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试井ppt下载

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2019-06-10 16:18:21
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232896
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课件PPT
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试井ppt

这是试井ppt,包括了试井分析基础理论,常用试井分析方法,实际试井资料解释与应用,试井定义,试井分析技术的发展,储层流体流动基础,不稳定流动,叠加原理,井筒储集效应,试井分析的信息论,基本几何流动模型,试井解释模型,试井分析技术内容等内容,欢迎点击下载。

试井ppt是由红软PPT免费下载网推荐的一款课件PPT类型的PowerPoint。

第一节 试井分析基础理论 目录 一、试井定义 二、试井分析技术的发展 三、储层流体流动基础 四、不稳定流动 五、叠加原理 六、井筒储集效应 七、试井分析的信息论 八、基本几何流动模型 九、试井解释模型 十、试井分析技术内容 试井解释就是以渗流力学理论为基础,通过对井的测试信息的研究,确定反映测试井和储层特性的各种物理参数。 试井分析的理论基础包括: 稳定渗流理论 不稳定渗流理论 压力叠加原理理论 信息论。 2、不稳定试井的技术内容 当油藏中流体的流动处于平衡状态(静止或稳定状态)时,若改变其中某一口井的工作制度,即改变流量(或压力),则在井底将造成一个压力扰动,此压力扰动将随着时间的不断推移而不断向井壁四周地层径向扩展,最后达到一个新的平衡状态。这种压力扰动的不稳定过程与井、储层岩石物性和储层流体的性质有关。   因此,在该井或其它井中用仪器将井底压力随时间的变化关系测量出来,结合其它资料,通过分析,就可以判断井和油藏的性质。这就是不稳定试井的所要研究的内容。 3、试井的分类 依据不同标准,分类不同: 根据流态分类:稳定试井与不稳定试井; 根据流体分类:油井试井、气井试井、水井试井; 根据生产条件分类:压降试井、压恢试井。 等等。 (1)产能试井 (2)不稳定试井 不稳定试井:改变测试井的产量,并测量由此而引起的井底压力随时间的变化。 这种压力变化同测试过程的产量有关,也同测试井和测试层的特性有关。因此,运用试井资料,即测试过程中的井底压力和产量资料,结合其他资料,可以计算测试层和测试井的许多特性参数。 三、储层流体流动基础 试井是一种探测技术,地质理论和油气层渗流理论是试井模型的基础。建立试井解释模型的基础概括为: 地质基础 ---地质模型 孔隙结构的认识 油气层的几何模型 边界性质 参数分布流体分布情况 测试井况 ---井模型 渗流基础 ---渗流模型 数学模型 (解的连续性、 唯一性、 稳定性) 上述1到3条组成了试井的物理模型,它是建立试井的数学模型的基础。 一般试井解释中用于描述储层流体流动特征的数学关系式只包含了部分储层特征,称为基本的储层特征。 基本的储层特征包括以下几个部分: (1)储层中的流体类型 (2)流体流动状态 (3)储层几何形状 (4)储层中的多相流体流动相数量。 1、流体类型 流体类型的基本控制因素是等温压缩系数。通常,储层中的流体分为以下三个类型: (1)不可压缩流体:指体积(或密度)不随压力改变的流体,即(dV/dv)=0; (2)微可压缩流体:指体积(或密度)随压力出现微小改变的流体; (3)可压缩流体:指体积(或密度)随压力出现较大改变的流体。 2、流动状态 为了描述在不同时间储层压力分布情况和流体流动特征,得出了三种基本流体流动状态类型: (1)稳定流:储层中各位置的压力保持不变,即不随时间变化的流动状态。 以数学公式表示这种情况为 (dp/dt)=0 (2)不稳定流:储层中各位置的压力随时间变化率不为零或常数的流体流动状态。 (dp/dt)=f(x,t) (3)拟稳定流:储层中各位置的压力随时间线性降低,即以固定速度降低的流体流动状态。 (dp/dt)=常数 不稳定=>稳定 不稳定=>稳定 4、多相流体流动相数量 压力特性的数学表达式随着储层中多相流体流动相数量而出现在形式和复杂性方面变化。通常,有三种流动系统: ---单相流系统(油、水或气); ---二相流系统(油水、油气或气水); ---三相流系统(油水气)。 可动流体相数量增加,描述流体流动和压力分布越来越困难。 5、流体流动方程( 达西定律) 描述储层流体特性的流体流动方程根据所给流动类型、流体类型等变量的不同组合有多种形式。最普遍情况是通过联立运动方程(达西方程)、状态方程和质量守恒方程(连续性方程),就可以得到必要的流动方程。所有流动方程都依赖于达西定律,因此,首先考虑这种运动方程了。 渗流是粘性流体流过孔隙介质的流动,达西定律是渗流的基本规律,由法国工程师达西在1856年通过实验建立。达西的实验装置如图所示。 达西定律说明通过多孔介质的流量q(cm^3/s)与通过截面积A(cm^2)和产生的压力降成正比,与流体粘度和通过长度L(cm)成反比,其系数就是渗透率K(mD),压力单位at。 式中 q=流量, K=绝对渗透率, p=压力,MPa μ=粘度,mPa.s L=长度,m A=截面积,m^2 达西定律仅适用于下列情况: (a)层流(粘性流); (b)稳定流动; (c)不可压缩流动; (d)均质储层 6、一般渗流数学模型的建立 目前试井解释理论一般都是基于以上的简化模型,因此为建立更复杂情况的 试井分析方法,需要考虑更一般情况的模型。 从渗流力学可着知,渗流数学模型的一般结构: 运动方程(所有数学模型必须包括的组成部分) 状态方程(多孔介质里的流体在地层温度压力条件下的状态) 质量守恒方程(又称连续性方程) 能量守恒方程(非等温渗流,如热采) 其他附加的特殊方程(物理化学渗流的扩散) 有关的边界条件和初始条件。 建立数学模型的步骤: 第一步:确定建立模型的目的和要求。 包括解决如下四个问题(包括自变量和未知变量) 压力 : p(x,y,z,t,A,B) 渗流速度 : v(x,y,z,t,A,B) 饱和度 : S(x,y,z,t,A,B) 分界面移动规律: d(x,y,z,t,A,B) A岩石的物性参数 B为流体的物性参数 第二步:研究各物理量的条件和情况 过程状况:等温或非等温 系统状况:单组分或多组分 相态状况:单相 多相或混相 流体状况:达西流或非达西流 四、不稳定流动 在均质圆形储层中有一口井关井,在生产前整个储层中压力处处相等,且等于原始压力。如果油井保持恒定产量q生产,那么在会在井底产生压力干扰。井底压力pwf会随油井不断生产而同时降低,则压力干扰或传播速度主要由以下因素确定: (1)渗透率; (2)孔隙度; (3)流体粘度; (4)岩石和流体的压缩性。 1、基本不稳定流动方程 在稳定流动状况下,流入单元体积多孔介质流体的质量与流出流体质量相同。在不稳定流动状况下,流入流体的质量与流出流体质量不同。因此,多孔介质中的流体含量随时间改变。将不稳定流动的变量加入到稳定流动中的变量有: (1)时间; (2)孔隙度φ ; (3)综合压缩系数Ct。 不稳定流动的数学公式包括三个独立方程和一组边界条件与初始条件,从而构成不稳定流动方程。这些方程和边界条件入下: (1)连续性方程 连续性方程实质上是物质平衡方程,它描述储层中流体采出与注入的情况,即时间Δt 内流入单元体积的质量 - 时间Δt 流出=时间Δt质量的增加。 质量守恒方程的建立方法: 微分法(无穷小分析法) 积分法(矢量场分析法) (2)运动方程 连续性方程与流体运动方程(即流动方程)共同描述储层中流入流出的流体流量。实质上,运动方程是达西方程的微分形式。 (3)状态方程 状态方程(也称为流体压缩方程)描述由于弹性而引起流体体积随压力而变化的状态方程。 液体的状态方程: 气体的状态方程: (4)边界条件 边界条件与初始条件用于用于推导和 求解不稳定流动方程。 有两个边界条件:恒定流量流动的井筒内边界条件;无限大外边界条件。 初始条件为在生产开始时(即时间为0)整个储层中压力处处相等。 (5)基本偏微分方程 联立上述的三个独立方程可以得到基本偏微分方程: 以上基本偏微分方程适用于: a.微可压缩流体的径向流 b.可压缩流体的径向流 2、微可压缩流体的径向流方程 假定渗透率和粘度对压力、时间和距离为常数,并且忽略2次项,则由上述的基本偏微分方程可以得到扩散方程: K=绝对渗透率, p=压力,MPa μ=粘度,mPa.s r=径向距离,m t=时间,h φ=孔隙度,% Ct=综合压缩系数,1/MPa。 η=导压系数, 导压系数定义为 导压系数物理意义:单位时间内压力波波及的面积 , 平方米/小时 综合压缩系数定义为: 式中C为流体的压缩系数。 综合压缩系数物理意义:单位岩石体积在降低单位压力时,由于孔隙收缩和液体膨胀总共排挤出来的液体体积, 1/MPa。 扩散方程的应用条件(基本假设)有: (1)各向同性的均质储层径向流, (2)达西流, (3)渗透率和孔隙度为常数, (4)单相、微可压缩的流体流动,流体的压缩系数和粘度为常数, (5)忽略重力影响, (6)等温条件, (7)忽略压力梯度2次项。 扩散方程有2个广义解: 恒定边界压力解,主要用于水侵计算和产能分析; 恒定边界流量解,主要用于不稳定试井分析。 3、可压缩流体的径向流方程 气体的粘度和密度受压力影响大,因此,前面的可压缩流体的径向流方程假设条件不适合气藏。 为了导出气藏中可压缩流体的径向流方程, 必须考虑以下2个附加的气体方程: 真实密度方程:   气体压缩方程: 联立以上2个方程,这样可以得到: Al-Hussainy等人(1966)通过引入真实气体拟压力函数pp 将以上基本流动方程线性化: 从而可以得到气体的扩散方程: 气体扩散方程的应用条件(基本假设)有: (1)各向同性的均质储层径向流, (2)达西流, (3)渗透率和孔隙度为常数, (4)流体服从真实气体定律, (5)忽略重力影响, (6)等温条件。 4、多相流体的扩散方程 Martin提出了类似单相流的扩散方程: 式中总流度等于各相流度之和: 多相流综合压缩系数为: 式中Co,Cw, Cg分别为油、水、气的压缩系数,So,Sw,Sg分别为油、水、气的饱和度。 多相流扩散方程的应用条件(基本假设)有: (1)各向同性的均质储层径向流,、 (2)达西流, (3)有效渗透率随饱和度变化但不随压力变化, (4)小的压力和饱和度梯度项, (5)忽略重力影响, (6)等温条件, (7)忽略毛管压力。 5、扩散方程定产量解 封闭系统条件 压力降落可以分为如下3个阶段: (1)不稳态; (2)不稳态晚期; (3)半稳态或拟稳态 定压力系统条件 压力降落可以分为如下2个阶段: (1)不稳态; (2)稳态。 见于高流动能力油藏、气藏、气顶油藏、底水油藏 五、叠加原理 所谓“叠加原理”就是:如果某一线性微分方程的定解条件也是线性的,并且它们都可以分解成若干个定解问题,而这几个定解问题的微分方程和定解条件相应的线性组合,正好是原来的微分方程和定解条件,那么,这几个定解问题的解相应的线性组合就是原来的定解问题的解。 将叠加原理应用到试井问题上, 可以说成:油藏中任一点的总压降,等于油藏中每一口井的生产在该点所产生的压降的代数和。 试井分析的正问题与反问题 正问题 已知输入i和系统S求输出O i+S  O 反问题 已知输入i和输出O求系统S i+O S 正问题: 已知系统结构 输入讯号 系统 输出讯号 流量历史 模型(C,S,K等) 压力史? 正问题的解是唯一的! 反问题:已知输入和输出讯号,求系统。 输入讯号 系统 输出讯号 流量历史 模型? 压力历史 反问题的解不是唯一的。 八、基本几何流动模型 1、储层物理模型 模型条件: 研究储层物理模型时,首先要建立的基本假设有:(1)流动方向无限大,正交各向异性的均质储层,渗透率和孔隙度为常数,对于各向同性地层 ,KH=KV。(2)单相、微可压缩的流体流动,流体的压缩系数和粘度为常数。(3)压力梯度小,忽略重力和井筒储存影响。(4)在生产前整个储层中压力处处相等,且等于原始压力。 四种基本几何流动系统 2、数学模型(基本流动方程) (1)径向流动方程 (2)线性流动方程 (3)双线性流动方程 (4)球形流动方程 3、流动方程的基本解 在不考虑表皮效应和井筒储存效应时,上述四种基本方程的典型解(采用法定单位)为: (3)双线性流解 九、试井解释模型 已提出的试井解释模型按基本储层特性、井的内外边界条件、储层的上下边界条件和储层中流体的性质变化等可做如下分类: 1、基本储层模型:包括均质储层模型、双重孔隙介质储层模型、双重渗透介质储层模型、三重介质储层模型、多重介质储层模型、复合储层模型和分形介质储层模型等。另外,还有天然裂缝性储层模型和多层储层模型,它们根据不同的情况可表现为均质储层、双重孔隙介质储层或双重渗透介质储层的响应。 2、内边界模型:包括表皮模型、井筒储存模型、裂缝切割井模型、局部打开井模型、斜井模型和水平井模型等。 3、顶底边界模型:可根据上下边界渗透或不渗透生成不同的模型。 4、外边界模型:包括定压边界模型、变压边界(升压或降压)模型、不渗透边界(一条直线断层或多条直线断层)模型、封闭储层模型、半渗透(泄漏)断层模型和高渗透断层模型等。 5、流体模型:包括气井模型、多相流井模型、凝析气井模型和注水井模型等。 6、储层渗流模型:达西流动模型,非达西流动模型,非牛顿流动模型,热采井模型。 7、其它模型:包括变流量试井模型、续流井模型、DST试井模型、人工举升井模型和多井试井模型等。 基本模型诊断图 测试全图(在同一页上绘压力史图与流量史图包括续流量,可选择流动期) 线性图 线性流图 双线性流图 球面流图 PPD图(一阶压力导数图) SLPD图(二阶压力导数图) 半对数图 (包括MDH图或霍纳图等) 双对数图 (压力与压力导数复合图), 试井解释模型选择 试井类型 流动期类型 井型 流体类型 坐标变量选择 储层渗流类型 井筒储存模型 表皮效应模型 基本储层模型 (包括近井筒储层模型、层模型、区模型) 外边界类型 顶底边界类型 井网模型 试井解释模型选择 地层渗流类型:达西流,非达西流,高速非达西流,低速非达西流 ,非牛顿流 井筒储存:定井筒储存;变井筒储存 (F模型,H模型,泄漏模型,裂缝井储模)型 表皮模型:定表皮,变表皮 基本储层模型: (包括近井筒储层模型、层模型、区模型) 1、均质储层 2、双重孔隙介质 双重孔隙介质拟稳态 双重孔隙介质不稳态(层状油藏) 双重孔隙介质不稳态(球状油藏) 3、双重渗透介质 4、三重孔隙介质 5、分形介质储层 6、径向复合储层 7、均匀流量垂直裂缝 8、有限导流垂直裂缝 9、无限导流垂直裂缝 10、部分打开储层 外边界: 无限大 直线封闭断层 直线定压边界 圆形封闭油藏 圆形定压油藏 夹角断层(楔状)(两封闭或一封闭一定压) 河道储层(平行断层) (两封闭或一封闭一定压) U型储层(三封闭或一封闭二定压或二封闭一定压) 方形储层(封闭或定压) 顶底边界: 1、上下封闭 2、气顶(上定压,下封闭) 3、底水(上封闭,下定压) 4、气顶定底水(上下定压) 选择不稳定试井分析技术 目前可以分为四大试井分析技术: 1、特征直线分析技术(常规试井分析) 包括基于各种特种图的特征直线分析方法 其特点是分析过程中可以直接通过2点回归分析参数,如:半对数分析方法。 2、典型曲线拟合分析技术 包括自动拟合分析等。 3、直接综合试井分析(特征综合) 它是基于双对数图的双对数分析方法; 4、数值试井分析技术,基于有限元技术的数值试井分析方法。 模型检验内容 1、一致性检验 2、数值模拟检验 进行数值模拟检验的常用图的有以下三种: (1)无因次Horner图 (2)压力历史图 (3)双对数图 3、置信区间检验   4、地质信息吻合 进行可靠的试井分析,经常还需要收集一些其它方面的信息,如地质、地球物理、测井、开发与生产等方面的资料。 四、报告输出 五、网络发布与应用 完毕

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