試井解釋基礎(chǔ)知識理論

試井解釋基礎(chǔ)知識理論

試井(廣義)：既包括壓力和溫度及其梯度的測量、高壓物性樣品的獲取，不同工作制度下的油、氣、水流量的測量，甚至探測砂面以了解地層出砂情況等均可以稱為試井的范疇。

試井(狹義)：僅指井底壓力的測量和分析，以及為了進(jìn)行壓力校正而進(jìn)行的溫度測量和為了分析壓力而進(jìn)行的產(chǎn)量計(jì)量。什么是“試井”？基本概念第2頁,共141頁，2024年2月25日，星期天產(chǎn)量地層屬性：孔隙度、滲透率、斷層、邊界、邊底水、氣頂?shù)葔毫憫?yīng)反求地層信息正問題反問題試井解釋第3頁,共141頁，2024年2月25日，星期天測井(WellLogging)：

主要用電法等來測試井筒附近區(qū)域的地層滲透率、飽和度等地層特征。生產(chǎn)測井(ProductionTest)：

主要研究井筒問題，如出油層位、出水層位、分層流量及井壁損壞等。試井(WellTesting):

主要通過測試壓力數(shù)據(jù)和產(chǎn)量數(shù)據(jù)來求取生產(chǎn)井流動(dòng)區(qū)域范圍內(nèi)的有效地層參數(shù)，如滲透率、表皮系數(shù)、井筒存儲系數(shù)以及井與斷層的距離。“試井”、“生產(chǎn)測井”、“測井”差別第4頁,共141頁，2024年2月25日，星期天注意！

由于“試井”和“生產(chǎn)測井”同樣都是使用繩索（電纜或者鋼絲）向井中下入儀器，測取資料進(jìn)行研究，特別是近年來隨著電子壓力計(jì)的發(fā)展和應(yīng)用，使得試井和生產(chǎn)測井在現(xiàn)場施工方式上趨于接近，統(tǒng)稱為“電纜作業(yè)”，但是研究方法、研究對象和所依據(jù)的理論截然不同，因而只能是彼此滲透，不能混為一談。第5頁,共141頁，2024年2月25日，星期天“試井”資料分析解釋中的一些重要概念第6頁,共141頁，2024年2月25日，星期天1.平面徑向流假設(shè)：油層均質(zhì)、等厚、油井打開整個(gè)油層生產(chǎn)?，F(xiàn)象：在油層中與井筒方向垂直的水平面上，流線從四面八方向井筒匯集、而等壓線則是以井軸為圓心的同心圓。

實(shí)際上，油井一開井總要受到井筒儲集和表皮效應(yīng)或者其他因素的影響，這時(shí)雖然也是向著井筒流動(dòng)，但是尚未形成徑向流的等壓面，這一階段稱為“早期段”，在生產(chǎn)影響達(dá)到油藏邊界以后，此時(shí)因受邊界影響不呈平面徑向流，這一階段稱為“晚期段”，真正稱為徑向流的只是它們之間的一段時(shí)間，即“中期段”第7頁,共141頁，2024年2月25日，星期天2.穩(wěn)定流動(dòng)

一口油井以穩(wěn)定產(chǎn)量生產(chǎn)，如果在“晚期段”整個(gè)油藏的壓力分布保持恒定（即不隨時(shí)間變化），油藏中每一點(diǎn)的壓力都保持常數(shù)，這種流動(dòng)狀態(tài)成為“穩(wěn)定流”。表現(xiàn)特征：t≥tss時(shí)，油藏中任何一點(diǎn)均有：dp/dt=0.

強(qiáng)水驅(qū)邊底水油藏可出現(xiàn)穩(wěn)定流。第8頁,共141頁，2024年2月25日，星期天3.擬穩(wěn)定流動(dòng)如果在穩(wěn)定生產(chǎn)過程的晚期段，油藏中每一點(diǎn)的壓力隨時(shí)間的變化率都相同，即各點(diǎn)的壓力以相同的速度下降，這種流動(dòng)狀態(tài)稱為“擬穩(wěn)定流動(dòng)”。表現(xiàn)特征：t≥tps時(shí)，油藏中任何一點(diǎn)均有：dp/dt=C(常數(shù))

油藏中不同時(shí)刻的壓力分布曲線彼此平行，井底壓力隨時(shí)間變化呈線性關(guān)系。封閉油藏中一口井以穩(wěn)定產(chǎn)量投入生產(chǎn)，當(dāng)壓力影響達(dá)到所有封閉邊界之后，便進(jìn)入“擬穩(wěn)定流動(dòng)”階段。第9頁,共141頁，2024年2月25日，星期天4.半球形流和球形流動(dòng)

油藏由于存在氣頂或者底水，為了防止底水錐進(jìn)或者氣頂氣竄，只打開油層頂部或者底部，油層中的流體類似于從半球體的四面方向流向油層頂部的打開部位，此時(shí)的流動(dòng)稱為“半球形流動(dòng)”。如果只在油層中某一部位打開，油層流體從射孔孔眼的上下、左右、前后四面八方流向孔眼，此時(shí)的流動(dòng)稱為“球形流動(dòng)”。厚油層局部打開時(shí)可以在“早期段”出現(xiàn)“半球形”或者“球形”流動(dòng)。第10頁,共141頁，2024年2月25日，星期天5.線性流動(dòng)

線性流動(dòng)就是指在某一區(qū)域內(nèi)，流體的流動(dòng)方向相同，流線相互平行?？赡艹霈F(xiàn)“線性流”的情況：平行斷層所形成的條帶地層，離井稍遠(yuǎn)區(qū)域流動(dòng)；無限導(dǎo)流垂直壓裂裂縫井；水平井水平段較長時(shí)。線性流在壓力曲線上的表現(xiàn)特征：壓力導(dǎo)數(shù)成1/2斜率的直線。第11頁,共141頁，2024年2月25日，星期天6.雙線性流動(dòng)

有限導(dǎo)流垂直裂縫是指進(jìn)行水力壓裂的井，當(dāng)加入的支撐劑沙粒配比是當(dāng)時(shí)，裂縫中的導(dǎo)流能力與地層的導(dǎo)流能力可以相比擬。此時(shí)除垂直于裂縫的線性流外，沿裂縫方向也產(chǎn)生線性流。因此成為雙線性流。雙線性流產(chǎn)生于有限導(dǎo)流的垂直裂縫。第12頁,共141頁，2024年2月25日，星期天7.擬徑向流

對于水力壓裂井，當(dāng)初期的線性流動(dòng)和雙線性流動(dòng)結(jié)束之后，當(dāng)壓力波響應(yīng)半徑大于裂縫半長時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)擬徑向流動(dòng)。第13頁,共141頁，2024年2月25日，星期天8.續(xù)流動(dòng)狀態(tài)

井口開井時(shí)，初始的井口產(chǎn)量是由井筒內(nèi)液體的膨脹而產(chǎn)生的，井底的流動(dòng)是從零逐漸增高到常產(chǎn)量(Q)值，這時(shí)地層內(nèi)不能馬上形成平面徑向流，這一階段稱為井筒儲集影響階段，也稱“續(xù)流動(dòng)段”。反之，當(dāng)一口井在井口關(guān)井時(shí)，由于井筒內(nèi)流體的壓縮性影響，或是由于井筒內(nèi)具有自由液面，使得井底不能同時(shí)關(guān)閉停止流動(dòng)，地層繼續(xù)向井內(nèi)補(bǔ)充一部分液體，這便是關(guān)井的“續(xù)流動(dòng)”。第14頁,共141頁，2024年2月25日，星期天幾種特定流動(dòng)的壓力導(dǎo)數(shù)特征斜率值第15頁,共141頁，2024年2月25日，星期天9.段塞流

在鉆柱(DST)測試中，打開井底閥以后，隨著地層流體的產(chǎn)出，測試管柱的液面不斷上升。對于自噴能量差的地層，液面達(dá)到井口之前，流動(dòng)即停止，從而形成自動(dòng)關(guān)井。這種流動(dòng)稱為“段塞流”。第16頁,共141頁，2024年2月25日，星期天10.探測半徑

當(dāng)一口井以產(chǎn)量q生產(chǎn)時(shí)，井底壓力開始下降，壓力波不斷向地層內(nèi)部傳播，“壓降漏斗”不斷擴(kuò)大和加深，在任何時(shí)刻ti,都總有那么一個(gè)距離ri,在油層中與生產(chǎn)井距離超過的ri地方，壓降仍為0(嚴(yán)格地說，該地方壓降仍然非常小，只是無法探測出來而已).這個(gè)距離就稱為“探測半徑”。第17頁,共141頁，2024年2月25日，星期天

探測半徑的計(jì)算公式：.tdCktrfm0290=rd：探測半徑，ft;k:滲透率，mD;t:時(shí)間，h;Φ:孔隙度，無因次；

u：粘度,mPa.S.Ct:壓縮系數(shù)，［磅/英寸2］-1第18頁,共141頁，2024年2月25日，星期天11.壓降試井和壓降曲線壓降試井：即把本來關(guān)著的油井開井生產(chǎn)，使油層中的壓力下降，測量產(chǎn)量和井底流動(dòng)壓力隨時(shí)間的變化。壓降曲線：以直角坐標(biāo)表示井底流壓Pwf(t),以對數(shù)坐標(biāo)表示開井時(shí)間t，繪制出來的井底流壓和開井時(shí)間的單對數(shù)曲線稱為壓力降落曲線，簡稱壓降曲線。利用壓降曲線可以計(jì)算油層滲透率k和表皮系數(shù)S等。第19頁,共141頁，2024年2月25日，星期天12.壓恢試井和壓恢曲線

壓恢試井：一口井以穩(wěn)定產(chǎn)量生產(chǎn)一段時(shí)間tp以后,關(guān)井使油層壓力回升(“恢復(fù)”)，測量關(guān)井前產(chǎn)量和關(guān)井后井底流壓隨時(shí)間的變化，這就是“壓恢試井”。壓恢曲線：Horner曲線:即以直角坐標(biāo)表示關(guān)井井底壓力Pws(△t),對數(shù)坐標(biāo)表示（tp+△t)/△t,這樣的半對數(shù)曲線就稱為霍納曲線。MDH曲線：即以直角坐標(biāo)表示關(guān)井井底壓力Pws(△t),對數(shù)坐標(biāo)表示關(guān)井時(shí)間△t,這樣的半對數(shù)曲線就稱為MDH

曲線。利用壓力恢復(fù)曲線可以計(jì)算油層滲透率k、表皮系數(shù)S以及油層外推壓力等。第20頁,共141頁，2024年2月25日，星期天13.井筒儲集效應(yīng)和儲集系數(shù)

在油井開井階段和剛關(guān)井時(shí)，由于流體自身的壓縮性，都存在續(xù)流影響，這就是“井筒儲集效應(yīng)”。從開井或者關(guān)井開始，直到地面產(chǎn)量與井底產(chǎn)量完全相同之前的階段都稱為“純井筒存儲階段”。第21頁,共141頁，2024年2月25日，星期天“井筒儲集系數(shù)”物理意義

在井筒儲滿單相原油的情況下，井筒靠其中原油的壓縮性能儲存原油，或者靠釋放其中原油的彈性膨脹能量排除原油的能力。說得更具體些：關(guān)井時(shí)，要使井筒壓力升高1MPa，需要從地層中流入C(m3)體積的原油；開井時(shí)，當(dāng)井筒壓力降低1MPa時(shí)，靠井筒中原油的彈性膨脹能量可以排出C(m3)體積的原油。第22頁,共141頁，2024年2月25日，星期天14.表皮效應(yīng)、表皮系數(shù)和折算半徑

由于鉆井過程中泥漿的侵入、射孔引起射開不完善、酸化和壓裂原因，使油井附近地層區(qū)域的滲透性發(fā)生變化，也就是通常所說的井壁污染和增產(chǎn)措施見效。因此，當(dāng)原油流入井筒時(shí)，就會(huì)在這個(gè)滲透性不同的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)附加壓降。這就是所謂的“表皮效應(yīng)”。將表皮效應(yīng)產(chǎn)生的附加壓降△Ps無因次化，得到無因次附加壓力降，用來表征一口井表皮效應(yīng)的性質(zhì)和嚴(yán)重程度，稱之為“表皮系數(shù)S”(污染系數(shù))。表皮系數(shù)S所反映的儲層特征：

S>0：地層受污染，S數(shù)值越大，污染越嚴(yán)重；

S=0：儲層未受污染；

S<0：增產(chǎn)措施見效，S絕對值越大，增產(chǎn)措施的效果越好。第23頁,共141頁，2024年2月25日，星期天14.表皮效應(yīng)、表皮系數(shù)和折算半徑

除了用表皮系數(shù)S表示井壁污染和表皮效應(yīng)性質(zhì)嚴(yán)重程度之外，也可以用折算半徑rwe表示，折算半徑就是將表皮效應(yīng)用等效井筒半徑來代替，計(jì)算公式如下：折算半徑rwe和井筒半徑rw之間的關(guān)系：rwe＝rw(即S=0或者△Ps=0):井未受污染；rwe<rw(即S>0或者△Ps>0):井受污染；rwe>rw(即S<0或者△Ps<0):增產(chǎn)措施見效。第24頁,共141頁，2024年2月25日，星期天15.理想采油指數(shù)和理想比采油指數(shù)

理想采油指數(shù)：指無污染或者措施情況下的單位生產(chǎn)壓差的油井產(chǎn)量；

理想比(米)采油指數(shù)：指無污染或者措施情況下的單位油層厚度的采油指數(shù)；第25頁,共141頁，2024年2月25日，星期天16.實(shí)際采油指數(shù)

實(shí)際采油指數(shù)：指地層存在污染或者要經(jīng)過增產(chǎn)措施的條件下的采油指數(shù)。計(jì)算公式如下：第26頁,共141頁，2024年2月25日，星期天17.流動(dòng)效率和堵塞比

流動(dòng)效率(FE):是指實(shí)際采油指數(shù)與理想采油指數(shù)的比值。堵塞比(DR):流動(dòng)效率的倒數(shù)。第27頁,共141頁，2024年2月25日，星期天18.多井試井

多井試井包括干擾試井和脈沖試井。測試時(shí)一般采用兩口井進(jìn)行施工，一口井作為“激動(dòng)井”，改變工作制度，例如開井或者關(guān)井，產(chǎn)生一個(gè)地層壓力波。另一口井作為觀察井，測試時(shí)下如高精度壓力計(jì)，記錄從激動(dòng)井通過地層傳播過來的壓力變化，從而研究井間地層的連通性，和計(jì)算鏈通參數(shù)。干擾試井也可以采用一口激動(dòng)井對多口觀察井，或者一口觀測井對多口激動(dòng)井，井型井組測試。脈沖試井是指按照相同時(shí)間間隔采用多個(gè)激動(dòng)信號(脈沖)，，從觀察井測量脈沖信號的測試方法。第28頁,共141頁，2024年2月25日，星期天19.氣井?dāng)M壓力和無阻流量

氣井?dāng)M壓力的定義：

氣井無阻流量(QAOF):是指氣井在井口敞噴(大氣壓)條件下的氣體產(chǎn)量。第29頁,共141頁，2024年2月25日，星期天試井解釋基本模型及其特征曲線第30頁,共141頁，2024年2月25日，星期天一、均質(zhì)油藏第31頁,共141頁，2024年2月25日，星期天1、物理模型流體為單相微可壓縮液體，儲層中達(dá)到徑向流；忽略毛管力和重力；油井測試前地層各處的壓力均勻；地層各向同性，均勻等厚。k井第32頁,共141頁，2024年2月25日，星期天2、數(shù)學(xué)模型滲流方程：邊界條件：第33頁,共141頁，2024年2月25日，星期天2、數(shù)學(xué)模型利用Laplace變換，可以得到Laplace空間線源解：再利用Duhamel原理就可以包含井筒存儲和表皮效應(yīng)。第34頁,共141頁，2024年2月25日，星期天3、典型曲線3.1雙對數(shù)壓力及導(dǎo)數(shù)曲線I:早期斷－壓力及導(dǎo)數(shù)曲線合而為一，呈45°直線，表示井筒儲集效應(yīng)的影響；II:過渡段—導(dǎo)數(shù)出現(xiàn)峰值后向下傾斜，峰值高低取決于CDe2S.CDe2S值越大，峰值越高，出現(xiàn)的時(shí)間越遲。III：導(dǎo)數(shù)水平段—地層徑向流的典型特征。第35頁,共141頁，2024年2月25日，星期天3、典型曲線3.2半對數(shù)MDH曲線a:具有斜率m的徑向流直線段；b:具有最大斜率的續(xù)流和過渡段；c:以m和m’為斜率的直線交點(diǎn)D所對應(yīng)的時(shí)間△t*;d:以m和m’為斜率的直線夾角?.第36頁,共141頁，2024年2月25日，星期天半對數(shù)MDH曲線1、CDe2S值越大，則m’/m越大，且夾角?越接近90°角，反之，CDe2S值越小，則m’/m越接近1，且夾角?越接近180°角；2、CD值越大，△t*越大，拐點(diǎn)出現(xiàn)越遲。第37頁,共141頁，2024年2月25日，星期天雙對數(shù)/導(dǎo)數(shù)曲線分開距離與CDe2S的值近似關(guān)系表第38頁,共141頁，2024年2月25日，星期天井筒儲集系數(shù)分類特征表第39頁,共141頁，2024年2月25日，星期天表皮系數(shù)分類特征表第40頁,共141頁，2024年2月25日，星期天常見均質(zhì)油藏曲線類型1、導(dǎo)數(shù)曲線無峰值；2、半對數(shù)曲線緩慢向上彎曲，未出現(xiàn)徑向流；3、反映儲層的表皮系數(shù)和井筒儲存系數(shù)都很小。第41頁,共141頁，2024年2月25日，星期天常見均質(zhì)油藏曲線類型1、雙對數(shù)綜合曲線呈叉狀，壓力及導(dǎo)數(shù)早期重合；2、導(dǎo)數(shù)處于上升段，表明壓力變化仍處于續(xù)流段；3、半對數(shù)曲線向上彎曲，后期近似呈直線，但并不是徑向流直線段；4、儲層污染較重，表皮系數(shù)較大。(臥90井)第42頁,共141頁，2024年2月25日，星期天常見均質(zhì)油藏曲線類型1、雙對數(shù)缺失早期續(xù)流段；2、半對數(shù)曲線具有很短的續(xù)流段，但徑向流直線段很長；3、半對數(shù)直線段斜率很小，反映地層系數(shù)(kh/u)很高；4、儲層污染較重，表皮數(shù)很大。(輪2井)第43頁,共141頁，2024年2月25日，星期天二、井底垂直裂縫油藏第44頁,共141頁，2024年2月25日，星期天物理模型裂縫與井筒呈軸對稱分布；裂縫內(nèi)的流動(dòng)可以為無限導(dǎo)流(沿裂縫方向無壓差)或者有限導(dǎo)流(沿裂縫方向有壓差)；裂縫寬度W＝0；第45頁,共141頁，2024年2月25日，星期天數(shù)學(xué)模型解析解—無限導(dǎo)流裂縫早期線性流動(dòng)階段：擬徑向流動(dòng)階段：第46頁,共141頁，2024年2月25日，星期天典型曲線—無限導(dǎo)流裂縫

雙對數(shù)壓力及導(dǎo)數(shù)曲線I:早期斷—斜率為0.5的直線，導(dǎo)數(shù)與雙對數(shù)相差0.301周期；II:過渡段—壓力及其導(dǎo)數(shù)曲線近乎平行；III:徑向流段—導(dǎo)數(shù)為0.5的水平線。第47頁,共141頁，2024年2月25日，星期天3、典型曲線—無限導(dǎo)流裂縫具有井筒存儲效應(yīng)的雙對數(shù)及其導(dǎo)數(shù)特征當(dāng)存在井筒儲集影響時(shí)，曲線的早期斷會(huì)偏離0.5斜率直線，相應(yīng)的導(dǎo)數(shù)斜率也會(huì)大于0.5，而與雙對數(shù)曲線呈放射狀。第48頁,共141頁，2024年2月25日，星期天3、典型曲線—無限導(dǎo)流裂縫半對數(shù)曲線特征半對數(shù)曲線表現(xiàn)出類似于負(fù)表皮效應(yīng)的壓力動(dòng)態(tài)特征(倒“廠”字型)。第49頁,共141頁，2024年2月25日，星期天數(shù)學(xué)模型解析解—有限導(dǎo)流裂縫早期雙線性流階段：擬徑向流動(dòng)階段(與均質(zhì)油藏徑向流一樣)：第50頁,共141頁，2024年2月25日，星期天典型曲線—有限導(dǎo)流裂縫雙對數(shù)壓力及導(dǎo)數(shù)曲線I:早期斷—斜率為0.25的直線，導(dǎo)數(shù)與雙對數(shù)相差0.602周期；II:過渡段—壓力與導(dǎo)數(shù)曲線幾乎平行；III:徑向流段—導(dǎo)數(shù)為0.5的水平線。第51頁,共141頁，2024年2月25日，星期天3、典型曲線—無限導(dǎo)流裂縫裂縫導(dǎo)流能力對有限導(dǎo)流裂縫壓力特征的影響第52頁,共141頁，2024年2月25日，星期天3、典型曲線—無限導(dǎo)流裂縫具有續(xù)流影響的有限導(dǎo)流雙對數(shù)曲線特征井筒儲集效應(yīng)會(huì)使早期續(xù)流段的斜率偏離0.25或者0.5.第53頁,共141頁，2024年2月25日，星期天常見垂直裂縫油藏曲線類型無限導(dǎo)流裂縫1、初期(a-b)段為線性流段，壓力及導(dǎo)數(shù)為1/2斜率平行直線；2、(a-b)段的壓力及導(dǎo)數(shù)之間縱向距離為0.301對數(shù)周期；3、后期(c-d)段為徑向流段，導(dǎo)數(shù)為0.5的水平直線段。（中29井）第54頁,共141頁，2024年2月25日，星期天常見垂直裂縫油藏曲線類型有限導(dǎo)流裂縫1、對于FCD較小的有限導(dǎo)流裂縫，初期段(a-b)為雙線性流，壓力及導(dǎo)數(shù)為1/4斜率的平行直線，縱坐標(biāo)距離為0.602對數(shù)周期；2、(b-c)段為過渡段；3、(c-d）段為后期徑向流段。第55頁,共141頁，2024年2月25日，星期天常見垂直裂縫油藏曲線類型措施前后效果對比1、措施前為叉形曲線，措施后變?yōu)橥ǖ罓睿?、由于k值的變化,使曲線在措施后向左移;3、措施前可以清楚地測到續(xù)流段、但是徑向流缺失或者很短；4、措施后缺失早期續(xù)流段，但是可以測到徑向流段。（樊29井）第56頁,共141頁，2024年2月25日，星期天常見垂直裂縫油藏曲線類型措施后出現(xiàn)長裂縫情況1、措施前為典型的“勺”型(均質(zhì))曲線和“S”型(雙重介質(zhì))曲線；2、措施后為，對于大部分的線性流動(dòng)階段，表現(xiàn)為不斷向上繞曲的弧線，直到出現(xiàn)晚期徑向流直線段為止。（威34井）第57頁,共141頁，2024年2月25日，星期天

均質(zhì)油藏、垂直裂縫油藏、雙重介質(zhì)油藏和雙滲介質(zhì)油藏等等都可能存在變井筒存儲的影響，因此，從嚴(yán)格意義上說，變井筒存儲模型不屬于一種模型，而是屬于壓力及其導(dǎo)數(shù)曲線的特例。三、變井筒存儲模型第58頁,共141頁，2024年2月25日，星期天井筒存儲系數(shù)由大變小特征曲線雙對數(shù)曲線圖早期段斜率大于1.0，傾角大于45°。第59頁,共141頁，2024年2月25日，星期天井筒存儲系數(shù)由大變小特征曲線

半對數(shù)曲線的視直線斜率m’與徑向流直線段斜率m之比值出現(xiàn)異常偏大，在作無因次疊加函數(shù)檢驗(yàn)時(shí)，續(xù)流段擬合不好。第60頁,共141頁，2024年2月25日，星期天井筒存儲系數(shù)由小變大特征曲線

雙對數(shù)曲線圖早期段斜率<1.0，傾角<45°，并且使雙對數(shù)壓力曲線與其導(dǎo)數(shù)曲線分開，由于C值的變化，導(dǎo)數(shù)曲線出現(xiàn)特有的S形狀。第61頁,共141頁，2024年2月25日，星期天井筒存儲系數(shù)由小變大特征曲線

半對數(shù)曲線m’/m之比值出現(xiàn)異常偏低，在作無因次疊加函數(shù)檢驗(yàn)時(shí)，與理論曲線擬合不好。第62頁,共141頁，2024年2月25日，星期天壓力恢復(fù)“駝峰”原因分析第63頁,共141頁，2024年2月25日，星期天壓力恢復(fù)“駝峰”原因分析

圖(a)為剛關(guān)井時(shí)的狀態(tài)，假定續(xù)流已經(jīng)結(jié)束，井筒中存在氣液兩部分，部分氣體在液面上方，體積為1m3，壓力為常壓0.1MPa，另一部分氣體在液體下方，體積也是1m3，液柱高度為1000m，按相對密度0.95計(jì)算，下方氣體的壓力為9.6MPa。下方氣體會(huì)由于相對密度差異向液體上方移動(dòng)，使氣液相重新分布，如圖(b)所示。假定在這一過程中，井筒與地層無流體交換（實(shí)際上相的再分布和流體交換同時(shí)發(fā)生），當(dāng)氣柱到達(dá)上方后與上方氣柱合并體積為2m3。由于下方氣體原來處于高壓下，合并后，用理想氣體定律可以計(jì)算出合并后的氣柱內(nèi)壓為4.85MPa，體積2m3。此時(shí)井底的壓力變?yōu)?.5＋4.85＝14.35MPa，這樣，井底壓力就高于正常井底壓力，形成壓力恢復(fù)曲線上的“駝峰”。第64頁,共141頁，2024年2月25日，星期天壓力恢復(fù)“駝峰”的形成條件(1)地層具有中等或者中等偏高的滲透性。原因在于：對于低滲透地層，地層壓力較長時(shí)間以較大輻度不斷恢復(fù)，會(huì)抵消和遮蓋相分布造成的壓力升高，一直看不到“駝峰”現(xiàn)象；

(2)井筒中流體的粘度應(yīng)比較高。只有粘度較高，才能延緩氣柱的上升過程，從而使井筒中的壓力平衡延緩到壓力恢復(fù)之后；

(3)原油泡點(diǎn)壓力應(yīng)比較高，或者具有氣夾層，使井底具有較多的已分離氣體，這樣才能發(fā)生面顯得想重新分布過程；

(4)井底具有較高的S值，形成井壁阻力，會(huì)有助于“駝峰”的形成；

(5)油套管環(huán)形空間有封隔器隔開，阻止油管中由于壓力升高擠出的流體倒流到環(huán)形空間，迫使井底套力上升。第65頁,共141頁，2024年2月25日，星期天典型曲線

渤海埕北油田：儲層特征：滲透率：1.67D;原油粘度55mPa.s；泡點(diǎn)壓力14.91MPa;S：24.8(A21井),1.44(A4)井；井下座有封隔器。第66頁,共141頁，2024年2月25日，星期天四、雙重孔隙介質(zhì)油藏第67頁,共141頁，2024年2月25日，星期天物理模型

假設(shè)油藏中存在兩種介質(zhì)：裂縫系統(tǒng)和基質(zhì)系統(tǒng)?；|(zhì)巖塊不能向井筒中直接供液，流動(dòng)總是先從裂縫開始，逐漸向基質(zhì)巖塊波及,裂縫系統(tǒng)滲透率遠(yuǎn)大于基質(zhì)巖塊系統(tǒng)的滲透率。kf井km第68頁,共141頁，2024年2月25日，星期天雙重孔隙介質(zhì)的有關(guān)概念和定義1、裂縫系統(tǒng)的體積比2、基巖系統(tǒng)的體積比3、裂縫孔隙度4、基巖孔隙度5、(裂縫+基巖)總孔隙度6、裂縫系統(tǒng)彈性容量7、基巖系統(tǒng)彈性容量第69頁,共141頁，2024年2月25日，星期天雙重孔隙介質(zhì)的有關(guān)概念和定義8、彈性儲能比9、竄流系數(shù)其中,a是基質(zhì)巖塊的形狀因子,定義為:l是基質(zhì)巖塊特征長度,n是裂縫面的維數(shù)常見的a值:a=12/h2

基質(zhì)巖塊呈層狀,層厚為h60/a2

基質(zhì)巖塊呈正方體,邊長為h15/r2

基質(zhì)巖塊呈圓球狀,半徑為h

彈性儲能比反應(yīng)裂縫系統(tǒng)的儲油量占總儲油量的百分比;竄流系數(shù)反應(yīng)的是原油從基質(zhì)巖塊流到裂縫的難易程度。第70頁,共141頁，2024年2月25日，星期天數(shù)學(xué)模型解析解雙重孔隙介質(zhì)Laplace空間解擬穩(wěn)態(tài)流動(dòng)狀態(tài)下：不穩(wěn)定流動(dòng)狀態(tài)下：(層狀)(球形)第71頁,共141頁，2024年2月25日，星期天典型曲線—雙重孔隙介質(zhì)油藏

雙對數(shù)壓力及導(dǎo)數(shù)曲線(擬穩(wěn)定流動(dòng))第72頁,共141頁，2024年2月25日，星期天典型曲線—雙重孔隙介質(zhì)油藏

雙對數(shù)壓力及導(dǎo)數(shù)曲線特征(擬穩(wěn)定流動(dòng))I—續(xù)流段：裂縫系統(tǒng)的流體開始流動(dòng)，而基質(zhì)尚未參與流動(dòng)前表現(xiàn)出均質(zhì)油藏特征。II—裂縫徑向流段：當(dāng)S接近0、C較小、竄流系數(shù)較小(基質(zhì)向裂縫的竄流發(fā)生較遲)、彈性儲能比較大（裂縫中有充分的液體供給）時(shí)，就可以出現(xiàn)裂縫徑向流；III—過渡段：即裂縫系統(tǒng)中采出液體后壓力下降，基質(zhì)系統(tǒng)開始向裂縫系統(tǒng)補(bǔ)給液體，緩和壓力的下降；IV—總系統(tǒng)徑向流段：即竄流過程穩(wěn)定以后，裂縫和基質(zhì)系統(tǒng)中的流體同時(shí)參與壓力變化過程，出現(xiàn)總系統(tǒng)徑向流段，導(dǎo)數(shù)曲線上出現(xiàn)水平直線段。第73頁,共141頁，2024年2月25日，星期天典型曲線—雙重孔隙介質(zhì)油藏

半對數(shù)曲線特征(擬穩(wěn)定流動(dòng))半對數(shù)曲線上出現(xiàn)兩條平行的直線段，第一條直線段代表裂縫徑向流段，第二條直線段代表總系統(tǒng)徑向流段。第74頁,共141頁，2024年2月25日，星期天典型曲線—雙重孔隙介質(zhì)油藏

雙對數(shù)壓力及導(dǎo)數(shù)曲線(不穩(wěn)定流動(dòng))第75頁,共141頁，2024年2月25日，星期天典型曲線—雙重孔隙介質(zhì)油藏

雙對數(shù)壓力及導(dǎo)數(shù)曲線特征(不穩(wěn)定流動(dòng))a-b為裂縫均質(zhì)流段，這一點(diǎn)在徑向流起點(diǎn)前，因此導(dǎo)數(shù)沒有出現(xiàn)0.5水平段。b-c為過渡段，導(dǎo)數(shù)曲線出現(xiàn)0.25水平直線段；c-d表明從過渡段轉(zhuǎn)化到總系統(tǒng)均質(zhì)流；d-e為總系統(tǒng)徑向流段，導(dǎo)數(shù)曲線出現(xiàn)0.5水平直線段。(板狀基質(zhì)巖塊)(球狀基質(zhì)巖塊)第76頁,共141頁，2024年2月25日，星期天典型曲線—雙重孔隙介質(zhì)油藏

半對數(shù)曲線特征(不穩(wěn)定流動(dòng))A：出現(xiàn)兩個(gè)半對數(shù)直線段，其中斜率為m/2的直線段為過渡流直線段，斜率為m的直線段為總系統(tǒng)直線段。B：只有一個(gè)直線段，即總系統(tǒng)徑向流段。第77頁,共141頁，2024年2月25日，星期天常見的雙重孔隙介質(zhì)油藏特征曲線(1)(a-b)續(xù)流段；(2)(b-c)裂縫徑向流段，導(dǎo)數(shù)為0.5水平線；(3)(c-d)基巖－裂縫過渡段，壓力呈平穩(wěn)過渡；(4)(d-e)總系統(tǒng)徑向流，導(dǎo)數(shù)為0.5水平線。(壩2井?dāng)M穩(wěn)態(tài)竄流)第78頁,共141頁，2024年2月25日，星期天常見的雙重孔隙介質(zhì)油藏特征曲線(1)(a-b-c)段為續(xù)流段，裂縫流動(dòng)特征被續(xù)流影響掩蓋；(2)(c-d)段為不穩(wěn)態(tài)竄流段，導(dǎo)數(shù)表現(xiàn)出0.25水平直線；(3)(d-e)為過渡段；(4)(e-f)為總系統(tǒng)徑向流，導(dǎo)數(shù)為0.5水平線。(5)雙重介質(zhì)不穩(wěn)態(tài)竄流，從形態(tài)上很容易與均質(zhì)地層、井附近有直線斷層曲線混淆。(不穩(wěn)態(tài)竄流)第79頁,共141頁，2024年2月25日，星期天五、雙重滲透介質(zhì)油藏第80頁,共141頁，2024年2月25日，星期天物理模型

與雙重孔隙介質(zhì)油藏模型一樣存在兩種介質(zhì)：裂縫系統(tǒng)和基質(zhì)系統(tǒng)。它與雙重孔隙介質(zhì)油藏模型不同的是：兩種介質(zhì)都可以直接流入井筒（符合這一模型的典型油藏是滲透率相差懸殊的雙層油藏）。雙層油藏模型假設(shè)：兩個(gè)滲透率相差懸殊的油層同時(shí)向井筒供油的同時(shí)，低滲油層(k2)向高滲油層(k1)發(fā)生擬穩(wěn)定竄流。kf井km第81頁,共141頁，2024年2月25日，星期天雙重滲透介質(zhì)的有關(guān)概念和定義1、彈性儲能比2、竄流系數(shù)3、地層系數(shù)比

地層系數(shù)比反應(yīng)的是兩層油藏之間的差異：當(dāng)κ＝0.5時(shí)，則為均質(zhì)油藏模型；當(dāng)κ≈1時(shí)，則為雙重孔隙介質(zhì)油藏模型。第82頁,共141頁，2024年2月25日，星期天典型曲線—雙重滲透介質(zhì)油藏

雙對數(shù)壓力及導(dǎo)數(shù)曲線第83頁,共141頁，2024年2月25日，星期天典型曲線—雙重滲透介質(zhì)油藏

雙對數(shù)壓力及導(dǎo)數(shù)曲線特征(a-b-c)段為井筒儲集影響段；(c-d)段為高滲層徑向流動(dòng)段，在無因次坐標(biāo)中，該段為0.5水平直線段，與均質(zhì)油藏徑向流相似；(d-e)段為過渡段,也是高滲透層的邊界反應(yīng)段,(d-e)和(e-f)段合稱為儲層的儲集效應(yīng)段;(f-g)段為低滲透層的徑向流段,無因次坐標(biāo)下的導(dǎo)數(shù)值為0.5/(1-κ).第84頁,共141頁，2024年2月25日，星期天典型曲線—雙重滲透介質(zhì)油藏

表皮系數(shù)S對導(dǎo)數(shù)曲線形狀的影響當(dāng)S值增大時(shí),峰值升高,而且向右移動(dòng);若出現(xiàn)徑向流,導(dǎo)數(shù)為0.5水平線.第85頁,共141頁，2024年2月25日，星期天典型曲線—雙重滲透介質(zhì)油藏

彈性儲能比ω對導(dǎo)數(shù)曲線形狀的影響隨著ω值減小,過渡段(c-d-e-f-g)導(dǎo)數(shù)曲線左移。第86頁,共141頁，2024年2月25日，星期天典型曲線—雙重滲透介質(zhì)油藏

地層系數(shù)比κ對導(dǎo)數(shù)曲線形狀的影響κ值影響著低滲層徑向流段的導(dǎo)數(shù)值,κ值增加,導(dǎo)數(shù)曲線水平段上移。第87頁,共141頁，2024年2月25日，星期天典型曲線—雙重滲透介質(zhì)油藏

竄流系數(shù)λ對導(dǎo)數(shù)曲線形狀的影響隨著λ值增大,使得在不穩(wěn)定壓力變化過程中高滲透層形成的虧空，有低滲透層加以補(bǔ)充。當(dāng)λ值達(dá)到10-7數(shù)量級時(shí)，出現(xiàn)類似于雙重孔隙介質(zhì)的形狀。第88頁,共141頁，2024年2月25日，星期天六、各種邊界油藏第89頁,共141頁，2024年2月25日，星期天各種邊界類型1.在井附近存在有斷層或者油層尖滅等不滲透邊界;2.由邊水或注入水形成的定壓邊界;3.油層存在有氣頂或底水;4.平面上分布有流體性質(zhì)變化造成的不同的影響區(qū).例如:注入稠化水、注入熱蒸氣、注入化學(xué)劑等；5.平面非均質(zhì)分布；6.氣層具有邊底水。第90頁,共141頁，2024年2月25日，星期天邊界油藏常見的鏡像反應(yīng)特征第91頁,共141頁，2024年2月25日，星期天壓降試井曲線特征第92頁,共141頁，2024年2月25日，星期天

單一斷層油藏雙對數(shù)壓力及導(dǎo)數(shù)曲線

油藏已經(jīng)出現(xiàn)徑向流，導(dǎo)數(shù)曲線上出現(xiàn)0.5水平直線段，由于斷層的影響，導(dǎo)數(shù)曲線上升一個(gè)臺階，出現(xiàn)1.0水平直線段。第93頁,共141頁，2024年2月25日，星期天

單一斷層油藏半對數(shù)壓力曲線半對數(shù)曲線上，出現(xiàn)斜率為m的直線向上轉(zhuǎn)折,形成斜率為2m的另一直線.第94頁,共141頁，2024年2月25日，星期天直角斷層油藏雙對數(shù)壓力及導(dǎo)數(shù)曲線直角斷層在雙對數(shù)導(dǎo)數(shù)曲線上表現(xiàn)出導(dǎo)數(shù)值為2的水平直線段。第95頁,共141頁，2024年2月25日，星期天直角斷層油藏半對數(shù)壓力曲線直角斷層在半對數(shù)曲線上表現(xiàn)出4倍斜率的直線。第96頁,共141頁，2024年2月25日，星期天平行斷層油藏雙對數(shù)壓力及導(dǎo)數(shù)曲線

在一條窄長的通道上，隨著時(shí)間的增加，在距井較遠(yuǎn)的地方，逐漸形成擬線性流，壓力曲線逐漸形成近似1/2斜率的直線，壓力導(dǎo)數(shù)也呈現(xiàn)出1/2斜率直線，二者逐漸趨于平行。第97頁,共141頁，2024年2月25日，星期天封閉地層中心一口井油藏雙對數(shù)壓力及導(dǎo)數(shù)曲線壓力及其導(dǎo)數(shù)曲線在晚期均逐漸趨于單位斜率直線(45o)。第98頁,共141頁，2024年2月25日，星期天壓恢試井曲線特征第99頁,共141頁，2024年2月25日，星期天

封閉地層中心一口井雙對數(shù)壓力及導(dǎo)數(shù)雙對數(shù)曲線

封閉油藏中心生產(chǎn)井關(guān)井時(shí)，塊中的壓力漸漸趨于平衡，接近平均地層壓力，此時(shí)壓力導(dǎo)數(shù)降很快下降，并趨于0。第100頁,共141頁，2024年2月25日，星期天

封閉地層某側(cè)一口井雙對數(shù)壓力及導(dǎo)數(shù)雙對數(shù)曲線

開井壓降和生產(chǎn)相當(dāng)長時(shí)間后關(guān)井恢復(fù)，到接近井的直角斷層影響井的壓力動(dòng)態(tài)時(shí)，兩者基本一致，出現(xiàn)封閉斷塊后，壓降值逐漸加大，形成擬穩(wěn)定流，雙對數(shù)和導(dǎo)數(shù)接近于斜率為1的直線，而恢復(fù)曲線則趨于平衡使導(dǎo)數(shù)迅速下降并趨于0。第101頁,共141頁，2024年2月25日，星期天

一條定壓邊界壓降或者壓恢及其導(dǎo)數(shù)雙對數(shù)曲線特征

當(dāng)井附近存在定壓邊界時(shí)，不論是壓降或者壓力恢復(fù)，都會(huì)由于定壓邊界的存在而使壓力穩(wěn)定下來，從而使壓力導(dǎo)數(shù)很快下降。第102頁,共141頁，2024年2月25日，星期天

組合邊界的壓降及其導(dǎo)數(shù)雙對數(shù)曲線特征

當(dāng)井附近既存在定壓邊界，也存在不滲透邊界時(shí)，若井距離不滲透邊界較近，則壓力導(dǎo)數(shù)曲線先上傾再下降。第103頁,共141頁，2024年2月25日，星期天

組合邊界的壓降及其導(dǎo)數(shù)半對數(shù)曲線特征第104頁,共141頁，2024年2月25日，星期天七、水平井油藏第105頁,共141頁，2024年2月25日，星期天物理模型假設(shè)：

1、油藏等厚、均質(zhì)、且頂?shù)撞烤鶠椴粷B透隔層所封閉，水平井與頂?shù)酌嫫叫校?/p>

2、油層厚度為h(m)，垂向滲透率和水平滲透率分別為KV和KH(μm2),井筒符合無限導(dǎo)流特征，不考慮重力；第106頁,共141頁，2024年2月25日，星期天數(shù)學(xué)模型解析解Laplace線源解：其中：第107頁,共141頁，2024年2月25日，星期天典型曲線—水平井油藏

雙對數(shù)壓力及導(dǎo)數(shù)曲線①表示初始徑向流結(jié)束的大致時(shí)間；②表示擬徑向流開始的大致時(shí)間。第108頁,共141頁，2024年2月25日，星期天水平井油藏流線圖初始徑向流：壓力影響還未達(dá)到頂?shù)捉缑鏀M徑向流：壓力波影響范圍已經(jīng)擴(kuò)大到水平井范圍之外。第109頁,共141頁，2024年2月25日，星期天典型曲線—水平井油藏

半對數(shù)壓力曲線特征

半對數(shù)曲線早期反應(yīng)的是初始徑向流(當(dāng)井不位于油層中不時(shí)，還可能出現(xiàn)第二徑向流)，后期反應(yīng)的是擬徑向流直線段。第110頁,共141頁，2024年2月25日，星期天

常見的水平井典型曲線(a-b)續(xù)流段；(b-c)垂直徑向流；(d-e)垂直于井筒的擬線性流段；(f-g)水平擬徑向流。第111頁,共141頁，2024年2月25日，星期天八、復(fù)合介質(zhì)油藏第112頁,共141頁，2024年2月25日，星期天物理模型

所謂“復(fù)合油藏”是指井附近地層與離開井一定距離的地層，存在不同的參數(shù)屬性。假設(shè)油藏存在兩個(gè)復(fù)合區(qū)域，分別具有不同的流度和彈性儲能系數(shù)。第113頁,共141頁，2024年2月25日，星期天雙重滲透介質(zhì)的有關(guān)概念和定義1、流度比2、儲容比第114頁,共141頁，2024年2月25日，星期天數(shù)學(xué)模型解析解復(fù)合油藏Laplace空間解第115頁,共141頁，2024年2月25日，星期天

雙對數(shù)壓力及導(dǎo)數(shù)曲線第116頁,共141頁，2024年2月25日，星期天

雙對數(shù)壓力及導(dǎo)數(shù)曲線特征(a-b-c)段為井筒儲集影響段；(c-d)段為內(nèi)區(qū)徑向流段，在無因次坐標(biāo)中，該段為0.5水平直線段；(d-e)段為內(nèi)外區(qū)交界的過渡段,如果外區(qū)流度和儲容系數(shù)小于內(nèi)區(qū)，則該段上翹，反之，則該段下傾;(f-g)段為外區(qū)徑向流段,導(dǎo)數(shù)曲線上表現(xiàn)出坐標(biāo)值為0.5Mc的直線段。第117頁,共141頁，2024年2月25日，星期天

常見的復(fù)合油藏典型曲線(里107井)(a-b-c)續(xù)流段；(c-d)內(nèi)區(qū)徑向流；(d-e-f)過渡段；(f-g)外區(qū)徑向流第118頁,共141頁，2024年2月25日，星期天九、地層部分射開油藏第119頁,共141頁，2024年2月25日，星期天物理模型

對于厚油層（幾十米甚至上百米）而言，為了防止底水錐進(jìn)或者氣頂氣竄，往往只射開油層的某一部分，此時(shí)，井底附近的流動(dòng)會(huì)增加一個(gè)附加阻力，即打開不完善造成的井壁阻力，使表皮系數(shù)增大，而且還會(huì)出現(xiàn)球形流動(dòng)或者半球形流動(dòng)。假設(shè)油層的橫向滲透率為KH，縱向滲透率為KZ。

數(shù)學(xué)模型與常規(guī)油藏除內(nèi)邊界外，其余條件完全一樣。第120頁,共141頁，2024年2月25日，星期天

雙對數(shù)壓力及導(dǎo)數(shù)曲線第121頁,共141頁，2024年2月25日，星期天

雙對數(shù)壓力及導(dǎo)數(shù)曲線特征(a-b-c)段為井筒儲集影響段，與一般的均質(zhì)油藏相似；(c-d)段為局部徑向流段，即橫向流動(dòng)和縱向流動(dòng)共同作用，形成“局部徑向流”，導(dǎo)數(shù)曲線出現(xiàn)水平直線段；(d-e)段為球形流段，即隨著時(shí)間的推移，球形流動(dòng)會(huì)明顯發(fā)生，形成“球形流”或者“半球形流”，球形流在導(dǎo)數(shù)曲線上表現(xiàn)出斜率為-0.5的直線段;(e-f)段為地層徑向流段,導(dǎo)數(shù)曲線上表現(xiàn)出坐標(biāo)值為0.5的直線段。第122頁,共141頁，2024年2月25日，星期天

半對數(shù)壓力曲線特征

在半對數(shù)曲線上明顯出現(xiàn)斜率為m1的局部徑向流和斜率為m2的整個(gè)油層的徑向流。第123頁,共141頁，2024年2月25日，星期天

不同滲透率比值對壓力變化曲線的影響KH/KZ值越大，則地層產(chǎn)生局部徑向流的可能性越大，維持的時(shí)間也越長，反之，則產(chǎn)生局部徑向流的可能性越小，產(chǎn)生“球形流”的時(shí)間越早。第124頁,共141頁，2024年2月25日，星期天十、氣井解釋第125頁,共141頁，2024年2月25日，星期天

在油藏模型假設(shè)中，都假設(shè)流體是“微可壓縮”的，且其“壓縮系數(shù)為常數(shù)”，粘度不隨壓力變化而變化。但是氣體的粘度和壓縮系數(shù)都是壓力變化的函數(shù)，真實(shí)氣體的偏差系數(shù)Z也是壓力的函數(shù)。因此，用于油水滲流時(shí)壓力變化的方程不能應(yīng)用于氣體滲流，為此，通過引入“真實(shí)氣體勢函數(shù)”