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1、试井曲线分析应用试井曲线分析应用第1页，本讲稿共25页第二章现代试井解释方法 现代试井解析方法克服了常规试井分析方法存在的问题，物理现代试井解析方法克服了常规试井分析方法存在的问题，物理模型建立在更接近于测试实际的基础上，重新建立考虑各种边界模型建立在更接近于测试实际的基础上，重新建立考虑各种边界条件的数学模型，用解析方法或数值方法求出数学模型的解，并条件的数学模型，用解析方法或数值方法求出数学模型的解，并绘制出分析用理论图板获得到理论压力曲线。绘制出分析用理论图板获得到理论压力曲线。现代试井分析方法采用系统分析的方法，将实测压力曲线与理现代试井分析方法采用系统分析的方法，将实测压力曲线与理论
2、压力曲线进行图板拟合或自动拟合反求井和油藏参数，且在整论压力曲线进行图板拟合或自动拟合反求井和油藏参数，且在整个分析过程中要反复与常规试井解释结果进行对比，直到两种解个分析过程中要反复与常规试井解释结果进行对比，直到两种解释方法的结果一致，最后在进行解释结果的可靠性检验。释方法的结果一致，最后在进行解释结果的可靠性检验。第2页，本讲稿共25页现代试井解释方法的特点现代试井解释方法的特点现代试井解释方法的特点现代试井解释方法的特点1 1 运用了系统分析的概念和数值模拟方法，使试井解释从理论上大大前进了一步。运用了系统分析的概念和数值模拟方法，使试井解释从理论上大大前进了一步。2 2建立了双对数分
3、析方法，确立了早期（第一、二阶段）资料的解释，从过建立了双对数分析方法，确立了早期（第一、二阶段）资料的解释，从过去认为无用的数据中得到了许多很有用的信息；通过图版拟合分析和数值去认为无用的数据中得到了许多很有用的信息；通过图版拟合分析和数值模拟（即压力史拟合），从试井资料的总体上进行分析研究。模拟（即压力史拟合），从试井资料的总体上进行分析研究。3 3包括了并进一步完善了常规试井解释方法，可以判断是否出现了半对包括了并进一步完善了常规试井解释方法，可以判断是否出现了半对数直线段，并且给出了半对数直线段开始的大致时间，提高了半对数数直线段，并且给出了半对数直线段开始的大致时间，提高了半对数曲线
4、分析的可靠性。曲线分析的可靠性。4 4不仅适用于油、水井，也适用于气井；可以解释各种不稳定试井的资料，如中途测不仅适用于油、水井，也适用于气井；可以解释各种不稳定试井的资料，如中途测试、生产测试、压降测试、压力恢复测试的资料等。试、生产测试、压降测试、压力恢复测试的资料等。5 5整个解释过程是一个整个解释过程是一个“边解释边检验边解释边检验”的过程。几乎每一个流动阶段的识的过程。几乎每一个流动阶段的识别，每个参数的计算，都要从两种不同的分析方法分别进行，再对比结果。在别，每个参数的计算，都要从两种不同的分析方法分别进行，再对比结果。在用两种不同方法进行解释得到一致的结果之后，还要经过无因次霍纳
5、曲线拟合用两种不同方法进行解释得到一致的结果之后，还要经过无因次霍纳曲线拟合检验和压力史拟合检验。检验和压力史拟合检验。第3页，本讲稿共25页试井解释模型试井解释模型试井解释模型试井解释模型 试井解释模型有以下三部分组成：基本模型、内边界条件和外边界条件。试井解释模型有以下三部分组成：基本模型、内边界条件和外边界条件。1 1 基本模型基本模型 基本模型可分为两大类：基本模型可分为两大类：（1 1）均质油藏：具有一种孔隙介质；（）均质油藏：具有一种孔隙介质；（2 2）非均质油藏：具有多种孔隙介质。）非均质油藏：具有多种孔隙介质。一般情况下，这些油藏可做以下假设：一般情况下，这些油藏可做以下假设：
6、（1 1）油藏在平面上是无限大的；）油藏在平面上是无限大的；（2 2）油藏上下均具有不渗透隔层；）油藏上下均具有不渗透隔层；（3 3）开井生产前油藏具有相同的压力。）开井生产前油藏具有相同的压力。2 2 内边界条件内边界条件（1 1）井筒存储效应；（）井筒存储效应；（2 2）表皮效应；（）表皮效应；（3 3）水力压裂裂缝；）水力压裂裂缝；（4 4）水平井）水平井3 3 外边界条件外边界条件（1 1）无限大地层（无外边界）；（）无限大地层（无外边界）；（2 2）不渗透边界（断层、尖灭等）；（）不渗透边界（断层、尖灭等）；（3 3）恒压外边）恒压外边界；（界；（4 4）封闭边界）封闭边界第4页，本
7、讲稿共25页流动阶段的识别流动阶段的识别 在双对数曲线在双对数曲线 上，各种不同类型的油（气）藏，它们在上，各种不同类型的油（气）藏，它们在各个不同的流动阶段均有各不相同的形状。因此我们可以通过双对数各个不同的流动阶段均有各不相同的形状。因此我们可以通过双对数曲线分析来判断某些油（气）藏类型，并且区分各个不同的流动阶段。曲线分析来判断某些油（气）藏类型，并且区分各个不同的流动阶段。另外，每一个不同的情形或不同的流动阶段，都有其独特的另外，每一个不同的情形或不同的流动阶段，都有其独特的特性，因此具有其独特的曲线图。这种某一情形或某一流动阶段特性，因此具有其独特的曲线图。这种某一情形或某一流动阶段
8、在某种坐标系下的独特的曲线，称为在某种坐标系下的独特的曲线，称为“特种识别曲线特种识别曲线”。靠诊。靠诊断曲线和特种识别曲线，可以比较准确地识别不同的情形和不同断曲线和特种识别曲线，可以比较准确地识别不同的情形和不同的流动阶段。的流动阶段。第5页，本讲稿共25页一 早期阶段（一）井筒储集 在纯井筒储集阶段，由于 故，如右图所示，与 成线关系，在直角坐标系中，与 成直 线，且其斜率为一。因此在纯井筒存储阶段，双对数曲线呈斜率为一的直线。早期资料斜率为一的双对数曲线，就是井筒存储的诊断曲线。第6页，本讲稿共25页 有时，记录的开（关）井时间有误差，使得用早期资料画成的特种识别曲线不通过原点，或双对
9、数曲线的斜率不为一。这时可以利用下图加以纠正。办法是将直线平移到通过原点，即较 正每一个点的时间值。如下图所示。第7页，本讲稿共25页（二）无限导流性垂直裂缝切割井筒的情形 无限导流性垂直裂缝是指具有一条垂直裂缝的模型，这条裂缝的宽度为0，沿着裂缝没有任何压力损失。在这一情形，在早期，压差与时间的平方根成正比。故，其中L为一正常数，早期双对数曲线呈现斜率为1/2的直线。而在直角坐标系中，与 成一条通过原点的直线。下图中的左图与右图就分别是这一情形的诊断曲线和特种识别曲线。第8页，本讲稿共25页（三）有限导流性垂直裂缝切割井筒的情形 有限导流性垂直裂缝制的是具有一条垂直裂缝的模型，这条裂缝有一定
10、宽度，沿着裂缝有一定压力损失。在这一情形，在早期，压差与实践的四次方根成正比。式中 是一常数。因此如下图左右图所示，这一情形的诊断曲线是斜率为1/4的双对数直线，特种识别曲线是直角坐标系中 与 的过原点的直线。9第9页，本讲稿共25页无限作用径向流动阶段 这个阶段时半对数曲线呈直线的阶段。压降实验中，在这一阶段，压降漏斗径向地向外扩大，边界的影响还非常小，可以忽略，流动形态与无限大地层径向流动毫无两样，所以称为无限作用径向流动阶段。在这一阶段如果油藏是均质的，双对数曲线呈下图中左图所示；如果油藏是非均质的，则呈现下图中右图所示。第10页，本讲稿共25页 径向流动阶段的特种识别曲线就是压降曲线和
11、压力恢复曲线。在这一阶段，它们呈现一条直线，其斜率为 ，量出斜率后，则可计算地层参数。第11页，本讲稿共25页三 外边界反映阶段（一）恒压边界 很大的气顶，非常活跃的边水或充分的边缘注水，都可能形成恒压边界。在恒压边界情形，到了后期，流动将达到稳定。也就是说压力这时只与距离有关，而与时间无关。对于某一固定点而言，压力则是个常数。因此在双对数曲线或半对数曲线上，都出现一条水平直线。第12页，本讲稿共25页（二）不渗透边界 用镜像原理处理不渗透边界问题，现设测试井附近有一条不渗透边界，譬如说封闭的直线断层，则由镜象原理可知，在测压降曲线过程中，压力分布剖面的变化将如下图所示。图1中的曲线以及之2、
12、之3中上方的曲线代表没有不渗透边界时的压力分布剖面，虚线代表由于不渗透边界的影响而产生的压降，位于下图之2,3中下方的曲线则是在不渗透边界影响下的压力分布剖面。图一 图二 图三 第13页，本讲稿共25页 很请楚，在不渗透边界的影响到达井筒后，井底压降加快，因此，压降和时间的双对数曲线和半对数曲线都变陡，即出现“上翘”现象(下图)。半对数曲线呈现两个直线段，它们的斜率之比为1:2，由两条直线段的交点所对应的时间 ，可以计算测试井到直线断层的距离d 第14页，本讲稿共25页(三)封闭系统 由不渗透边界所围成的油藏称为封闭系统。在测压降曲线过程中，当所有的不渗透边界的影响都到达井筒以后，油藏中的压力
13、(或压差)随时间的变化率将固定不变，即 也就是说，此时压降(或压力)与时间成线性关系，即所谓达到了“拟稳定流动状态”。此时可得 或 由此可知，封闭系统拟稳定流动阶段的样板曲线，是双对数坐标系中 与 的斜率为1的直线；在双对数坐标系中，和 t曲线趋于一条斜率为1的直线，这就是拟稳定流动阶段的诊断曲线。第15页，本讲稿共25页 综上所述，双对数曲线综上所述，双对数曲线(诊断曲线诊断曲线)的各个部分分别表征各个不同流动阶段的特的各个部分分别表征各个不同流动阶段的特性性;各个不同的流动阶段各自有不同的特种识别曲线各个不同的流动阶段各自有不同的特种识别曲线;从各个不同的流动阶段可从各个不同的流动阶段可以
14、求出部分特性参数。把诊断曲线各个阶段的特征、对应的特种识别曲线及可以求出部分特性参数。把诊断曲线各个阶段的特征、对应的特种识别曲线及可求得的参数在一张图上标出，得示意图。求得的参数在一张图上标出，得示意图。第16页，本讲稿共25页第四章第四章第四章第四章双重孔隙介质油藏的试井解释双重孔隙介质油藏的试井解释双重孔隙介质油藏的试井解释双重孔隙介质油藏的试井解释一一 压力动态压力动态 一开井，裂缝系统中的原油流入井筒，但基质岩块系统仍保持原来的状态，尚没有一开井，裂缝系统中的原油流入井筒，但基质岩块系统仍保持原来的状态，尚没有流动发生。这时井底压力所反映的是裂缝系统的特性，并且恰与均质流动发生。这时
15、井底压力所反映的是裂缝系统的特性，并且恰与均质:油藏相同，因此油藏相同，因此可以拟合均质油藏模型的某一条样板曲线。这是裂缝系统流动阶段，称为第一阶段。可以拟合均质油藏模型的某一条样板曲线。这是裂缝系统流动阶段，称为第一阶段。现在，基质岩块系统和裂缝系统之问存在着压差，使基质岩块系统中的原油流入裂缝系统，压力现在，基质岩块系统和裂缝系统之问存在着压差，使基质岩块系统中的原油流入裂缝系统，压力因此逐渐降低。这是两种孔隙介质之间的流动因此逐渐降低。这是两种孔隙介质之间的流动(由基岩系统流向裂缝系统由基岩系统流向裂缝系统)阶段，称为第二阶段或过阶段，称为第二阶段或过渡阶段。这一阶段的压力变化不能与均质
16、油藏的解释图版相拟合。渡阶段。这一阶段的压力变化不能与均质油藏的解释图版相拟合。在上述第一、第二两个阶段，存在着两个压力分布剖面，即裂缝系统的压力分在上述第一、第二两个阶段，存在着两个压力分布剖面，即裂缝系统的压力分布剖面和基质岩块系统压力分布剖面。当基质岩块系统的压力降到裂缝系统的压布剖面和基质岩块系统压力分布剖面。当基质岩块系统的压力降到裂缝系统的压力后，既有原油从基质岩块系统流到裂缝系统，又有原油从裂缝系统流入井筒，力后，既有原油从基质岩块系统流到裂缝系统，又有原油从裂缝系统流入井筒，两者同时进行。两种介质中的压力和同时下降。这时井底压力的变化又与均质油两者同时进行。两种介质中的压力和同
17、时下降。这时井底压力的变化又与均质油藏相同，可以拟合均质油藏模型的另一条样板曲线，所反映的特性则是整个系统藏相同，可以拟合均质油藏模型的另一条样板曲线，所反映的特性则是整个系统即基质岩块系统和裂缝系统两者的即基质岩块系统和裂缝系统两者的 总和，这是第三阶段。总和，这是第三阶段。从基岩系统流向裂缝系统的流动，即上从基岩系统流向裂缝系统的流动，即上:述第二阶段的流动，有两种不同的类型，据此建立起两述第二阶段的流动，有两种不同的类型，据此建立起两类模型，即拟稳定流动模型和不稳定流动模型。它们的压力变化不相同，因此解释图版也不同。下类模型，即拟稳定流动模型和不稳定流动模型。它们的压力变化不相同，因此解
18、释图版也不同。下面我们将分别加以讨论。面我们将分别加以讨论。第17页，本讲稿共25页二 基岩向裂缝的流动为拟稳定流动的模型 这一模型的基本假定是每个基质岩块内部的压力处处相同。其解释图版由两组的双对数曲线构成，其中一组是均质油藏的样板曲线，即均质油藏的解释图版，我们已经知道，这图版中每一条曲线对应一个 值，另一组是两种介质之间拟稳定流动的样板曲线，每一条曲线对应一个 值。把这两组曲线迭合为一，就是双重孔隙介质油藏、介质间的流动为拟稳定流动模型的解释图版。实际解释时可用现代试井解释图版一书中图2。在进行图版拟合时，前一段(即第一阶段)实测曲线与某一条均质油藏样板曲线相拟合，中间一段(即第二阶段，
19、或过渡段)实测曲线与一条两种介质之间拟稳定流动样板曲线相拟合，后一段第三阶段)与另外一条均质油藏样板曲线相拟合。第18页，本讲稿共25页由压力拟合值得由时间拟合值得由它们可计算 第19页，本讲稿共25页1 第一阶段达到了径向流动阶段。此时半对数曲线呈现两条互相平行的直线段，如图所示。2 第一阶段未达到径向流动阶段，而第三阶段达到了径向流动阶段。此时半对数曲线只出现一条直线段，如图所示。第20页，本讲稿共25页3连第三阶段也未达到径向流动阶段。此时半对数曲线不出现直线段，如图所示。如果半对数曲线出现了直线段(即上述情形I或2)，由直线段的斜率的绝对值m可以算出 进而算出第21页，本讲稿共25页（
20、三）基岩向裂缝的流动为不稳定流动的模型 这一模型的基本假定与前一模型相反，即基质岩块内部的压力井不是处处相同。也就是说在每一瞬间，基岩内部都存在着压差。各无因次量的定义与上节相同。这一模型的解释图版与前一模型类似，也是由两组样板曲线构成。其中一组是均质油藏的样板曲线，每一条曲线对应一个 值；另一组是两种介质之间不稳定流动样板曲线，每一条曲线对应一个 值，而 式中 曲线拟合方法几个各地层参数值与前一模型一样。第22页，本讲稿共25页 介质间不稳定流动的模型，一般看不到第、一阶段裂缝系统中流动的阶段。在这种情形，其双对数曲线一开始就沿着一条曲线，然后转到一条曲线，如下图左所示。其半对数曲线，不再是
21、两条彼此平行的直线段，而是两条相交的直线段，其中第一直线段为过渡段，即介质间不稳定流动的径向流动段，第二直线段则反映整个系统裂缝系统十基岩系统)的特性。第二直线段的斜率为第一直线段的斜率的两倍，如下图右图所示。计算流动系数(或地层系数或渗透率)时，必须用第二直线段的斜率 由于 ，用第一直线段的斜率计算 第23页，本讲稿共25页例子例子例子例子第24页，本讲稿共25页 该井压力双对数及导数曲线如图所示，压力曲线拟合计算该井的表皮系数为47.1，存在严重的污染。对该井进行酸化增注后，其双对数及导数曲线如下图所示。双对数曲线和导数曲线驼峰减小，曲线趋于平缓。根据压力曲线拟和计算，表皮系数为-2.48，表明酸化效果良好。第25页，本讲稿共25页