试井技术及其应用试井技术及其应用罗 沛采油工程技术研究院一、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、试井技术简介一、试井技术简介1 1、试井的概念、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油藏模型系系统（油藏）（油藏）不稳定试井试试井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 2、 常用试井方法常用试井方法 （1 1）、压力恢复试井）、压力恢复试井v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。v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。v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。压力恢复力恢复试井示意井示意图TptPwTpv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。v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。v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力降落试井示意井示意图tPwt=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。变流量流量试井示意井示意图压力恢复前力恢复前产量不量不稳定定ttqPw变流量流量试井示意井示意图二流量二流量试井井ttqPw 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。干扰试井示意图干扰试井示意图t-qPw-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。回回压试井示意井示意图 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。等等时试井示意井示意图延延时流流量量要求要求稳定定等等时 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）。修正等修正等时试井示意井示意图等等时等等时延延时流流量量要求要求稳定定 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、试井资料的应用二、试井资料的应用（一）（一）产能能试井成果及其井成果及其应用用 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。 pqoIIIIIIIV（一）油井产能试井成果及其应用 1、指示曲、指示曲线 I 、直直线型型 II、曲曲线型型 III、混合型混合型 IV、异常型异常型直线型直线型( I )( I )过原点的直线过原点的直线 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（曲线型（ II )II )过原点凹向产量轴过原点凹向产量轴 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。混合型混合型( III )( III )开始为直线型，然后凹向压开始为直线型，然后凹向压差轴差轴 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。异常型异常型( IV )( IV )过原点凹向产量轴过原点凹向产量轴 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（一）油井产能试井成果及其应用2 2、产能方程、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。 线性性产能方程能方程pwfqqmax指数式指数式产能方程能方程 n-流流态指数，指数，1/2n1，当，当n=1时，C=J. n=1, 达西流；达西流；n 1, 存在低速非达西渗流；存在低速非达西渗流；n 1000 for Damaged well1000 CDe2S 5 for Normal well5 CDe2S0.5 for Acidized well0.5 CDe2S for Fractured well 3 3、研究储层的流动特性、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 4、了解地层压力、评价井的、了解地层压力、评价井的生产状况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 5、研究构造特征、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。两条封两条封闭边闭边界界压压力反力反应应xyX=yx=2y渠状油藏渠状油藏压压力反力反应应封封闭闭油藏油藏压压力反力反应应压力恢复压降6 6、研究动态储量、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。利用利用拟稳态数据求数据求储量量N=10-4 qbSo/(24Ctm)m利用利用拟稳态数据求数据求储量量lgYlgtYps7、指、指导措施措施选井井 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。 措施效果措施效果对比比S=5S=-3Xf=100m措施效果措施效果对对比比R=50mKh2/kh1=0.5S=1S=-4Kh=3008、确定井的、确定井的产能与合理工作制能与合理工作制度度 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IPR曲线Pf=25MPaPf=15MPa生生产压差、差、产量、与生量、与生产时间关系关系Pf=25MPaQ=10104m3/d生生产压差、差、产量、与生量、与生产时间关系关系Pf=25MPaQ=5104m3/d生生产压差、差、产量、与生量、与生产时间关系关系Pf=30MPaQ=10104m3/d9、研究水、研究水驱特征特征 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。 水水驱驱剖面示意剖面示意图图水区油水过渡带油区10、验证井井间连通性通性 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。验证验证井井间连间连通性通性qPwtq激动井观察井1111、研究剩余油饱和度极其变、研究剩余油饱和度极其变化化 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、油田开三、油田开发后期后期试井技井技术所面所面临的的难题及及问题 三、油田开三、油田开发后期后期试井技井技术所面所面临的的难题及及问题 1、观念问题v随着油田开发阶段的转移，试井技术的重要性被淡化。三、油田开三、油田开发后期后期试井技井技术所面所面临的的难题及及问题 2、经济效益问题 原油产量与试井占产的矛盾日趋突出 三、油田开三、油田开发后期后期试井技井技术所面所面临的的难题及及问题 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、四、试井技井技术的最新的最新发展展 四、四、试井技井技术的最新的最新发展展1、数、数值试井解井解释技技术 数值试井技术是在数值模拟技术和试井技术基础上发展起来的一种新的试井解释技术。相对解析试井解释技术而言，具有假设条件少，描述范围大，考虑了邻井影响等特点，因此更加符合油气藏开发实际和渗流的特点，可以更好地解决多相流动、多井干扰、复杂边界和平面非均质性等解析试井所无法解决的试井资料的解释难题，能够确定多井系统下的地层压力、储层参数和饱和度分布等，可为油藏区块注采结构的调整及措施挖潜提供决策依据。新濮3-44井组压力分布平面等值线图新濮3-44井组剩余油分布平面等值线图 对对于抽油井和于抽油井和于抽油井和于抽油井和电泵电泵井，常井，常井，常井，常规规的的的的试试井工井工井工井工艺艺无法无法无法无法进进行行行行试试井；油气生井；油气生井；油气生井；油气生产产与与与与试试井关井的矛盾。井关井的矛盾。井关井的矛盾。井关井的矛盾。 生生生生产产数据（流数据（流数据（流数据（流压压和和和和产产量数据）包含有大量的量数据）包含有大量的量数据）包含有大量的量数据）包含有大量的油藏信息，油藏信息，油藏信息，油藏信息，过过去只能去只能去只能去只能应应用用用用ArpsArps方程方程方程方程进进行行行行简单简单的指的指的指的指数数数数递递减曲减曲减曲减曲线拟线拟合分析，合分析，合分析，合分析，这样这样就就就就丢丢失了大量的有用失了大量的有用失了大量的有用失了大量的有用信息。信息。信息。信息。v 四、试井技术的最新发展2、生生产数据分析技数据分析技术 新的生产数据分析技术通过通过对生产过程中的产量和流压资料进行重整，进行类似于试井资料解释的方法进行解释。除了常规的产量递减分析外，还能有效识别流动特征和油藏模型，得到与试井成果等效的资料。该技术对于无法进行产能测试的低渗气藏的低产气井的合理配产提供了一条有效途径。结合电泵井和抽油井的永置式井底压力测试技术，是解决非自喷井试井难题的有效途径。生生产数据分析技数据分析技术所能所能解决的解决的问题1 1）、确定）、确定）、确定）、确定递递减减减减类类型和型和型和型和递递减参数减参数减参数减参数2 2）、）、）、）、进进行行行行储储量量量量评评价和价和价和价和产产能能能能预测预测3 3）、）、）、）、获获取取取取试试井所能得到的部分地井所能得到的部分地井所能得到的部分地井所能得到的部分地层层参数参数参数参数4 4）、）、）、）、评评价不同生价不同生价不同生价不同生产阶产阶段的段的段的段的储层污储层污染状况染状况染状况染状况