试井解释基础及Saphir软件的使用.ppt

试井解释基础及试井解释基础及SaphirSaphir软件使用软件使用GPTGPT石油技术石油技术(北京北京)公司公司20032003年年2 2月月第一天第一天试井解释的基本概念和理论试井解释的基本概念和理论各种试井解释模型的主要特征和使用范围各种试井解释模型的主要特征和使用范围利用利用SaphirSaphir试井解释软件进行实际解释试井解释软件进行实际解释课程培训目标第一篇第一篇 试井解释基础知识试井解释基础知识基本概念什么是什么是“试井试井”？试井试井(广义广义)：既包括压力和温度及其梯度的测量、高：既包括压力和温度及其梯度的测量、高压物性样品的获取，不同工作制度下的油、气、水流压物性样品的获取，不同工作制度下的油、气、水流量的测量量的测量，甚至探测砂面以了解地层出砂情况等均可甚至探测砂面以了解地层出砂情况等均可以称为试井的范畴。以称为试井的范畴。试井试井(狭义狭义)：仅指井底压力的测量和分析，以及为了：仅指井底压力的测量和分析，以及为了进行压力校正而进行的温度测量和为了分析压力而进进行压力校正而进行的温度测量和为了分析压力而进行的产量计量。行的产量计量。产量产量地层属性：地层属性：孔隙度、渗透率、孔隙度、渗透率、断层、边界、边断层、边界、边底水、气顶等底水、气顶等压力响应压力响应反求反求地层信息地层信息正问题反问题试井解释“试井试井”、“生产测井生产测井”、“测井测井”差别差别测井测井(Well Logging)：主要用电法等来测试井筒附近区域的地层渗透率、主要用电法等来测试井筒附近区域的地层渗透率、饱和度等地层特征。饱和度等地层特征。生产测井生产测井(Production Test)：主要研究井筒问题，如出油层位、出水层位、分主要研究井筒问题，如出油层位、出水层位、分层流量及井壁损坏等。层流量及井壁损坏等。试井试井(Well Testing):主要通过测试压力数据和产量数据来求取生产井主要通过测试压力数据和产量数据来求取生产井流动区域范围内的有效地层参数，如渗透率、表皮系流动区域范围内的有效地层参数，如渗透率、表皮系数、井筒存储系数以及井与断层的距离。数、井筒存储系数以及井与断层的距离。注意！注意！由于由于“试井试井”和和“生产测井生产测井”同样都是使用同样都是使用绳索（电缆或者钢丝）向井中下入仪器，测取资料绳索（电缆或者钢丝）向井中下入仪器，测取资料进行研究，特别是近年来随着电子压力计的发展和进行研究，特别是近年来随着电子压力计的发展和应用，使得试井和生产测井在现场施工方式上趋于应用，使得试井和生产测井在现场施工方式上趋于接近，统称为接近，统称为“电缆作业电缆作业”，但是研究方法、研究，但是研究方法、研究对象和所依据的理论截然不同，因而只能是彼此渗对象和所依据的理论截然不同，因而只能是彼此渗透，不能混为一谈。透，不能混为一谈。“试井试井”资料分析解释中的资料分析解释中的一些重要概念一些重要概念1.1.平面径向流平面径向流假设：假设：油层均质、等厚、油井打开油层均质、等厚、油井打开 整个油层生产。整个油层生产。现象：现象：在油层中与井筒方向垂直的水平面上，流线从四面八在油层中与井筒方向垂直的水平面上，流线从四面八 方向井筒汇集、而等压线则是以井轴为圆心的同心圆。方向井筒汇集、而等压线则是以井轴为圆心的同心圆。实际上，油井一开井总要受到井实际上，油井一开井总要受到井筒储集和表皮效应或者其他因素的影筒储集和表皮效应或者其他因素的影响，这时虽然也是向着井筒流动，但响，这时虽然也是向着井筒流动，但是尚未形成径向流的等压面，这一阶是尚未形成径向流的等压面，这一阶段称为段称为“早期段早期段”，在生产影响达到，在生产影响达到油藏边界以后，此时因受边界影响不油藏边界以后，此时因受边界影响不呈平面径向流，这一阶段称为呈平面径向流，这一阶段称为“晚期晚期段段”，真正称为径向流的只是它们之，真正称为径向流的只是它们之间的一段时间，即间的一段时间，即“中期段中期段”2.2.稳定流动稳定流动一口油井以稳定产量生产，如果在一口油井以稳定产量生产，如果在“晚期段晚期段”整个油藏的压整个油藏的压力分布保持恒定（即不随时间变化），油藏中每一点的压力力分布保持恒定（即不随时间变化），油藏中每一点的压力都保持常数，这种流动状态成为都保持常数，这种流动状态成为“稳定流稳定流”。表现特征表现特征：ttss时，油藏中任何一点均有：时，油藏中任何一点均有：dp/dt=0.强水驱边底水油藏强水驱边底水油藏可出现稳定流。可出现稳定流。3.3.拟稳定流动拟稳定流动如果在稳定生产过程的晚期段，油藏中每一点的压力随时间如果在稳定生产过程的晚期段，油藏中每一点的压力随时间的变化率都相同，即各点的压力以相同的速度下降，这种流的变化率都相同，即各点的压力以相同的速度下降，这种流动状态称为动状态称为“拟稳定流动拟稳定流动”。表现特征：表现特征：ttttpsps时，油藏中任何一点均有：时，油藏中任何一点均有：dp/dtdp/dt=C(=C(常数常数)油藏中不同时刻的压力分油藏中不同时刻的压力分布曲线彼此平行，井底压力随布曲线彼此平行，井底压力随时间变化呈线性关系。封闭油时间变化呈线性关系。封闭油藏中一口井以稳定产量投入生藏中一口井以稳定产量投入生产，当压力影响达到所有封闭产，当压力影响达到所有封闭边界之后，便进入边界之后，便进入“拟稳定流拟稳定流动动”阶段。阶段。4.4.半球形流和球形流动半球形流和球形流动 油藏由于存在气顶或者底水，为了防止底水锥进或者气顶气窜，只打油藏由于存在气顶或者底水，为了防止底水锥进或者气顶气窜，只打开油层顶部或者底部，油层中的流体类似于从半球体的四面方向流向油开油层顶部或者底部，油层中的流体类似于从半球体的四面方向流向油层顶部的打开部位，此时的流动称为层顶部的打开部位，此时的流动称为“半球形流动半球形流动”。如果只在油层中某一部位打开，油层流体从射孔孔眼的上下、左右、如果只在油层中某一部位打开，油层流体从射孔孔眼的上下、左右、前后四面八方流向孔眼，此时的流动称为前后四面八方流向孔眼，此时的流动称为“球形流动球形流动”。厚油层局部打开时可以在厚油层局部打开时可以在“早期段早期段”出现出现“半球形半球形”或者或者“球形球形”流流动。动。5.5.线性流动线性流动 线性流动就是指在某一区域内，流体的流动方向相同，流线相互平行。线性流动就是指在某一区域内，流体的流动方向相同，流线相互平行。可能出现可能出现“线性流线性流”的情况：平行断层所形成的条带地层，离井稍远的情况：平行断层所形成的条带地层，离井稍远区域流动；无限导流垂直压裂裂缝井；水平井水平段较长时。区域流动；无限导流垂直压裂裂缝井；水平井水平段较长时。线性流在压力曲线上的表现特征：压力导数成线性流在压力曲线上的表现特征：压力导数成1/21/2斜率的直线。斜率的直线。6.6.双线性流动双线性流动 有限导流垂直裂缝是指进行水力压裂的井，当加入的支有限导流垂直裂缝是指进行水力压裂的井，当加入的支撑剂沙粒配比是当时，裂缝中的导流能力与地层的导流能力撑剂沙粒配比是当时，裂缝中的导流能力与地层的导流能力可以相比拟。此时除垂直于裂缝的线性流外，沿裂缝方向也可以相比拟。此时除垂直于裂缝的线性流外，沿裂缝方向也产生线性流。因此成为双线性流。产生线性流。因此成为双线性流。双线性流产生于有限导流的垂直裂缝。双线性流产生于有限导流的垂直裂缝。7.7.拟径向流拟径向流 对于水力压裂井，当初期的线性流动和双线性流动结束对于水力压裂井，当初期的线性流动和双线性流动结束之后，当压力波响应半径大于裂缝半长时，就会出现拟径向之后，当压力波响应半径大于裂缝半长时，就会出现拟径向流动。流动。8.8.续流动状态续流动状态 井口开井时，初始的井口产量是由井筒内液体的膨胀而产生的，井口开井时，初始的井口产量是由井筒内液体的膨胀而产生的，井底的流动是从零逐渐增高到常产量井底的流动是从零逐渐增高到常产量(Q)(Q)值，这时地层内不能马上形值，这时地层内不能马上形成平面径向流，这一阶段称为井筒储集影响阶段，也称成平面径向流，这一阶段称为井筒储集影响阶段，也称“续流动段续流动段”。反之，当一口井在井口关井时，由于井筒内流体的压缩性影响，反之，当一口井在井口关井时，由于井筒内流体的压缩性影响，或是由于井筒内具有自由液面，使得井底不能同时关闭停止流动，地或是由于井筒内具有自由液面，使得井底不能同时关闭停止流动，地层继续向井内补充一部分液体，这便是关井的层继续向井内补充一部分液体，这便是关井的“续流动续流动”。几种特定流动的压力导数特征斜率值几种特定流动的压力导数特征斜率值9.9.段塞流段塞流 在钻柱在钻柱(DST)(DST)测试中，打开井底阀以后，随着地层测试中，打开井底阀以后，随着地层流体的产出，测试管柱的液面不断上升。对于自喷能量流体的产出，测试管柱的液面不断上升。对于自喷能量差的地层，液面达到井口之前，流动即停止，从而形成差的地层，液面达到井口之前，流动即停止，从而形成自动关井。这种流动称为自动关井。这种流动称为“段塞流段塞流”。10.10.探测半径探测半径 当一口井以产量当一口井以产量q q生产时，井底压力开始下降，压力波生产时，井底压力开始下降，压力波不断向地层内部传播，不断向地层内部传播，“压降漏斗压降漏斗”不断扩大和加深，在任不断扩大和加深，在任何时刻何时刻t ti i,都总有那么一个距离都总有那么一个距离r ri i,在油层中与生产井距离超在油层中与生产井距离超过的过的r ri i地方，压降仍为地方，压降仍为0(0(严格地说，该地方压降仍然非常小，严格地说，该地方压降仍然非常小，只是无法探测出来而已只是无法探测出来而已).).这个距离就称为这个距离就称为“探测半径探测半径”。探测半径的计算公式：探测半径的计算公式：.tdCktrfm0290=r rd d：探测半径，探测半径，ft;ft;k:k:渗透率，渗透率，mDmD;t:t:时间，时间，h;h;:孔隙度，无因次；孔隙度，无因次；u u：粘度粘度,mPa.SmPa.S.C Ct t:压缩系数，磅压缩系数，磅/英寸英寸2 2-1-111.11.压降试井和压降曲线压降试井和压降曲线 压降试井：即把本来关着的油井开井生产，使油层中的压力压降试井：即把本来关着的油井开井生产，使油层中的压力 下降，测量产量和井底流动压力随时间的变化。下降，测量产量和井底流动压力随时间的变化。压降曲线：以直角坐标表示井底流压压降曲线：以直角坐标表示井底流压P Pwfwf(t(t),),以对数坐标表示以对数坐标表示 开井时间开井时间t t，绘制出来的井底流压和开井时间的绘制出来的井底流压和开井时间的 单对数曲线称为压力降落曲线，简称压降曲线。单对数曲线称为压力降落曲线，简称压降曲线。利用压降曲线可以计算油层渗透率利用压降曲线可以计算油层渗透率k k和表皮系数和表皮系数S S等。等。12.12.压恢试井和压恢曲线压恢试井和压恢曲线 压恢试井：一口井以稳定产量生产一段时间压恢试井：一口井以稳定产量生产一段时间t tp p以后以后,关井使关井使 油层压力回升油层压力回升(“(“恢复恢复”)，测量关井前产量和关，测量关井前产量和关井井 后井底流压随时间的变化，这就是后井底流压随时间的变化，这就是“压恢试井压恢试井”。压恢曲线：压恢曲线：HornerHorner曲线曲线:即以直角坐标表示关井井底压力即以直角坐标表示关井井底压力Pws(tPws(t),),对数对数 坐标表示（坐标表示（t tp p+t)/t+t)/t,这样的半对数曲线就这样的半对数曲线就 称为霍纳曲线。称为霍纳曲线。MDHMDH曲线：即以直角坐标表示关井井底压力曲线：即以直角坐标表示关井井底压力Pws(tPws(t),),对数坐对数坐 标表示关井时间标表示关井时间t,t,这样的半对数曲线就称为这样的半对数曲线就称为MDHMDH 曲线。曲线。利用压力恢复曲线可以计算油层渗透率利用压力恢复曲线可以计算油层渗透率k k、表皮系数表皮系数S S以及以及油层外推压力等。油层外推压力等。13.13.井筒储集效应和储集系数井筒储集效应和储集系数 在油井开井阶段和刚关井时，由于流体自身的压缩性，在油井开井阶段和刚关井时，由于流体自身的压缩性，都存在续流影响，这就是都存在续流影响，这就是“井筒储集效应井筒储集效应”。从开井或者关井开始，直到地面产量与井底产量完全相从开井或者关井开始，直到地面产量与井底产量完全相同之前的阶段都称为同之前的阶段都称为“纯井筒存储阶段纯井筒存储阶段”。“井筒储集系数井筒储集系数”物理意物理意义义 在井筒储满单相原油的情况下，井筒靠其中原油的压在井筒储满单相原油的情况下，井筒靠其中原油的压缩性能储存原油，或者靠释放其中原油的弹性膨胀能量排缩性能储存原油，或者靠释放其中原油的弹性膨胀能量排除原油的能力。说得更具体些：关井时，要使井筒压力升除原油的能力。说得更具体些：关井时，要使井筒压力升高高1MPa，需要从地层中流入需要从地层中流入C(m3)体积的原油；开井时，体积的原油；开井时，当井筒压力降低当井筒压力降低1MPa时，靠井筒中原油的弹性膨胀能量可时，靠井筒中原油的弹性膨胀能量可以排出以排出C(m3)体积的原油。体积的原油。14.14.表皮效应、表皮系数和折算半径表皮效应、表皮系数和折算半径 由于钻井过程中泥浆的侵入、射孔引起射开不完善、酸化和压裂原因，由于钻井过程中泥浆的侵入、射孔引起射开不完善、酸化和压裂原因，使油井附近地层区域的渗透性发生变化，也就是通常所说的井壁污染和增使油井附近地层区域的渗透性发生变化，也就是通常所说的井壁污染和增产措施见效。因此，当原油流入井筒时，就会在这个渗透性不同的区域内产措施见效。因此，当原油流入井筒时，就会在这个渗透性不同的区域内产生一个附加压降。这就是所谓的产生一个附加压降。这就是所谓的“表皮效应表皮效应”。将表皮效应产生的附加压降将表皮效应产生的附加压降P Ps s无因次化，得到无因次附加压力降，无因次化，得到无因次附加压力降，用来表征一口井表皮效应的性质和严重程度，称之为用来表征一口井表皮效应的性质和严重程度，称之为“表皮系数表皮系数S S”(”(污染污染系数系数)。表皮系数表皮系数S S所反映的储层特征：所反映的储层特征：S0S0：地层受污染，地层受污染，S S数值越大，污染越严重；数值越大，污染越严重；S=0S=0：储层未受污染；储层未受污染；S0S0：增产措施见效，增产措施见效，S S绝对值越大，增产措施的效果越好。绝对值越大，增产措施的效果越好。14.14.表皮效应、表皮系数和折算半径表皮效应、表皮系数和折算半径 除了用表皮系数除了用表皮系数S S表示井壁污染和表皮效应性质严重程度表示井壁污染和表皮效应性质严重程度之外，也可以用折算半径之外，也可以用折算半径r rwewe表示，折算半径就是将表皮效应表示，折算半径就是将表皮效应用等效井筒半径来代替，计算公式如下：用等效井筒半径来代替，计算公式如下：折算半径折算半径r rwewe和和井筒半径井筒半径r rw w之间的关系：之间的关系：r rwewer rw w(即即S=0S=0或者或者Ps=0):Ps=0):井未受污染；井未受污染；r rwewe 0S0或者或者Ps0):Ps0):井受污染；井受污染；r rwewe r rw w(即即S0S0或者或者Ps0):Ps0):增产措施见效。增产措施见效。15.15.理想采油指数和理想比采油指数理想采油指数和理想比采油指数 理想采油指数：指无污染或者措施情况下的单位生产压理想采油指数：指无污染或者措施情况下的单位生产压差的油井产量；差的油井产量；理想比理想比(米米)采油指数：指无污染或者措施情况下的单位采油指数：指无污染或者措施情况下的单位 油层厚度的采油指数；油层厚度的采油指数；16.16.实际采油指数实际采油指数 实际采油指数：指地层存在污染或者要经过增产措施的实际采油指数：指地层存在污染或者要经过增产措施的条件下的采油指数。条件下的采油指数。计算公式如下：计算公式如下：17.17.流动效率和堵塞比流动效率和堵塞比 流动效率流动效率(FE):(FE):是指实际采油指数与理想采油指数的比值。是指实际采油指数与理想采油指数的比值。堵塞比堵塞比(DR):(DR):流动效率的倒数。流动效率的倒数。18.18.多井试井多井试井 多井试井包括干扰试井和脉冲试井。测试时一般采多井试井包括干扰试井和脉冲试井。测试时一般采用两口井进行施工，一口井作为用两口井进行施工，一口井作为“激动井激动井”，改变工作，改变工作制度，例如开井或者关井，产生一个地层压力波。另一制度，例如开井或者关井，产生一个地层压力波。另一口井作为观察井，测试时下如高精度压力计，记录从激口井作为观察井，测试时下如高精度压力计，记录从激动井通过地层传播过来的压力变化，从而研究井间地层动井通过地层传播过来的压力变化，从而研究井间地层的连通性，和计算链通参数。的连通性，和计算链通参数。干扰试井也可以采用一口激动井对多口观察井，或干扰试井也可以采用一口激动井对多口观察井，或者一口观测井对多口激动井，井型井组测试。者一口观测井对多口激动井，井型井组测试。脉冲试井是指按照相同时间间隔采用多个激动信号脉冲试井是指按照相同时间间隔采用多个激动信号(脉冲脉冲)，从观察井测量脉冲信号的测试方法。从观察井测量脉冲信号的测试方法。19.19.气井拟压力和无阻流量气井拟压力和无阻流量 气井拟压力的定义：气井拟压力的定义：气井无阻流量气井无阻流量(Q(QAOFAOF):):是指气井在井口敞喷是指气井在井口敞喷(大气压大气压)条条 件下的气体产量。件下的气体产量。试井解释基本模型及其特征曲线一、均质油藏一、均质油藏1 1、物理模型、物理模型流体为单相微可压缩液体，储层中达到径向流；流体为单相微可压缩液体，储层中达到径向流；忽略毛管力和重力；忽略毛管力和重力；油井测试前地层各处的压力均匀；油井测试前地层各处的压力均匀；地层各向同性，均匀等厚。地层各向同性，均匀等厚。k井井2 2、数学模型、数学模型渗流方程：渗流方程：边界条件：边界条件：2 2、数学模型、数学模型利用利用Laplace变换，可以得到变换，可以得到Laplace空间线源解：空间线源解：再利用再利用Duhamel原理就可以包含井筒存储和表皮效应。原理就可以包含井筒存储和表皮效应。3 3、典型曲线、典型曲线3.1 3.1 双对数压力及导数曲线双对数压力及导数曲线I:I:早期断压力及导数早期断压力及导数曲线合而为一，呈曲线合而为一，呈4545直线，表示井筒储集效直线，表示井筒储集效应的影响；应的影响；II:过渡段过渡段导数出现峰导数出现峰值后向下倾斜，峰值高值后向下倾斜，峰值高低取决于低取决于C CD De e2S2S.C.CD De e2S2S值值越大，峰值越高，出现越大，峰值越高，出现的时间越迟。的时间越迟。III：导数水平段导数水平段地层地层径向流的典型特征。径向流的典型特征。3 3、典型曲线、典型曲线3.2 3.2 半对数半对数MDHMDH曲线曲线a:a:具有斜率具有斜率m m的径向流的径向流直线段；直线段；b:b:具有最大斜率的续流具有最大斜率的续流和过渡段；和过渡段；c:c:以以m m和和mm为斜率的直为斜率的直线交点线交点D D所对应的时间所对应的时间t t*;d:d:以以m m和和mm为斜率的直为斜率的直线夹角线夹角.半对数半对数MDHMDH曲线曲线1 1、C CD De e2S2S值越大，则值越大，则m/mm/m越大，且夹角越大，且夹角越越接近接近9090角，反之，角，反之，C CD De e2S2S值值越小，则越小，则m/mm/m越接近越接近1 1，且夹角，且夹角越接近越接近180180角；角；2 2、C CD D值越大，值越大，t t*越越大，拐点出现越迟。大，拐点出现越迟。双对数双对数/导数曲线分开距离与导数曲线分开距离与C CD De e2S2S的的值值近似关系表近似关系表井筒储集系数分类特征表井筒储集系数分类特征表表皮系数分类特征表表皮系数分类特征表常见均质油藏曲线类型常见均质油藏曲线类型1 1、导数曲线无峰、导数曲线无峰值；值；2 2、半对数曲线缓、半对数曲线缓慢向上弯曲，未出慢向上弯曲，未出现径向流；现径向流；3 3、反映储层的表、反映储层的表皮系数和井筒储存皮系数和井筒储存系数都很小。系数都很小。常见均质油藏曲线类型常见均质油藏曲线类型1 1、双对数综合曲线呈、双对数综合曲线呈叉状，压力及导数早期叉状，压力及导数早期重合；重合；2 2、导数处于上升段，、导数处于上升段，表明压力变化仍处于续表明压力变化仍处于续流段；流段；3 3、半对数曲线向上弯、半对数曲线向上弯曲，后期近似呈直线，曲，后期近似呈直线，但并不是径向流直线段；但并不是径向流直线段；4 4、储层污染较重，表、储层污染较重，表皮系数较大。皮系数较大。(卧卧9090井井)常见均质油藏曲线类型常见均质油藏曲线类型1 1、双对数缺失早期、双对数缺失早期续流段；续流段；2 2、半对数曲线具有、半对数曲线具有很短的续流段，但很短的续流段，但径向流直线段很长；径向流直线段很长；3 3、半对数直线段斜、半对数直线段斜率很小，反映地层率很小，反映地层系数系数(kh/ukh/u)很高；很高；4 4、储层污染较重，、储层污染较重，表皮数很大。表皮数很大。(轮轮2 2井井)二、井底垂直裂缝油藏二、井底垂直裂缝油藏物理模型物理模型裂缝与井筒呈轴对称分布；裂缝与井筒呈轴对称分布；裂缝内的流动可以为无限导流裂缝内的流动可以为无限导流(沿裂缝方向无压差沿裂缝方向无压差)或者有限导流或者有限导流(沿裂缝方向有压差沿裂缝方向有压差)；裂缝宽度裂缝宽度W0；数学模型解析解数学模型解析解无限导流裂缝无限导流裂缝早期线性流动阶段：早期线性流动阶段：拟径向流动阶段：拟径向流动阶段：典型曲线典型曲线无限导流裂缝无限导流裂缝 双对数压力及导数曲线双对数压力及导数曲线I:I:早期断早期断斜率斜率为为0.50.5的直线，导的直线，导数与双对数相差数与双对数相差0.3010.301周期周期；II:过渡段过渡段压力压力及其导数曲线近及其导数曲线近乎平行；乎平行；III:径向流段径向流段导导数为数为0.50.5的水平线。的水平线。3 3、典型曲线、典型曲线无限导流裂缝无限导流裂缝具有井筒存储效应的双对数及其导数特征具有井筒存储效应的双对数及其导数特征当存在井筒储当存在井筒储集影响时，曲集影响时，曲线的早期断会线的早期断会偏离偏离0.50.5斜率斜率直线，相应的直线，相应的导数斜率也会导数斜率也会大于大于0.50.5，而，而与双对数曲线与双对数曲线呈放射状。呈放射状。3 3、典型曲线、典型曲线无限导流裂缝无限导流裂缝半对数曲线特征半对数曲线特征半对数半对数曲线表曲线表现出类现出类似于负似于负表皮效表皮效应的压应的压力动态力动态特征特征(倒倒“厂厂”字字型型)。数学模型解析解数学模型解析解有限导流裂缝有限导流裂缝早期双线性流阶段：早期双线性流阶段：拟径向流动阶段拟径向流动阶段(与均质油藏径向流一样与均质油藏径向流一样)：典型曲线典型曲线有限导流裂缝有限导流裂缝双对数压力及导数曲线双对数压力及导数曲线I:I:早期断早期断斜斜率为率为0.250.25的直的直线，导数与双线，导数与双对数相差对数相差0.6020.602周期周期；II:过渡段过渡段压压力与导数曲线力与导数曲线几乎平行；几乎平行；III:径向流段径向流段导数为导数为0.50.5的水的水平线。平线。3 3、典型曲线、典型曲线无限导流裂缝无限导流裂缝裂缝导流能力对有限导流裂缝压力特征的影响裂缝导流能力对有限导流裂缝压力特征的影响3 3、典型曲线、典型曲线无限导流裂缝无限导流裂缝具有续流影响的有限导流双对数曲线特征具有续流影响的有限导流双对数曲线特征井筒储集效应会使早期续流段的斜率偏离井筒储集效应会使早期续流段的斜率偏离0.250.25或者或者0.5.0.5.常见垂直裂缝油藏曲线类型常见垂直裂缝油藏曲线类型无限导流裂缝无限导流裂缝1 1、初期、初期(a-b)(a-b)段为线性段为线性流段，压力及导数为流段，压力及导数为1/21/2斜率平行直线；斜率平行直线；2 2、(a-b)(a-b)段的压力及导段的压力及导数之间纵向距离为数之间纵向距离为0.3010.301对数周期；对数周期；3 3、后期、后期(c-d)(c-d)段为径向段为径向流段，导数为流段，导数为0.50.5的水的水平直线段。平直线段。（中（中2929井）井）常见垂直裂缝油藏曲线类型常见垂直裂缝油藏曲线类型有限导流裂缝有限导流裂缝1 1、对于、对于F FCDCD较小的有较小的有限导流裂缝，初期段限导流裂缝，初期段(a-b)(a-b)为双线性流，为双线性流，压力及导数为压力及导数为1/41/4斜斜率的平行直线，纵坐率的平行直线，纵坐标距离为标距离为0.6020.602对数对数周期；周期；2 2、(b-c)(b-c)段为过渡段；段为过渡段；3 3、(c-d(c-d）段为后期段为后期径向流段。径向流段。常见垂直裂缝油藏曲线类型常见垂直裂缝油藏曲线类型措施前后效果对比措施前后效果对比1 1、措施前为叉形曲线，、措施前为叉形曲线，措施后变为通道状；措施后变为通道状；2 2、由于、由于k k值的变化值的变化,使使曲线在措施后向左移曲线在措施后向左移;3 3、措施前可以清楚地、措施前可以清楚地测到续流段、但是径向测到续流段、但是径向流缺失或者很短；流缺失或者很短；4 4、措施后缺失早期续、措施后缺失早期续流段，但是可以测到径流段，但是可以测到径向流段。向流段。（樊（樊2929井）井）常见垂直裂缝油藏曲线类型常见垂直裂缝油藏曲线类型措施后出现长裂缝情况措施后出现长裂缝情况1 1、措施前为典型的、措施前为典型的“勺勺”型型(均质均质)曲线曲线和和“S”S”型型(双重介质双重介质)曲线；曲线；2 2、措施后为，对于、措施后为，对于大部分的线性流动阶大部分的线性流动阶段，表现为不断向上段，表现为不断向上绕曲的弧线，直到出绕曲的弧线，直到出现晚期径向流直线段现晚期径向流直线段为止。为止。（威（威3434井）井）三、变井筒存储模型三、变井筒存储模型 均质油藏、垂直裂缝油藏、双重介质油藏均质油藏、垂直裂缝油藏、双重介质油藏和双渗介质油藏等等都可能存在变井筒存储的和双渗介质油藏等等都可能存在变井筒存储的影响，因此，从严格意义上说，变井筒存储模影响，因此，从严格意义上说，变井筒存储模型不属于一种模型，而是属于压力及其导数曲型不属于一种模型，而是属于压力及其导数曲线的特例。线的特例。井筒存储系数由大变小特征曲线井筒存储系数由大变小特征曲线双对数曲线图早期段斜率大于双对数曲线图早期段斜率大于1.01.0，倾角大于，倾角大于4545。井筒存储系数由大变小特征曲线井筒存储系数由大变小特征曲线 半对数曲线的视直线斜率半对数曲线的视直线斜率mm与径向流直线段斜率与径向流直线段斜率m m之比值出之比值出现异常偏大，在作无因次叠加函数检验时，续流段拟合不好。现异常偏大，在作无因次叠加函数检验时，续流段拟合不好。井筒存储系数由小变大特征曲线井筒存储系数由小变大特征曲线 双对数曲线图早期段斜率双对数曲线图早期段斜率1.01.0，倾角，倾角4545，并且使双，并且使双对数压力曲线与其导数曲线分开，由于对数压力曲线与其导数曲线分开，由于C C值的变化，导数曲值的变化，导数曲线出现特有的线出现特有的S S形状。形状。井筒存储系数由小变大特征曲线井筒存储系数由小变大特征曲线 半对数曲线半对数曲线m/mm/m之比值出现异常偏低之比值出现异常偏低，在作无因次叠加在作无因次叠加函数检验时，与理论曲线拟合不好。函数检验时，与理论曲线拟合不好。压力恢复压力恢复“驼峰驼峰”特征特征压力恢复压力恢复“驼峰驼峰”原因分原因分析析压力恢复压力恢复“驼峰驼峰”原因分原因分析析 图图(a)(a)为为刚关井时的状态，假定续流已经结束，井筒中存在气液两部刚关井时的状态，假定续流已经结束，井筒中存在气液两部分，部分气体在液面上方，体积为分，部分气体在液面上方，体积为1m1m3 3，压力为常压压力为常压0.1MPa0.1MPa，另一部分气另一部分气体在液体下方，体积也是体在液体下方，体积也是1m1m3 3，液柱高度为液柱高度为1000m1000m，按相对密度按相对密度0.950.95计算，计算，下方气体的压力为下方气体的压力为9.6MPa9.6MPa。下方气体会由于相对密度差异向液体上方移下方气体会由于相对密度差异向液体上方移动，使气液相重新分布，如图动，使气液相重新分布，如图(b)(b)所示。所示。假定在这一过程中，井筒与地层无流体交换（实际上相的再分布和假定在这一过程中，井筒与地层无流体交换（实际上相的再分布和流体交换同时发生），当气柱到达上方后与上方气柱合并体积为流体交换同时发生），当气柱到达上方后与上方气柱合并体积为2m2m3 3。由由于下方气体原来处于高压下，合并后，用理想气体定律可以计算出合并于下方气体原来处于高压下，合并后，用理想气体定律可以计算出合并后的气柱内压为后的气柱内压为4.85MPa4.85MPa，体积体积2m2m3 3。此时井底的压力变为此时井底的压力变为9.59.54.854.8514.35MPa14.35MPa，这样，井底压力就高于这样，井底压力就高于正常井底压力，形成压力恢复曲线上的正常井底压力，形成压力恢复曲线上的“驼峰驼峰”。压力恢复压力恢复“驼峰驼峰”的形成条的形成条件件(1)(1)地层具有中等或者中等偏高的渗透性。原因在于：对于低渗透地层具有中等或者中等偏高的渗透性。原因在于：对于低渗透地层，地层压力较长时间以较大辐度不断恢复，会抵消和遮盖相分地层，地层压力较长时间以较大辐度不断恢复，会抵消和遮盖相分布造成的压力升高，一直看不到布造成的压力升高，一直看不到“驼峰驼峰”现象；现象；(2)(2)井筒中流体的粘度应比较高。只有粘度较高，才能延缓气柱的井筒中流体的粘度应比较高。只有粘度较高，才能延缓气柱的上升过程，从而使井筒中的压力平衡延缓到压力恢复之后；上升过程，从而使井筒中的压力平衡延缓到压力恢复之后；(3)(3)原油泡点压力应比较高，或者具有气夹层，使井底具有较多的原油泡点压力应比较高，或者具有气夹层，使井底具有较多的已分离气体，这样才能发生面显得想重新分布过程；已分离气体，这样才能发生面显得想重新分布过程；(4)(4)井底具有较高的井底具有较高的S S值，形成井壁阻力，会有助于值，形成井壁阻力，会有助于“驼峰驼峰”的形成；的形成；(5)(5)油套管环形空间有封隔器隔开，阻止油管中由于压力升高挤出油套管环形空间有封隔器隔开，阻止油管中由于压力升高挤出的流体倒流到环形空间，迫使井底套力上升。的流体倒流到环形空间，迫使井底套力上升。典型曲线典型曲线渤海埕北油田：渤海埕北油田：储层特征：渗透率：储层特征：渗透率：1.67D;1.67D;原油粘度原油粘度55mPa.s55mPa.s；泡点压力泡点压力14.91MPa;S14.91MPa;S：24.8(A2124.8(A21井井),1.44(A4),1.44(A4)井；井下座有封隔器。井；井下座有封隔器。四、双重孔隙介质油藏四、双重孔隙介质油藏物理模型物理模型 假设油藏中存在两种介质：裂缝系统和基质系统。基假设油藏中存在两种介质：裂缝系统和基质系统。基质岩块不能向井筒中直接供液，流动总是先从裂缝开始，质岩块不能向井筒中直接供液，流动总是先从裂缝开始，逐渐向基质岩块波及逐渐向基质岩块波及,裂缝系统渗透率远大于基质岩块系裂缝系统渗透率远大于基质岩块系统的渗透率。统的渗透率。kf井井km双重孔隙介质的有关概念和定义双重孔隙介质的有关概念和定义1 1、裂缝系统的体积比、裂缝系统的体积比2 2、基岩系统的体积比、基岩系统的体积比3 3、裂缝孔隙度、裂缝孔隙度4 4、基岩孔隙度、基岩孔隙度5 5、(裂缝裂缝+基岩基岩)总孔隙度总孔隙度6 6、裂缝系统弹性容量、裂缝系统弹性容量7 7、基岩系统弹性容量、基岩系统弹性容量双重孔隙介质的有关概念和定义双重孔隙介质的有关概念和定义8 8、弹性储能比、弹性储能比9 9、窜流系数、窜流系数其中其中,a,a是基质岩块的形状因子是基质岩块的形状因子,定义为定义为:l是基质岩块特征长度是基质岩块特征长度,n n是裂缝面的维数是裂缝面的维数常见的常见的a值值:a=12/h2 基质岩块呈层状基质岩块呈层状,层厚为层厚为h60/a2 基质岩块呈正方体基质岩块呈正方体,边长为边长为h15/r2 基质岩块呈圆球状基质岩块呈圆球状,半径为半径为h 弹性储能比反应裂缝系统的储油量占总储油量的百分比弹性储能比反应裂缝系统的储油量占总储油量的百分比;窜流系数窜流系数反应的是原油从基质岩块流到裂缝的难易程度。反应的是原油从基质岩块流到裂缝的难易程度。数学模型解析解数学模型解析解双重孔隙介质双重孔隙介质LaplaceLaplace空间解空间解拟稳态流动状态下：拟稳态流动状态下：不稳定流动状态下：不稳定流动状态下：(层状层状)(球形球形)典型曲线典型曲线双重孔隙介质油藏双重孔隙介质油藏 双对数压力及导数曲线双对数压力及导数曲线(拟稳定流动拟稳定流动)典型曲线典型曲线双重孔隙介质油藏双重孔隙介质油藏 双对数压力及导数曲线特征双对数压力及导数曲线特征(拟稳定流动拟稳定流动)II续流段：裂缝系统的流体开始流动，而基质尚未参与流动前表现续流段：裂缝系统的流体开始流动，而基质尚未参与流动前表现出均质油藏特征。出均质油藏特征。IIII裂缝径向流段：当裂缝径向流段：当S S接近接近0 0、C C较小、窜流系数较小较小、窜流系数较小(基质向裂缝的基质向裂缝的窜流发生较迟窜流发生较迟)、弹性储能比较大（裂缝中有充分的液体供给）时，、弹性储能比较大（裂缝中有充分的液体供给）时，就可以出现裂缝径向流；就可以出现裂缝径向流；IIIIII过渡段：即裂缝系统中采出液体后压力下降，基质系统开始向过渡段：即裂缝系统中采出液体后压力下降，基质系统开始向裂缝系统补给液体，缓和压力的下降；裂缝系统补给液体，缓和压力的下降；IVIV总系统径向流段：即窜流过程稳定以后，裂缝和基质系统中的流总系统径向流段：即窜流过程稳定以后，裂缝和基质系统中的流体同时参与压力变化过程，出现总系统径向流段，导数曲线上出现水体同时参与压力变化过程，出现总系统径向流段，导数曲线上出现水平直线段。平直线段。典型曲线典型曲线双重孔隙介质油藏双重孔隙介质油藏 半对数曲线特征半对数曲线特征(拟稳定流动拟稳定流动)半对数曲线半对数曲线上出现两条上出现两条平行的直线平行的直线段，第一条段，第一条直线段代表直线段代表裂缝径向流裂缝径向流段，第二条段，第二条直线段代表直线段代表总系统径向总系统径向流段。流段。典型曲线典型曲线双重孔隙介质油藏双重孔隙介质油藏 双对数压力及导数曲线双对数压力及导数曲线(不稳定流动不稳定流动)典型曲线典型曲线双重孔隙介质油藏双重孔隙介质油藏 双对数压力及导数曲线特征双对数压力及导数曲线特征(不稳定流动不稳定流动)a-ba-b为裂缝均质流段，这一点在径向流起点前，因此导数为裂缝均质流段，这一点在径向流起点前，因此导数没有出现没有出现0.50.5水平段。水平段。b-cb-c为过渡段，导数曲线出现为过渡段，导数曲线出现0.250.25水平直线段；水平直线段；c-dc-d表明从过渡段转化到总系统均质流；表明从过渡段转化到总系统均质流；d-ed-e为总系统径向流段，导数曲线出现为总系统径向流段，导数曲线出现0.50.5水平直线段。水平直线段。(板状基质岩块板状基质岩块)(球状基质岩块球状基质岩块)典型曲线典型曲线双重孔隙介质油藏双重孔隙介质油藏 半对数曲线特征半对数曲线特征(不稳定流动不稳定流动)A A：出现两个半出现两个半对数直线段，对数直线段，其中斜率为其中斜率为m/2m/2的直线段为过的直线段为过渡流直线段，渡流直线段，斜率为斜率为m m的直线的直线段为总系统直段为总系统直线段。线段。B B：只有一个直只有一个直线段，即总系线段，即总系统径向流段。统径向流段。常见的双重孔隙