试井模型及典型曲线形态.ppt

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不稳定试井解释技术试井解释模型及典型曲线特征 常规试井解释技术----通常是在直角坐标或半对数坐标中画出实测的井底压力随时间变化的曲线。根据渗流理论，该曲线存在直线段，由该直线段的斜率或截距反求地层有关参数。不稳定试井解释技术常规试井解释分析现代试井解释分析前言 现代试井解释技术----是根据各种试井模型的数学模型算出不同参数下的无量纲井底压力随无量纲时间的变化曲线，并绘制在双对数坐标图上，称为理论图版或样板曲线。因为不同的试井模型具有不同的曲线特征，再看实测曲线符合哪类试井模型的曲线特征，就选哪类试井模型的理论图版进行拟合，拟合的结果也就确定了该实测曲线对应的油藏的参数。因此，试井解释模型及典型曲线特征是试井解释技术的重要内容。前言 一、试井解释模型1、试井解释模型的概念试井解释模型也称作试井解释的储层模型，它与真实储层模型的区别是试井解释模型描述的仅仅是试井过程中的储层动态，而不是储层的物理描述，储层模型是综合地质（包括地震和岩心等）、测井、试井和生产测井等各种资料建立起来的一种储层特性的物理描述。尽管某种程度上实际储层是千差万别的，但是通过研究世界范围内大量的不同储层的试井数据表明，测试期间可能出现的储层动态响应是有限的，试井分析只需要有限的解释模型。储层响应受渗透率、表皮因子、井筒存储系数、裂缝性质、断层距离、双孔介质中的窜流系数和弹性容量比以及单井注采参数等因素的影响，试井解释模型是基于对储层物理性质的理解而建立起来的描述试井过程中储层响应的数学模型，由这一数学模型求解出压力随时间变化的曲线特征与被测量储层的拟合，我们可推断模型参数所代表的是储层参数。 2、试井过程试井是间接测量法，也即一种探测的方法，通过向储层中输入一种激动信号，并回收（即测量）储层响应信号来确定储层的动态特性。通过试井获取储层特性的基本过程如下：输入信号→储层和测试井→输出信号因为由I（产量）和O（压力变化）寻找S（储层特性），符合I和O的S可能不止一种，所以这个反问题的解不是唯一的。要减小这种多解性，就需要增加辅助资料：（1）地质、测井、生产测井、钻井和射孔信息，（2）历次试井资料、历史井口生产数据、井筒状况（漏失和封隔情况等）和邻井情况。（3）各种诊断图和识别图。 类别模型内边界模型井储+表皮、变井储、压裂井、部分射开、斜井和水平井等储层模型均质、双孔介质、双渗介质、三重介质、多重介质、复合模型（包括径向复合和单向线性复合）、多重复合模型（包括径向复合和单向线性复合）和分形介质模型外边界模型定压边界、变压边界（升压或降压）、不渗透边界（一条直线断层或多条直线断层）、封闭储层、半渗透（泄漏）断层和高渗透断层等流体模型油井、气井、凝析气井、水井、单相流、多相流、非达西流等流量模型恒流量、变流量3、试井解释模型的组成 （1）井筒储存+表皮污染对于定井储模型，污染系数S越大，双对数曲线开口越大，反之开口越小。1、井筒模型 （2）变井+表皮受井筒储存系数C的影响，试井早期曲线发生变异，C变大时，曲线偏离45°线向右偏移，反之向左；此外曲线形态还具有压力导数曲线超越压力线的特征。1、井筒模型 （3）无限导流能力裂缝（1）均质地层被压开一条裂缝，裂缝与井筒对称，半翼长xf。（2）裂缝具有无限大的渗透率，沿裂缝无压力降。流体一旦从地层流入裂缝，将瞬时流入井筒。（3）裂缝穿透整个地层，不计裂缝宽度，即bf=0。1、井筒模型 地层线性流动拟径向流动因裂缝具有无限大的渗透率，沿裂缝无压力降。流体一旦从地层流入裂缝，将瞬时流入井筒。所以，对无限导流垂直裂缝的油藏，缝中的流动不存在。流体的流动：1井筒模型（3）无限导流能力裂缝 （3）无限导流对于无限导流模型的均质油藏，压力导数曲线表现出斜率为0.5的直线段，后期压力导数表现为0.5的水平线；受井筒储存系数C影响，C越大，双对数曲线越靠右，反之靠左。1、井筒模型 （4）有限导流（大型压裂通常产生符合这一模型的裂缝）（1）均质地层被压开一条裂缝，裂缝与井筒对称，半翼长xf（2）裂缝具有一定的渗透率kf，沿裂缝存在压力降。（3）裂缝穿透整个地层，裂缝宽度bf≠0。（4）裂缝渗透率kf比油层渗透率k大得多，即kf>>k1、井筒模型 早期线性流拟径向流流体的流动：1井筒模型 （4）有限导流对于有限导流垂直裂缝模型，在井筒储集效应和表皮影响段，压力导数曲线表现出斜率为1的直线段；中期为有限导流垂直裂缝影响的特征曲线，压力导数曲线表现出斜率为0.25的直线段；晚期为均质油藏特征，压力导数曲线为0.5的水平线。1、井筒模型 （5）部分射开受部分射开的影响,压力导数曲线表现为斜率为-1/2。此外受纵向渗透率的影响,导数曲线也会发生变化。1、井筒模型 三、主要研究成果（6）水平井井筒储集效应结束后，会出现早期径向流段，压力导数为一条直线；然后出现线性流，压力导数表现为一条斜率为0.5的直线段；后期出现系统径向流段，压力导数为0.5一条直线。1、井筒模型 k均质模型是指地层中只有一种介质，均匀分布在地层中。（1）均质模型2、油藏模型 （1）均质模型2、油藏模型均质油藏是目前最常见的一种地层类型，对于我国东部地区第三系的大部分砂岩地层，均呈现出均质油藏的特征。某些具有天然裂缝的碳酸盐岩地层，当裂缝发育均匀时，常常也表现出均质油藏的特征。 第Ⅰ段双对数和导数合二为一，呈45°的直线，表明续流段的影响。第Ⅱ段为过渡段，导数出现峰值后向下倾斜，峰的高低取决于的大小，越大，峰值越高。第Ⅲ段出现导数水平段，为径向流段。有最大值，表示污染井0.5水平线曲线特征： 无最大值，表示措施井 三、主要研究成果（2）双孔模型双孔介质是指不同孔隙度和渗透率的两种均质介质间的相互作用。两种介质可以是均匀分布的，也可以是分离的，但只有一种介质（高渗透系统）允许生产流体通过并流入井底，而另一种介质（低渗透系统）只起着源的作用。2、油藏模型 三、主要研究成果（2）双孔模型kfkm2、油藏模型 拟稳态窜流不稳态窜流基岩内部的压力处处相同，基岩内部不存在窜流，基岩与裂缝之间存在明显的流动阻力。基岩内各点的压力不同，基岩内存在着不稳定渗流。基岩与裂缝之间不存在明显的流动阻力。双孔介质油藏—窜流类型 三、主要研究成果（2）双孔模型双孔介质响应一般出现在天然裂性储层、层间渗透率差别较大的多层储层和沿储层厚度方向渗透率变化较大的单层储层中。由此可见，双重介质模型解释出的高渗透系统（用下标1或f表示）的渗透率Kf也就是整个储层渗透率参数K。如果多层储层可分作渗透率明显不同的高渗透层组和低渗透层组，并且每组中各层渗透率差异不很大，则可使用双孔储层模型进行解释。2、油藏模型 储容比：＝1----纯裂缝油藏（基质岩块无孔隙的裂缝性油藏）为均质储层响应＝0----常规的粒间孔隙油藏，为均质储层响应0＜＜1----双孔隙裂缝性油藏一般：=0.001~0.3（2）双孔模型2、油藏模型 窜流系数:基岩形状因子一般：=10-7~10-3（2）双孔模型2、油藏模型 （2）双孔模型总系统径向流，水平线裂缝径向流，水平线，有时不出现2、油藏模型 三、主要研究成果（2）双孔模型双孔介质的基质岩块系统向裂缝系统窜流的过渡期，压力导数曲线表现为下凹的特征，下凹的深度与储容比ω有关，ω越小下凹越深。导数曲线下凹的时间与基岩和裂缝间的窜流系数λ有关，λ越小，下凹出现越晚，反之，出现越早。2、油藏模型 三、主要研究成果（3）双层窜流油藏双渗介质是由渗透率相差相当大的两种介质构成的，与双孔介质不同的是，两种介质中的流体都可以直接流入井筒。2、油藏模型K1K2K1，h1,SK2，h2,S 三、主要研究成果（3）双层窜流油藏●双渗介质可在层间渗透率差别不大的多层储层中和基岩与裂缝中的流体都可同时流到井筒中的裂缝储层中见到。●双渗介质的压力导致曲线形状，一般是介于双孔介质的不稳定流动和拟稳定流动模型响应之间的一种动态，其实测资料在两种双孔模型的典型曲线上都不能得到很好的拟合。●双渗介质模型的解是介于均质储层模型和双孔介质（介质间拟稳定流）模型的解之间。双渗介质的特性参数κ比较小时（κ＜0.6,其压力导数曲线接近于均质储层的曲线，它相当于达到了总系统径向流的特性，当κ=1时，其压力导数特征曲线就成为双孔介质模型的曲线。2、油藏模型 三、主要研究成果（3）双层窜流油藏双层窜流油藏导数曲线中期反映流体的窜流特征，受参数κ、λ、ω影响，在λ、ω不变时，κ越大，导数曲线越下凹。2、油藏模型 三、主要研究成果（4）径向复合油藏内区外区122、油藏模型径向复合油藏是由径向上两个渗透性差异较大的区域组成的油藏，如图所示。储层改造，如酸化、压裂、调剖堵水等措施都可能造成这种情况。 无限大复合油藏试井曲线特征0.5M12水平线,外区渗流m2/m1=M12水平线,内区渗流流动系数和储容系数减小的复合储层 无限大复合油藏试井曲线特征流动系数和储容系数减小的复合储层 流动系数和储容系数增大的复合储层无限大复合油藏试井曲线特征 （5）多重孔隙油藏多重孔隙油藏是指均匀分布具有相同性质的裂缝与多种渗透率和孔隙度明显不同的分离基岩相互作用的系统。如含有孤立洞穴的天然裂缝储层。2、油藏模型 （5）多重孔隙油藏多重孔隙油藏双对数曲线特征与双重孔隙油藏类似，不同点是下凹的次数随孔隙度变化的多少而增加。2、油藏模型 具有外边界影响的曲线特征（以均质油藏为例）①第I，II，III段形态特征是均质无限大油藏；②第IV段为边界影响段，压力导数最后表现为值等于1.0的水平直线。1.0水平线0.5水平线3外边界模型（1）一条外边界a、一条封闭边界 半对数径向流线0.5水平线1.00.5泄漏断层（断层两边地层厚度不变）：泄漏断层（通过断层地层厚度增加）：具有外边界影响的曲线特征（以均质油藏为例）3外边界模型 b、一条定压边界L定压边界测试井周围有一条定压边界，多数是指井周围有一条强边水边界。这在注水开发的地层中极为常见。具有外边界影响的曲线特征（以均质油藏为例）3外边界模型 ①第I，II，III段形态特征是均质无限大油藏；②第IV段为边界影响段，压力导数最后表现为向下掉的曲线。3外边界模型b、一条定压边界具有外边界影响的曲线特征（以均质油藏为例） （2）两条边界L1封闭边界L2两条封闭边界封闭边界L1定压边界L2定压边界两条定压边界L1封闭边界L2定压边界两条混合边界a、两条垂直边界3外边界模型具有外边界影响的曲线特征（以均质油藏为例） ①第I，II，III段形态特征是均质无限大油藏；②第IV段为边界影响段，随边界性质的不同，压力导数的形态有所不同。对于两条封闭边界，压力导数向上弯曲，然后一条2.0的水平线。对于两条定压边界，压力导数向下掉。对于两条混合边界，压力导数也向下掉，但下掉时间迟一些。具有外边界影响的曲线特征（以均质油藏为例） L1L2两条封闭边界封闭边界L1L2定压边界两条定压边界L1L2定压边界两条混合边界b、两条平行边界封闭边界定压边界封闭边界具有外边界影响的曲线特征（以均质油藏为例） ①第I，II，III段形态特征是均质无限大油藏；②第IV段为边界影响段，随边界性质的不同，压力导数的形态有所不同。对于两条封闭边界，压力导数向上翘，然后一条斜率为0.5的直线。对于两条定压边界，压力导数向下掉。对于两条混合边界，压力导数也向下掉，但下掉时间迟一些。具有外边界影响的曲线特征（以均质油藏为例） LL两条封闭边界封闭边界LL定压边界两条定压边界LL定压边界两条混合边界c、两条相互成楔形夹角边界封闭边界定压边界封闭边界具有外边界影响的曲线特征（以均质油藏为例） 曲线特征：①第I，II，III段形态特征是均质无限大油藏；②第IV段为边界影响段，随边界性质的不同，压力导数的形态有所不同。对于两条封闭边界，压力导数向上弯曲，然后一条值为3.0的水平线。对于两条定压边界，压力导数向下掉。对于两条混合边界，压力导数也向下掉，但下掉时间迟一些。具有外边界影响的曲线特征（以均质油藏为例） （3）四条相互垂直边界L1L2四条封闭边界封闭边界封闭边界L3L4封闭边界封闭边界L1L2四条定压边界定压边界定压边界L3L4定压边界定压边界L1L2四条混合边界封闭边界定压边界L3L4封闭边界封闭边界L1L2四条混合边界封闭边界定压边界L3L4定压边界封闭边界L1L2四条混合边界定压边界定压边界L3L4封闭边界封闭边界L1L2四条混合边界封闭边界封闭边界L3L4定压边界定压边界具有外边界影响的曲线特征（以均质油藏为例） 曲线特征：①第I，II，III段形态特征是均质无限大油藏；②第IV段为边界影响段，随边界性质的不同，压力导数的形态有所不同。对于四条垂直封闭边界，压力导数向上翘，然后一条斜率为1.0的直线。对于四条定压边界，压力导数向下掉。对于四条混合边界，压力导数也向下掉，曲线下掉程度和井与定压边界距离有关，越近下掉越快。具有外边界影响的曲线特征（以均质油藏为例） 曲线特征：①第I，II，III段形态特征是均质无限大油藏；②第IV段为边界影响段，压力和压力导数曲线向上翘，然后为一条斜率为1.0的直线。与四条相互垂直封闭边界油藏试井曲线类似。具有外边界影响的曲线特征（以均质油藏为例） ①第I，II，III段形态特征是均质无限大油藏；②第IV段为边界影响段，压力导数向下掉，与四条相互垂直定压边界油藏试井曲线类似。（4）圆形定压边界具有外边界影响的曲线特征（以均质油藏为例）曲线特征： 三、主要研究成果（三）试井资料综合解释方法研究3外边界模型（6）地层尖灭对于具有地层尖灭性质的导数曲线，径向流结束后下掉。 低速非达西流模型当启动压力梯度较小时，压力曲线在井筒储集阶段和过渡阶段都与达西曲线重合，但后期出现上翘，类似于达西渗流存在不渗透边界情形。启动压力梯度越大，导数曲线上翘越明显。4、流体模型