油藏动态监测原理与方法

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1、第 三 章 油 藏 动 态 监 测 原 理 与 方 法 第 三 章 油 藏 动 态 监 测 原 理 与 方 法 第 三 章 油 藏 动 态 监 测 原 理 与 方 法 第 三 章 油 藏 动 态 监 测 原 理 与 方 法 试 井 分 析 的 理 论 基 础 1：v 系 统 论v 不 稳 定 渗 流 数 学 模 型 及 其 解 v 一 些 重 要 的 基 本 概 念 表 皮 因 子 、 无 因 次 量 、 井 筒 储 存 效 应 、 流 动 阶 段 及各 阶 段 可 获 得 的 信 息 第 三 章 油 藏 动 态 监 测 原 理 与 方 法 试 井 分 析 的 理 论 基 础 2：v 无 量

2、纲v 常 用 函 数 v 常 用 变 换 第 三 章 油 藏 动 态 监 测 原 理 与 方 法 常 规 试 井 分 析 方 法 现 代 试 井 分 析 方 法 第 三 章 油 藏 动 态 监 测 原 理 与 方 法 典 型 油 藏 试 井 分 析 方 法 2 第 三 章 油 藏 动 态 监 测 原 理 与 方 法概述 试井技术在气层气井和气藏评价中发挥着不可或缺的作用 气井试井分析方法的新进展 现场应用实例 气井试井工作展望 第 三 章 油 藏 动 态 监 测 原 理 与 方 法 测 试 背 景 ：v 二 次 采 油 特 点v 水 驱 油 机 理v 注 水 井 测 试 目 的 意 义 高 含

3、 水 期 测 试 问 题 实 例 分 析 多 次 测 试 对 比 第 三 章 油 藏 动 态 监 测 原 理 与 方 法 第 三 章 油 藏 动 态 监 测 原 理 与 方 法 第 三 章 油 藏 动 态 监 测 原 理 与 方 法 专 题 三 油 藏 工 程 分 析 方 法试 井 分 析 方 法 试 井 概 论 ：v试 井 的 发 展现 状 ： 40年 代 ： 静 压 测 试 50年 代 ： 常 规 试 井 70年 代 ： 现 代 试 井 90年 代 ： 试 井 解 释 试 井 是 一 门 新 兴 的 综 合 性 学 科 ， 从 开 始 发 现 到 现 在 不 过 半 个 多 世 纪 ， 特

4、 别是 近 些 年 有 了 飞 速 发 展 。 四 十 年 代 前 人 们 还 只 认 识 到 测 静 压 ， 即 用 井 底 压 力 推 算 油 藏 平 均 压 力 ， 之后 发 现 静 压 的 测 与 关 井 时 间 有 关 ， 压 力 恢 复 时 间 的 长 短 反 映 了 井 周 围 地 层 渗 透率 的 好 坏 。 1950年 ， Horner法 和 MDH 法 (Miller-Dyes-Hutchinson 是 在 Horner压 力恢 复 分 析 的 基 础 上 发 展 而 来 ， 因 此 ， 它 也 是 一 种 压 力 恢 复 分 析 方 法 。 当 tmax1000 for

5、Damaged well 1000 CDe2S 5 for Normal well 5 CDe2S0.5 for Acidized well 0.5 CDe2S for Fractured well 展 望 ： 理 论 发 展 点在 均 匀 等 厚 、 无 穷 延 伸 各 向 同 性 单 一 刚 性储 层 中 心 一 口 油 井 以 常 产 量 产 出 常 粘 度 微可 压 缩 单 相 流 体 ， 发 生 等 温 DARCY渗 流 ，不 计 重 力 和 毛 管 效 应 。 常 规 试 井 分 析 方 法 1-压 力 降 落 试 井 分 析 方 法前提：整 个 地 层 压 力 达 到 平 衡 后

6、 ， 油 井 开 始 生 产 ，连 续 测 量 流 量 和 井 底 压 力 的 变 化 ， 然 后 做 P-Log(t)图 ， 根 据 直 线 段 斜 率 计 算 储 层 物 性 参 数 。 要求：测 试 前 地 层 压 力 稳 定 ； 测 试 过 程 中 油 井 产 量尽 量 保 持 稳 定 。 1-压 力 降 落 试 井 分 析 方 法适用：新 井 ， 特 别 是 探 井 ； 长 期 关 井 后 又开 始 生 产 的 井 。 作用：求 流 动 系 数 ： kh/ 求 地 层 系 数 ： kh 求 渗 透 率 ： k 求 表 皮 系 数 ： S 1-压 力 降 落 试 井 分 析 方 法原理

7、：无 限 大 地 层 大 地 层 弹 性 不 稳 定 渗流 压 力 分 布 ： )4(4),( 2trEikhqPtrP wiww tiA Sr ktkh qBP SIStr www lg )8686.00853.8lg(lg1012.2 )(,01.04 232 单 位 制考 虑 表 皮当 常 规 试 井 -Horner压 力 恢 复 试 井 方 法 压力恢复测试：是目前油田最常用、最有效的方法。由于压降测试要求稳产，条件比较苛刻，在实际测试中不一定能实现。尽管有变产量方法，但变产量的的每一段同样存在产量变化问题，采用多段划分亦容易给解释结果带来误差。 比较来看压恢测试对产量没有太多的要求，

8、有优势。 测试过程：开井关井常 规 试 井 2-Horner压 力 恢 复 试 井 方 法 最初由水文学家Theis(1935年)研究地下水文学过程中提出，后来Horner（1951年）引入石油工业中广泛应用。 Horner（1951）公式：利用压力叠加原理和流量等效原则，很容易得到压恢试井分析公式: t tti trEikhqBttrEikhqB PPtPPP p wpwwiw )(log )4(4)(4(4 )( 22 21 kh Bqi 31012.2 *1 Ptt tp qNt pp 常 规 试 井 - MDH方 法 常 规 试 井 3- MDH方 法在实际生产中，油井的工作制度是经常

9、变化的,关井前油井稳产tp不易确定，必须对Horner（1951）公式进行简化。 )8686.00853.8lg(lg)0( )4(4)0( )( 2221 Src ktitPtP trEikhqBtPP PPtPPP wtwfws wwfi wsiw ）（ kh Bqi 31012.2 常 规 试 井 - Agarwal试 井 方 法 常 规 试 井 4-Agarwal试 井 方 法 Agarwal(1980)推出：tiA Sr ktkh QuBP ww lg )8686.00853.8lg(lg1012.2 23 908.01log1log)0()1(1515.1 2 ppwtww ttr

10、cki tPhPS 8686.0)(0853.8lg)0()( 8686.00853.8lglg1012.2 )()0( lg)()( 223 Sttrc tktitPtP Src ktkh qBP tPtP t ttitPPtPHorner pwt pwsw wtpi pwfws Pwi 相 减 ：由 压 力 降 落 试 井 ：公 式 ：由 Src tkitPtP wtwsw 87.00853.8lg)0()( 2 908.01lg1lg)0()1(1515.1 2 ppwtww ttrcki tPhPS 常 规 试 井 - MBH试 井 方 法 常 规 试 井 5- MBH方 法 MBH法

11、是确定单井平均地层压力最基本的方法，由Mattews,Brons and Hazebroek(1954年）提出 封闭矩形泄油面积内一口井压恢复： P R平均压力；P*-Horner法推算的地层压力。 讨论：泄油面积计算 其他：Dietz方法（1965）；Ramey-Cobb(1971) khqBi 43.2)(3.2* DAR tFiPP 1 244)( n PniDADA tdEttF Acktt tpDA 井 筒 存 储 平 面 径 向 流 线 性 流 双 线 性 流 现 实 ： 常 用 油 藏 物 理 模 型 现 实 ： 常 用 油 藏 物 理 模 型 现 实 ： 常 用 油 藏 物 理

12、 模 型 现 实 ： 常 用 油 藏 物 理 模 型 导 数 特 征 线 地 质 及 流 动 特 征 水 平 直 线 均 质 地 层 径 向 流 （ 均 质 砂 岩 地 层 ， 均 匀 的 裂 缝 性 地 层 ）晚 期 斜 率 为 1的 直 线 （ 压 降 ） 封 闭 边 界 （ 定 容 地 层 ）晚 期 导 数 曲 线 快 速 下 降 （ 压 恢 ） 封 闭 边 界 （ 定 容 地 层 ） 1/2斜 率 直 线 导 流 能 力 很 强 的 压 裂 裂 缝 （ 线 性 流 ） 单 方 向 发 育 的 裂 缝 系 统1/4斜 率 直 线 有 限 导 流 压 裂 裂 缝 （ 双 线 性 流 ）导

13、数 上 翘 后 趋 向 于 变 平 外 围 地 层 变 差 存 在 不 渗 透 边 界导 数 下 倾 后 趋 向 于 变 平 外 围 地 层 变 好 地 层 部 分 射 开导 数 后 期 下 倾 定 压 的 外 边 界 （ 油 层 有 活 跃 的 边 底 水 ） 导 数 出 现 下 凹 的 谷 值 双 重 介 质 地 层 或 双 渗 地 层 的 过 渡 流 典 型 的 导 数 特 征 线 与 地 层 特 征 对 应 关 系 径 向 流 球 形 流 井 筒 存 储 线 性 流 双 线 性 流 径 向 流 拟 稳 态 （ 压 降 ） 线 性 流 半 径 向 流 双 重 介 质 特 征 点 现 实

14、： 表 皮 效 应 SkhqBPP wff 2Pwf rw rPf PR 未 损 害 区实 际 井 压 力损 害 区 井 理 想 井 压 力 若 S = - 5及 ks1000 for Damaged well 1000 CDe2S 5 for Normal well 5 CDe2S0.5 for Acidized well 0.5 CDe2S for Fractured well 试井分析程序框图 数 据数 据 管 理D ata M anipulation模 型 识 别M odel Identification 典 型 曲 线 拟 合T ype C urve A nalysis 特 种 直

15、线 段 分 析Straight L ine A nalysis参 数 计 算Param eter E stim ation 模 拟 验 证Sim ulation & C onfigration水 平 井 典 型 曲 线 拟 合 分 析 程 序 框 图 D ata 各 种 测 试 功 能 对 比 表测试类型 特征 开发阶段 岩心及井筒测试 储层动态 渗透率 表皮效应 裂缝长度 油藏压力 油藏边界 储层范围 勘探和评价井 重复地层测试/多层测试 压力剖面 勘探和评价井 压降试井 储层动态 渗透率 表皮效应 裂缝长度 油藏边界 储层边缘范围 一次、二次和三次开采 压力恢复测试 储层动态 渗透率 表皮

16、效应 裂缝长度 油藏压力 油藏边界 储层范围 一次、二次和三次开采 系统试井 地层破裂压力 渗透率 表皮效应 二次和三次开采 （注水井）压降试井 在各种驱替带的流度 表皮效应 油藏压力 裂缝长度 驱替前缘位置 油藏边界 储层范围 二次和三次开采 干扰试井和脉冲试井 井间连通 油藏动态类型 孔隙度 井间渗透率 垂向渗透率 一次、二次和三次开采 多层油藏试井 单层性质 水平渗透率 垂向渗透率 表皮效应 平均单层压力 外边界 贯穿油藏整个开发过程 凝 析 气 井 试 井 分 析 煤 层 气 井 试 井 分 析 高 温 高 压 气 井 试 井 分 析 压 敏 介 质 油 气 藏 试 井 分 析 多 相

17、 流 试 井 分 析 非 牛 顿 流 试 井 分 析 低 渗 透 介 质 试 井 分 析 水 平 井 及 分 支 水 平 井 试 井 分 析 四 维 试 井 数 值 试 井 第 三 章 油 藏 动 态 监 测 原 理 与 方 法 8686.0907.0lg10121.2)()( 8686.0907.0lg10121.2)( 23 23 sruCktkh quBtPPtP sruCktkh quBPtP wtwfiwf wtiwf lgt Pwf m均 质 油 藏 压 力 降 落 试 井 半 对 数 曲 线 三 复 合 油 藏 示 意 图 0.01 0.1 1 10 100 0.01 1 100

18、 10000 1000000 100000000 10000000000 1E+12 ReD=10000,rr(1)=20,rr(2)=500,rr(3)=3500, rr(4)=5000,cde2s=10, 5= 5=1, 1= 1=1 2=0.01, 3=0.1, 4=0.01 2=0.99, 3=0.6, 4=0.3 2=0.01, 3=0.1, 4=0.01 2=0.4, 3=0.3, 4=0.2 2=0.001, 3=0.01, 4=0.001 2=0.4, 3=0.3, 4=0.2 n区 圆 形 封 闭 复 合 油 藏 无 量 纲 压 力 及 压 力 导 数 tD/CD PD,dP

19、D/dLn(tD/CD) 四 0.01 0.1 1 10 100 1000 0.01 0.1 1 10 100 1000 10000 100000 1000000 10000000 =0.00001 =0.01 tD/CD 0.1 0.9 无 限 大 双 重 孔 隙 裂 缝 无 量 纲 压 力 及 压 力 导 数 CDE2S=10 100 1000 PD,dPD/dLn(tD/CD) 第 三 章 油 藏 动 态 监 测 原 理 与 方 法 图 1 点 源 解 流 动 示 意 图 图 2 有 效 井 径 示 意 图 图 3 单 线 性 流 示 意 图 图 4 双 线 性 流 示 意 图 图 5

20、三 线 性 流 示 意 图 图 6 椭 圆 流 示 意 图 1E-3 1E-2 1E-1 1E+0 1E+1 1E+2 1E+3 1E+4 1E+5 1E-6 1E-4 1E-2 1E+0 1E+2 1E+4 1E+6 1E+8 tD PD,dPD/Ln(tD) 双 、 三 线 性 流 垂 直 裂 缝 井 无 量 纲 压 力 及 压 力 导 数 对 比 双 线 性 流 动 压 力 与 压 力 导 数 CFD=10.0 =0.02 三 线 性 流 动 压 力 与 压 力 导 数 Cinco_Ley模 型 压 力 与 压 力 导 数 1E-2 1E-1 1E+0 1E+1 1E+2 1E-5 1E

21、-4 1E-3 1E-2 1E-1 1E+0 1E+1 1E+2 1E+3 1E+4 1E+5 tD PD,dPD/Ln(tD) 均 质 油 藏 中 垂 直 裂 缝 井 椭 圆 渗 流 无 量 纲 压 力 及 压 力 导 数 FCD =0.1 =1.0 =10.0 =100.0 =300.0 =500.0 1E-3 1E-2 1E-1 1E+0 1E+1 1E+2 1E-7 1E-5 1E-3 1E-1 1E+1 1E+3 1E+5 1E+7 tD PD,dPD/Ln(tD) FCD =0.1 =1.0 =10.0 =100.0 =300.0 =500.0 双 孔 油 藏 中 垂 直 裂 缝

22、井 椭 圆 渗 流 无 量 纲 压 力 及 压 力 导 数 =0.0001 =0.01 1E-2 1E-1 1E+0 1E+1 1E-5 1E-3 1E-1 1E+1 1E+3 1E+5 tD PD,dPD/Ln(tD) 双 孔 油 藏 有 限 导 流 垂 直 裂 缝 井 井 筒 储 存 影 响 无 量 纲 压 力 及 压 力 导 数 CDf=0.001 =0.01 =0.1 =1.0 =10 =0.01 =0.01 S=1.0 CFD =20 拟 稳 态 流 的 几 何 形 状 系 数 Xe/Xf CA xe/xf CA 1 2 3 4 5 0.78 1.6620 1.9607 2.0296

23、 2.0348 6 7 8 9 10 2.0760 2.1665 2.2984 2.4636 2.6541 无 限 大 油 藏 有 限 导 流 垂 直 裂 缝 压 力 以 及 压 力 导 数 1E-2 1E-1 1E+0 1E+1 1E+2 1E-4 1E-3 1E-2 1E-1 1E+0 1E+1 1E+2 1E+3 1E+4 tD PD， dPD/dln(tD) CFD =0.1 =0.2 =0.5 =1.0 =2.0 =10. =50. =100 =300 =500 无 限 导 流 裂 缝 有 限 导 流 垂 直 裂 缝 井 压 力 变 化 段 理 论 划 分 图 1E-6 1E-4 1

24、E-2 1E+0 1E+2 1E-12 1E-10 1E-8 1E-6 1E-4 1E-2 1E+0 1E+2 1E+4t D PD、 dPD/dlntD FCD=500 RED=20 气 井 试 井 分 析 方 法 气 藏 工 程 基 础 对 比 状 态 原 理 气 体 ： 具 有 低 密 度 、 低 粘 度 的 均 质 流 体 ， 没 有 明 确 的 体 积 ， 能 够膨 胀 ， 直 至 完 全 充 满 它 所 占 据 的 容 器 ； 理 想 气 体 状 态 方 程 气 体 混 合 物 的 分 子 量 、 摩 尔 数 、 摩 尔 分 数 、 相 对 密 度 、 压 缩 因 子 、真 实 气

25、 体 状 态 方 程 Van de Waals (1873)对 比 状 态 原 理 当 压 力 趋 于 零 时 ， 所 有 的 气 体 都 是 理 想 气 体 较 高 压 力 下 气 体 将 偏 离 理 想 气 体 行 为 真 实 气 体 压 缩 因 子 修 正 单 组 分 气 体 有 明 确 的 临 界 状 态 P c和 Tc， 当 单 组 分 气 体 与 它 们 的 临 界 点具 有 相 同 的 相 对 接 近 程 度 时 ， 它 们 的 性 质 是 类 似 的 ， 即 具 有 近 似 相同 的 压 缩 因 子 定 义 对 比 温 度 ， 对 比 压 力 如 甲 、 乙 、 丙 烷 ， 在

26、 Pr=2.0、 Tr=1.6时 ， Z分 别 为 0.88、 0.882、 0.886 crcr PPPTTT Key(1936)混 合 规 则 拟 临 界 状 态 C 气 体 混 合 物 没 有 有 明 确 的 临 界 状 态 ， 定 义 拟 临 界 温 度 和 拟 临 界 压 力 ： C C 定 义 拟 对 比 温 度 和 拟 对 比 压 力 C C C C Key理 想 混 合 规 则 的 实 质 和 超 临 界 C Key混 合 规 则 是 “ 理 想 平 均 规 则 ” ， 与 状 态 方 程 的 相 包 络 线 有 偏 差 C Li(1971)混 合 规 则 计 算 真 实 临

27、界 温 度 C Kreglewski & Kay(1969)关 系 式 计 算 真 实 临 界 压 力 工 程 应 用 C 气 藏 物 质 平 衡 计 算 、 气 井 试 井 分 析 、 气 藏 数 值 模 拟 pcprpcpr PPPTTT i cipci cipc TyTPyP 气 藏 工 程 基 础 Key混 合 规 则 天 然 气 特 性 及 其 对 开 发 的 影 响有 效 储 层 物 性 下 限 低 (0.01md)粘 度 小 ， 渗 流 能 力 强 可 以 从 高 渗 区 采 低 渗 区 的 气 (稀 井 高 产 )衰 竭 式 开 发 ， 采 收 率 高压 缩 比 大 ， 弹 性

28、 产 率 高 储 运 不 便 (靠 长 输 管 道 )气 层 易 受 污 染 （ 液 相 存 在 ， 气 相 渗 透大 幅 降 低 ）与 储 层 岩 石 亲 和 力 弱 易 遭 水 淹 （ 严 重 影 响 气 藏 采 收 率 ）天 然 气 的 特 性 对 开 发 的 影 响 气 井 试 井 分 析 方 法 的 新 进 展 概 述 试 井 技 术 在 气 层 气 井 和 气 藏 评 价 中 发挥 着 不 可 或 缺 的 作 用 气 井 试 井 分 析 方 法 的 新 进 展 现 场 应 用 实 例 气 井 试 井 工 作 展 望 气 井 试 井 研 究贯 穿 于 气 田 勘 探 开 发 全 过

29、程 勘 探 井 的 试 井 评 价 气 田 开 发 准 备 阶 段 的 试 井 评 价 产 能 试 井 、 压 力 恢 复 试 井 、 干 扰 试 井 、 动 储量 评 估 试 井 气 田 开 发 中 后 期 的 动 态 分 析 试 井 针 对 特 殊 问 题 的 试 井 气 井 试 井 是 涉 及 面 广 泛 的 系 统 工 程 针 对 气 藏 和 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 0.02 FS, 分 辨 率 0.00007MPa, 在 井 下 高温 高 压 条 件 下 连 续 记 录 、 存

30、 储 数 十 万 个 压 力 数 据 点 测 试 过 程 中 要 求 产 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 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 软 件 结 合 地 质 、 物 探 、 测 井 及 工 艺 措 施 的 资 料 综 合 分 析 气 井 试 井 包 含 的 项 目 关 于 气 井 用 DST方 法 确 认 气 层 的 存 在 ， 初 测 气 产 量 产 能 试 井 求 无

31、 阻 流 量 用 压 力 恢 复 曲 线 计 算 气 层 渗 透 率 用 压 力 恢 复 曲 线 评 定 完 井 措 施 的 效 果 气 井 试 井 包 含 的 项 目 关 于 气 田 不 稳 定 试 井 法 了 解 地 层 边 界 及 区 块 大 小 压 降 曲 线 拟 稳 定 段 核 实 封 闭 区 块 动 储 量 用 压 力 恢 复 曲 线 研 究 储 层 双 重 结 构 及 对 天 然 气 开 发 的 影 响 干 扰 及 脉 冲 试 井 了 解 地 层 连 通 性 及 裂 缝 发 育 情 况 了 解 气 层 边 底 水 方 面 的 信 息 垂 向 干 扰 试 井 了 解 层 间 连 通

32、 信 息 压 力 压 力 导 数均 质 地 层 不 稳 定 试 井 分 析 图 版 双 重 介 质 地 层 不 稳 定 试 井 分 析 图 版压 力 导 数压 力 导 数 特 征 线 地 质 及 流 动 特 征 水 平 直 线 均 质 地 层 径 向 流 （ 均 质 砂 岩 地 层 ， 均 匀 的 裂 缝 性 地 层 ）晚 期 导 数 斜 率 为 1的 直 线 （ 压 降 曲 线 ） 封 闭 边 界 （ 定 容 地 层 ）晚 期 导 数 曲 线 快 速 下 降 （ 压 力 恢 复 曲 线 ） 封 闭 边 界 （ 定 容 地 层 ）1/2斜 率 直 线 导 流 能 力 很 强 的 压 裂 裂 缝

33、 （ 线 性 流 ） 单 方 向 发 育 的 裂 缝 系 统1/4斜 率 直 线 有 限 导 流 压 裂 裂 缝 （ 双 线 性 流 ）导 数 上 翘 后 趋 向 于 变 平 外 围 地 层 变 差 存 在 不 渗 透 边 界导 数 下 倾 后 趋 向 于 变 平 外 围 地 层 变 好 地 层 部 分 射 开导 数 后 期 下 倾 定 压 的 外 边 界 （ 油 层 有 活 跃 的 边 底 水 ） 导 数 出 现 下 凹 的 谷 值 双 重 介 质 地 层 或 双 渗 地 层 的 过 渡 流 典 型 的 导 数 特 征 线 与 地 层 特 征 对 应 关 系 0.01 0.1 1 10 10

34、0 1.E+01 1.E+02 1.E+03 1.E+04 1.E+05 1.E+06 1.E+07 1.E+08 时 间 压 力 及 导 数 均 质 复 合 地 层 模 图 式 续 流 段 内 区 径向 流 段 过 渡 段 外 区 径向 流 段 外 区 变 好外 区 变 差 双 重 介 质 地 层 气 井 试 井 模 式 图 0.1 1 10 100 1.E+01 1.E+02 1.E+03 1.E+04 1.E+05 1.E+06 1.E+07 1.E+08 1.E+09 时 间 压 力 裂 缝 径 向 流 过 渡 流 总 系 统径 向 流B 垂 直 压 裂 裂 缝 气 井 试 井 模 式

35、 图 0.01 0.1 1 10 1.E+01 1.E+02 1.E+03 1.E+04 1.E+05 1.E+06 1.E+07 时 间 压 力 续 流 段 线 性 流 段 拟 径 向 流 段0.301 斜 率 水 平 直 线 0.01 0.1 1 10 100 1.E+01 1.E+02 1.E+03 1.E+04 1.E+05 1.E+06 1.E+07 时 间 压 力 封 闭 定 容 均 质 地 层 气 井 试 井 模 式 图续 流 段 径 向 流 段 压 降 曲 线 导数 斜 率 为 1边 界 反 映 段水 平 直 线 压 力 恢 复导 数 下 倾 台 南 5井 压 力 恢 复 曲

36、线 图 典 型 的 大 面 积 分 布的 均 质 砂 岩 地 层 续 流 段 径 向 流 段 焦 点 问 题 压 力 资 料 的 各 种 异 常 现 象 如 何 解 释 井 的 真 正 无 阻 流 量 到 底 是 多 少 裂 缝 所 起 的 作 用 及 有 效 的 地 层 渗 透 率 值 真 表 皮 系 数 值 及 进 一 步 措 施 改 造 的 必 要 性 井 附 近 的 小 断 层 对 气 井 生 产 有 无 影 响 产 出 一 千 万 方 天 然 气 后 地 层 压 力 下 降 了 多 少 从 压 降 曲 线 能 否 认 为 地 层 是 定 容 区 块 气 井 试 井 工 作 展 望 我

37、 国 的 气 井 试 井 技 术 与 国 际 先 进 水 平 是 接 轨 的 各 石 油 研 究 院 所 和 高 等 院 校 ， 有 一 批 具 有 一 定 造 诣 的 专 业 研 究 人 员 ， 取 得 了 数 量 可 观 的 成 果 各 大 重 点 气 田 ， 在 应 用 试 井 方 法 研 究 气 田 方 面 ， 卓 有 成 效 试 井 工 作 应 着 重 在 早 期 资 料 研 究 ， 重 点 在 勘 探 阶 段 和 开 发 准 备 阶 段 试 井 工 作 开 展 不 平 衡 ， 有 的 地 方 ， 有 的 时 候 ， 对 现 场 测 试 及 综 合 研 究 还 不 够 重 视 气 井

38、 试 井 今 后 工 作 的 重 点 是 ： 搞 好 试 井 设 计 ， 录 取 好 重 点 地 区 重 点 井 的 压 力 资 料 ， 结 合 地 质 、 工 艺 资 料 进 行 综 合 研 究 ， 用 于 气 田 开 发 注 水 井 试 井 分 析 方 法 前 言nnn nn 二 次 （ 注 水 ） 采 油 特 点 水 驱 油 机 理 的 两 种 观 点地 层 中 原 来 饱 和 原 油 （ 孔 隙 空 间 中 含 油 和 束 缚 水 ） ， 水 驱油 时 ， 油 水 接 触 面 始 终 垂 直 于 流 线 ， 并 且 均 匀 向 前 推 进 ，水 到 之 处 将 孔 隙 中 可 流 动

39、原 油 全 部 驱 走 。 由 此 ， 单 向 渗 流时 油 水 接 触 面 将 与 排 液 道 垂 直 ， 而 径 向 渗 流 时 油 水 接 触 面将 是 与 水 井 同 心 的 圆 面 ， 水 驱 油 过 程 中 地 层 存 在 两 个 区 域： 近 水 井 地 带 纯 水 区 ， 近 油 井 地 带 的 纯 油 区 水 驱 油 时 ， 由 于 油 水 粘 度 差 的 影 响 、 毛 管 力 的 作 用以 及 岩 层 微 观 不 均 匀 影 响 ， 使 得 水 渗 入 油 区 后 出 现一 个 油 水 两 相 交 织 流 动 的 两 相 区 油 水 过 度 带 ，这 样 ， 水 驱 油

40、过 程 中 地 层 将 可 能 存 在 三 个 区 域 ： 近水 井 地 带 纯 水 区 ， 油 水 过 渡 带 ， 近 油 井 地 带 的 纯 油区 。 注 水 井 测 试 目 的 和 意 义在 油 田 开 发 过 程 中 ， 动 态 测 试 是 了 解 油 气 层 物 性 和 油 气井 生 产 状 况 的 主 要 手 段 之 一 。 一 口 井 的 注 入 能 力 低 ， 它是 由 于 井 附 近 地 层 的 堵 塞 引 起 的 ？ 还 是 由 于 渗 透 率 低 引起 的 ？ 还 是 驱 动 力 小 或 是 地 层 传 导 性 差 ？ 动 态 测 试 能 够甄 别 其 原 因 ， 为 以

41、 后 采 用 经 济 而 有 效 增 产 措 施 提 供 一 个可 靠 依 据 。 动 态 测 试 过 程 是 改 变 测 试 井 的 流 量 ， 并 测 量由 此 而 引 起 的 井 底 压 力 变 化 。 高 含 水 期 注 水 井 动 态 测 试 分 析 问 题 高 含 水 期 注 水 井 测 试 资 料 特 征 分 析 注 水 井 测 压 资 料 分 析 实 例 北 1-3-27（ 1996） 早 期 段 线 性流 ， 中 期 径 向 流 不 明 显 ， 晚 期段 受 临 井 影 响 上 翘 高 155斜 513（ 1996） 早 期开 口 ， 中 期 线 性 流 高 151斜 43（

42、 1997） 早期 开 口 ， 中 期 径 向 流， 有 复 合 油 藏 特 征 南 1-1水 032（ 1996）早 期 开 口 ， 中 期 线 性流 ， 晚 期 下 掉 南 1-1水 026（ 1996） 早期 封 口 ， 中 期 线 性 流 ，有 部 分 射 开 特 征 南 1-1水 026（ 1996） 早 期封 口 ， 中 期 线 性 流 ， 导 数计 算 方 法 不 好 同 井 多 次 测 试 压 力 导 数 对 比 大 庆 一 厂 高 153-51水 井 三 次 试 井 对 比 大 庆 一 厂 高 151- 43水 井 三 次 试 井 对 比 大 庆 一 厂 高 149-45水

43、井 试 井 结 果 PIR影 响 边 界 性 质 油 藏 井 间 示 踪 剂 动 态 分 析 方 法 对 于 认 清 油 藏 非 均 质 性 的 分 布， 注 水 开 发 以 及 三 次 采 油 的 设 计 和 实 施 ， 具 有 重 要 的 意 义 。 在 注 入 流 体 的 过 程 中 ， 高 渗 透 条 带 将 进 入 大 量 的 注 入 流 体 ，过 早 在 生 产 井 的 突 破 将 导 致 生 产 井 井 底 流 压 增 高 ， 使 得 注 入流 体 很 难 进 入 低 渗 透 层 段 ， 甚 至 可 能 导 致 能 量 自 耗 ， 这 种 注入 流 体 不 成 比 例 的 分 布

44、 ， 减 少 了 注 入 流 体 的 体 积 波 及 系 数 ，使 开 发 效 果 变 差 ， 因 此 对 于 注 水 开 发 以 及 三 次 采 油 来 讲 ， 对油 藏 中 高 渗 透 层 段 和 大 孔 道 的 探 测 ， 有 助 于 改 善 注 入 方 案 的效 率 ， 达 到 最 终 提 高 采 收 率 的 目 的 。 在 油 藏 工 程 中 动 态 分 析 中 ， 追 踪 流 体 运 移 的 手 段 是 直 接 决 定油 藏 非 均 质 性 的 一 个 重 要 的 工 具 。 放 射 性 和 化 学 示 踪 剂 提 供了 获 得 此 信 息 的 能 力 。 井 间 示 踪 剂 是

45、把 放 射 性 示 踪 剂 注 入 到注 入 井 内 ， 随 后 在 周 围 生 产 井 中 监 测 取 样 ， 确 定 示 踪 剂 的 产出 情 况 。 一 般 可 以 解 决 以 下 问 题 ： 1、 评 价 油 藏 非 均 质 性 ， 包 括 井 间 连 通 性 、 平 面 以 及 纵 向 非 均 质 性 、 方 向渗 透 率 以 及 大 孔 道 等 。 2、 确 定 指 标 ： 井 网 的 体 积 波 及 系 数 ， 水 淹 层 的 厚 度 以 及 渗 透 率 的 大 小 、平 均 孔 道 半 径 、 流 体 饱 和 度 、 井 网 注 采 指 标 和 油 藏 岩 石 的 润 湿 性

46、。 3、 核 实 断 层 以 及 封 闭 性 。 4、 根 据 相 临 层 系 井 的 示 踪 剂 产 出 情 况 ， 判 断 射 孔 和 层 系 间 隔 性 质 ， 为 层系 细 分 调 整 提 供 依 据 。 5、 分 析 开 发 调 整 措 施 的 有 效 程 度 。 井 间 示 踪 技 术 就 是 在 注 水 井 中 注 入 能 够 与 已 注 入 流 体 相 溶 的 示 踪 剂 ， 以追 踪 已 注 入 流 体 ， 从 而 标 记 注 入 流 体 的 运 动 轨 迹 ， 然 后 再 用 同 样 的 流 体驱 赶 示 踪 剂 段 塞 ， 在 对 应 生 产 井 中 检 测 示 踪 剂

47、的 开 采 动 态 ， 这 种 跟 踪 流体 在 油 层 中 流 动 状 况 的 方 法 就 是 井 间 示 踪 方 法 。 它 是 直 接 测 定 油 层 特 性的 方 法 ， 通 过 生 产 井 检 测 到 的 示 踪 剂 浓 度 突 破 曲 线 ， 反 应 出 有 关 油 层 特性 的 信 息 ， 观 察 示 踪 剂 在 采 油 井 中 开 采 动 态 ， 如 示 踪 剂 在 生 产 井 中 突 破时 间 、 峰 值 的 大 小 及 个 数 、 相 应 注 入 流 体 总 量 等 参 数 ， 可 进 一 步 研 究 和认 识 注 入 流 体 的 运 动 规 律 和 油 藏 非 均 质 特

48、 征 。 油 田 进 入 中 、 后 期 开 发 ， 随 着 注 水 时 间 的 增 加 ， 储 层 被 注 入水 不 断 浸 泡 、 冲 刷 与 洗 涤 ， 使 得 孔 隙 喉 道 不 断 增 大 ， 形 成 大孔 道 。 为 了 识 别 目 前 油 藏 中 高 渗 层 及 大 孔 道 的 存 在 状 况 ， 为增 产 措 施 提 供 可 靠 依 据 ， 可 以 利 用 井 间 示 踪 剂 识 别 大 孔 道 技术 研 究 。 在 老 区 油 田 调 剖 、 堵 水 、 整 体 综 合 治 理 、 调 驱 过 程 中 ， 该 技术 为 调 堵 、 调 驱 工 程 方 案 的 编 制 及 效

49、果 评 价 提 供 了 依 据 ， 发挥 了 重 要 作 用 。 下 表 为 濮 城 油 田 不 同 层 系 典 型 井 组 对 应 油 井监 测 情 况 。 层 系 井 例 对 应 油 井 大 孔 道 厚 度 （ m） 平 均 渗 透 率 (10-3 m2) 孔 喉 半 径 （ m） 解 释 结 果 P1-154 P70 0.043 647.8 4.88 高 渗 层 P1-108 P1-326 0.036 468.3 3.95 高 渗 层 沙 一 上 、 中 X1-10 1-312 0.059 489.5 4.04 高 渗 层 P3-194 0.0166 20717.84 28.79 大 孔

50、 道 P2-466 0.0249 6386.54 15.98 大 孔 道 P3-335 P2-100 0.0028 16585.84 25.76 大 孔 道 P2-464 0.0022 31561.16 35.53 大 孔 道 P51-48 0.0198 10204.23 20.20 大 孔 道 P2-451 P2-456 0.0871 11124.7 21.09 大 孔 道 P2-427 0.0086 58051.63 48.19 大 孔 道 P3-39 0.0101 22574.63 30.05 大 孔 道 P51-100 P2-439 0.0075 60515.65 49.20 大 孔

51、道 P3-36 0.0129 27921.21 33.42 大 孔 道 P2-223 0.1318 19312.67 29.38 大 孔 道 沙 二 上 2+3 P2-88 P3-185 0.0490 10282.49 20.28 大 孔 道 单 井 示 踪 剂 法 测 试 剩 余 油 饱 和 度 是 应 用 色 谱 原 理 ， 把 油 层作 为 一 个 色 谱 柱 子 ， 油 层 中 固 定 的 油 作 为 固 定 相 ， 油 层 中流 动 的 水 作 为 流 动 相 ， 当 把 低 分 子 的 酯 作 为 第 一 示 踪 剂 注进 油 层 后 ， 遇 水 发 生 水 解 ， 生 成 一 种

52、 醇 作 为 第 二 示 踪 剂 ，其 反 应 式 为 ： R C OR H2O R OH ROH O O 井 间 示 踪 剂 测 试 剩 余 油 饱 和 度 的 原 理 是 在 监 测 井 组 的 中 心 注 入 井 中 ， 同时 投 加 一 种 分 配 型 示 踪 剂 和 一 种 非 分 配 型 示 踪 剂 ， 由 于 分 配 型 示 踪 剂 具有 部 分 地 、 暂 时 被 原 油 吸 附 和 交 换 的 特 性 ， 所 以 两 种 示 踪 剂 在 地 下 自 注水 井 向 采 油 井 运 移 过 程 中 ， 就 会 出 现 差 速 迁 移 现 象 ， 于 是 在 生 产 井 中 ，可

53、得 到 两 条 示 踪 剂 产 出 曲 线 ， 且 分 配 型 示 踪 剂 滞 后 于 非 分 配 型 示 踪 剂 的采 出 。 这 种 滞 后 现 象 受 地 下 剩 余 油 的 影 响 ， 剩 余 油 越 多 ， 滞 后 程 度 越 严重 。 因 此 ， 通 过 比 较 分 配 型 示 踪 剂 和 非 分 配 型 示 踪 剂 到 达 时 间 、 峰 值 时间 和 平 均 生 产 时 间 ， 就 可 计 算 出 注 采 井 间 平 均 剩 余 油 饱 和 度 。 探 测 深 度 优 点 缺 点 取 心 常 规 10 英 寸 （ 25 厘 米 ） 广 泛 适 用 难 以 得 到 原 状 ROS

54、 压 力 10 英 寸 （ 25 厘 米 ） 精 度 极 高 需 要 钻 新 井 ， 岩 心 收 获 率 低 到 中 等 海 棉 10 英 寸 （ 25 厘 米 ） 精 度 极 高 ， 费 用 不 太 高 中 等 一 极 高 精 度 测 量 的 储 层 体 很 难 得 到 含 气 饱 和 度 单 井 示 踪 剂 测 试 25-40 英 尺 （ 7.5-12米 ） 积 大 ， 可 以 控 制 测 量 体 积 为 了 得 到 高 质 量 的 解 释 结 果 ， 需 要 应用 程 序 。 要 求 较 均 匀 的 地 层 。 只 给 出平 均 ROS 值 测 井 、 电 阻 率 常 规 2-50 英

55、尺 （ 0.6-15 米 ） 广 泛 适 用 ， 探 测 半 径 大 精 度 低 测 -注 -测 （ LIL） 2-50 英 尺 （ 0.6-15 米 ） 精 度 极 高 - NML 常 规 2 英 尺 （ 0.6 米 ） - 只 用 于 重 油 层 注 入 测 井 介 电 常 数 2 英 尺 （ 0.6 米 ） 直 接 测 量 ROS - 常 规 1-2 英 尺 （ 0.3-0.6 米 ） 能 在 各 种 地 层 矿 化 度 下 测 井 精 度 低 EPT 常 规 2 英 寸 （ 5 厘 米 ） 能 在 各 种 地 层 矿 化 度 下 测 井 ，垂 直 分 辨 率 高 探 测 深 度 浅 P

56、NC 常 规 7-24 英 寸 （ 17.5-60厘 米 ） - 精 度 低 LIL， 水 7-24 英 寸 （ 17. 5-60厘 米 ） 精 度 极 高 - LIL， 化 学 剂 7-24 英 寸 （ 17.5-60米 ） 不 需 孔 隙 度 数 据 需 要 三 次 注 入 LIL， 氯 化 油 7-24 英 寸 （ 17.5-60米 ） 能 够 测 量 可 动 油 饱 和 度 需 要 四 次 注 入 C/O 常 规 9 英 寸 （ 23 厘 米 ） 能 在 各 种 地 层 矿 化 度 下 测 井 精 度 可 疑 ， 性 能 稳 定 LIL， 水 9 英 寸 （ 23 厘 米 ） 能 在

57、各 种 地 层 矿 化 度 下 测 井 ， 精度 极 高 - LIL， 化 学 剂 9 英 寸 （ 23 厘 米 ） 能 在 各 种 地 层 矿 化 度 下 测 井 ，不 需 要 孔 隙 度 数 据 - 伽 马 射 线 测 井LIL， 水 /化 学 剂 2-4 英 寸 （ 5-10 厘 米 ） 高 垂 直 分 辨 率 ， 广 泛 适 用 精 度 可 疑 ， 在 第 二 次 测 井 前 很 难 消 除井 中 的 放 射 性 重 力 （ 常 规 和 LIL） 50 英 尺 （ 15 米 ） 不 受 各 种 井 眼 条 件 的 影 响 ， 测 量体 积 大 垂 直 分 辨 率 低 ， 注 入 /生

58、产 时 间 长 试 井 方 法 有 效 渗透 率 井 的 泄 油 面 积 - 精 度 低 井 间 ROS 电 阻 率 井 间 距 离 井 间 ROS 需 要 现 场 试 验 和 改 进 井 间 示 踪 剂 井 间 距 离 井 间 ROS 测 量 时 间 长 油 驱 替 井 间 距 离 井 间 ROS 测 量 时 间 长 总 压 缩 系 数 井 间 距 离 - 精 度 低 水 油 比 井 的 泄 油 面 积 计 算 简 单 精 度 低 物 质 平 衡 整 个 储 层 计 算 简 单 需 要 准 确 的 储 层 /生 产 数 据 精 度 低 生 产 模 拟 整 个 储 层 提 供 区 域 的 RO

59、S 精 度 低 当 一 个 示 踪 剂 段 塞 被 注 入 油 藏 ， 随 后 通 过 同 样 浓 度的 驱 替 液 将 其 向 生 产 井 推 进 ， 生 产 井 中 的 示 踪 剂 浓度 的 连 续 测 量 就 组 成 了 一 条 示 踪 剂 突 破 曲 线 。 可 以从 数 学 上 确 定 这 些 示 踪 剂 突 破 曲 线 的 一 种 方 法 和 方程 ， 这 是 一 种 通 用 方 法 。 也 可 以 推 广 到 任 何 井 或 任意 流 动 几 何 形 状 。 在 多 层 油 藏 系 统 中 ， 完 整 的 示 踪 剂 产 出 曲 线 是 各 层 相应 的 综 合 反 映 。 单

60、层 相 应 可 以 用 前 面 讨 论 的 分 析 方 法准 确 预 测 ， 但 示 踪 剂 到 达 生 产 井 的 时 间 和 来 自 各 层 的示 踪 剂 对 浓 度 的 影 响 是 孔 隙 度 、 渗 透 率 和 层 厚 度 的 函数 。 下 图 是 来 自 两 层 的 示 踪 剂 产 出 曲 线 ， 将 多 层 系 统的 实 际 示 踪 剂 开 采 曲 线 分 解 成 单 层 响 应 可 以 得 到 单 层参 数 。 示 踪 剂 质 量 浓 度 注 入 体 积示 踪 剂 质 量 浓 度 注 入 体 积1 231， 2-两 个 单 层 的 浓 度 曲 线 ； 3-多 层 浓 度 曲 线

61、随 着 石 油 勘 探 开 发 的 深 入 ， 我 国 大 部 分 油 田 都 已 进 入 到 注 水 开 发 阶 段 ， 对 于 注 水开 发 的 油 田 ， 特 别 是 开 发 非 均 质 多 油 层 的 油 田 ， 渗 透 率 在 纵 向 上 的 分 布 是 不 均 匀的 ， 这 就 造 成 注 水 井 的 注 水 剖 面 和 生 产 井 的 产 液 剖 面 的 前 缘 是 不 均 匀 的 。 随 着 开发 的 进 行 ， 层 间 矛 盾 越 来 越 突 出 ， 势 必 造 成 单 层 突 进 ， 综 合 含 水 上 升 ， 产 油 量 下降 。 要 保 持 油 田 的 高 产 和 稳

62、产 ， 控 制 综 合 含 水 的 上 升 ， 其 主 要 手 段 是 在 非 均 质 的条 件 下 ， 对 高 含 水 层 进 行 调 剖 堵 水 ， 对 低 含 水 层 进 行 压 裂 、 酸 化 或 射 孔 等 。 这 就需 要 我 们 要 了 解 油 层 的 动 用 情 况 以 及 油 水 分 布 状 况 ， 弄 清 高 含 水 层 和 低 产 液 层 及未 动 用 层 所 在 的 确 切 部 位 ， 使 各 种 作 业 做 到 有 的 放 矢 ， 为 此 ， 进 行 注 水 剖 面 和 产液 剖 面 的 测 定 很 有 必 要 。 但 是 ， 由 于 对 油 层 的 强 注 强 采

63、， 长 期 受 注 入 水 的 “ 冲 刷” 和 “ 淘 洗 ” ， 油 层 物 性 发 生 了 较 大 变 化 ， 油 气 水 的 分 布 更 加 复 杂 ， 仅 靠 开 发 初期 的 地 质 等 静 态 资 料 的 分 析 是 无 法 判 断 开 发 后 期 油 田 的 注 水 剖 面 和 产 液 剖 面 形 状 的 ， 必 须 进 行 生 产 动 态 测 井 。 生 产 测 井 是 指 油 田 在 开 发 过 程 中 的 测 井 项 目 和 油 井 工 程 测 井的 总 和 ， 主 要 包 括 注 入 剖 面 测 井 方 法 ， 产 液 剖 面 测 井 方 法 ，工 程 测 井 以 及

64、地 面 重 复 仪 器 测 试 等 。 注 水 剖 面 和 产 液 剖 面 测 井 是 生 产 动 态 测 井 的 重 要 部 分 。 利 用生 产 动 态 测 井 所 提 供 的 注 水 剖 面 和 产 液 剖 面 等 资 料 能 为 确 定油 层 渗 透 率 在 纵 向 上 的 分 布 特 征 ， 制 定 切 实 可 行 的 综 合 调 整措 施 ， 确 定 油 田 开 发 部 署 以 及 制 定 二 次 、 三 次 采 油 方 案 和 配产 、 配 注 方 案 等 提 供 重 要 依 据 。 确 定 注 水 剖 面 的 测 井 方 法 较 多 ， 常 见 的 有 井 下 流 量计 法 、

65、 放 射 性 同 位 素 载 体 法 、 示 踪 剂 损 失 法 、 井 温法 等 ， 下 面 分 别 介 绍 他 们 的 测 井 原 理 。 井 下 流 量 计 分 涡 轮 流 量 计 和 示 踪 流 量 计 两 种 ， 涡 轮流 量 计 可 用 于 注 水 井 ， 也 可 用 于 生 产 井 ， 包 括 两 相流 和 三 相 流 ， 这 里 ， 只 讨 论 注 水 井 的 情 况 。 流 量 法是 通 过 测 量 流 体 的 流 速 来 测 得 流 量 ， 从 而 确 定 注 水井 的 注 入 剖 面 。 涡 轮 流 量 计 的 主 要 元 件 是 涡 轮 ， 涡 轮 轴 上 固 定 一

66、个 永 久 磁 铁， 其 两 边 为 感 应 线 圈 。 测 井 时 ， 仪 器 居 于 井 筒 中 ， 可 以 进 行点 测 ， 也 可 以 在 移 动 中 测 量 ， 点 测 适 合 于 低 流 量 的 井 ， 一 般采 用 集 流 式 涡 轮 流 量 计 ， 连 续 测 量 使 用 于 高 流 量 或 中 等 流 量的 井 ， 测 量 的 是 井 筒 的 中 心 速 度 。 井 中 的 流 动 速 度 推 动 涡 轮转 动 ， 永 久 磁 铁 随 之 转 动 ， 感 应 线 圈 切 割 磁 力 线 而 产 生 了 一组 类 似 于 正 弦 信 号 的 电 脉 冲 信 号 。 这 些 信 号 通 过 电 缆 传 送 到地 面 ， 由 地 面 仪 器 接 收 并 被 转 换 为 涡 轮 每 秒 钟 转 速 （ RPS）。 RPS大 小 与 流 体 流 速 有 关 。 它 们 之 间 的 关 系 称 之 为 流 动 响应 曲 线 ， 示 踪 流 量 计 也 称 为 示 踪 段 塞 速 度 法 ， 用 于 测 量 生 产 井 和 注 入 井 的 流 体 速度 ， 适 用 于 流 量 低