4油藏动态监测原理与方法.ppt

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1、,第三章 油藏动态监测原理与方法,试井分析方法 示踪剂分析方法 生产测试方法,第三章 油藏动态监测原理与方法,试井分析方法 试井概论； 试井分析的基本理论知识； 常规试井分析方法和现代试井分析方法； 典型油藏试井分析方法； 气井试井分析方法； 水井试井分析方法,第三章 油藏动态监测原理与方法,试井分析方法 试井概论：,试井在油田开发中的作用 试井的目的 试井的分类 试井的发展现状,第三章 油藏动态监测原理与方法,试井分析方法 试井分析的基本理论知识：,试井分析的理论基础1： 系统论 不稳定渗流数学模型及其解 一些重要的基本概念 表皮因子、无因次量、 井筒储存效应、 流动阶段及各阶段可获得的信息

2、,第三章 油藏动态监测原理与方法,试井分析方法 试井分析的基本理论知识：,试井分析的理论基础2： 无量纲 常用函数 常用变换,第三章 油藏动态监测原理与方法,试井分析方法 常规试井分析方法和现代试井分析方法：,常规试井分析方法 现代试井分析方法,第三章 油藏动态监测原理与方法,试井分析方法 典型油藏试井分析方法：,典型油藏试井分析方法1： 均质油藏 有界油藏 复合油藏 双重介质油藏 典型油藏试井分析方法2 垂直裂缝井（无限导流、均匀流、有限导流） 水平井,第三章 油藏动态监测原理与方法,试井分析方法 气井试井分析方法：,概述 试井技术在气层气井和气藏评价中发挥着不可或缺的作用 气井试井分析方法

3、的新进展 现场应用实例 气井试井工作展望,第三章 油藏动态监测原理与方法,试井分析方法 水井试井分析方法：,测试背景： 二次采油特点 水驱油机理 注水井测试目的意义 高含水期测试问题 实例分析 多次测试对比,第三章 油藏动态监测原理与方法,示踪剂分析方法 井间示踪概论； 井间示踪测试原理； 大孔道监测； 剩余油饱和度测试； 均质油藏； 多层油藏,第三章 油藏动态监测原理与方法,生产测试分析方法 注入剖面测井； 产液剖面测井； 水泥胶结测井； 测井评价,第三章 油藏动态监测原理与方法,完,专题三 油藏工程分析方法,试井分析方法 试井概论： 试井的发展现状： 40年代：静压测试 50年代：常规试井

4、 70年代：现代试井 90年代：试井解释,专题三 油藏工程分析方法,试井分析方法 试井概论： 试井的发展现状： 40年代：静压测试 50年代：常规试井 70年代：现代试井 90年代：试井解释,专题三 油藏工程分析方法,试井分析方法 试井分析的理论基础： 系统论,专题三 油藏工程分析方法,试井分析方法 试井分析的理论基础： 不稳定渗流数学模型及其解,专题三 油藏工程分析方法,试井分析方法 试井分析的理论基础： 不稳定渗流数学模型及其解,专题三 油藏工程分析方法,试井分析方法 试井分析的理论基础： 一些重要的基本概念,专题三 油藏工程分析方法,试井分析方法 试井分析的理论基础： 一些重要的基本概念

5、,专题三 油藏工程分析方法,试井分析方法 试井分析的理论基础： 一些重要的基本概念,专题三 油藏工程分析方法,试井分析方法 试井分析的理论基础： 一些重要的基本概念,专题三 油藏工程分析方法,试井分析方法 试井分析的理论基础： 一些重要的基本概念,专题三 油藏工程分析方法,试井分析方法 试井分析的理论基础： 一些重要的基本概念,试井分析基本知识,无量纲化是将一个物理问题转化为一个纯的数学问题的手段。其目的是使所有的分析、计算都适用于一切度量尺度，结果使渗流偏微分方程变得简洁、整齐、集中，便于求解和分析。无量纲化有助于物理量单位制间的转换、对分析过程的检查和验证。,无量纲化,误差函数,幂积分函数

6、,修正Bessel方程与函数函数,称I0(x)、K0(x)为零阶修正Bessel函数,1、分离变量法和积分变换,分离变量法和积分变换是解偏微分方程的两种常用方法，特别适用于求解区域是矩形、柱体和球体的情形，这种方法处理齐次或只有一个边界条件为非齐次的问题非常方便；对非齐次边界条件，可分解为几个简单问题进行求解，求解时常归结为求某些常微分方程边值问题的特征值、特征函数和范数，在求解过程中，引出若干积分变换对，即正变换与反变换，这为利用积分变换法求解非齐次渗流微分方程提供了基础，也为构造Green函数提供了一个有效的途径。,2、褶积定理,褶积定理（The Principle of Superpos

7、ition or Convolution）指的是Duhamel积分。褶积定理用于求解偏微分方程，是将边界条件和非齐次项随时间变化的问题与它们不随时间变化的问题联系起来，从而使问题得到简化。在渗流力学中，利用该定理可以通过寻找边界条件和源汇强度不随时间变化的简单问题解式，求解它们随时间变化的、较为复杂的问题。,3、 Laplace变换Stehfest数值反演,Laplace变换法通常是对时间作变换，将偏微分方程中对时间的偏导数消去，从而在变换空间中得到变换函数对空间变量求导数的常微分方程。这种变换解是比较简单的，但由于所求得的像函数必须经过反演才能实际应用，而除了少量特殊情形外，对像函数的解析反

8、演是相当困难的，幸运的是，从20世纪70年代以来，Laplace变换的数值反演有了长足的进步，这就使Laplace变换法在渗流力学中得到广泛应用，不仅用于均质地层，也用于复合地层和双重介质地层，不仅用于牛顿流体，也用于非牛顿流体的渗流。,通过Laplace变换法将偏微分方程变到拉氏域，还必须以解析或数值的形式变换到实空间来。Laplace解析反演常常应用围道积分，反演相当麻烦，即使变换过来，象函数是相当复杂，在工程实际中不便于应用，有时候数学模型比较复杂，很难或者几乎不可能进行逆变换，解析反演只能适用于某些特殊的函数。长期以来，众多学者进行了不懈的努力。20世纪70年代以来，这些方法取得了良好

9、的进展，为Laplace变换开辟了广阔的前景。一是基于函数概率密度理论的Stehfest数值反演算法，一是基于Fourier变换法的Crump数值反演算法,4、Green函数方法,点源函数的方法就是应用Green函数方法求解不定常渗流问题的方法。Gringarten和Ramey（1973）对于点源函数方法有过详细的推导和说明，其研究成果在研究不稳定压力分析方面产生了深远的影响。对于空间连续点源（Continuous Source）情形的压力分布，他们充分利用了热力学方面的研究成果，采取Newman乘积的方法 。由于通常的渗流控制方程的解满足叠加原理，所以用点源或点汇解解决渗流问题通常是有效的，

10、求解点源与点汇的压力分布是渗流的基本问题之一。,5、井筒储集和表皮效应考虑方法,当开井生产时，首先产出的是井筒中（特别是环空中）原来存储的、被压缩的液体，以从环空倒灌入油管为主井筒存储，此时地面产液量不可能瞬时达到恒定值，地层压力降落也将产生滞后效应。,当地面关井时，关井后一段时间地层流体还要继续流入井筒井筒续流，有两种情形：（1）生产过程中环空没有充满流体，关井后流体继续流入井筒，液面上升；（2）井筒和环空中已经充满流体，由于井筒中的流体有压缩性，关井后流体仍然继续流入井筒。 井筒续流和井筒存储可以近似看成是等效的，通常用“井筒存储”来表征这两种效应。,关于表皮效应，最初在地下水力学领域：E

11、. E. Jacob(1946)，M. I. Roraburg（1953）考虑非Darcy流动影响；在采油工程领域，M. Muskat（1949）“表皮流量模型”： 在油藏工程领域：A. F. van Everdingen（1953）建议“薄表皮模型(thin-skin)”，M. F. Jr Hawkins(1956)给出“厚表皮模型（thick-skin）”。,6、常用的坐标变换,试井分析中为了达到某些目的，常常进行坐标变换，对于曲线坐标，在二维欧氏空间：,无量纲控制方程组,Laplace变换解式（无穷大油藏）,Laplace变换解式（圆形定压油藏）,Laplace变换解式（圆形封闭油藏）,

12、Stehfest数值反演计算方法,均质地层不稳定试井Gringarten-Bordet图版,展望：理论发展点,在均匀等厚、无穷延伸各向同性单一刚性储层中心一口油井以常产量产出常粘度微可压缩单相流体，发生等温DARCY渗流，不计重力和毛管效应。,常规试井分析方法,常规试井-压力降落试井分析方法,常规试井1-压力降落试井分析方法,前提：整个地层压力达到平衡后，油井开始生产，连续测量流量和井底压力的变化，然后做P-Log(t)图，根据直线段斜率计算储层物性参数。 要求：测试前地层压力稳定；测试过程中油井产量尽量保持稳定。,压力降落试井是指油井以定产量生产时，连续记录井底压力随时间的变化历史，对这一压

13、力历史进行分析，求取地层参数的方法,常规试井1-压力降落试井分析方法,适用：新井，特别是探井；长期关井后又开始生产的井。 作用：求流动系数：kh/ 求地层系数：kh 求渗透率：k 求表皮系数：S,常规试井1-压力降落试井分析方法,原理：无限大地层大地层弹性不稳定渗流压力分布：,常规试井-Horner压力恢复试井方法,压力恢复测试：是目前油田最常用、最有效的方法。由于压降测试要求稳产，条件比较苛刻，在实际测试中不一定能实现。尽管有变产量方法，但变产量的的每一段同样存在产量变化问题，采用多段划分亦容易给解释结果带来误差。 比较来看压恢测试对产量没有太多的要求，有优势。 测试过程：开井关井,常规试井

14、2-Horner压力恢复试井方法,最初由水文学家Theis(1935年)研究地下水文学过程中提出，后来Horner（1951年）引入石油工业中广泛应用。 Horner（1951）公式：利用压力叠加原理和流量等效原则，很容易得到压恢试井分析公式:,应用：1、运用斜率求地层参数； 2、外推求原始地层压力Pi； 3、不能直接求表皮系数S,常规试井- MDH方法,常规试井3- MDH方法,在实际生产中，油井的工作制度是经常变化的,关井前油井稳产tp不易确定，必须对Horner（1951）公式进行简化。,应用：运用斜率i求地层参数，这种方法称MDH试井方法。（Miller,Dyes and Hutchi

15、nson 1950年）,常规试井- Agarwal试井方法,常规试井4-Agarwal试井方法,Agarwal(1980)推出：,根据Agarwal公式，在（tp=10t）条件下：,简化为MDH试井方法。,常规试井- MBH试井方法,常规试井5- MBH方法,MBH法是确定单井平均地层压力最基本的方法，由Mattews,Brons and Hazebroek(1954年）提出 封闭矩形泄油面积内一口井压恢复： PR平均压力；P*-Horner法推算的地层压力。 讨论：泄油面积计算 其他：Dietz方法（1965）；Ramey-Cobb(1971),现代试井分析方法,流动期原理,井筒存储 平面径

16、向流,流动期原理,线性流 双线性流,流动期原理-球形流,现实：常用油藏物理模型,现实：常用油藏物理模型,现实：常用油藏物理模型,现实：常用油藏物理模型,典型的导数特征线与地层特征对应关系,典型曲线-试井分析之曲线准则,现实：表皮效应,Pwf,rw,r,Pf,PR,未损害区,实际井压力,损害区,井,理想井压力,若S = - 5及ksk：rs/rw=148.4 一般单井泄油区：ln(re/rw)6 to 8 re/rw403.4 to 2980.8,1953年：Everdingen”薄表皮模型” 1956年：Hawkins ”厚表皮模型”,现实：井筒存储,qsf(t),q(t),Psf(t),Pw

17、(t),基本假设（Gringarten图版）,在均匀等厚、无穷延伸各向同性单一刚性储层中心一口油井以常产量产出常粘度微可压缩单相流体，发生等温DARCY渗流，不计重力和毛管效应。,均质地层不稳定试井Gringarten-Bordet图版,现实：试井分析之解释准则,压力曲线为主，导数为辅，注重历史拟和。 注重曲线整体特征 区分井筒、油藏、其它因素影响 中后期、特征段 与地质资料相结合 与历史资料相对比,试井分析程序框图,各种测试功能对比表,展望：试井分析前沿课题,凝析气井试井分析 煤层气井试井分析 高温高压气井试井分析 压敏介质油气藏试井分析 多相流试井分析 非牛顿流试井分析 低渗透介质试井分析

18、 水平井及分支水平井试井分析 四维试井 数值试井,展望：四维可视化试井分析软件,典型油藏试井分析方法(1),第三章 油藏动态监测原理与方法,典型油藏试井分析方法（1） 均质油藏试井分析方法 有界油藏试井分析方法 复合油藏试井分析方法 双重介质油藏试井分析方法,基本原理（压力降落）,以Pwf（t）或Pwf(t)为纵坐标，lgt为横坐标，压力降落曲线为一线性关系。,lgt,Pwf,m,均质油藏压力降落试井半对数曲线,三,复合油藏示意图,四,返回,典型油藏试井分析方法(2),第三章 油藏动态监测原理与方法,典型油藏试井分析方法（2） 垂直裂缝井 （无限导流、均匀流、有限导流） 水平井,一、垂直裂缝油

19、藏试井分析方法,水力压裂技术自1947年在美国堪萨斯州实验成功至今近半个世纪了，作为油井的主要增产措施正日益受到世界各国石油工作者的重视和关注，对提高位于伤害地层或低渗透地层中生产井的产量来说，水力压裂是一项应用广泛的技术。由于这一原因，已经投入了大量的工作直接研究如何优化压裂施工工艺、确定裂缝井的流动状态、分析压力测试资料、设计裂缝几何特征以及选择压裂方案参数。,水力压裂过程是通过对目的储层泵注高粘度前置液，以高压形成裂缝并延展，而后泵注混有支撑剂的携砂液，携砂液可继续延展裂缝，同时携带支撑剂深入裂缝，然后使压裂液破胶降解为低粘度流体流向井底反排而出，在地层中留下一条高导流能力的通道，以利于

20、油气从远井地层流向井底。裂缝一般垂直于最小主应力方向裂开，沿最大主应力方向沿展，裂缝一般在井的两边形成对称的两翼，大体在垂直平面内延伸。,一、垂直裂缝油藏试井分析方法,拟稳态流的几何形状系数,返回,气井试井分析方法,气藏工程基础对比状态原理,气体：具有低密度、低粘度的均质流体，没有明确的体积，能够膨胀，直至完全充满它所占据的容器；理想气体状态方程 气体混合物的分子量、摩尔数、摩尔分数、相对密度、压缩因子、真实气体状态方程 Van de Waals (1873)对比状态原理 当压力趋于零时，所有的气体都是理想气体 较高压力下气体将偏离理想气体行为真实气体压缩因子修正 单组分气体有明确的临界状态P

21、c和Tc，当单组分气体与它们的临界点具有相同的相对接近程度时，它们的性质是类似的，即具有近似相同的压缩因子 定义对比温度，对比压力 如甲、乙、丙烷，在Pr=2.0、Tr=1.6时，Z分别为0.88、0.882、0.886,Key(1936)混合规则拟临界状态 气体混合物没有有明确的临界状态，定义拟临界温度和拟临界压力： 定义拟对比温度和拟对比压力 Key理想混合规则的实质和超临界 Key混合规则是“理想平均规则”，与状态方程的相包络线有偏差 Li(1971)混合规则计算真实临界温度 Kreglewski & Kay(1969)关系式计算真实临界压力 工程应用 气藏物质平衡计算、气井试井分析、气

22、藏数值模拟,气藏工程基础Key混合规则,天然气特性及其对开发的影响,有效储层物性下限低(0.01md),粘度小，渗流能力强,可以从高渗区采低渗区的气(稀井高产),衰竭式开发，采收率高,压缩比大，弹性产率高,储运不便(靠长输管道),气层易受污染（液相存在，气相渗透大幅降低）,与储层岩石亲和力弱,易遭水淹（严重影响气藏采收率）,天然气的特性,对开发的影响,天然气特性与开发原则,气井试井分析方法的新进展,概述 试井技术在气层气井和气藏评价中发挥着不可或缺的作用 气井试井分析方法的新进展 现场应用实例 气井试井工作展望,天然气试井技术 在气层气井和气藏评价中 发挥着不可或缺的作用,气井试井研究 贯穿于

23、气田勘探开发全过程,勘探井的试井评价 气田开发准备阶段的试井评价 产能试井、压力恢复试井、干扰试井、动储量评估试井 气田开发中后期的动态分析试井 针对特殊问题的试井,气井试井是涉及面广泛的系统工程,针对气藏和气井研究的严密的测试设计 应用高精度的仪器设备进行现场测试 压力计精度0.02FS, 分辨率0.00007MPa, 在井下高温高压条件下连续记录、存储数十万个压力数据点 测试过程中要求产气井配合测试进程反复的开关井，准确计量产气量，并处理好产出的气体 以复杂气藏为背景的渗流力学理论和方法的研究 以解数理方程中的反问题为基础的试井解释软件 结合地质、物探、测井及工艺措施的资料综合分析,气井试

24、井包含的项目,关于气井 用DST方法确认气层的存在，初测气产量 产能试井求无阻流量 用压力恢复曲线计算气层渗透率 用压力恢复曲线评定完井措施的效果,气井试井包含的项目,关于气田 不稳定试井法了解地层边界及区块大小 压降曲线拟稳定段核实封闭区块动储量 用压力恢复曲线研究储层双重结构及对天然气开 发的影响 干扰及脉冲试井了解地层连通性及裂缝发育情况 了解气层边底水方面的信息 垂向干扰试井了解层间连通信息,压力,压力导数,均质地层不稳定试井分析图版,双重介质地层不稳定试井分析图版,压力导数,压力,典型的导数特征线与地层特征对应关系,均质复合地层模图式,续流段,内区径向流段,过渡段,外区径向流段,外区

25、变好,外区变差,双重介质地层气井试井模式图,裂缝径向流,过渡流,总系统径向流,B,垂直压裂裂缝气井试井模式图,续流段,线性流段,拟径向流段,0.301, 斜率,水平直线,封闭定容均质地层气井试井模式图,续流段,径向流段,压降曲线导数斜率为1,边界反映段,水平直线,压力恢复导数下倾,台南5井压力恢复曲线图,典型的大面积分布的均质砂岩地层,续流段,径向流段,焦点问题 压力资料的各种异常现象如何解释 井的真正无阻流量到底是多少 裂缝所起的作用及有效的地层渗透率值 真表皮系数值及进一步措施改造的必要性 井附近的小断层对气井生产有无影响 产出一千万方天然气后地层压力下降了多少 从压降曲线能否认为地层是定

26、容区块,气井试井工作展望, 我国的气井试井技术与国 际先进水平是接轨的 各石油研究院所和高等院校，有一批具有一定造诣的专业研究 人员， 取得了数量可观的成果 各大重点气田，在应用试井方法研究气田方面，卓有成效 试井工作应着重在早期资料研究，重点在勘探阶段和开发准备阶段 试井工作开展不平衡，有的地方，有的时候，对现场测试及综合研究 还不够重视 气井试井今后工作的重点是：搞好试井设计，录取好重点地区重点 井的压力资料，结合地质、工艺资料进行综合研究，用于气田开发,返回,注水井试井分析方法,前 言,石油开采中的一次采油是利用天然能量开采，即利用流体和岩石的弹性能、溶解气膨胀能、重力排替以及有边、底水

27、时水的侵入。 一次采油的采收率很低，一般在20%以下，如以下图表所示。 现在的提高采收率（EOR）泛指的是从油藏中采出比一次采油法更多石油的某种方法。 继一次采油之后，注水成为提高采收率的主要方法之一。 采用注水采油具有一定优势，主要表现为：水容易获得；水驱替中、低密度原油的效率较高；注水的投资和操作费用低而利润大；比较而言，水容易注入底层;水在油层中容易流动。,二次（注水）采油特点,水容易获得 。 水驱替中、低密度原油的效率较高 。 注水的投资和操作费用低而利润大 。 比较而言，水容易注入底层 。 水在油层中容易流动 。,水驱油机理的两种观点,活塞式水驱油理论,地层中原来饱和原油（孔隙空间中

28、含油和束缚水），水驱油时，油水接触面始终垂直于流线，并且均匀向前推进，水到之处将孔隙中可流动原油全部驱走。由此，单向渗流时油水接触面将与排液道垂直，而径向渗流时油水接触面将是与水井同心的圆面，水驱油过程中地层存在两个区域：近水井地带纯水区，近油井地带的纯油区,非活塞式水驱油理论,水驱油时，由于油水粘度差的影响、毛管力的作用以及岩层微观不均匀影响，使得水渗入油区后出现一个油水两相交织流动的两相区油水过度带，这样，水驱油过程中地层将可能存在三个区域：近水井地带纯水区，油水过渡带，近油井地带的纯油区。,注水井测试目的和意义,在油田开发过程中，动态测试是了解油气层物性和油气井生产状况的主要手段之一。一

29、口井的注入能力低，它是由于井附近地层的堵塞引起的？还是由于渗透率低引起的？还是驱动力小或是地层传导性差？动态测试能够甄别其原因，为以后采用经济而有效增产措施提供一个可靠依据。动态测试过程是改变测试井的流量，并测量由此而引起的井底压力变化。,高含水期注水井动态测试分析问题,东部主力油田目前主力油层的综合含水超过85%,用前文所述的多区复合线性复合模型考虑水驱油的分区性显然是不合适的。对于注水井试井，压力扰动主要反映在注水井附近，现行情况下用油水两相渗流理论来建立测试资料解释数学模型，实在有些牵强附会。另外，在测试过程之前，一般存在注水稳定的条件，即地面监测的压力和流量均已经稳定，考虑到注水井井筒

30、存在水柱影响、近井地带渗透率变化以及远井地带受注采比的影响。,高含水期注水井测试资料特征分析,（1）早期段 早期曲线开口可能是受井筒动力学效应影响所致。常见的井筒动力学效应有：井筒存储或续流、井筒中流体相重新分配、环空流动、近井地层出现水力裂缝以及井筒或近井地层压敏变化等。对于水井，井筒存储或续流效应存在，一般没有井筒中流体相重新分配，但环空流动、水力裂缝、井筒或近井地层压敏变化可能存在，它们常常使得早期段数据出现开口现象，可以用变井储模型、双井储模型等理论来解释这些现象。,（2）中期段 通常人们希望在中期段出现平面径向流动，以便利用之计算地层渗透率和平均地层压力。不幸的是，经过三次加密之后，

31、萨中开发区井距较小，受邻井压力扰动的影响，测试资料的径向流表现特征常常不明显,才有萌芽，便被侵扰。另外当近井地层出现有效的垂直裂缝时，中期段可能出现线性流动段，当隔层有渗透时，还可能被邻层窜流影响。,（3）晚期段 在试井分析和资料解释过程中，晚期段通常反映边界或邻井干扰的影响。对于压力降落资料，如果地层存在封闭边界或断层，其到测试井的距离在压力扰动波及范围内，那么晚期压力和压力导数曲线将上翘。如果地层存在渗透型边界（定压边界是其特例），其到测试井的距离在压力扰动波及范围内，那么晚期压力和压力导数曲线将下倾。然而，对于压力恢复资料，无论是存在封闭边界或断层，还是存在渗透型边界，晚期压力和压力导数

32、曲线都将下倾。不同类型的边界，晚期压力和压力导数曲线下倾的趋势有一定差别。导致晚期压力和压力导数曲线趋势变化的另一个重要因素是临近的生产井或者注水井，它们也会产生类似于断层或者渗透边界的现象。统计本次研究所用的资料表明，许多井次测试数据晚期压力和压力导数曲线存在上翘现象，少量井次的晚期压力和压力导数曲线出现下倾，参考地质资料可以做出判断，这样的变化多数是由于邻近井生产或者注水造成的。,注水井测压资料分析实例,北1-3-27（1996）早期段线性流，中期径向流不明显，晚期段受临井影响上翘,高155斜513（1996）早期开口，中期线性流,高151斜43（1997）早期开口，中期径向流，有复合油藏

33、特征,南1-1水032（1996）早期开口，中期线性流，晚期下掉,南1-1水026（1996）早期封口，中期线性流，有部分射开特征,南1-1水026（1996）早期封口，中期线性流，导数计算方法不好,同井多次测试压力导数对比,大庆一厂高153-51水井三次试井对比,高153-51三次测试双对数特征变化较大，说明近井地层性质变化较大 。,大庆一厂高151-斜43水井三次试井对比,高151斜43井三次测试双对数特征相近，说明地层性质变化不大 。,大庆一厂高149-45水井试井结果,早期曲线开口可能是受井筒动力学效应影响所致。常见的井筒动力学效应有：井筒存储或续流、井筒中流体相重新分配、环空流动、近

34、井地层出现水力裂缝以及井筒或近井地层压敏变化等。 对于水井，井筒存储或续流效应存在，一般没有井筒中流体相重新分配，但环空流动、水力裂缝、井筒或近井地层压敏变化可能存在，它们常常使得早期段数据出现开口现象，可以用变井储模型、双井储模型等理论来解释这些现象,PIR影响边界性质,返回,油藏井间示踪剂 动态分析方法,油藏井间示踪剂动态分析方法对于认清油藏非均质性的分布，注水开发以及三次采油的设计和实施，具有重要的意义。 在注入流体的过程中，高渗透条带将进入大量的注入流体，过早在生产井的突破将导致生产井井底流压增高，使得注入流体很难进入低渗透层段，甚至可能导致能量自耗，这种注入流体不成比例的分布，减少了

35、注入流体的体积波及系数，使开发效果变差，因此对于注水开发以及三次采油来讲，对油藏中高渗透层段和大孔道的探测，有助于改善注入方案的效率，达到最终提高采收率的目的。,在油藏工程中动态分析中，追踪流体运移的手段是直接决定油藏非均质性的一个重要的工具。放射性和化学示踪剂提供了获得此信息的能力。井间示踪剂是把放射性示踪剂注入到注入井内，随后在周围生产井中监测取样，确定示踪剂的产出情况。一般可以解决以下问题：,1、评价油藏非均质性，包括井间连通性、平面以及纵向非均质性、方向渗透率以及大孔道等。 2、确定指标：井网的体积波及系数，水淹层的厚度以及渗透率的大小、平均孔道半径、流体饱和度、井网注采指标和油藏岩石

36、的润湿性。 3、核实断层以及封闭性。 4、根据相临层系井的示踪剂产出情况，判断射孔和层系间隔性质，为层系细分调整提供依据。 5、分析开发调整措施的有效程度。,井间示踪测试基本原理,井间示踪技术就是在注水井中注入能够与已注入流体相溶的示踪剂，以追踪已注入流体，从而标记注入流体的运动轨迹，然后再用同样的流体驱赶示踪剂段塞，在对应生产井中检测示踪剂的开采动态，这种跟踪流体在油层中流动状况的方法就是井间示踪方法。它是直接测定油层特性的方法，通过生产井检测到的示踪剂浓度突破曲线，反应出有关油层特性的信息，观察示踪剂在采油井中开采动态，如示踪剂在生产井中突破时间、峰值的大小及个数、相应注入流体总量等参数，

37、可进一步研究和认识注入流体的运动规律和油藏非均质特征。,井间示踪与大孔道的监测描述,油田进入中、后期开发，随着注水时间的增加，储层被注入水不断浸泡、冲刷与洗涤，使得孔隙喉道不断增大，形成大孔道。为了识别目前油藏中高渗层及大孔道的存在状况，为增产措施提供可靠依据，可以利用井间示踪剂识别大孔道技术研究。 在老区油田调剖、堵水、整体综合治理、调驱过程中，该技术为调堵、调驱工程方案的编制及效果评价提供了依据，发挥了重要作用。下表为濮城油田不同层系典型井组对应油井监测情况 。,单井吞吐示踪剂测试 剩余油饱和度技术,单井示踪剂法测试剩余油饱和度是应用色谱原理，把油层作为一个色谱柱子，油层中固定的油作为固定

38、相，油层中流动的水作为流动相，当把低分子的酯作为第一示踪剂注进油层后，遇水发生水解，生成一种醇作为第二示踪剂，其反应式为：,井间示踪剂测试剩余油饱和度技术,井间示踪剂测试剩余油饱和度的原理是在监测井组的中心注入井中，同时投加一种分配型示踪剂和一种非分配型示踪剂，由于分配型示踪剂具有部分地、暂时被原油吸附和交换的特性，所以两种示踪剂在地下自注水井向采油井运移过程中，就会出现差速迁移现象，于是在生产井中，可得到两条示踪剂产出曲线，且分配型示踪剂滞后于非分配型示踪剂的采出。这种滞后现象受地下剩余油的影响，剩余油越多，滞后程度越严重。因此，通过比较分配型示踪剂和非分配型示踪剂到达时间、峰值时间和平均生

39、产时间，就可计算出注采井间平均剩余油饱和度。,各种剩余油饱和度测试方法优缺点,均质井网的示踪剂突破曲线,当一个示踪剂段塞被注入油藏，随后通过同样浓度的驱替液将其向生产井推进，生产井中的示踪剂浓度的连续测量就组成了一条示踪剂突破曲线。可以从数学上确定这些示踪剂突破曲线的一种方法和方程，这是一种通用方法。也可以推广到任何井或任意流动几何形状。,多层油藏系统的示踪剂突破曲线,在多层油藏系统中，完整的示踪剂产出曲线是各层相应的综合反映。单层相应可以用前面讨论的分析方法准确预测，但示踪剂到达生产井的时间和来自各层的示踪剂对浓度的影响是孔隙度、渗透率和层厚度的函数。下图是来自两层的示踪剂产出曲线，将多层系

40、统的实际示踪剂开采曲线分解成单层响应可以得到单层参数。,示踪剂质量浓度,注入体积,示踪剂质量浓度,注入体积,1,2,3,1，2-两个单层的浓度曲线；3-多层浓度曲线,返回,生产测井技术在油田开发中的应用,随着石油勘探开发的深入，我国大部分油田都已进入到注水开发阶段，对于注水开发的油田，特别是开发非均质多油层的油田，渗透率在纵向上的分布是不均匀的，这就造成注水井的注水剖面和生产井的产液剖面的前缘是不均匀的。随着开发的进行，层间矛盾越来越突出，势必造成单层突进，综合含水上升，产油量下降。要保持油田的高产和稳产，控制综合含水的上升，其主要手段是在非均质的条件下，对高含水层进行调剖堵水，对低含水层进行

41、压裂、酸化或射孔等。这就需要我们要了解油层的动用情况以及油水分布状况，弄清高含水层和低产液层及未动用层所在的确切部位，使各种作业做到有的放矢，为此，进行注水剖面和产液剖面的测定很有必要。但是，由于对油层的强注强采，长期受注入水的“冲刷”和“淘洗”，油层物性发生了较大变化，油气水的分布更加复杂，仅靠开发初期的地质等静态资料的分析是无法判断开发后期油田的注水剖面和产液剖面形状的，必须进行生产动态测井。,生产测井是指油田在开发过程中的测井项目和油井工程测井的总和，主要包括注入剖面测井方法，产液剖面测井方法，工程测井以及地面重复仪器测试等。 注水剖面和产液剖面测井是生产动态测井的重要部分。利用生产动态

42、测井所提供的注水剖面和产液剖面等资料能为确定油层渗透率在纵向上的分布特征，制定切实可行的综合调整措施，确定油田开发部署以及制定二次、三次采油方案和配产、配注方案等提供重要依据。,注水剖面的测定,确定注水剖面的测井方法较多，常见的有井下流量计法、放射性同位素载体法、示踪剂损失法、井温法等，下面分别介绍他们的测井原理。,一、井下流量计法,井下流量计分涡轮流量计和示踪流量计两种，涡轮流量计可用于注水井，也可用于生产井，包括两相流和三相流，这里，只讨论注水井的情况。流量法是通过测量流体的流速来测得流量，从而确定注水井的注入剖面。,涡轮流量计的主要元件是涡轮，涡轮轴上固定一个永久磁铁，其两边为感应线圈。

43、测井时，仪器居于井筒中，可以进行点测，也可以在移动中测量，点测适合于低流量的井，一般采用集流式涡轮流量计，连续测量使用于高流量或中等流量的井，测量的是井筒的中心速度。井中的流动速度推动涡轮转动，永久磁铁随之转动，感应线圈切割磁力线而产生了一组类似于正弦信号的电脉冲信号。这些信号通过电缆传送到地面，由地面仪器接收并被转换为涡轮每秒钟转速（RPS）。RPS大小与流体流速有关。它们之间的关系称之为流动响应曲线，,二、示踪流量计法,示踪流量计也称为示踪段塞速度法，用于测量生产井和注入井的流体速度，适用于流量低不易用连续涡轮流量计测量的流体速度。尽管这种方法在理论上同样适用于生产井，但由于它在测量流度时

44、需要向流体中注入少量放射性示踪物质，对原油造成污染，因此在注入井中较为常用。它利用示踪剂来跟踪流体流动，通过测量射入流体的放射性示踪剂的速度来确定分层流量。常用的示踪流量计有两种：单发单计数示踪流量计和单发双计数示踪流量计。现有的井下仪，两探头的间距有1英尺、3英尺、5英尺。根据注入井的注入量大小，可选择适当的间距。在测井的过程中，仪器是停稳后点测的。速度法所用仪器的直径为11/2英寸，可以在2英寸和21/2英寸油管中进行测量，也可以通过油管在套管中测量。,三、放射性同位素载体法,放射性同位素载体法是利用人工同位素作为示踪剂来研究采油注水状态和油水井技术状况的一种方法，是利用自然伽马测井仪，配

45、合必要的施工和测量过程来实现的。这里所谓的示踪，就是把同位素示踪剂加入到注水井的注入流体中，该示踪剂随着流体物质的运动而运动，通过对示踪剂的跟踪测量对注入流体进行“示踪”，来判断和计算流体流经的路径、去向和流量，以达到评价注入状态和油水井情况等的目的。,四、示踪剂损失法,该方法只使用于单探测器示踪仪，可在低流量下确定注水井吸水剖面。测井时，在所有吸水层以上一定距离处由注射器注示踪剂，示踪剂在注入流体中扩散形成示踪段塞。然后迅速将仪器下方到该示踪段塞以下，并以均匀速度上提测量，直到该仪器通过示踪段塞，伽马射线强度接近自然伽马射线强度为止。第一次测得的示踪剂放射性强度曲线接近菱形或三角形，然后再将

46、仪器下放到示踪段塞以下，重复以上过程，直到示踪段塞消失或显示其速度为零(一般在15-20分钟以内)，这样便可得到示踪段塞随注入水流动时的伽马射线强度剖面及分布。,五、井温法,地球是一个散热体，在未被扰动的情况下，某点的温度只是该点位置的函数，地温与深度的关系基本上一条直线，称为地温梯度线，其斜率即为地温梯度，随着地区的不同而不同，变化范围在1.1-3.60C/100m之间。由于产出流体和注入流体与地层温度有差异，在生产井和注入井中，尤其在有气体产出或地层之间有窜槽等的情况下，地温梯度线要出现不同程度的异常现象。井温测井正是利用这些现象来反映生产井和注入井的流动状态。,井温测井方法分井温梯度测井

47、、微差井温测井和径向微差井温测井，一般所说的井温测井指的是井温梯度测井。井温梯度测井测出的是井中流体沿井身的温度变化，微差井温测井测出的某一定距离(比如说一米)的两点间的距离，实际上就是井温梯度测井。在地温正常的井段，其基本上是一条直线，在异常处，其变化比普通测井曲线明显的多。径向微差井温测井测出的是套管上相对两点之间的温差。在管后无窜槽时，套管周围温度相同，在注入井中有窜槽时，可以清晰地分辩出来。 井温测井是应用较早的测井方法之一。其方法和设备简单，在测井中得到广泛的应用。但主要用来定性或半定量地判断产水层、产气层和吸水层，以及判断层间窜槽等。今年来，井温测井资料的定量解释受到人们的重视，并

48、逐步得到实现。,产液剖面的测定,生产井的产液剖面一般是在两相流动情况下测定，在两相状况下，每相流体的性质、流速和流量不同，出现了不同的流型(或流态)。由于流型的因素多，机理复杂，给各种流型及其相互转化的定量描述带来很大困难，流型对各种测井仪器的响应更是难以确定，所以，产液剖面测井解释比注水剖面测井解释要复杂得多。由于本文假设模型中各个小层物性参数不同，但同一小层内，各物性参数不变，因此，注水剖面的形状能在一定程度上反映出产液剖面的形状，所以，由于篇幅所限，本文对产液剖面的测井解释只作简单介绍，不作详细分析。 注水剖面测井解释工作关键是确定流体流速，在产液剖面测井解释中流速和持率的确定仅仅是基础

49、，关键问题应归结为在已知总平均流速、持率和流体性质参数的前提下，如何求解各相流体的表观速度。现有的对两相流的测井解释一般有三种方法：图版法、滑脱速度模型法和漂流模型法。,一、图版法,图版法就是根据生产测井资料和两相流模拟实验资料作出的图版来确定各相流量。图版法反映了两相流动条件下持相率、各相表观速度、总表观速度和视流速各参数之间的关系，由求得的持率和流体总的平均速度，通过查图版可求得各相表观速度和总表观速度，然后计算出各相流量，避免了滑脱速度的估计问题。由于图版的制作需要以大量实际和实验数据为基础，我国许多油田和单位都不具有这样的实验基础和条件，因此没有制作出富有代表性的图版来。吉尔哈特公司DDL型生产解释系统提供的图板，适用范围广泛，