试井技术及其应用 一、试井技术简介 1、试井概念 2、常用试井方法 二、试井成果及其的应用 1、稳定试井 2、不稳定试井 三、油田开发后期试井技术所面临的 困难及问题 四、试井技术的最新发展 一、试井技术简介 1、试井的概念 试井是通过油藏压力动态反应来研 究油藏特性的一门学科。是油藏工程学 的重要手段。试井是通过给油藏一系列 “信号”，这个信号通常是改变井的工作 制度而产生的。测试在给定信号作用下 ，油藏的压力动态反应。在同样的信号 作用下，不同特性的油藏其压力反应不 同。 输入信号 （产量变化） 输出信号 （压力变化） 压力变化油藏特性 油藏模型 系统 （油藏） 不稳定试井 试井 干扰试井 脉冲试井 压力恢复试井 压力降落试井 变流量试井 稳定试井 (产能试井) 回压试井 等时试井 修正等时试井 一点法试井 多井试井 单井试井 2、 常用试井方法 稳定试井与不稳定试井 试井中的稳定和不稳定是就压力特征 而言。所谓不稳定试井就是连续测试由于 井的工作制度发生变化而引起的井底压力 随时间的变化过程，通过这一压力变化过 程的特征来研究井和储层的特性参数的试 井方法；稳定试井是通过测试井在几个不 同稳定工作制度下，井底压力与产量之间 的关系来研究井的生产（注入）能力的试 井方法。因此也叫产能试井。 2、 常用试井方法 （1）、压力恢复试井 技术条件：井具有足够的稳产（注入）时间， 地层达到稳定或拟稳定流动状态或具有足够大 的泄流半径。 技术操作：保持井以恒流量生产，将压力计下 入油层中部，瞬时关井，连续监测井底压力变 化，根据探测半径设计测试时间。 提供信息：井底完善程度，流动效率，储层流 动系数，地层系数，渗透率，地层压力，边界 信息等。 压力恢复试井示意图 Tp t Pw Tp 技术条件：测试前井处于较长时间的关井，地层 压力达到稳定。 基本操作：保证在井口不泄压的条件下，将压力 计下入油层中部，瞬时开井，保证井以恒产量生 产。连续监测井底压力变化，根据测试目的使其 测试达到径向流动、稳定流动或拟稳定流动。 提供信息：井底完善程度，流动效率，储层流动 系数，地层系数，渗透率，边界信息等，动态储 量等。 2、 常用试井方法 （2）、压力降落试井 压力降落试井示意图 t Pw t=0 2、 常用试井方法 （3）、变流量试井 变流量试井产生的情形有二：一是测试过程中人为的有 目的的产生多级流量（包括稳定试井资料的不稳定压力段) ；二是受井的产能等因素决定无法实现长时间恒流量生产（ 压力恢复测试前产量不稳定或压力降落测试过程中无法保证 恒流量生产）。 目前，现场常见的二流量试井（不关井压力恢复）属于 多流量试井的特例，但与多流量试井有所不同。多流量试井 解释要求测试每一个流量下的井底压力变化，而不关井压力 恢复无法测得第一产量下的压力变化。 这种方法的优点在于操作简便，产量损失小，但技术上 具有一定的局限性。 变流量试井示意图 压力恢复前产量不稳定 t t q Pw 变流量试井示意图 二流量试井 t t q Pw 2、 常用试井方法 （4）、探边试井 探边试井就是探测有界油藏动态储量的试井方法 ，严格地讲，它是一种单独的试井方法。其实质是达 到拟稳态流动的压降试井。但是后来现场上把所有以 探测油藏边界为目的的试井统称为探边试井。使得探 边试井的概念变的含糊，也有人提出了用压力恢复试 井资料解释可采储量，但结果是不可靠的。因为探测 有界油藏动态储量是利用油藏在拟稳态流动时期的表 现特征，而压力恢复过程没有拟稳态流动。 所谓探边试井与压降试井除了测试时间之外，没 有任何不同。 2、 常用试井方法 （5）、干扰试井 技术条件：一口激动井一口或多口观察井。激动井用于 产生干扰信号，需要有足够或尽可能大的产量（注水量 ）以产生足够强度的干扰信号；观测井在测试前有足够 长的稳产或关井时间，使其井底压力处于稳定。 基本操作：测试前将高精度压力计下入观察井井底，测 的得一段时间的压力趋势线，然后按照试井设计改变激 动井的工作制度，并同时记录观察井的压力变化。 提供信息：由激动井井底压力解释可以得到压降或压力 恢复相同的结果。由观察井井底压力解释可以得到井间 连通性，井间弹性压缩率等信息。 干扰试井示意图 t -q Pw -q 2、 常用试井方法 （6）、脉冲试井 脉冲试井是干扰试井的一种特殊形式，但技 术要求比脉冲试井更加严格。其技术条件和技术 操作与干扰试井相同。同干扰试井不同的是要求 一次测试所获得的观察井数据至少要产生3个压 力极值点，并且激动井的所有开井周期及关井周 期必须相同。其优点是可以通过合理设计脉冲比 ，使得观察井井低压力反应达到最大。节省测试 时间。 脉冲试井示意图 p 2、 常用试井方法 （7）、回压试井 适应条件：高产自喷采油油井和采气井。 工作制度选择：最小产量：稳定流压尽可能接近 地层压力；最大产量：保证稳定生产的前提下， 使稳定油压接近自喷最小油压；在最大、最小工 作制度之间，均匀内插23个工作制度。 基本操作：连续以若干个不同的工作制度（一般 由小到大，不少于三个）生产，每个工作制度均 要求产量稳定，井底流压也要求达到稳定。记录 每个产量qi及相应的井底稳定流压Pwfj，并测得 气藏静止地层压力PR。 回压试井示意图 2、 常用试井方法 （8）、等时试井 如果气层的渗透性较差，回压试井需要很长 的时间，此时可使用等时试井。 适应条件：高产气井。 工作制度选择：与回压试井基本相同。 技术操作：连续以若干个不同的工作制度（一般 由小到大，不少于三个）生产，在以每一产量生 产后均关井一段时间，使压力恢复到（或非常接 近）气层静压；最后再以某一定产量生产一段较 长的时间，直至井底流压达到稳定。 等时试井示意图 延时流 量 要求稳 定 等 时 2、 常用试井方法 （9）、修正等时试井 修正（改进）等时试井是等时试井的简化形式。 在等时试井中，每一次开井生产后的关井时间要求足 够长，使压力恢复到气藏静压，因此各次关井时间一 般来说是不相等的，如果不采用地面直读测试方式， 则盲目性很大。 修正等时试井与等时试井的操作相同，不同的是 每个关井周期的时间相同（一般与生产时间相等，但 也可以与生产时间不等，不要求压力恢复到静压）。 修正等时试井示意 图 等 时 等 时 延时流 量 要求稳 定 2、 常用试井方法 （10）、一点法试井 对于已经获得产能方程的井，经过一段 时间的开采之后，其产能可能有所变化。为 了进行检验，可进行“一点法试井” 一点法试井只要求测取一个稳定产量q和 在以该产量生产时的稳定井底流压Pwf，以及 目前的气层静压PR。 一点法试井 二、试井资料的应用 （一）产能试井成果及其应用 产能试井的目的是研究井的生产能力 。通过产能试井获得的产能方程（曲线 ），可以预测不同压力下的产量、确定 井的无阻流量，作为合理配产的依据， 保证井的高产和稳产。 p qo I II III IV （一）油井产能试井成果及其应用 1、指示曲线 I 、直线型 II、曲线型 III、混合型 IV、异常型 直线型( I )过原点的直线 单相达西渗流，一般在较小生产压差条件 下形成。直线型指示曲线并不永远存在，当工 作制度不断增大时，单相达西流将逐渐转变为 单相非达西流或油气两相流。此时直线便发生 弯曲，形成混合型指示曲线。 曲线型（ II )过原点凹向产量轴 单相达西渗流或油气两相渗流，一般在较 大生产压差或流压小于饱和压力时形成。 混合型( III )开始为直线型，然后凹向压 差轴 随着生产压差的增大，油藏中出现了单相非 达西流，增加了额外的惯性阻力；流压低于饱和 压力，井壁附近地层出现了油气两相渗流，油相 渗透率降低，粘滞阻力增大。 异常型( IV )过原点凹向产量轴 相应工作制度下的生产未达稳定；井壁污染 ，随着生产压差增大，部分污染被逐渐排除；多 层合采条件下，随着生产压差增大，新层投入工 作。 （一）油井产能试井成果及其应用 2、产能方程 根据指示曲线类型确定产能方程：直 线型采用线性产能方程；曲线型采用指 数式或二项式方程；对于混合型指示曲 线，直线部分按线性产能方程法确定， 曲线部分按指数式或二项式产能方程确 定。 线性产能方程 pwf qqmax 指数式产能方程 n-流态指数，1/2n1，当n=1时，C=J. n=1, 达西流；n 1, 存在低速非达西渗流；n 1000 for Damaged well 1000 CDe2S 5 for Normal well 5 CDe2S0.5 for Acidized well 0.5 CDe2S for Fractured well 3、研究储层的流动特性 流动系数(kh/) 地层系数(kh) 流度(k/ ) 有效渗透率(k) 4、了解地层压力、评价井的 生产状况 目前平均地层压力 生产指数（吸水指数） 流动效率 5、研究构造特征 通过试井资料的晚期特征可以研究 油藏的构造形态和特征。包括油藏的规 模（空隙体积）和边界特征（如：边水 的侵入，断层的形态和距离等。 两条封闭边界压力反应 x y X=y x=2y 渠状油藏压力反应 封闭油藏压力反应 压力恢复 压降 6、研究动态储量 通过压降试井拟稳态资料可以研究 井控储量或者有界油藏的动态储量。 利用拟稳态数据求储量 N=10-4 qbSo/(24Ctm) m 利用拟稳态数据求储量 lgY lgt Yps 7、指导措施选井 措施选井不外乎两方面的内容：一是确定 地层能量；二是确定井的产能。前者可以通过 探边试井确定井的控制储量，后者可以通过研 究井目前的采油指数或流动效率，井底完善程 度等，确定井是否具有增产（增注）潜力。 值得注意的是在确定井底完善性时，不能 忽视压裂井的产能潜力。压裂井在经过一段时 间的生产（注水）后，可能在裂缝端面上产生 污染，这将大大降低井的产能。进行裂缝端面 解堵可以提高井的产能。 措施效果对比 S=5S=-3 Xf=100m 措施效果对比 R=50m Kh2/kh1=0.5 S=1 S=-4 Kh=300 8、确定井的产能与合理工作制度 井的产能是确定合理工作制度的依 据。通过产能试井确定地层压力、流动 压力和产量之间的关系，选择合理的工 作制度使得井能够持续、稳定的高产。 IPR曲线 I P R 曲 线 Pf=25MPa Pf=15MPa 生产压差、产量、与生产时间关系 Pf=25MPa Q=10104m3/d 生产压差、产量、与生产时间关系 Pf=25MPa Q=5104m3/d 生产压差、产量、与生产时间关系 Pf=30MPa Q=10104m3/d 9、研究水驱特征 通过注水井试井可以研究水驱前缘 的位置、前缘饱和度、前缘的推进速度 等，为确定合理的注水方案，提高水驱 效率和水驱采收率提供决策依据。 水驱剖面示意图 水区 油水过渡带 油区 10、验证井间连通性 通过干扰试井或脉冲试井，可以判 断井间的连同性，也可以验证井间 断层的密封性。 验证井间连通性 q Pw t q 激动井 观察井 11、研究剩余油饱和度极其变化 1、通过常规试井解释的有效渗透率确定饱和度 适用于弹性开采油藏的早期开发阶段。 2、干扰试井或脉冲试井确定井间平均饱和度。 3、数值试井分析确定井组或开发单元的饱和度 分布。 三、油田开发后期 试井技术所面临的难题及问题 三、油田开发后期 试井技术所面临的难题及问题 1、观念问题 随着油田开发阶段的转移，试井技术的 重要性被淡化。 三、油田开发后期 试井技术所面临的难题及问题 2、经济效益问题 原油产量与试井占产的矛盾日趋突出 三、油田开发后期 试井技术所面临的难题及问题 4、技术难题 1、低渗透 2、复杂边界及小井网开发 3、多相流及凝析气藏开发 4、采油方式多样化 5、多层合采合注 试井解释难题 试井工艺难题 四、试井技术的最新发展 四、试井技