试井测试工艺及解释方法的研究与应用new

试井测试工艺及解释方法的研究与应用摘要：试井测试是油气藏描述、油气田开发方案制定的重要依据，是油气田动态监测的重要手段。

应用高灵敏度的电子压力与温度仪器采用直读或存储式测试工艺，获取油（气）水井关井的压恢或压降数据，利用图板对其进行解释分析，是获取储层物性，确定油气藏压力系统、生产能力从而进行动态预测的重要手段。

本文结合目前国内外试井测试的技术现状，对试井测试工艺技术及解释方法进行探讨，以完善和提高我事业部试井测试工艺及解释的技术水平。

引言试井是一种以渗流理论力学理论为基础，以各种测试仪表为手段，通过对油井、气井、或水井生产动态的储层流体样品、测试同期产量及相应的井底压力资料测试来研究油、气、水层和测试井的各种物理参数、生产能力，以及油、气、水层之间的连通关系的储层评价的技术。

试井发展阶段，从20世纪30-40年代利用稳定试井法确定单井生产能力及生产是否正常；50-70年代利用不稳定试井法的半对数分析，确定试井用途所列各项内容，发展了赫诺法，MBH法，MDH法，探边测试法，多流量试井，干扰试井及多井试井等多种试井方法；70-90年代发展了现代试井法：研制了各种油藏标准曲线图板，通过双对数拟合进行试井解释，同时改善了传统半对数分析法；90年代后，计算机和试井软件广泛使用，研制更多类型的油藏标准曲线图板，并发展了数字模拟试井方法。

试井分析是评价油藏动态及其参数的重要方法之一，与其他方法如测井、岩心分析等相比，具有其独特的优点，他可以求得井眼附近较大范围的平均有效渗透率，和井的产能直接相关。

通过试井可以确定单井生产能力及生产是否正常，充分发挥单井生产能力，试井工作的优越性在于：它可以获得有关油藏和单井多方面的资料，是用其它方法难于获得的；它所获得有关油藏和单井的参数，是在测试影响范围内的平均值，是在流动状况下所实际表现出的数值，因此是最可靠和最符合实际的；试井工作简单易行，花费小。

直读电子压力、温度测试技术是试井方法的一种，通过用电子压力、温度测出地层压力温度变化再经过数值计算和模型拟合求得井和油藏的有关参数，如渗透率、地层压力，油藏边界性质、井筒存储效应、井的表皮系数等等。

本文主要介绍从试井测试工艺技术应用及解释方法的应用两个方面进行介绍。

一、国内外试井测试工艺技术现状、面临的技术难题及技术配套方案1、试井测试工艺国内外技术现状试井测试是一门新兴的综合性学科，与其它学科相比还很年轻。

从上世纪40年代之前仅能用一支记录笔记录井下最高压力的一种简单的波登管压力计，发展到现在，压力计地设计和制造已经十分精细、并日臻完善。

60年代末，美国研制成功了第一支石英晶体压力计，测量精度达到0.025%，灵敏度达到0.00014MPa，采样速率达到1点/s。

近30年来，随着计算机技术的发展，测试时间的长短可用计算机自行控制，出现了地面直读井下压力、温度参数，有的可将录取资料在井下储存起来，仪器起出地面后在进行回放。

迄今为止，蓝宝石压力计、石英晶体压力计仍是精度和灵敏度最高的一种，这类高精度电子压力计的应用，进一步拓宽了试井测试技术的应用领域。

我国试井测试技术的应用始于50年代中期，30多年来获得了很大发展。

随着国外高精度电子压力计的引进，促进了国产仪器的发展。

但总的来说，目前国内的试井技术与国外相比还存在较大的差距。

2、试井测试的特点及面临的技术难题试井测试主要录取的参数为油层的压力、温度随关井时间的变化及恢复状况。

由于关井后地层压力恢复时间长，且单井的压力温度恢复具有不可逆性，决定了试井测试工作面临诸多难题：⑴井口防喷管、防喷盒对气体的密封难度大，对设备性能要求严格；⑵仪器的稳定性与数据记录的可靠性：测井井下仪器在井下受高温高压气体或液体的影响，仪器工作时间长，技术性能要求相应提高；⑶试井资料解释要求对油藏具有充分的认识，对解释人员的素质要求高。

3、试井测试技术配套试井测试技术配套思路：密封性能良好的井口密封装置是测试的基本保证。

井下仪器压力、温度测试精度要求不低于满刻度的0.03%，仪器具备长时间在高温、高压环境下连续工作的能力，且性能稳定，仪器的先进性要能满足市场需要。

⑴井下仪器配套：通过对测试市场的充分论证及测试仪器的较全面的调查，最后选定了具有当今先进水平的美国GRC—EPG820及加拿大Sparteck—SS2700型电子压力计。

井下仪器性能见下表:仪器特点：GRC测试仪器主要用于过油管直读测试，SPARTEK 仪器用于过油管和过环空的试井测试。

SPARTEK仪器具备存储、直读两用功能，既可装上电池，用钢丝将仪器下至井内，完成测试后取出地面回放测试数据；又可通过电缆连接地面接口箱进行直读测试。

该仪器具有独特的井下仪、接口箱和计算机三重记录功能，极大地提高了测试的可靠性。

用作存储式仪器，可在井下连续工作36天；压力随动性好，使压力计在温度瞬变后的短时间内可获得稳定的压力数据，使压力梯度等测试的等待时间大大减少。

两种仪器外壳均采用耐酸镍基合金，抗腐蚀能力强，传感器采用封闭式结构，有效抵御油气水中各种腐蚀介质的影响。

⑵井口密封装置试井测试的主要参数是压力、温度，井口泄漏会造成井下压力、温度等参数的严重失真，直接导致试井测试失败。

因此，对于试井测试，井口密封设备必须具备更高的密封性能，在测试时，能够长时间稳定密封。

对于试井测试的方法和不同的井口，有针对性地配套了三种井口密封装置：一是对于油水井电缆直读试井测试，配套70兆帕高压密封井口，主要由防喷管、防喷盒、林肯注脂泵、空压机、注脂管线、发电机等构成；二是对于抽油机井电缆直读测试，配套放倒式注脂防喷管，仪器安装完成后，将防喷管放倒，采用阻流管注脂密封；三是针对钢丝存储式测试，配套钢丝防喷盒，采用钢丝阻流管及橡胶盘根密封。

二、现场施工工艺现场施工是取全取准测试资料的关键程序，为保证资料的完整性和可靠性，必须进行完整的施工设计，全面的施工准备后，才能使现场施工测试顺利开展。

1、施工设计施工设计是测试准备工作的重要内容，对不同地区、不同井况按照不同的标准和要求进行测试设计。

施工设计应包括以下主要内容：⑴测试目的和测试类型。

⑵测试井的基本数据，如完井数据、井身结构、油气水产量、油压、套压等。

⑶根据试井要求选用仪器仪表：根据不同的井身结构及测试要求确定测试仪器及测试方法，仪器的选用原则是仪器工作点的温度压力不高于仪器最大耐温耐压的80%。

⑷测试程序及工艺要求，如根据要求确定采用电缆直读测试或钢丝存储测试；⑸根据测试井所处地理位置、气候环境、井口状况，选用合适的井口设备或工具；⑹施工的安全措施及注意事项。

2、施工准备根据施工设计进行施工准备，主要包括对测试仪器的检查、维护和保养，以及对测试辅助设备的检修和保养，测试准备主要有以下内容：⑴检测测试仪器是否工作正常，对仪器的密封器件进行必要的维护和更换；⑵注脂泵、防喷装置密封圈、接头密封器件、封井器、注脂管线等密封件的检查与维护；⑶根据现场条件准备足够长的注脂及注气管线；⑷根据气温条件准备充足、合适粘度的密封脂，并做好必要的保温或降温措施；⑸根据井口压力计算并配备合适的加重杆；选用合适长度的防喷盒及防喷管。

⑹检查供电系统、空气压缩机等辅助设施的性能。

3、现场施工现场施工的关键问题是井口密封和测试仪器的稳定性保证。

⑴防喷井口的安装及使用（防喷井口的安装见图1) 为保证良好的密封效果，直读测试均采用70兆帕高压密封井口进行密封。

井口安装完成后，用四根钢丝绳均匀分布固定井口，撤离吊车。

井口安装结构图见图1。

高压防喷井口主要由防喷管、防喷盒、注脂管线防喷盒 封井器 回流管线注脂泵手泵图1：防喷井口安装结构示意图盘根盒封井器、注脂管线、回流管线及注脂泵等部分组成。

仪器下至油层中部后，关紧电缆封井器，封井器是井口的第一级密封。

防喷盒内装有电缆阻流管，阻流管内壁与电缆的间隙一般为0.15—0.20毫米左右。

阻流管的主要作用是是防止井内流体在压力的作用下，顺着电缆与阻流管间的间隙向外喷射渗漏造成压力泄漏。

为达到密封井口的目的，在防喷盒底部入口处通过气动柱塞泵泵入粘度较高的密封脂，充塞电缆与阻流管之间的微小缝隙。

注入压力高于井口压力的±15%—20%左右，才能达到很好的密封效果。

仪器下入井筒后，用手压泵将顶部盘根盒内的聚四氟乙烯橡胶半封压紧，使其产生形变和膨胀，以达到密封电缆目的。

盘根盒为高压进口的末级密封。

在测试时，定期对防喷装置及其辅助设备进行检查，随时调整各种装备，以确保井口的密封效果。

⑵仪器的可靠性及稳定性保证：由于试井测试的周期较长，一般仪器在井下高温高压的环境中要连续工作15—90天左右，为保证仪器的可靠性与稳定性，除了使用性能良好的井下仪器外，采用一次下井多支同类仪器，也是保证测试数据齐全准确的重要措施。

对于直读测试，采用下一套直读仪器和一套存储式仪器，将直径为19毫米的存储式仪器嵌入直径为38毫米的仪器外管内，实现直读、存储两套仪器同时测试，确保在一支仪器出现故障时，可起用另一支仪器的数据；对于钢丝作业的存储式测试，下井2支存储式仪器，两支仪器采用完全一样的编程，同时下到井内进行测试。

测试数据安全性保证：由于SPARTEK直读仪器具有三重记忆功能：井下仪器存储、地面接口箱存储及地面计算机存储，使数据的安全性得到有效保障。

⑶测试数据采集：直读测试采用点测方式测取油藏中部的温度和压力数据。

按照甲方要求及施工设计进行设置数据的采样间隔及时间。

对于直读仪器先把采样率设置为仪器的最小采样间隔，起好文件名开始记盘，十分钟后关井，关井时一定要确保关严，关井一小时之后，把采样率改为30秒测取24小时，然后再改为60秒测至第48小时，第48小时之后采样率改为300秒直到测试结束。

对于SPARTEK存储式仪器，按照上述测试方法在地面对仪器进行编程，在仪器下井前接通直流电池，记录接通电池时间，电源接通后按照程序设置仪器开始记录，下至井内后，仪器自动按照设置的程序进行数据记录。

完成测试后，取出井下仪器，用SPARTEK专用软件进行数据回放，取出井下仪器存储的压力及温度数据。

三、试井测试资料解释方法㈠试井解释模型1、试井问题的数学模型在研究储层物理模型时，首先要建立的基本假定有：1）、地层均质等厚，各向同性；2）、储层被压缩系数是常数的微可压缩流体所充满；3）、流动过程为等温过程，并服从达西定律；4）、重力和毛细管力可以忽略。

在上述基本假定下，对于一口单井以定产量生产的问题，在基本SI单位制下可以描述如下：流动方程：tp r p r r r ∂∂=∂∂∂∂)](1[η (1-1) 其中 tC k φμη= 是导压系数，t C —油层综合压缩系数。

为了求解上述偏微分方程，需要给出初始条件和边界条件。