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：8689目标砂体与烃 源岩叠合图储层预测与 烃类检测圈闭条件圈闭条件油源条件预探井SB3 PS5 PS3PS2MFS2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油藏勘探发现与开发4、试井是油气油气勘探开发的一项关键技术的一项关键技术（1 1）油气）油气勘探开发的一项关键技术：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探测距离动态静态WFT示踪剂试井试井地质地震岩心测井1 cm1 m1 km10-2 m10-1 m1 m10 m102 m103 m104 m5、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、成果共享据库，实现不同专业数据共享、成果共享 。地质数据 地震数据 测井数据 试井地质家地质家地球物理家地球物理家油藏工程师油藏工程师一体化一体化 数据库数据库Inter Bridg eXCha ngeLandMark 其它软件 数据一体化数据一体化管道设备模型 井动态完善完井设计 措施, 人工举升地质模型地球物理模型地球化学 模型石油物理 模型模拟模型 (黑油, ,凝析， 组分, 热采）示踪剂 模型地质力学 模型流体模型生产测井 模型试井 模型石油物理 钻井地球化学地球物理地质生产测井流体地质力学示踪剂压力 温度 流量静态方法动态方法油藏 模型集成(网格粗化)油藏管理决策油田动态预测标定模拟模型历史拟合开发方案 油藏动态预测经济模型生产内部结构生产数据井动态预测井流动 模型(递减曲线分析)数据内部特 性模型.油藏 模型油藏模型 动态模拟油藏管理过程二、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-TEST20004、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：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 9、探测测试井附近的油（气）层边界，估算测试、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。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