中国石油大学(北京)现代试井分析-第二章 试井分析的基础理论及基本方法
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中国地质大学(北京)实验报告课程名称:油藏工程任课教师:李志平、康志宏开课院系:能源学院学号:06106213姓名:丁海峰现代试井分析数据处理方法1、实验目的现代试井分析是油气藏工程的重要内容之一,是获得油气藏信息的最重要方法之一,在油田得到广泛的应用。
为了让学生掌握这一方法,学会使用有关的试井数据分析处理软件,特开设这个实验。
2、实验原理现代试井分析的原理是将实际的油井或气井得到的试井数据制作成与理论图版大小一致的曲线,并将该曲线与理论图版进行匹配,根据匹配的曲线得出相应的油气藏气井的有关参数,如储层渗透率、井壁污染系数、断层距离、单井控制储量大小、地层压力等重要参数,为油气田的科学开发提供理论依据。
3、实验的原始数据已知某井进行了一次压力恢复试井,其基本情况是:关井前生产了3100小时,日产油量为218m3/d,油藏的厚度是9.1m,原油体积系数是B=1.04,储层的孔隙度为22.5%,原油的粘度是1.44mpa.s,综合压缩系数是.002118 1/Mpa ,油井半径是0.08839m。
4采用国外进口的Workbench现代试井分析软件和我们自主开发的,将上述已知的测试数据输入到计算机中,按照软件的提示,一步一步完成数据的分析,求得分析结果。
5、实验步骤①从Windows的开始菜单中进入The Petroleum Workbench的Welltest模块,进入的界面;②在的界面中,选择新建文件菜单,然后根据提示输入基本参数和测压数据以及流量数据等;③将实测数据作成压力和压力导数双对数图,根据图形诊断地层渗流模型,从而选择相应的内边界条件、外边界及地层模型;④进行曲线拟合,包括半对数图曲线拟合,双对数图曲线拟合和历史拟合图,直到拟合好为止。
6、实验要求①掌握该软件分析的整个流程;②学会模型识别;③学会调整拟合曲线;④求出储层及井筒的有关参数,并附上曲线拟合图。
7、实验结果曲线拟合图如图1、图2、图3。
第一节:试井分析中的一些基本概念
第二章 试井分析的基础理论及基本方法第一节 试井分析中的一些基本概念
1、无因次量
2、压力降落与压力恢复试井
3、井筒存储效应
4、表皮效应
5、试井曲线与曲线特征
6、压力导数
7、探测半径
8、试井模型
9、流动状态
1、无因次量
无量纲化的优点是:
①便于数学模型的推导与应用
②数学模型具有普遍意义
③便于建立试井典型曲线图版
④便于求解物理问题并得出通用性认识
2、压力降落与压力恢复试井
压降曲线示意图
2、压力降落与压力恢复试井
压力恢复曲线示意图
3、井筒存储系数
(1)生产过程中,环形空间没有充满液体,关井后继续流入井中,液面上升;
(2)井筒中充满液体,关井后受压缩,继续流入井中。
油井刚开井或关井时,由于原油具有压缩性等多种原因,地面与井底产量不等,在进行压力恢复试井时,由于地面关井,因此关井一段时间内地层流体继续流入井筒,简称续流
(Afterflow)其原因:
开井生产时,将先采出井筒中原来储存的被压缩的流体,简称为井筒存储。
井筒存储和续流的影响近似是等效的,称为井筒存储效应。
在压力降落与压力恢复曲线分析时都可用存储效应与相应的井筒存储系数表征。
用井筒存储系数表示井筒存储效应的强弱程度,用C表示: 即井筒原油的弹性能所储存或释放的原油的能力。
¾C的物理意义:压力每改变单位压力井筒所储存或释放的流体的体积。
dv V C dp P
Δ==Δ3、井筒存储系数
若原油是单相的(并充满井筒) ,则:
式中C 0为井筒中原油的压缩系数, V为井筒有效容积。
00VC p V C VC p p
ΔΔ===ΔΔ0V VC p Δ=Δ¾上式计算的C称为“由完井资料计算的井筒存储系数”,记作C 完井。
它是在井筒中充满单相原油,封隔器密封,井筒周围没有与井筒相连通的裂缝等条件下算得的。
因此C 完井是井筒存储系数的最小值。
试井分析中的一些重要概念-井筒存储系数
3、井筒存储系数
④液面不到井口(井筒不充满液体)的情形, C值会更大。
图 井筒存储过程中地面与地下流量的变化
¾ 井筒存储阶段;q 一时间阶段称为“q
ΔP
m 0
试井分析中的一些重要概念-表皮系数
4、表皮系数(Skin Factor)
(1)表皮系数的定义 在钻井和完井过程中由于泥浆侵入,射孔不完善或 酸化、压裂,或生产过程中污染或增产措施等原因,使 得井筒周围环状区域渗透率不同于油层,当流体从油层 流入井筒时,在这里产生附加压降,这种现象叫表皮效 应。
姚约东
试井分析中的一些重要概念-表皮系数
¾ 把此附加压降无因次化得到无因次附加压降,用它表示一 口井表皮效应的性质和严重程度,称为表皮系数,用S表示。
达西单位: 法定单位:
2π kh S= Δps qμ B
kh S= Δps −3 1.842 ×10 qμ B
姚约东
试井分析中的一些重要概念-表皮系数
4、表皮系数(Skin Factor)
Δp > 0
图
污染区对井筒压力降的影响
¾ S的数值表示油藏中污染和油井增产措施见效的程度。
均质 油藏中,若表皮系数S为正,数值越大,则污染越严重;若 表皮系数S为负,绝对值越大,表明增产措施的效果越好。
姚约东
试井分析中的一些重要概念-表皮系数
4、表皮系数(Skin Factor) (2)有效井筒半径
−S = r we r we
污染效应的另一种表示方法是有效井筒半径(Effective Wellbore Radius)。
下图表示均质油藏中S>0,S<0,S=0 三种情形的附加压降、 折算半径(有效井筒半径)、表皮效应示意图:
其中:Rwe - 为折算半径(有效井筒半径)。
姚约东
试井分析中的一些重要概念-表皮系数
4、表皮系数(Skin Factor) (3)流动效率 有时用流动效率(Flow Efficiency)表示污染效应的 大小,其定义为存在污染条件下的地层实际采油指数与 理想采油指数之比。
J oa p − p wf − ΔpS FE = = J oi p − p wf
p* − pwf − ΔpS FE = p* − pwf
式中:Joa——实际采油指数,m3·d-3·MPa-1; Joi——理想采油指数,m3·d-3·MPa-1; 流动效率是表示污染后流动能力大小的参数,随时间是不断变化的。
姚约东
试井分析中的一些重要概念-表皮系数
4、表皮系数(Skin Factor) (4)部分射开引起的污染系数计算 表皮效应并不总是由于井筒污染造成的,在部分射开的 地层,流体不能沿整个生产层段流出,比全部射开条件下 需要克服更多的阻力才能由射孔孔眼流入井筒,形成了部 分射孔的表皮效应。
上部射开
中部射开
一般射开
姚约东
试井分析中的一些重要概念-表皮系数
(4)部分射开引起的污染系数计算 Kuchuk和Kirwan(1987)年提出了计算部分射开表皮系数的 公式: ∞
S pp =
∗
2 1 nπ b ∗ ) cos( n b ) ( ) sin( n π b π k ZD 0 ∑ hwD π b n=1 n
Z D = 0.9096 − 0.05499lg hwD + 0.003745(lg hwD )
2
其中: 射开比
h b= w h
无因次厚度
hwD =
hW rW
kh kv
姚约东
试井分析中的一些重要概念-表皮系数
(5)部分射开和污染同时存在情况下污染系数的计算
由于部分射开造成 的表皮效应和地层 原有污染效应示意 图 ¾ 下图为由于部分射开造成的表皮效应和地层原有污染效应示意图
S a = Sd + S p
总的污染由不完全射开引起的污染和已射开井段的污染组成:
姚约东
试井分析中的一些重要概念-表皮系数
(6)井斜造成的污染系数的计算
井斜示意图:
¾ 下图为Cinco和Miller提出的井斜污染系数Sswp与h/rw关系曲线,也 可以用下式表示由井斜引起的表皮系数:
S swp ⎛α ⎞ = −⎜ ⎟ ⎝ 41 ⎠
2.06
⎛α ⎞ −⎜ ⎟ ⎝ 56 ⎠
1.865
⎛ h ⎞ lg ⎜ ⎟ ⎝ 100rw ⎠
(本式只能在0<α<750 大于40时成立)
,
h/rw
姚约东
试井分析中的一些重要概念-表皮系数
(7)均质油藏的有效井径试井模型
一般模型
∂ p 1 ∂p 1 ∂p + = 2 r ∂r η ∂t ∂r
2
有效井径模型
rwe = rwe
折算半径
−s
∂2 p 1 ∂p 1 ∂p + = 2 ∂r r ∂r η ∂t
p(r , 0) = pi
p ( r , 0) = pi
lim p(r , t ) = pi
r →∞
lim p ( r , t ) = pi
r→∞
dp w ∂p rw ( ) r = rw = C 2π +q dt μ ∂r ∂p pw = [ p − S ( )] r =r ∂r w Kh
2π
Kh
μ
rwe (
dp ∂p ) r = rwe = C w + q dt ∂r
姚约东
时出现。
m=1
PWBS
lg t
¾纯井筒储集阶段:
24qB p t
C Δ=⋅D
D D
t p C =
'1
()D
D
D D
dp p t d C =='lg 0
D
p =¾径向流动阶段:
21[ln
0.80907ln()]2s
D D D D
t p C e C =++D
D D
D D D
d 12d p C p t t C ′==⎛⎞⎜⎟⎝⎠
D D D
0.5t p C ′⋅=D D D lg lg 0.5t p C ⎛⎞′⋅=⎜⎟⎝
⎠
方压降仍然非常小,只是无法探测出来而已)。
这个距离就称为“探测半(探测半径的另一定义)。