雙對數(shù)曲線上lgΔp與lgt成直線，且其斜率為1。所以在直角坐標(biāo)系中Δp與t成一條過原點(diǎn)的直線，其斜率為。這就是井筒儲集階段的特種識別曲線和井筒儲集系數(shù)的計算公式為：二、流動階段的識別

井筒儲集效應(yīng)的特種識別曲線還可以識別和糾正時間誤差。有時記錄開井和關(guān)井的時間有誤差，使得根據(jù)早期資料繪制的特種識別曲線不通過原點(diǎn)，或雙對數(shù)曲線的傾角不呈45度，這時可以利用下圖加以校正。將直線平移到通過原點(diǎn)即可。二、流動階段的識別

2）無限導(dǎo)流性裂縫在lgΔp-lgt雙對數(shù)曲線上斜率為1/2，由5-37式，可得裂縫半長Lf：3）有限導(dǎo)流性裂縫在lgΔp-lgt雙對數(shù)曲線上斜率為1/4，由5-38式，可得裂縫的導(dǎo)流能力kfw:二、流動階段的識別

高傳導(dǎo)裂縫半長：低傳導(dǎo)裂縫半長2.過渡階段

可得滲透率k、表皮系數(shù)S、竄流系數(shù)λ、彈性儲能比ω3.無限作用徑流階段

第三階段，也是半對數(shù)曲線（Horner曲線）呈直線的階段。此階段，“壓降漏斗”沿徑向向外擴(kuò)大，邊界的影響非常小，可以忽略，流動狀態(tài)接近無限大地層經(jīng)向流動，“無限作用徑向流動”。

徑向流動階段的特種識別曲線就是井底流壓(pwf(t))與生產(chǎn)時間t的半對數(shù)曲線(壓降曲線)，或井底關(guān)井壓力(pws(Δt))與關(guān)井時間Δt或其函數(shù)((tp+Δt)/Δt)的半對數(shù)曲線。在徑向流階段，它們呈一條直線，其斜率為m=2.121×10-3qμB/(kh)，根據(jù)斜率可以計算kh，kh/μ，k和S。二、流動階段的識別

tp遠(yuǎn)大于Δtmax3.外邊界反映階段(晚期階段)

1）恒壓邊界壓力只與距離有關(guān)，與時間無關(guān)。在雙對數(shù)曲線或半對數(shù)曲線上都表現(xiàn)為一條近于水平的直線。二、流動階段的識別

2）不滲透邊界在不滲透邊界的影響到達(dá)井筒后，井底壓降加快，壓降和時間雙對數(shù)曲線和半對數(shù)曲線都變陡，出現(xiàn)上翹現(xiàn)象。二、流動階段的識別

3）封閉系統(tǒng)當(dāng)所有不滲透邊界的影響到達(dá)井筒以后，壓力隨時間的變化率將固定不變，也就是說，壓降與時間成線性關(guān)系，達(dá)到所謂的“擬穩(wěn)定流狀態(tài)”。其雙對數(shù)曲線是pD與tDA的斜率為1的直線，Δp和t的曲線近于直線。二、流動階段的識別

三、均質(zhì)儲層的試井解釋

1.半對數(shù)曲線分析法(Horner曲線)

壓力恢復(fù)曲線法，從零時刻起注入量恒定為q，直到t時刻(井底流達(dá)到穩(wěn)定)為止，關(guān)井測量井底壓力隨時間的變化。若tp和(tp+Δt)均在無限作用徑向流動階段，則由Horner公式（式2-43）：2-43

在Horner曲線圖中直線的斜率m的絕對值為：則，流動系數(shù)kh/μ為：地層系數(shù)hk（產(chǎn)能系數(shù)）為：三、均質(zhì)儲層的試井解釋

表皮因子S為：當(dāng)關(guān)井時間Δt→∝時，[(tp+Δt)/Δt]→1,lg[(tp+Δt)/Δt]→0,pws(Δt)→pi，因次，把直線延長，使它與(tp+Δt)/Δt＝1相交，交點(diǎn)所對應(yīng)的壓力值就是pi

。三、均質(zhì)儲層的試井解釋

2.Ramey(雷米)圖板及擬合方法現(xiàn)代試井解釋的主要方法之一是圖板擬合(樣板曲線擬合)。試井解釋圖板就是在某種坐標(biāo)系中繪制一組或若干組曲線，通過將實(shí)測的壓降曲線與先前繪制的圖板進(jìn)行對比來解釋儲層特性參數(shù)

雷米圖板是無限大地層中一口具有井筒儲集和表皮效應(yīng)的井的解釋圖板。在雙對數(shù)坐標(biāo)系中，縱坐標(biāo)為無因次壓力pD，橫坐標(biāo)為無因次時間tD，每一組曲線對應(yīng)一個無因次井筒儲集系數(shù)CD值，每一組曲線中的每一條曲線對應(yīng)一個表皮系數(shù)S值。三、均質(zhì)儲層的試井解釋

1、擬合的理論依據(jù)

測試系統(tǒng)的屬性和典型模型的曲線一致無因次壓力與無因次時間的定義可由2-17、2-18得：三、均質(zhì)儲層的試井解釋

2-172-18

取對數(shù)，即可得：

pD與tD的雙對數(shù)圖與真實(shí)的試井Δp和Δt的雙對數(shù)坐標(biāo)的唯一差別：

就是通過兩個合適系數(shù)的兩個坐標(biāo)軸變換，也即通過坐標(biāo)原點(diǎn)的變換，即可達(dá)到擬合。三、均質(zhì)儲層的試井解釋

6-16-22、圖板擬合分析法步驟

第一步，在尺寸與圖板完全一致的透明雙對數(shù)紙上畫出實(shí)測壓差Δp＝pi-pwf(t)和時間t的關(guān)系曲線。只畫點(diǎn)不連線。

第二步，把畫好的實(shí)測曲線在圖板上上下左右移動，在圖板上找出一條與實(shí)測曲線最吻合的樣板曲線。一般在擬合之前應(yīng)先計算出C和CD值，擬合好后選擇一點(diǎn)，讀出擬合值，即這一點(diǎn)的pD值和tD值。從實(shí)測曲線圖上讀出這一點(diǎn)的Δp值和t值。這一點(diǎn)稱為擬合點(diǎn)。pD/Δp和tD/t分別稱為壓力擬合值和時間擬合值。另外，從擬合曲線上讀出S值(曲線擬合值)。如果C值未知，還需要讀出CD值。三、均質(zhì)儲層的試井解釋

第三步，由壓力擬合值和時間擬合值根據(jù)無因此壓力的定義可計算流動系數(shù)：地層系數(shù)：三、均質(zhì)儲層的試井解釋

或有效滲透率和值如果井筒儲集系數(shù)C未知，則可由擬合值CD計算另外，從曲線擬合還可以得到表皮系數(shù)S：三、均質(zhì)儲層的試井解釋

說明：

擬合點(diǎn)可以任意選取，但為了計算結(jié)果簡便，盡量選取容易讀數(shù)的擬合點(diǎn)，如Δp＝1MPa，t＝1h。此點(diǎn)為實(shí)測曲線圖的對數(shù)周期框格的交點(diǎn)，不但容易讀數(shù)，而且用來計算擬合值或計算參數(shù)也特別簡單。雷米圖版的缺點(diǎn)：在事先無法算出CD值的情況下，擬合比較困難，誤差也比較大。三、均質(zhì)儲層的試井解釋

Ramey(雷米)圖板擬合方法應(yīng)用實(shí)例某口均質(zhì)氣藏的壓力降低數(shù)據(jù)如下所示：

pi=24.148MPa

q=143.09m3/dB=1.2

Φ=0.15μ=1.6mPa·s

Ct=1.422×10-3（MPa)-1h=16.15m

rw=0.0878m四、試井解釋實(shí)例

三、均質(zhì)儲層的試井解釋第一步，計算壓差數(shù)據(jù)：起始壓力：24.148第二步，在透明的雙對數(shù)坐標(biāo)紙上畫實(shí)測Δp－t曲線。畫實(shí)測曲線，必須用壓差Δp對時間t作圖四、試井解釋實(shí)例

第三步，計算CD值。首先由上表中的數(shù)據(jù)畫出井筒儲集特種識別曲線，計算C值。得C＝