第四章 油藏動態(tài)分析方法(2006.11)加

第四章油藏開發(fā)動態(tài)分析方法試井分析方法經(jīng)驗(yàn)方法物質(zhì)平衡方法油藏動態(tài):油田投入開發(fā)以后，油藏流體由相對靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檫\(yùn)動狀態(tài)以后，油藏中發(fā)生的各種變化。研究內(nèi)容:流體分布、運(yùn)動狀態(tài)、油層儲量、驅(qū)油能量、壓力變化等研究方法：試井分析法、物質(zhì)平衡法、經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法、數(shù)值模擬法。研究目的：認(rèn)識油田開采過程中開發(fā)指標(biāo)的變化規(guī)律；檢驗(yàn)開發(fā)方案的合理性；完善開發(fā)方案或?qū)υ桨高M(jìn)行調(diào)整。第一節(jié)試井分析方法試井：對油氣井進(jìn)行的專門測試工作，其目的是為了獲得油氣井或地層的某些參數(shù)，如產(chǎn)量、壓力、溫度等。

產(chǎn)能試井不穩(wěn)定試井一.試井定義及分類1.按測試目的分類穩(wěn)定試井（常規(guī)產(chǎn)能試井）等時(shí)試井壓降試井壓力恢復(fù)試井變產(chǎn)量試井干擾試井修正等時(shí)試井脈沖試井DST試井（鉆桿測試）①穩(wěn)定試井在幾個(gè)不同穩(wěn)定工作制度下取得油井的生產(chǎn)數(shù)據(jù)來研究油層和油井的生產(chǎn)特征；油井測試需要測得產(chǎn)量、壓力以及含砂、含水、氣油比等資料。穩(wěn)定流動：流動參數(shù)（壓力、速度等）不隨時(shí)間變化的流動狀態(tài)。主要標(biāo)志為井底流壓的下降速率為0。⑴產(chǎn)能試井一般是連續(xù)換3~4個(gè)相鄰直徑的油嘴，每換一次油嘴，等油井生產(chǎn)穩(wěn)定后（產(chǎn)量、壓力等參數(shù)不隨時(shí)間變化或變化很?。〉酶黜?xiàng)資料，然后繪制控制曲線。自噴井穩(wěn)定試井自噴井系統(tǒng)試井曲線②等時(shí)試井要求每個(gè)工作制度等時(shí)生產(chǎn)后關(guān)井到壓力穩(wěn)定為止，從而確定產(chǎn)能方程。

開井時(shí)間關(guān)井時(shí)間

≠tPitq5q4q3q2q1qPwf5Pwf2Pwf3Pwf4Pwf1要求關(guān)井時(shí)間與等時(shí)生產(chǎn)時(shí)間相同，確定產(chǎn)能方程。

③修正等時(shí)試井

開井時(shí)間關(guān)井時(shí)間

＝⑵不穩(wěn)定試井通過改變油井工作制度，測得井底壓力的變化資料，以不穩(wěn)定滲流理論為基礎(chǔ)來反求油層參數(shù)，研究油層和油井特征。不穩(wěn)定試井方法主要應(yīng)用：確定油層參數(shù)；研究油井不完善程度；判斷增產(chǎn)措施效果；推算地層壓力；確定油層邊界；估算泄油區(qū)內(nèi)的原油儲量。2.按流體性質(zhì)分類①油井試井；②氣井試井；③水井試井；④多相試井等。

3.按地層類型分類①均質(zhì)油藏試井；②雙重介質(zhì)油藏試井等。4.按井類型分類①垂直井；②水平井；③壓裂井；④徑向井、分支井等。5.按試井資料處理方式分類①常規(guī)試井分析方法(半對數(shù))；②現(xiàn)代試井分析方法(雙對數(shù))。二、常規(guī)試井分析方法以Horner半對數(shù)分析方法為代表利用直線段的斜率和截距反求地層參數(shù)的方法。壓力降落試井方法Horner壓力恢復(fù)分析方法；MDH（Miller、Dyes、Hutchinson）分析方法；MBH（Mathews、Brons、Hazebrook）分析方法；Y函數(shù)分析法等。常規(guī)分析方法油井以定產(chǎn)量進(jìn)行生產(chǎn)，油井井底壓力不斷降低。記錄壓力隨時(shí)間的變化關(guān)系。并對這一壓力歷史進(jìn)行分析，求取地層參數(shù)。壓降試井的產(chǎn)量和壓力隨時(shí)間變化曲線1.壓降試井t時(shí)刻的壓力降為：直線段的斜率：地層流動系數(shù)kh/μ地層系數(shù)kh地層滲透率k表皮系數(shù)s求出油井以恒定產(chǎn)量生產(chǎn)一定時(shí)間后關(guān)井，記錄關(guān)井后井底壓力隨時(shí)間的變化關(guān)系。并對這一壓力歷史進(jìn)行分析，求取地層參數(shù)。2.壓力恢復(fù)試井實(shí)測壓力恢復(fù)曲線典型實(shí)測壓力恢復(fù)曲線不穩(wěn)定試井測得的壓力資料按測壓時(shí)間分為:早期、中期、晚期三個(gè)階段。⑴早期階段：即續(xù)流階段主要反映井筒附近狀態(tài)，包括續(xù)流、井筒存儲、油水井完善性的影響。習(xí)慣上把續(xù)流和井筒存儲統(tǒng)稱為井筒存儲效應(yīng)。壓力恢復(fù)試井中，由于井筒內(nèi)的氣體和液體的可壓縮性，關(guān)井后地層中的流體繼續(xù)流入井筒，壓縮井筒中原有的流體。續(xù)流和井筒存儲均使得壓力曲線直線段滯后。在壓降試井中，油井一開井，首先流出井筒的是井筒內(nèi)受壓縮流體，而地層流體靜止不動。②井筒存儲①續(xù)流③油水井的完善性打開程度不完善：沒有鉆穿全部油層，油層裸露；超完善：經(jīng)過壓裂、酸化提高油層附近的滲透率；雙重不完善：油層沒有完全鉆穿，油層又不裸露；打開性質(zhì)不完善：油層全部鉆穿，但油層是射孔或貫眼、襯管完井；改變油層性質(zhì)：井筒附近因鉆井、作業(yè)污染引起的不完善。a.打開程度不完善b.打開性質(zhì)不完善c.雙重不完善表皮效應(yīng)與表皮系數(shù)表皮效應(yīng)：地層受到損害或改善，井筒附近地層滲透率發(fā)生變化的現(xiàn)象。S值為正S值為零井底附近地層因污染滲透率下降S值為負(fù)采用增產(chǎn)措施后，井底附近的滲透率提高不完善井超完善井理想狀況表皮系數(shù)：完善井⑵中期階段主要反映油藏動態(tài)，Pw與lgt成線性關(guān)系，分析直線段數(shù)據(jù)可求得地層參數(shù)。壓力恢復(fù)公式或Horner公式成直線關(guān)系，稱為Horner曲線。井底壓力與①已知斜率可求地層流動系數(shù)Kh/μ和滲透率K；應(yīng)用Horner曲線斜率③求斷層的距離。②外推直線段至縱坐標(biāo),可以直接推算原始地層壓力；Horner方法壓力恢復(fù)MDH曲線井底壓力成直線關(guān)系，稱為MDH曲線。與①求地層流動系數(shù)Kh/μ;應(yīng)用②求滲透率K;③求表皮系數(shù)s。MDH方法④求平均地層壓力。MDH方法求平均地層壓力MBH(Mathews、Brons、Hazebrook)方法：當(dāng)油井生產(chǎn)時(shí)間很短，且處于不穩(wěn)定流動階段，外推Horner曲線至△ts處得到原始地層壓力近似為平均地層壓力；油井生產(chǎn)時(shí)間很長，且進(jìn)入擬穩(wěn)態(tài)流動階段，外推Horner曲線至△ts處是特征壓力p*。長時(shí)Horner曲線式中，m為徑向流動階段Horner曲線所對應(yīng)的直線段的斜率。應(yīng)用①利用不穩(wěn)態(tài)流動數(shù)據(jù)計(jì)算地層參數(shù)kh、s、p*等②由生產(chǎn)時(shí)間計(jì)算無因次時(shí)間，從標(biāo)準(zhǔn)圖版得到無因次pDBH,推算出平均壓力。⑶晚期階段主要反映邊界的影響，邊界有兩種：地層本身所具有的邊界（斷層、尖滅線等）；生產(chǎn)過程中所形成的邊界（油水邊界、有限供油面積等）。設(shè)兩條直線段的交點(diǎn)對應(yīng)時(shí)間為tx，則有：到直線斷層的距離為：存在直線斷層的半對數(shù)Horner曲線確定井到一條封閉邊界（直線斷層）的距離Y函數(shù)探邊測試分析Y函數(shù)探邊測試是一種利用壓降(或壓力恢復(fù))曲線來判斷是否存在斷層和油水邊界的方法。①常產(chǎn)量壓降試井的井底壓力為：令則：對于有界底層，當(dāng)?shù)貙舆M(jìn)入擬穩(wěn)態(tài)時(shí)地質(zhì)儲量為:不穩(wěn)態(tài)的Y函數(shù)特征為45°直線，擬穩(wěn)態(tài)的數(shù)據(jù)Y函數(shù)特征為一條水平直線段。②關(guān)井壓力恢復(fù)時(shí)，繪制lgY-lgΔt的關(guān)系曲線，Y函數(shù)為：其中pws為關(guān)井壓力。不穩(wěn)態(tài)期和擬穩(wěn)態(tài)期的Y函數(shù)特征氣水或氣油邊界的特征③變產(chǎn)量試井：油井采用改變油嘴大小或工作制度實(shí)現(xiàn)多級產(chǎn)量（或叫變產(chǎn)量）的測試及分析方法。變流量測試示意圖⑤脈沖試井：通過打開和關(guān)閉激動井形成一系列短時(shí)脈沖，并在觀測井記錄激動井產(chǎn)生的壓力響應(yīng)。④干擾試井：以一口井作為激動井，另一口或數(shù)口井作為觀測井，激動井改變產(chǎn)量或注入量造成地層壓力變化，在觀測井中下入高度靈敏的測壓儀表，記錄由于激動井流量變化所造成的壓力變化。鉆桿測試工具示意圖⑥D(zhuǎn)ST試井(中途測試或鉆桿測試)：在完井之前，利用鉆柱攜帶測壓儀器，開井生產(chǎn)短時(shí)間后關(guān)井，并同時(shí)分別記錄開井和關(guān)井的壓力歷史。典型壓力恢復(fù)曲線三、現(xiàn)代試井分析方法現(xiàn)代試井分析方法的重要手段之一是圖版擬合。通過圖版擬合，可以得到關(guān)于油藏及油井類型、流動階段等方面的信息，還可以算出K、S、C等參數(shù)。無因次距離：無因次壓力：無因次時(shí)間：無因次井筒存儲系數(shù)：圖版是由兩組曲線，一組為Gringaten壓力曲線，另一組為Bourdet壓力導(dǎo)數(shù)曲線。Gringaten-Bourdet典型曲線圖版縱坐標(biāo)分別為：壓力曲線和壓力導(dǎo)數(shù)曲線上的值為：壓裂見效井：污染井：不受污染井：酸化見效井：應(yīng)用典型圖板分析試驗(yàn)壓降數(shù)據(jù)的步驟：⑴在透明雙對數(shù)坐標(biāo)紙上，以相同比例分別畫出實(shí)測壓力曲線和壓力導(dǎo)數(shù)曲線；⑵把實(shí)測曲線圖放在解釋圖版上，通過上下和左右平移，首先擬合壓力導(dǎo)數(shù)曲線，找出一條與實(shí)測曲線最相吻合的典型曲線，然后擬合壓力曲線，擬合上曲線應(yīng)為同一讀出值；⑶在擬合上的實(shí)測曲線和典型曲線上，同取一點(diǎn)M，記錄下該點(diǎn)的值

、、即為擬合點(diǎn)的擬合值。或和或⑷由獲取的參數(shù)值計(jì)算地層參數(shù)①由壓力擬合值計(jì)算流動系數(shù)：②由時(shí)間擬合值，計(jì)算井筒存儲系數(shù)：③由計(jì)算的c值，計(jì)算cD值：或④由擬合參數(shù)，計(jì)算s值：第二節(jié)經(jīng)驗(yàn)方法經(jīng)驗(yàn)方法來源于對生產(chǎn)規(guī)律的分析與總結(jié)。要求系統(tǒng)觀察油藏生產(chǎn)動態(tài)，詳細(xì)收集生產(chǎn)數(shù)據(jù)，通過分析與研究油田生產(chǎn)規(guī)律，主要是產(chǎn)量、壓力和含水等指標(biāo)的變化規(guī)律。一、油田產(chǎn)量遞減規(guī)律及其應(yīng)用油田產(chǎn)量變化曲線油氣田開發(fā)的基本模式產(chǎn)量上升階段產(chǎn)量穩(wěn)定階段產(chǎn)量遞減階段1.遞減率單位時(shí)間的產(chǎn)量變化率，或單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)量遞減的百分?jǐn)?shù)遞減率定義示意圖a－產(chǎn)量遞減率；n－遞減指數(shù)；k-比例常數(shù)；2.產(chǎn)量遞減規(guī)律分類(1)指數(shù)遞減產(chǎn)量隨時(shí)間變化關(guān)系：累積產(chǎn)量隨時(shí)間的變化關(guān)系：累積產(chǎn)量與產(chǎn)量之間的關(guān)系：遞減率變化關(guān)系：n=∞(2)調(diào)和遞減n=1產(chǎn)量隨時(shí)間變化關(guān)系：累積產(chǎn)量隨時(shí)間的變化關(guān)系：累積產(chǎn)量與產(chǎn)量之間的關(guān)系：遞減率變化關(guān)系：(3)雙曲遞減產(chǎn)量隨時(shí)間變化關(guān)系：累積產(chǎn)量與產(chǎn)量之間的關(guān)系：1<n<∞遞減率變化關(guān)系：累積產(chǎn)量隨時(shí)間的變化關(guān)系：二、水驅(qū)特征曲線分析注水或天然水侵油田的開發(fā)，在無水采油期結(jié)束后，油田將長期處于含水期的開采，且采水率將逐步上升，這是影響油田穩(wěn)產(chǎn)的重要因素。1.水驅(qū)油田含水采油期的劃分(5)特高含水采油期：含水率>90%。(1)無水采油期：含水率<2%。(2)低含水采油期：含水率2%～20%。(3)中含水采油期：含水率20%～75%。(4)高含水采油期：含水率75%～90%。2.水驅(qū)曲線

水驅(qū)曲線（1）預(yù)測油田生產(chǎn)過程中的含水率、產(chǎn)油量、產(chǎn)水量、累積產(chǎn)油量以及采出程度等與開發(fā)時(shí)間的關(guān)系；（2）預(yù)測油藏最終采收率。根據(jù)開發(fā)過程中的實(shí)際生產(chǎn)動態(tài)資料和必要的油氣水分析資料預(yù)測各種驅(qū)動類型油氣田的地質(zhì)儲量、油氣開采速度、油藏壓力變化、天然水侵量和油氣采收率等。第三節(jié)物質(zhì)平衡分析方法基本原理：將油藏看成體積不變的容器，油藏開發(fā)到某一時(shí)刻，采出的流體量加上地下剩余的儲存量，等于流體的原始儲量。主要應(yīng)用：②油藏溫度在開發(fā)過程中保持不變，油藏動態(tài)僅與壓力有關(guān)。基本假設(shè)條件：①油氣水三相之間在任一壓力下均能瞬間達(dá)到平衡；原油體積變化(DVO)＋氣體體積變化(DVG)＋孔隙體積變化(DVR)＋水體積變化(DVW)＝0根據(jù)物質(zhì)平衡的基本原理綜合驅(qū)動油藏剖面示意圖(1)油藏壓力為P時(shí)原油體積的變化(2)油藏壓力為P時(shí)氣體體積的變化(3)油藏壓力為P時(shí)孔隙體積的變化(4)油藏壓力為P時(shí)水體積的變化物質(zhì)平衡方程通式：不同驅(qū)動類型物質(zhì)平衡方程可根據(jù)通式導(dǎo)出。動態(tài)預(yù)測物質(zhì)平衡方程的應(yīng)用：天然能量分析計(jì)算地質(zhì)儲量計(jì)算水侵