现代试井分析技术.ppt

现代试井分析技术,西安石油大学,1、试井基本概念试井是一种通过获得有代表性储层流体样品、测试同期产量及相应的井底压力资料来进行储层评价的技术。试井包括试井测试和试井解释两部分。试井测试，测试内容包括流量、压力、温度和取样等等。试井解释：通过对井的测试信息的研究，确定反映测试井和储层特性的各种物理参数。,一、试井在油气勘探开发中的地位和作用,2、试井是唯一的矿场流动评价技术 油气勘探开发的是流体矿藏，流动测试将更能反映油气藏的产能。试井就是以渗流力学理论为基础，通过对井的测试信息的研究，确定反映测试井和储层特性的各种物理参数。渗流力学理论的发展：室内实验 矿场试验-试井,3、试井服务的范围跨越了油气田勘探和开发的全过程。油田开发的寿命周期：勘探=发现=描述=开发=一次采油=二次采油=三次采油=废弃,如何找油,寻找盆地 生油凹陷（油源）油气聚集区 圈闭 打探井 油气田 油气藏,从总体来说，石油地质学家找油的顺序大致是：,目标砂体与烃源岩叠合图,储层预测与烃类检测,圈闭条件,油源条件,成藏模式,井位部署,勘探开发 关键要素,油藏勘探发现与开发,4、试井是油气勘探开发的一项关键技术,（1）油气勘探开发的一项关键技术：石油地质综合研究技术（盆地、区带、圈闭等评价）油藏探测与监测技术（试井、地震、测井、录井）地质建模与储层描述技术 油藏数值模拟技术 生产动态分析技术（油藏工程）提高原油采收率技术（包括各种增产措施）人工智能与计算机网络技术,勘探技术,地质法,物探方法,地球化学方法,钻探法,随钻地震,录井,测井,生产动态分析,试井,开发技术,试井,生产测井,井间监测技术,生产动态分析,示踪剂测试,电位法井间监测,井间地震勘探,水驱前缘测试,微地震监测技术,（2）不稳定流动储层地质基础,在均质圆形储层中有一口井关井，在生产前整个储层中压力处处相等，且等于原始压力。如果油井保持恒定产量q生产，那么会在井底产生压力干扰。井底压力pwf会随油井不断生产而同时降低，则压力干扰或传播速度主要由以下因素确定：（1）渗透率；（2）孔隙度；（3）流体粘度；（4）岩石和流体的压缩性。,地质模型所能包括的储层基本特性概括如下：,（）储层岩石的骨架性质，如岩石的压缩性、孔隙度、渗透率、孔隙大小分布及表面积等。（）储层中的流体特性，如流体质量、密度、压缩性、粘度及其组分等。（）流体与岩石的综合特性，如相渗透率、润湿性、毛细管压力特征和流体的饱和度分布等。（）储层的构造特性，如储层厚度、深度、范围大小（断层等）、倾斜度和孔隙裂缝的发育程度及其分布情况等。（）储层能量大小，如储层压力、温度和流体储藏量等。(6)沉积相特征。,（3）各种测试的探测距离,5、从油气藏勘探开发一体化的管理角度看试井的地位和作用,油气藏管理是油气田勘探开发管理的重要组成部分，油气藏管理的最突出特点是多学科协同的工作，它的主要任务就是在精细描述与认识油气藏的基础上，通过优化的工程设计与实施，达到经济高效地油气田勘探、开发与生产。,探测与认识,措施,（1）对象要素，（2）技术要素，（3）环境要素,油藏管理的基本要素：,油气田勘探开发管理面临的挑战：,近年来，世界油气资源面临着新发现逐年降低，油气田开发的难度越来越大：更小和更复杂的油气藏更加复杂的工艺技术答案的不唯一性不确定性越来越多的各种大数据体。勘探和开发决策是高投资、高风险。风险来自于地质、方案编制、采油生产以及经济环境各个方面。,油气藏经营管理的基本方法：多学科综合研究方法,首先建立本工区各种地质、地震、测井、生产测试和分析化验等资料一体化数据库，实现不同专业数据共享、成果共享。,数据一体化,模拟模型(黑油,凝析，组分,热采）,集成,油藏管理决策,生产数据,油藏管理过程,二、试井的测试技术的发展,1、试井的测试技术的发展,目前，标准试井方法由于存在一些多解性及不可靠性的风险，人们对它不是特别重视。尽管标准试井方法得到信息价值不可否认，但一些其它手段也是可行的，已开始受到人们欢迎。在测试手段上目前表现在：1、“绿色测试”（主要用于勘探试井），没有地面生产的测试，例如：注入测试、密闭测试等；2、新一代地层测试的应用（主要用于勘探试井），不仅测试压力和PVT，而且要测试每层的流量，西安石油大学正在研制的全储层地层测试器。3、井下永久压力实时监测（主要用于开发试井）可以提供非常宝贵的信息，其分析是基于高频率、短关井、低频率和生产递减等信息。4、在钻井过程中的测试（主要用于勘探试井）。以往人们把试井称为不稳定压力试井，由于一些情况下的模型诊断取决于流量，而不是压力，因此仅仅测试压力是不够的。目前，要进行更全面试井，应把试井发展成为一种“动态流动测试”技术。,2、井下永久压力实时监测发展概况,近几年，国外对长期实时油藏压力监测及其资料的处理解释和分析等方面的研究已成为一大热点：国际石油工程界的两个著名试井权威专家，美国斯坦福大学的Horner 3 教授和英国伦敦大学的Gringarten 4-5 教授领导的研究中心都已把永久式井下实时油藏监测技术作为了一个重要研究方向国外ExxonMobil8等大石油公司都已开始重视井下永久式实时油藏监测技术的应用,近10年左右ExxonMobil公司就在不同的生产区按装了大约300个永久式井下测试仪器。2004年3月美国石油技术杂志JPT发表特别文章8指出了永久式井下装置及其资料的解释和分析应用研究的重要性。2004年9月国际石油工程年会上，已把长期实时油藏压力监测技术作为最重要的内容。,3、试井分析软件技术的发展,英国EPS公司的Pansystem 法国KAPPA公司 Saphir 加拿大Fekete公司的FAST 美国SSI公司的Interpret/2美国斯伦贝谢公司的WELL-TEST2000,4、试井分析技术的近期发展,试井分析的5个研究热点和难点为：（1）一些复杂情况的试井分析方法的研究（2）井下永久压力实时监测与分析技术（3）考虑流量影响的试井与试井分析技术。要测试流量史的响应。（4）数值试井分析技术（5）试井的储层描述技术,（1）一些复杂情况的试井分析方法的研究,复杂结构井的试井分析问题，例如：水平井，斜井，多分支井，分层测试等；复杂地质情况的的试井分析问题，分形介质理论的应用，各种三次采油条件的试井分析问题早期试井分析变井储试井分析非达西流试井分析多井系统中的试井分析 段塞流试井分析多相流试井分析注水井分层试井资料的分析技术流量变化和生产时间影响资料的试井分析,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,（2）井下永久压力实时监测与分析技术,由于常规的测井和试井等油藏动态监测方法存在的局限性，井下实时油藏监测技术受到了国内外人士的关注。近几年在国外随着永久式井下压力计安装成功率以及获取资料可信度的提高，其安装应用范围进一步扩大，大有普遍推广使用之趋势。研制高精度的试井测试工具，如光传感器。国内已有单位开始研制先进的永久式井下压力计。永久式井下压力计主要用途：（1）可以替代生产测井完成油气藏监测任务，能够比常规试井方法提供更丰富的油气藏信息，消除常规监测结果的不确定性，提供及时可靠的信息；（2）永久式井下压力计能在事故或油气藏性质改变之前，提供足够的信息使我们发现问题，避免一些不必要的维修或施工。,（3）试井的储层描述技术,为了解决复杂地质情况下的试井分析问题：试井与地质结合试井与测井相结合试井与生产测井相结合试井与地震相结合试井与数值模拟相结合，解决复杂内外边界问题、多相流和多井试井分析问题。,三、试井资料的主要应用发展,归纳起来试井分析的主要用途有：1、描述油藏中的非均质性2、断层特性的试井评价3、流动单元的划分4、复杂非均质特性的数值试井评价5、判断井间连通性和注采平衡分析6、平均地层压力计算7、井底储层污染评价8、试井油藏描述技术9、探测测试井附近的油（气）层边界，估算测试井的控制储量、地层参数。,基质岩块(Km,m),裂缝系统(Kf,f),Kf Km，裂缝是主要的流动通道,m f，基岩是主要的储集空间,双孔油藏的概念及其物理模型,1、描述油藏中的非均质性,河道储层（全封闭）中的具有井筒储存的双孔隙不稳态（球状基岩）储层模型,纯井筒储存 裂缝径向流 过渡段 总系统径向流 储层线性流,图-1 地面露头表现的断层剖面（下图为断层连接处的渗透率）,2、断层特性的试井评价,图-2 一个常规小断层的典型结构,图-3 变形带的渗透率与孔隙度剖面,图-4 典型的断层响应,图-5 典型的泄漏响应,图-6 模型M1（低渗透断层）定流量生产的压力导数图,图-7 砂岩断层的两维不稳定流模型M2（带面向井的滑动面的连续常规断层）：滑动面有20米宽的间距。,图-8 模型M2的模拟的压降测试导数图,3、流动单元的划分,4、复杂非均质特性的数值试井评价,图1:Voronoi格子的特殊的情况。,数值试井解释方法应用地质静态资料和油田开发生产数据，建立地质模型，对油藏进行数值化描述，从而得到更加符合油藏实际的压力曲线。,数值试井解释过程（建立地质模型）：,1、根据地质构造定义油藏边界形态、性质加载区块内井的生产史2、整个油藏可以划分不同的区域，每个区域都可以有不同的流度和扩散能力3、进行Voronoiw非结构性网格划分4、每一个区域可以进一步定义孔隙度和厚度数据，每一口井周围的性质采用内插或者外推进行定义。,例1：均质油藏,图1:例子1的油藏地图,图2:例子1的压力导数曲线,图4：例子1的历史曲线图,图3:例子1的半对数图,例子2：圆形边界的复合油藏,例子1井区附近的油藏地图,例子3厚度图,例子3多孔度图,例3:变厚度与孔隙度的非均质油藏（单孔隙介质）,例子4的厚度地图,例子4的多孔性地图,例4:变厚度与孔隙度的非均质油藏（双孔隙介质）,例子5的油藏地图,例子5:U形断层油藏模型,曲线显示了井筒储集和相态重新分布的影响的改变,例6:数值试井获得油田区块生产过程中压力分布。,三维压力分布图,二维等压线图,例7:数值试井利用相渗曲线获确定剩余油含油饱和度分布,二维含油饱和度等值线图,三维含油饱和度图,5、判断井间连通性和注采平衡分析,6、平均地层压力计算,（a）Horner压力恢复曲线分析 霍纳无限作用径向流动期的方程式是：pwspimlog(ttp)/t(1)式中m2.12110-3.q.B.(K.h)(2)tp生产时间，等于24Q/q，其单位为h；Q自上一次关井时间以来的累积产量，m3；q关井前的流量，m3/d。在半对数图中，pws与(ttp)/t的关系是一条直线，其斜率为m。,霍纳分析平均地层压力计算方法是：估算达到拟稳态所需时间tpsstpss=.Ct.A/(3.6K)(tDA)pss（3）这里(tDA)pss是在输入面积时根据储层形状确定。如果关井前生产时间tp=1500小时，有:tDA=3.6K.tpss/(.Ct.)（5）pDMBH=ln(CA.tDA)（6）这里CA为形状因子是在 输入面积时根据储层形状确定。MBH法：pavg=p*(m/2.3025)pDMBH（7）这里m为霍纳图曲线斜率。,（b）MDH压力恢复曲线分析,当关井前注入时间tp远大于关井时间t时即tpt，有：pwspws(t=1h)mlog(t)(8)生产井平均地层压力的计算方法：如果流动期类型选择了压力恢复 1.“水驱定积法”-pavgpws(t=1h)mlog(0.0145.Ct.A/K)2.“弹性驱定积法”pavgpws(t=1h)mlog.Ct.A/(3.6 K.)这里CA为形状因子是在 输入面积时根据储层形状确定。3.压力恢复速度法 pavgpws(t=1h)m.log(10.1423m/Rmdp)其中的Rmdp=p 由选项中给定。,注水井平均地层压力的计算,如果流动期类型选择了压力落差就有：“定积法”pavgpws(t=1h)mlog(0.0145.Ct.A/K),哪口井能赚更多的钱,伤害被解除,渗透率伤害,7、井底储层污染评价,8、试井油藏描述技术,油藏描述发展现状（1）以测井为主体的油藏描述（2）多学科协同油藏描述发展阶段（3）多学科一体化描述技术现代油藏描述,传统的油藏描述定义：,油藏描述，简称RDS技术服务（Reservoir Description Service），它是对油藏各种特征进行三维空间的定量描述和表征以至预测。油藏描述的最终成果是建立反映油藏圈闭几何形态及其边界条件、储集特征和渗流特征、流体性质及分布特征的三维或四维油藏地质模型。,现代油藏描述定义,现代油藏描述是应用地质、物探、测井、测试等多学科相关信息，通过多种数学工具，以石油地质学、构造地质学、沉积学为理论基础，以储层地质学、层序地层学、地震地层学、地震岩性学、测井地质学、油藏地球化学和试井及生产测井为方法，以数据库为支柱，以计算机为手段，由复合型研究人员对油藏进行四维定量化研究并进行可视化描述、表征及预测的技术。构成油藏的三大要素为圈闭、油藏和流体。,首先由斯伦贝谢公司在70年代提出以测井为主体的油藏描述技术。特点是以测井资料为主，综合地震、岩心、录井、区域地质及生产测试等资料，研究整个油田的构造和储集层的几何形态和岩相，定量描述油气藏基本参数的空间分布规律，计算油气地质储量以及研究油田开发过程中油藏基本参数的变化。,（1）以测井为主体的油藏描述,以地质为主体的油藏描述以物探为主体的描述 以测井为主体的描述 油藏工程描述技术,（2）多学科协同油藏描述发展阶段,多种应用数学方法贯穿研究始终，其中最突出的是地质统计学随机模拟方法和试井技术的应用。随机建模步骤：基础地质研究（建立原始数据库）；选择原型模型（利用相近的地面露头）；确定地质统计特征参数；选择模拟方法；两步建模（先建砂体格架，后模拟砂体内物性参数的空间变化；渗透率模型（由孔隙度转换为渗透率模型）；模拟结果的验证、选择；模型网格粗化（地质模型向油藏流动模拟转换时的需要）。,（3）多学科一体化描述技术现代油藏描述,现代油藏描述,现代油藏描述系统,地震描述系统,地质描述系统,现代油藏描述系统,测井描述系统,油藏工程描述系统试井描述系统,现代油藏描述系统示意图,谢 谢！,