氣井產(chǎn)能測試評價及試井分析(上-產(chǎn)能測試與分析部分)-1

1、測試評價及試井分析,氣井產(chǎn)能,西南石油大學石油工程學院,2006年4月20日,氣井試井及產(chǎn)能測試,試井：,油氣藏工程的組成部分，涉及到油層物理、滲流理論、計算機技術、測試工藝和儀器儀表、設備等各個領域。,勘探開發(fā)油氣田的主要技術手段和基礎工作之一,試井：一門新興的綜合性學科，與其它學科相比還很年輕。,半個多世紀以來，從用一支記錄筆僅能記錄井下最高壓力的一種簡單的玻登管壓力計,,現(xiàn)在,壓力計的設計和制造已十分精細，并日臻完善。,機械壓力計

2、：記錄、走時和感壓三大關鍵系統(tǒng)，,已能錄取井下壓力變化的各種特征，壓力測量精度0.2%，井下工作時間可達360~480h，工作溫度達到150~370℃，種類：幾十種。,近30年來，計算機技術飛速發(fā)展，其技術也應用到試井領域。60年代末：HP公司成功研制出世界第一支石英晶體電子壓力計，測量精度：0.025%，靈敏度：0.00014MPa，采樣速度達：1個測點/s。,石英晶體電子壓力計可遙控測試，井下壓力變化可從地面二次儀表觀察，測試時間的

3、長短可據(jù)需要控制。有的：可在地面直讀井下壓力、溫度參數(shù)，有的：可將錄取的資料在井下儲存起來，儀器取到地面后再進行回放。,試井理論：40年代以前，人們只認識到測靜壓。之后，發(fā)現(xiàn)靜壓的測取與關井時間有關，以及壓力恢復時間的長短反映了井周圍地層滲透性的好壞等。,1933年穆爾(More)等最早發(fā)表了利用壓力動態(tài)數(shù)據(jù)確定地層滲透率的論文。1950年Horner發(fā)表了用圖解法解釋測試的壓力資料的論文，以及米勒(Miller)、戴斯(Dyes)、哈

4、欽森(Hutchinson)合著的壓力恢復值與關井時間的對數(shù)值成線性關系的論文，這就是試井界廣泛應用的Horner法與MDH法。,適用于尚未全面開發(fā)油田的新井,適用于老油氣井,,常規(guī)試井分析方法,計算機技術應用的發(fā)展,,現(xiàn)代試井分析方法,即：圖版擬合解釋法,1970年Ramey圖版：,ＣDe2S=1015,Gringarten圖版,80年代Bourdet雙重孔隙系統(tǒng)圖版,試井技術的不斷發(fā)展，試井在勘探開發(fā)油氣藏中的應用也越來越廣泛，尤其

5、是在地層測試方面，如電纜地層測試和鉆柱地層測試。,我國試井技術的應用始于50年代中期，玉門油田：我國最先開展試井工作的油田。,試井分析-----是利用油井或氣井（或水井）以某產(chǎn)量生產(chǎn)或生產(chǎn)一定時間后關井所測得的井底壓力隨時間變化的資料，來分析和推算地層和井筒參數(shù)。,基礎：滲流理論 數(shù)學：反問題。,（穩(wěn)定滲流 不穩(wěn)定滲流 壓力迭加原理）,§1 試井及試井分析方法,S,I,,,O,I&#

6、215;S →O,O / I →S,油藏+測試井,關井，改變產(chǎn)量,S中壓力的變化,由I，O識別系統(tǒng)S（油藏和井的特性）,試井解釋的任務：,試井,穩(wěn)定試井（基于穩(wěn)態(tài)滲流理論）,不穩(wěn)定試井,常規(guī)試井分析,現(xiàn)代試井分析,,,穩(wěn)定試井(產(chǎn)能測試),穩(wěn)定試井是試井的其中一種方法。它是以穩(wěn)定滲流理論為基礎來進行的測試，也就是利用流體穩(wěn)定滲流規(guī)律進行的一種現(xiàn)場實驗。通過現(xiàn)場測試，獲取產(chǎn)量和壓力數(shù)據(jù)，利用穩(wěn)定滲流理論反過來分析、求取地層參數(shù)與預測油氣井

7、產(chǎn)能大小的一種方法。,一、穩(wěn)定試井的概念,----是通過某種測試和分析程序預測地層產(chǎn)能大小，即在不同井距條件、不同衰竭程度和不同壓降條件下的油（氣）供給能力，通常由井的穩(wěn)定流量與壓差關系表示。,穩(wěn)定試井（產(chǎn)能測試）：,二、穩(wěn)定試井設計,穩(wěn)定試井需測試不同工作制度（三個以上）下地面流量及對應的穩(wěn)定井底壓力，繪制并確定指示曲線類型，建立產(chǎn)出能力（或注入能力）公式。由產(chǎn)能方程提供井的最大潛在流量，并為油水井調(diào)產(chǎn)配注提供依據(jù)；穩(wěn)定試井的數(shù)據(jù)也是

8、優(yōu)化注采井工作制度所必須的資料之一。,常規(guī)分析：必須取穩(wěn)定流量下的壓力，每一測試點的流動應達到穩(wěn)定時間 ts。,式中： tS---穩(wěn)定所需時間, h；,Φ---孔隙度； μ---粘度，mPa.s,K---有效滲透率，μ m2；,re---排泄半徑，m；,Ct---綜合壓縮系數(shù)，MPa-1,對于流度k/μ小的油氣藏，所需的ts甚大，實際上難以安排測試。在礦場上，常規(guī)分析一般適用于ts≤10h；若ts>10h，則應取非

9、常規(guī)分析方法（如等時試井，修正等時試井等）建立的產(chǎn)能特性方程。,穩(wěn)定試井的主要設計項目：,決定試井類型,確定測試時間,選擇測試工作制度,,中、高滲透地層的油氣井：,選取試井類型的靈活性較大,可選擇常規(guī)法,也可選擇非常規(guī)法,但非常規(guī)的產(chǎn)能試井所建立的產(chǎn)能方程，其估價偏于樂觀,低滲透地層的油氣井或探井：,應選擇最短試井周期的類型----,非常規(guī)法,選擇的主要根據(jù)----穩(wěn)定時間的長短、現(xiàn)場排放油氣流的可能條件,試井類型的選取,產(chǎn)量大小的選擇

10、,產(chǎn)量或注入量大小的選擇以測試系統(tǒng)的流體和巖石特性而定。,最小流量值必須維持正常的流動條件；,最大流量值應保持流動穩(wěn)定（不能伴有間歇流動）和地層結構穩(wěn)定（不能過量出砂或坍塌）。,一般取井口壓力為關井壓力的5~10%和25%~ 30%分別為最小和最大流量。 以最大單相產(chǎn)量（油井）的10%，或無阻流量（氣井）的70%左右為最小和最大流量。,一般取4個測試點，均勻分布于最小和最大流量之間。,一般測試工作制度由小流量開始。（正順序）,穩(wěn)定試

11、井設計,二、氣井穩(wěn)定試井（產(chǎn)能試井）方法,（一）氣井產(chǎn)能及無阻流量,1. 氣井產(chǎn)能的含義,氣井產(chǎn)能：顧名思義就是指一口氣井的產(chǎn)氣能力。,早期的氣田，在測定這種產(chǎn)氣能力時，采取敞開井口放噴的辦法，得到的產(chǎn)氣量可以說是“實測無阻流量”。用這種方法不但浪費了大量可貴的天然氣，造成氣井出砂、出水，損壞了氣井。而且試氣時始終存在著采氣管柱的摩阻，因而得到的仍然不是真正意義的（井底壓力1atm時的）最大流量。,到20世紀20年代末，美國發(fā)展了回壓試

12、井法，于30年代末被進一步完善，并在氣田廣泛應用。 回壓試井，需要在施工時使產(chǎn)氣量和井底流壓同時達到穩(wěn)定，測試時間長，放空氣量多。 1955年Cullender發(fā)展了等時試井，不要求每次開井達到穩(wěn)定，減少了測試時間，節(jié)省了放空氣量，但測試時須多次開關井，且每次關井要達到穩(wěn)定，恢復到原始地層壓力。在操作程序上較回壓試井麻煩，且測試時間仍較長，特別對于井底積液氣井，還帶來許多測試工藝上的問題。 1959年Katz等進一

13、步改進，提出了修正等時試井，對于低滲氣層較為適用。,在壓力表達方式上，從早期的單純用壓力進行分析，發(fā)展到考慮真實氣體的壓縮性的壓力平方表示法及擬壓力法。在此基礎上產(chǎn)生了考慮湍流影響的二項式產(chǎn)能方程，和推算氣井AOF。,縱觀產(chǎn)能試井法的發(fā)展不難發(fā)現(xiàn)，所有這些方法的產(chǎn)生，都是源于生產(chǎn)規(guī)劃的需要。從方法本身來說，都帶有實驗和估算的性質(zhì)，理論上并非是十分嚴格的。,需特別指出：在中國近年來發(fā)現(xiàn)的大中型氣田中，儲層特征表現(xiàn)出許多特殊性，例如：有的是

14、低滲透或特低滲的砂巖，必須經(jīng)壓裂改造才具有工業(yè)產(chǎn)量；有的是石灰?guī)r裂縫性地層，儲層的滲透性發(fā)育部位，具有方向性和局限性；有的是巨厚的異常高壓氣層，并在砂巖中發(fā)育有裂縫；還有相當多的儲量，儲存在河流相沉積的砂巖地層中，從動態(tài)特征看，存在明顯的條帶形不滲透或特低滲透邊界。例如鄂爾多斯盆地的石炭二疊系地層。,針對這些特殊的氣田，僅僅依據(jù)已有的經(jīng)典的產(chǎn)能試井方法，已難以全面描述氣井和氣田的情況。,2. 理解氣井產(chǎn)能時的誤區(qū),“氣井產(chǎn)能”、“無阻流

15、量”、“井口產(chǎn)氣量”等指標，雖已被廣泛應用，但對于這些指標含義的理解，卻存在一些誤區(qū)：,(1) 無阻流量，一般理解為一口井的最高極限產(chǎn)量。但對于一些特殊巖性的儲層，即使嚴格按照規(guī)范的修正等時試井法進行測試，有時卻發(fā)現(xiàn)計算的無阻流量，還不及某些油嘴開井的實際井口產(chǎn)量高。這曾被懷疑為分析結果有誤。,(2) 同一口氣井，采取不同的測試方法，同一次測試，采用不同的計算方法，得到的無阻流量存在著差別，有時還相差甚遠，如果這些指標被濫用，將不能真實

16、反映氣田情況。,(3) 同樣是低滲透地層，有的井采用回壓試井法，只要適當延長測試點穩(wěn)定時間，就可以得到重復性好的產(chǎn)能指標；但有的井，卻難以計算出無阻流量。,(4) 利用修正等時試井法測試穩(wěn)定產(chǎn)能時，隨著延時測點時間的加長，求得的無阻流量卻不斷降低，不但令分析人員感到困惑，更令計劃人員無所適從。,(5) 通過測試得到了氣田中每口氣井的無阻流量，但究竟以何種產(chǎn)氣量規(guī)劃氣田的生產(chǎn)，仍難以得到統(tǒng)一認識。是1/5qAOF， 1/4qAOF，或是更

17、高的產(chǎn)量，往往缺乏依據(jù)。,(6) 有的氣井，初期開井時計算的qAOF可以達到數(shù)百萬立方米，但還未來得及正式投產(chǎn)，井口壓力已跌落至外輸壓力限以下等 。,,必須深入理解無阻流量qAOF等產(chǎn)能指標內(nèi)涵！,3. 氣井的初期產(chǎn)能、延時產(chǎn)能和配產(chǎn)產(chǎn)量,描述一口氣井的產(chǎn)氣能力，有多個方面的指標，特別是隨著開井時間的延長，產(chǎn)能指標的含義都不同。,（1）初期產(chǎn)能指標,指氣井剛剛打開，短時間內(nèi)（例如一兩天或兩三天內(nèi)）達到的產(chǎn)氣能力。由于此時地層壓力還處于較

18、高的原始水平，流動壓力有可能仍處于下降過程，從而使計算出的產(chǎn)能值偏高。 在探井的現(xiàn)場測試中，特別是采用單點法測試，得到的往往就是這種不穩(wěn)定的無阻流量。 決定初期產(chǎn)能高低的主要因素是：井底附近地層的流動系數(shù) (kh/μ) ， 井筒的鉆井完井質(zhì)量 (S)， 同時也與測試點選取時間關系密切。關于這一點 , 將在后面詳細討論。,（2） 延時產(chǎn)能指標 在運用等時試井法或修正等時試井法進行產(chǎn)能測試時，在不穩(wěn)定測點后，還要安排

19、一個延時點 ( 或稱穩(wěn)定點 ) 的測試， 得到 “ 延時無阻流量 ”，或稱穩(wěn)定的無阻流量。這樣得到的產(chǎn)能指標， 即是延時的產(chǎn)能指標。由于在延時測試時 ( 往往延續(xù)十幾天甚至幾十天 )，井底 壓力已低于初始測試時的不穩(wěn)定壓力 ， 即使延時點產(chǎn)量保持穩(wěn)定 ，與初期不穩(wěn)定測試點產(chǎn)量 持平，但計算出的qAOF 卻大大低于初期的無阻流量。 延時產(chǎn)能指標不僅僅取決于井底的地層參數(shù)， 更重要的還取決于邊界形狀及單井控制的可動儲量。 如

20、果采用回壓試井法測試， 每個測試點延續(xù)時間很長時， 也可以得到類似于延時產(chǎn)能的指標。,（3）配產(chǎn)產(chǎn)量指標 配產(chǎn)產(chǎn)量是一個經(jīng)濟指標。它既取決于井的產(chǎn)氣能力，又可以在允許的產(chǎn)能范圍內(nèi)根據(jù)經(jīng)濟需求調(diào)配。 同樣一個氣田，可以安排氣田中每一口氣井，連續(xù)多年以較低的產(chǎn)量保持穩(wěn)定生產(chǎn)；也可以安排其中一些井，以高得多的產(chǎn)量生產(chǎn)，當這些井產(chǎn)量自然遞減后 ，再以另一些井接替。重要的是經(jīng)濟上的回報率，以及最終的采收率。另外 ，氣井的實際產(chǎn)量安

21、排 ，還取決于市場的需求，季節(jié)變化對商品氣消耗量的影響，以及儲氣庫的調(diào)節(jié)能力等等。,具有相同的初期無阻流量的兩口氣井，其自然遞減情況可以是完全不同的，這取決于供氣邊界的遠近。如果單井控制范圍大，則自然遞減慢；否則將隨著實際控制區(qū)塊有效體積的減小而遞減。只有通過地質(zhì)研究和動態(tài)研究， 確認了每口井所控制的動儲量情況，才有可能對穩(wěn)產(chǎn)產(chǎn)量和遞減情況做出預測，從而達到合理配產(chǎn)。,對于低產(chǎn)氣井，可以通過酸化壓裂等措施改造，提高單井產(chǎn)量，提高產(chǎn)氣能力

22、，甚至把非工業(yè)氣流井，改造為工業(yè)氣流井。但以目前的工藝條件，不可能指望通過這種改造 ，改變單井的穩(wěn)產(chǎn)能力，達到穩(wěn)產(chǎn)的目的。除非采用特殊的鉆井技術，例如水平井或多分支井，配合可靠的地質(zhì)研究，連通和動用更多的可動儲量，才有可能改變單井和氣田的穩(wěn)產(chǎn)條件。,測試方法： 氣井測試資料取得方法同油井，只是滲流的產(chǎn)量方程有差別。根據(jù)測試目的的不同試井分為：1、產(chǎn)能試井：確定氣井產(chǎn)能的試井，分為系統(tǒng)試井(系統(tǒng)試井）、等時試井和修正等時

23、試井。2、反求地層參數(shù)的試井，又稱不穩(wěn)定試井。,二、穩(wěn)定試井的礦場測試方法,氣井穩(wěn)定試井測試類型：,一點法測試方法系統(tǒng)試井測試方法（又稱常規(guī)回壓試井）等時試井測試方法修正等時試井測試方法,常規(guī)回壓試井 (Conventional Back Pressure Test),[ 亦稱多點試井 (Stabilized Multipoint Test) 、系統(tǒng)試井 ],它和油井的穩(wěn)定試井基本相同，即連續(xù)以若干個不同的工作制度（一般由

24、小到大，不少于三個）生產(chǎn)，每個工作制度均要求產(chǎn)量穩(wěn)定，井底流壓也要求達到穩(wěn)定。記錄每個產(chǎn)量qi及相應的井底穩(wěn)定流壓Pwfj，并測得氣藏靜止地層壓力PR。,在勘探初期，PR就是原始地層壓力Pi,系統(tǒng)試井（回壓試井）示意圖,1）地面流程 對不含硫化氫的干氣井，試井所需的地面流程較簡單，主要設備是針形閥、流量計、油套管壓力表、靜重壓力計、溫度計、取樣裝置和大氣壓力計等。若是生產(chǎn)井試氣，一般原有的井場流程設備可以借用。若是剛完鉆的井試

25、氣，應準備放噴管線和臨界流速流量計。,對于凝析氣井和氣水井，井內(nèi)的流體是氣液兩相，針形閥之后需增加保溫或防水合物設備及安裝氣液分離器、氣液取樣裝置和計量儀表。,試井測試前的幾個注意問題,對于含硫化氫的氣井，除設備、儀表和管線需要考慮抗硫材質(zhì)和采取防硫措施外，應采用撬裝式輕型硫裝置處理含硫氣體。若氣體無法處理，應在遠離井口（25m以外）安裝離地高度不低于12m的火炬管線，在取得環(huán)保部門的同意下點火燃燒。,2）儀表,對于氣井，地層壓力、井底

26、流動壓力一般都是根據(jù)井口最大關井壓力、井口流動壓力計算而得。因此，井口所用的壓力表（套管壓力表和油管壓力表）精度等級要符合試井要求，試井前必須用標準壓力表或靜重壓力計校壓，即使這樣作，同時進行井口測壓也是必要的。,對于氣水同產(chǎn)井或井底大段積液的井，應下井底壓力計測壓。如果不可能，也只有根據(jù)地面生產(chǎn)資料進行計算。,生產(chǎn)井試氣，氣體流量一般都用孔板流量計測量。試井前，對計量孔板需按有關標準嚴格檢驗。新井試氣使用臨界流速流量計，對孔板、溫度計

27、和壓力表應檢查和校正。此外，對產(chǎn)氣量、產(chǎn)油量的計量也應引起重視。 氣體對溫度十分敏感。試井前，確定取溫點和校正溫度計也要從嚴要求。,3）放噴,試井前，確信井底有積液存在時，應采取放噴措施，在較大的生產(chǎn)壓差下，噴凈井底積液。如果氣井是與集輸管網(wǎng)相連，放噴意味著用較大的產(chǎn)氣量多生產(chǎn)一段時間。如果這樣作還不可能放噴干凈，則有必要另拉放噴管線向大氣放噴。,從多大氣量試到多大氣量，是試井設計應該確定的問題。氣井井中的最大關井壓力和井口流動

28、壓力，在一定情況下反映了地層壓力和井底流動壓力，井口流動壓力的變化也意味著產(chǎn)氣量的變化。,4）測試流量及壓力的選取,流量的選擇還應結合氣井的地層情況，在所確定的流量范圍內(nèi)，不會引起氣井出砂或造成水的舌進或錐進。對于氣水同產(chǎn)井，最小產(chǎn)量不能低于氣帶水所需的最小氣量。 但是，也要防止流量太大，造成井口溫度過低或調(diào)壓（節(jié)流）壓差過大促進水合物的生成。對于凝析氣井，更要控制生產(chǎn)壓差，盡可能杜絕在地層或井底凝析出液烴。同時，流量的選擇還要

29、顧及工程因素。例如，油管允許沖蝕流速，井口設備的安全，以及地面井場流程設備的承受及處理能力。,1984年Beggs提出沖蝕流量計算式：,m2,K,MPa,,,具體地，確定產(chǎn)能測試點的最高產(chǎn)氣量和最低產(chǎn)氣量： A) 產(chǎn)能試井時的最小產(chǎn)氣量 ① 最低產(chǎn)能測試點的產(chǎn)氣量，應大于或等于最小攜液氣量； ② 最低產(chǎn)能測試點的產(chǎn)氣量，應足以使井口溫度保持在水合物生成點以上； ③ 生產(chǎn)壓差大約等于地層壓力的 5%;

30、 ④ 產(chǎn)氣量大約是無阻流量 qAOF的 10% 。,B) 產(chǎn)能測試時的最大產(chǎn)氣量 ① 最大產(chǎn)氣量應維持井底不產(chǎn)生大量出砂或井壁明塌，而造成井的嚴重傷害。 ② 對底水接近地層的井，應避免測試時底水錐進到井內(nèi)，而造成氣井嚴重出水。 ③ 對于凝析氣井，應避免過大的產(chǎn)氣量造成過大的生產(chǎn)壓差，形成地層中大面積反凝析，使凝析油聚集在井底附近，形成兩相流，并造成堵塞，以致產(chǎn)能測試指標失去意義。 ④ 產(chǎn)氣量不應大于無

31、阻流量的50% 。在國外 ( 例如加拿大 ) 曾建議最高測試點產(chǎn)氣量為75%qAOF。通過國內(nèi)的現(xiàn)場實踐證明，那是不必要的，大量放空天然氣，還會造成浪費和空氣污染。最大產(chǎn)量對應生產(chǎn)壓差大約等于地層壓力的 25%。,關于產(chǎn)氣量的選擇，應事先估算一個 qAOF 值。估算時，可以采用下列公式 ：,qAOF---104m3/d；k---mD； h---m； pR---MPa,當然最好的辦法，也是現(xiàn)場最常用的辦法是，在新井完井并排凈完井液后，嘗

32、試用常用的油嘴，例如8mm或10mm油嘴先期開井，點測一個流動壓力，并記錄產(chǎn)氣量，用這一組數(shù)據(jù)，可以粗略估算出一個qAOF值，并以此為基礎，安排以下的產(chǎn)能測試。,（1）關井等壓力穩(wěn)定后，測得靜止的地層壓力PR。即關井測壓；（2）開井試氣，選擇一個產(chǎn)量ql；讓氣井生產(chǎn)到穩(wěn)定，記錄下穩(wěn)定的流動壓力Pwfl。改變?nèi)位蚋啻萎a(chǎn)量，每次都讓井生產(chǎn)到井口流壓已趨穩(wěn)定。記錄下各次穩(wěn)定制度下的產(chǎn)量和壓力，獲得一組數(shù)據(jù)（一組流壓Pwf1、Pwf2、P

33、wf3……和相應的產(chǎn)量q1、q2、q3……）。試氣測點不少于4個。測試完后即可關井或轉入正常生產(chǎn)。,★系統(tǒng)試井的礦場測試方法流程,何為穩(wěn)定？,測試氣量的順序？,穩(wěn)定試井如何判斷壓力是否穩(wěn)定(Stabilized)？,定量采氣，穩(wěn)定意指井底流壓下降速率小到可以忽略不計，常規(guī)的作法是：在井口壓力降低（如開井）或恢復（如關井）的過程中，在記錄壓力后15（或30）分鐘內(nèi)，壓力變化小于前一個記錄壓力讀數(shù)百分之一的0.1（即千分之一）即可認為氣井已

34、穩(wěn)定。,例如，開井后測壓降，測得井口壓降為10MPa后的15分鐘又測得井口壓降為9.995MPa，則這口氣井的井口壓力即可視為已達穩(wěn)定。,絕對的穩(wěn)定是不可能實現(xiàn)的？,滲流力學給出了一個計算壓力穩(wěn)定所需時間的公式：,式中： tS---氣井壓力穩(wěn)定所需時間, h；,Φ---孔隙度； μg---氣體粘度，mPa.s,K---滲透率，10-3 μ m2； Sg---含氣飽和度；,re---氣井的供氣邊界半徑，m；,-

35、--氣層平均壓力，MPa,（根據(jù)影響半徑公式推導出：）,測試氣量的順序？,通常試井的流量應是從小到大，按正順序(Normal Sequence）試井。反之，稱為反順序(Reverse Sequence) 試井。如果水化物的生成是試井中的主要矛盾，用反順序試井可以提高井底溫度，有利于防止水化物的生成。此外，如果井底積液是一主要問題，反順序試井也有考慮的可能，以利于把井底已有的積液先期排除。,對于修正等時試井，必須采取產(chǎn)量遞增序列，因

36、為反過來的序列，在資料分析時會帶來較大誤差。,對于穩(wěn)定的回壓試井，如果開井后產(chǎn)氣量和井底流壓都能較快達到穩(wěn)定，則不論是采用遞增序列或是采用遞減序列，甚至是高低交錯的序列，測試結果差別都不大。,回壓試井在測試時的要求是，每個氣嘴開井生產(chǎn)時，產(chǎn)氣量穩(wěn)定，井底流動壓力也基本達到穩(wěn)定，同時要求地層壓力基本不變。 但是現(xiàn)場實施時，達到流動壓力穩(wěn)定較困難，為了達到穩(wěn)定，需采取長時間開井，而長時間開井后，對于某些井層，又造成地層壓力同時

37、下降。 這也就限制了回壓試井方法的應用。,如果氣層的滲透性較差，回壓試井需要很長的時間，并要浪費相當多天然氣，此時可使用等時試井。,等時試井的測試過程如下圖所示，即用若干個（至少3個，一般為4個）不同的產(chǎn)量生產(chǎn)相同的時間（譬如說都生產(chǎn)6h，一般亦采取由小到大的產(chǎn)量變化程序）；在以每一產(chǎn)量生產(chǎn)后均關井一段時間，使壓力恢復到（或非常接近）氣層靜壓；最后再以某一定產(chǎn)量生產(chǎn)一段較長的時間，直至井底流壓達到穩(wěn)定。,等時試井 (Is

38、ochronal Test),等時試井示意圖,延時流量,要求穩(wěn)定,,等時,Extended Flow Rate,每個流量下，按相同時距（３h、6h等）測試、錄取壓力,,,,,★ 不穩(wěn)定測點延續(xù)時間:要求開井流動影響，已超過井筒儲集和措施改造區(qū)的范圍，達到地層徑向流的范圍。,均質(zhì)地層,均質(zhì)地層壓裂井,一般地層，要求在等時流動期，流動達到的探測半徑必須達到距井30m以外的范圍，以便在流動期能夠反映地層的特性，故等時試井流動時間的確定可以如

39、下：,式中： tp---氣井等時流動期所需時間, h；,Φ---孔隙度； μg---氣體粘度，mPa.s,K---滲透率，10-3 μ m2； Cg---含氣飽和度；,如果用上式計算的結果小于井筒儲存效應結束的時間，則，流動期時間必須要大于井筒儲存效應結束的時間。,修正等時試井 (Modified Isochronal Test),修正（改進）等時試井是對等時試井作進一步的簡化而得到的。在等時試井中，各次生

40、產(chǎn)之間的關井時間要求足夠長，使壓力恢復到氣藏靜壓（并未有效減少測試時間），因此各次關井時間一般來說是不相等的。 修正等時試井中，各次關井時間相同（一般與生產(chǎn)時間相等，但也可以與生產(chǎn)時間不等，不要求壓力恢復到靜壓）最后也以某一穩(wěn)定產(chǎn)量生產(chǎn)較長時間，直至井底流壓達到穩(wěn)定。,,修正等時試井示意圖,修正等時試井,,等時,等時,延時流量,Extended Flow Rate,要求穩(wěn)定,,一般地層，要求在等時流動期，流動達到的探測半徑

41、必須達到距井50m以外的范圍，這樣所測試的結果才能反映地層的特性，等時試井流動時間的確定依然可采用前述等時試井測試時的計算公式，在計算結果與井筒效應結束時間中，選擇大的一個作為等時測試時間。,★ 不穩(wěn)定測點延續(xù)時間:依然要求開井流動影響，已超過井筒儲集和措施改造區(qū)的范圍，達到地層徑向流的范圍。,(1)在最后一次開井后 ，增加了一次關井，可以多取得一個關井壓力恢復資料； (2) 延時開井后，增加了終關井測試，不但可以了解儲層的

42、參數(shù)及邊界分布，而且可以判斷地層壓力是否下降，用以校正延時生產(chǎn)壓差，得到關井穩(wěn)定壓力Pss。,結合我國的實際情況，國內(nèi)在現(xiàn)場應用修正等時試井時，在測試程序及無阻流量計算方法上進行了某些改進。與經(jīng)典方法不同之處是：,一點法試井（One-Point Well Test),一點法測試即只測一個工作制度下的穩(wěn)定壓力。,一點法測試對于探井缺少集輸流程和裝置時，可以大大縮短測試時間，減少氣體的放空和節(jié)約大量的費用，減少資源的巨大浪費。對于新區(qū)探井而

43、言，是一種測試效率比較高的方法。缺點是對資料的分析方法帶有一定的經(jīng)驗性和統(tǒng)計性，其分析結果有一定的偏差。,另外， 一口已經(jīng)獲得產(chǎn)能方程的井，經(jīng)過一段時間的開采之后，其產(chǎn)能可能有所變化。為了進行檢驗，也可進行“一點法試井” 一點法試井只要求測取一個穩(wěn)定產(chǎn)量q，和在以該產(chǎn)量生產(chǎn)時的穩(wěn)定井底流壓Pwf，以及當時的氣層靜壓PR。,★一點法產(chǎn)能測試產(chǎn)量大小的確定,根據(jù)國內(nèi)已有測試資料大量井測試結果分析表明，當（pe2-pwf2)/

44、pe2>0.2時，存在有：lg(qg/qAOF)與 lg[(pe2-pwf2)/pe2]為一條很好的直線關系，為此，當PD=0.2作為極限來進行研究，得到如下的產(chǎn)量關系式：,由此可知，用一點法進行產(chǎn)能測試時，氣井的測試產(chǎn)量須大于0.36倍 無阻流量，否則，用測試資料計算得到的氣井產(chǎn)能存在一定的偏差。,★一點法產(chǎn)能測試流動時間的確定,理論研究和經(jīng)驗表明，一點法測試的流動時間不同，獲取得到的氣井無阻流量是不一樣的，測試時間短，獲得的氣

45、井無阻流量大，但不是反映氣井的真實情況，而是比氣井的真實值高。因此，在實際測試中，如果采用一點法進行測試，一定要有一定的流動時間，否則計算結果高于真實值而讓人樂觀。如果采用鉆柱測試，計算結果可能偏離真實值更大。,具體地，可采用下式（系統(tǒng)試井測試時有介紹）估算：,高壓含硫氣井合理測試時間的確定方法研究,一、問題的提出 從氣井的測試方面講 , 測試時間過長 , 會造成氣井測試的費用增多 , 從資料錄取 , 測試資料分析方面來講

46、 , 測試時間長對資料的分析是有利的 , 能夠得到更多的氣藏信息 , 如邊界狀況、儲量大小等。另一方面 , 由于氣井含硫 , 在測試時 , 測試工具要受到硫的腐蝕 , 尤其氣井存在水時 , 腐蝕將更為嚴重 , 從這一點出發(fā) , 要求氣井的測試時間越短越好。由此可見 , 從不同的方面出發(fā) , 將得出不同的測試時間 , 這就提出了 , 到底測試時間多長才為合理呢 ? 為此 , 對高壓含硫氣井合理測試時間的確定方法作一探討。,二、確定氣井合理

47、測試時間的原則 要確定氣井合理測試時間 , 首先要制定一個原則 : (1) 保證測試期間不損害測試工具 ; (2) 保證易于錄取資料 ; (3) 保證錄取的資料易于分析和獲準氣藏的有關參數(shù) ; (4) 測試期間要求不傷害儲層 , 不出砂 ; (5) 如果要了解邊界狀況 , 還要保證所錄取的資料能夠求出邊界。,三、合理測試時間確定應考慮的因素在研究含硫氣井合理測試

48、時間時考慮如下因素 : (1) 測試工具的最大耐腐蝕時間 ; (2) 錄取的恢復資料必須要達到消除井筒儲集效應后的時間 ; (3) 測試開井生產(chǎn)期不傷害儲層 , 保持測試期間不出砂 ; (4) 測試關井期井筒中的壓力上升要不破壞井口裝置。,四、合理測試時間確定的計算方法 從錄取的資料易于分析和獲準氣藏的有關參數(shù)方面計算合理測試時間 。 不管是完井測試還是

49、中途測試 , 一般都采用兩開兩關的測試方法 , 第一開和第一關的時間都很短 , 主要目的是清除井底污物等 , 而且獲得的資料也不用于作分析和求參數(shù) , 為此 , 這里著重研究第二開和第二關的測試時間 ( 以下稱開井和關井時間 ) 。,1. 開井時間的計算方法 在開井時 , 由于測試工具以下存在一定的 “ 井底口袋 ”, 使得開井時最先出來的氣體是從 “井底口袋” 出來的 , 而不是從地層中出來的 , 因此這期間所測得的壓力

50、數(shù)據(jù)不能反映地層的特性 , 這一階段的測試數(shù)據(jù)稱為 “ 井筒儲集期數(shù)據(jù) ” 。從滲流力學的知識很容易知道 , 開井時間必須大于井筒儲集期結束時間,讓壓力波波及到地層。 根據(jù)國外科技人員研究表明 , 開井期井筒儲集期結束時間為 : tD = (60+3.5S) CD式中： tD 一一無量綱時間 ; CD 一一無量綱井筒儲集系數(shù) ; S 一一表皮系數(shù)。,將上式轉化為有量綱的表達

51、式為 :式中： t 一一生產(chǎn)時間 ,h; C 一一井筒儲積系數(shù) ,m3/MPa;,?m2,m,2. 影響開井時間的因素 1) 井筒儲集系數(shù) C 開井生產(chǎn)時間 t 與井筒儲集系數(shù) C 成正比 , 而 C 越大要求的開井時間越長。在流體性質(zhì)一定的情況 , 井筒儲集系數(shù)與 “ 井底口袋 ” 的體積大小成正比。因此為了減少 “ 井底口袋 ” 的體積大小 , 在測試時應盡量將測試儀器放在產(chǎn)層部位 ,

52、 這樣可以縮短開井時間 2) 表皮系數(shù) S 開井生產(chǎn)時間 t 與表皮系數(shù) S 成正比 , 表皮系數(shù)越大 , 表明井的污染程度越嚴重 , 此時 , 要求的開井生產(chǎn)時間越長。為了縮短測試井生產(chǎn)時間 , 應盡量減少井的污染程度。 3) 地層系數(shù) kh 開井生產(chǎn)時間 t 與地層系數(shù) kh 成反比 , 地層系數(shù)越小 , 開井生產(chǎn)時間越長 , 地層系數(shù)越大 , 開井生產(chǎn)時間越短 , 因此 , 對于地層系數(shù)大的儲層

53、, 對于測試是有利的。,3. 關井時間的計算方法 關井時間的計算方法要根據(jù)不同的測試目的來確定。一般說來 , 測試目的可以分為如下兩種 : 只了解地層特性參數(shù) ; 不僅了解地層特性參數(shù) , 還要了解邊界狀況。根據(jù)不同的測試目的 , 下面討論其關井時間的計算方法。 1) 只了解地層特性參數(shù)的關井時間計算方法要了解地層參數(shù) , 關井后壓力波仍然要波及到地層后所測得的數(shù)據(jù) , 才是有用的數(shù)據(jù)。在關井時 “ 井底口袋 ”仍然

54、要起作用 , 產(chǎn)生續(xù)流效應。因此 , 關井時間必須大于續(xù)流效應結束時間。 根據(jù)國外文獻表明 , 關井續(xù)流結束時間為 : tD=50CDe0.14S式中 tD 一一井筒續(xù)流效應結束的無量綱時間 ; CD 一一井筒續(xù)流系數(shù)的無量綱值 ; S 一一表皮系數(shù)。,將上式化成有量綱形式 , 則為 : tcend=2.2116*C*e0.14S/kh 式中:

55、 tcend 一一h; C 一一m3/MPa;,★問題：關井時間要大于井筒續(xù)流結束時間多少才合理？,根據(jù)從資料解釋方面的研究，即根據(jù)測試資料的分析要求，合理的關井時間為：,lgt=lg( tcend)+0.5,,t=3.16 tcend,即實際的關井時間應大于井筒續(xù)流結束時間的3.16倍,2) 既要了解儲層特性參數(shù)又要了解邊界狀況的關井時間計算,在此僅討論存在一條斷層的情況。存在斷層時，根據(jù)滲流理論，關井后斷層反映的

56、時間為△tx：,h,1/MPa,?m2,對于上述條件的測試，開井生產(chǎn)時間必須大于斷層反映的時間，為盡量縮短生產(chǎn)時間而又利用資料的解釋，須滿足：,lgt=lg(△ tx)+0.10,,t=1.259△ tx,★從測試工具防腐方面確定合理測試時間 由于是高溫高壓含硫氣井，必須考慮硫?qū)y試工具的腐蝕，從這方面考慮，最大的測試時間不得超過硫?qū)y試工具的耐腐蝕時間，因此有：,另外還須考慮井口裝置承壓能力，以確定深井測試的最大關井時

57、間。,1．繪制采氣指示曲線,作q和ΔP2=PR2-Pwf2關系曲線，根據(jù)是否通過原點進行異常分析2．用二項式方程分析資料,q,△P/q,q,I) 系統(tǒng)試井分析,（可以采用擬壓力代替壓力平方）,三、穩(wěn)定試井分析,根據(jù)A的值可計算Kh及絕對無阻流量（下面再定義）：,也可以利用系數(shù)A與擬穩(wěn)定產(chǎn)能方程相對應的方法近似求解滲透率（其值僅供參考）,re不易確定，一般可取ln(re/rw)=6.0~8.0。,3．用指數(shù)式方程分析資料,作lgq~lg

58、(PR2-Pwf2)關系曲線，呈直線，這樣可求得氣體的產(chǎn)能方程。,用指數(shù)式方程對于求Kh不是很方便，但對產(chǎn)能方程的表示并沒有直接的影響。,lg q,4．計算絕對無阻流量所謂絕對無阻流量，是指井底流壓等于一個絕對大氣壓時所獲得氣井產(chǎn)量。（1）用二項式求絕對無阻流量qAOF。,（2）用指數(shù)式求絕對流量qAOF,絕對無阻流量是表示在沒有任何影響下的最大產(chǎn)能，即表示井底在完全敞開的情況下地層能供給的最大產(chǎn)氣量。它是對比氣井的產(chǎn)能和確定氣井

59、合理產(chǎn)量的主要依據(jù)，一般經(jīng)驗可取無阻流量的1/3--1/5。,5. 二項式與指數(shù)式產(chǎn)能方程的差別,由于二項式產(chǎn)能方程是從滲流力學方程推導而來，它對不同地層的適用性及準確程度要高一些；相反指數(shù)方程式只是一種經(jīng)驗公式，準確程度相對較差。,（1）當測點產(chǎn)氣量超過無阻流量一半以上時，兩種方程結算結果差別不大,qAOF=14.9×104m3/d,qAOF=15.2×104m3/d,（2）測點壓差較小時，指數(shù)方程產(chǎn)生較大偏差,該

60、實例，測點最大壓力平方差（128.5MPa2）不足地層壓力平方（900MPa2）的15％，這樣產(chǎn)生的指數(shù)式方程，在生產(chǎn)壓差較大時，偏離了二項式產(chǎn)能方程。,qAOF=26.17×104m3/d,qAOF=34.62×104m3/d,在測點范圍內(nèi)，兩條曲線重合得很好，說明方程的產(chǎn)生是正常的。但在流壓降低時，指數(shù)式方程明顯偏離了二項式方程，以至于推算的qAOF偏大約30％,II) 等時試井分析,II) 等時試井分析,（1）

61、二項式產(chǎn)能方程,①在直角坐標系中，作,~qj關系曲線,（j =1,2,3,4；pwfj是第 j 次生產(chǎn)期末的井底流壓）,（這條曲線稱為不穩(wěn)定產(chǎn)能曲線）,②線性回歸，求出直線斜率B,,,,q,,,,,,,,,,B=tgα,,,A,,穩(wěn)定點,,不穩(wěn)定點,,q1,q2,q3,q5,q4,,,,,B=tgα,,③ 由穩(wěn)定點作不穩(wěn)定產(chǎn)能曲線的平行線，求出該直線斜率截距A,,（2）指數(shù)式產(chǎn)能方程,①在雙對數(shù)坐標系中，作,~lgqj關系曲線,②線性回

62、歸，求出直線斜率n,（不穩(wěn)定產(chǎn)能曲線）,③ 由穩(wěn)定點作不穩(wěn)定產(chǎn)能曲線的平行線，求出該直線斜率截距 lgC,,,,,,,,,,,n=tgα,,,,lgC,,穩(wěn)定點,,不穩(wěn)定點,,q1,q2,q3,q5,q4,,,,,n=tgα,III) 修正等時試井分析,繪制產(chǎn)能曲線時，以,代替等時試井,情形的,，其中 pwsj是第 j 次關井期末的井底,關井壓力，除此之外，產(chǎn)能方程的確定與等時試井完全相同,q,,,,,,,,,,B=tgα,,,,A,,

63、穩(wěn)定點,,不穩(wěn)定點,,q1,q2,q3,q5,q4,,,,,B=tgα,,,,,,,,,,n=tgα,,,,lgC,,穩(wěn)定點,,不穩(wěn)定點,,q1,q2,q3,q5,q4,,,,,n=tgα,IV) 一點法產(chǎn)能測試分析,產(chǎn)能曲線的繪制：,在原來的指數(shù)式產(chǎn)能曲線圖上，畫出一點法試井測得的數(shù)據(jù)點A (q, pR2-pwf2)，再過這一點作原產(chǎn)能曲線的平行線，這即是氣井當前的產(chǎn)能曲線，,由此可以估算當時的qAOF。也可以預測一定生產(chǎn)條件下的產(chǎn)量

64、。,不同產(chǎn)能試井方法壓差計算示意圖,一點法試井無阻流量經(jīng)驗公式：,如果在一個氣田進行過一批井（層）的產(chǎn)能試井，取得了相當多的資料，則可以得出這個氣田的產(chǎn)能和壓力變化的統(tǒng)計規(guī)律，即無阻流量經(jīng)驗公式。此后，本氣田或鄰近地區(qū)的新井（層）進行測試時，如果沒有取得回壓試井或等時試井資料，但測得了一個穩(wěn)定產(chǎn)量及相應的穩(wěn)定井底流壓和地層壓力，則可以采用經(jīng)驗公式估算該井（層）的無阻流量。,分析方法的導出：,兩式相除：,若令：,,,常用的一點法試井資料分

65、析公式：,①,②,,榆林141區(qū),榆林南區(qū),一點法產(chǎn)能測試資料在實際處理時的注意事項：,（1）要求測試點一定要達到壓力穩(wěn)定,一般地，利用一點法計算的AOF偏大，甚至偏大很多，其原因：測試時，可能產(chǎn)量未控制好，不是定產(chǎn)量生產(chǎn)；其次，測試流動期時間太短，壓力未穩(wěn)。,（2）對每一區(qū)塊或一個具體氣田，測試資料多后，應建立一個適合于本區(qū)塊或本氣田實際的一點法資料分析公式。,（3）一點法分析方法，是建立在地層為單相流情況下的，如果測試時，井底附近出

66、現(xiàn)了兩相流，如底水竄入井底或井底附近較大范圍內(nèi)出現(xiàn)了凝析油等，分析結果僅供參考。,（4）在測試時，盡管地層中為單相流，但井筒中有積液，并且壓力計又在積液的上面時，測試的壓力值不能反映地層真實情況。分析結果可能不正確。,（5）凝析氣井，如果地層中為單相流，只有井筒中才有凝析油析出，這時，可將凝析油折算成氣，以總產(chǎn)量進行分析，其結果仍有較真實的代表性。 如果在地層中已出現(xiàn)兩相流，此時，其分析結果將有一定的誤差。,利用一點法資料求氣井二

67、項式產(chǎn)能方程：,,,代入：,,,消去A，解出B：,,代入產(chǎn)能方程,利用一點法資料求氣井指數(shù)式產(chǎn)能方程：,近似地：,兩式相除：,取對數(shù)：,,★一點法測試時壓力未穩(wěn)的資料處理分析方法,一、問題的提出 一點法測試時具有簡單、快速的特點 , 深受廣大礦場工程師的歡迎。但對于一些新井或新探井區(qū) , 由于井未接管線 , 測試時 , 開井生產(chǎn)的天然氣是燃燒掉的 ; 對于一些滲透性能屬中等偏低的氣井 , 要達到一個工作制度下生產(chǎn)穩(wěn)定 , 也要比

68、較長的時間 , 造成資源的浪費很大 , 為此 , 礦場科技工作者希望更進一步縮短氣井的測試時間 , 那么 , 這里對這種一點法測試時 , 壓力未穩(wěn)的測試資料分析作一研究 , 使之能夠較準確地求出氣井的產(chǎn)能。,二、一點法測試時井底壓力隨開井時間的變化規(guī)律,根據(jù)滲流理論，氣井以定產(chǎn)量開井生產(chǎn)后，井底壓力隨時間變化滿足：,(不穩(wěn)定階段),(擬穩(wěn)定階段),,m,……（★★）,令：,,不穩(wěn)定流動式,不同的測試時間，其二項式的系數(shù)At不同，只有當流