电缆式地层测试器.ppt
50页电缆式地层测试器电缆式地层测试器一、概一、概 述述l 电缆式地层测试器是采集流体样品、逐点测量地层压力,判断储层流电缆式地层测试器是采集流体样品、逐点测量地层压力,判断储层流体性质、油气水界面、估算地层有效渗透率和产能、建立地层压力剖面等体性质、油气水界面、估算地层有效渗透率和产能、建立地层压力剖面等的重要工具的重要工具l 与钻杆地层测试相比,它经济快速,能提供大量的、可靠的垂向压力与钻杆地层测试相比,它经济快速,能提供大量的、可靠的垂向压力分布(分布(2~32~3测点测点/ /米),而钻杆测试得出的是被封堵井段内的平均地层压力米),而钻杆测试得出的是被封堵井段内的平均地层压力l 电缆式地层测试器既可在裸眼井中进行,又可在套管井中进行三大电缆式地层测试器既可在裸眼井中进行,又可在套管井中进行三大均有自己的测量仪器,目前以撕仑贝谢的均有自己的测量仪器,目前以撕仑贝谢的MDTMDT和哈里伯顿的和哈里伯顿的RDTRDT最为先进,最为先进,均采用双探头、增加了流体电阻率监测、流体光谱分析、流体核磁分析等均采用双探头、增加了流体电阻率监测、流体光谱分析、流体核磁分析等技术,以确保获得原始地层流体,取样筒模块独立,可根据测量需求增减,技术,以确保获得原始地层流体,取样筒模块独立,可根据测量需求增减,受仪器总成长度限制,受仪器总成长度限制,MDTMDT一次下井一次下井6 6加仑取样筒最多挂接加仑取样筒最多挂接6 6个。
双探头的距个双探头的距离越大,其效果越接近于离越大,其效果越接近于DSTDST,,但有可能使上下探头封隔在不同性质的储层但有可能使上下探头封隔在不同性质的储层上,不利于研究储层各向异性,因此上,不利于研究储层各向异性,因此RDTRDT双探头的距离较短双探头的距离较短 l 地层测试器的一般工作原理主要包括四步:地层测试器的一般工作原理主要包括四步:l1 1))仪仪器器下下到到目目的的层层后后,,打打开开泥泥浆浆阀阀门门,,使使井井内内流流体体进进入入仪仪器器,,在在泥泥浆浆柱柱的的静静水水压压力力作作用用下下液液压压推推靠靠系系统统开开始始工工作作,,使使地地层层密密封封板板和支撑板与井臂接触和支撑板与井臂接触l2 2))吸吸管管和和筛筛孔孔吸吸管管压压入入地地层层,,流流体体进进入入仪仪器器,,流流经经管管线线和和取取样样筒筒,,管线中的压力计测量初始压力和流动压力管线中的压力计测量初始压力和流动压力l3 3))取取样样后后液液压压系系统统使使取取样样筒筒筏筏门门关关闭闭,,由由于于筏筏门门的的柄柄上上装装有有锁锁环环,,可使取样流体密闭在地层压力之下可使取样流体密闭在地层压力之下。
l4 4))液液压压系系统统压压力力释释放放后后,,解解脱脱弹弹点点火火、、密密封封板板脱脱离离地地层层或或套套管管表表面面静静水水压压力力作作用用在在密密封封板板的的活活塞塞上上,,使使密密封封板板和和支支撑撑板板收收拢拢在在整整个个取取样样过过程程中中,,获获得得一一条条压压力力曲曲线线,,应应用用它它可可以以作作出出各各种种相相应应的的解解释释不不同同的的地地层层对对应应不不同同的的压压力力曲曲线线,,图图 1 1中中总总结结了了5 5种种渗渗透性地层的典型情况透性地层的典型情况l 密密封封失失败败、、气气体体存存在在、、岩岩石石碎碎屑屑进进入入等等在在压压力力曲曲线线上上均均有有显显示,操作工程师评经验可识别各种情况示,操作工程师评经验可识别各种情况森图图1 五种渗透率地层对五种渗透率地层对FMT预测试压力定性说明预测试压力定性说明二、测井质量控制二、测井质量控制 主要性能适应性可靠性测量范围精度应变压力计0~103.3Mpa满刻度(无校正)±0.8%最 大 温 度175oC最 大 压 力103.3 MPa 正常维修条件下98%满刻度(有校正)±0.13%石英压力计1.378~75.79MPa±6.89kPa+读数的±0.1%最 大 温 度150oC最 大 压 力75.79 Mpa 最 大 井 径45.72厘米最 小 井 径14.94厘米 1、、地地层层测测试试器器主主要技术指标要技术指标 SKC3700地地层层测测试试器器技技术术指指标标如如右右表:表:l2、刻度与校验、刻度与校验l 1)) 每三个月对仪器进行一次车间刻度(静重测试器刻度)。
每三个月对仪器进行一次车间刻度(静重测试器刻度)l 2)) 刻刻度度时时仪仪器器和和探探头头一一起起加加温温,,在在24~175oC之之间间的的温温度度选选点点不不少于少于6个l 3)) 压压力力随随温温度度的的变变化化刻刻度度数数据据可可制制成成数数据据表表和和温温度度校校正正图图版版,,与刻度数据一起存盘备用与刻度数据一起存盘备用l 4)) 仪仪器器应应满满足足技技术术指指标标要要求求,,分分辨辨率率6895Pa((1Psi)),,重重复复性性0.05%,测量误差,测量误差0.13%l 5)) 每次测试使用车间刻度数据进行温度校正每次测试使用车间刻度数据进行温度校正l3、测试过程中选择测点的要求、测试过程中选择测点的要求l 1)) 保证测试剖面的完整性和可分析性保证测试剖面的完整性和可分析性l 2)) 根根据据自自然然伽伽马马或或自自然然电电位位综综合合分分析析其其他他测测井井资资料料确确定定测测点点,,原则上目的层段内渗透层均定测试点原则上目的层段内渗透层均定测试点l 3)) 厚厚度度小小于于3米米定定一一个个测测试试点点,,厚厚度度在在3~6米米之之间间顶顶、、底底部部各各定定一一个个测测试试点点,,厚厚度度大大于于6米米至至少少在在上上中中下下部部各各定定一一个个测测试试点点。
测测试试点点应应具具有有代代表表性性,,油油层层、、水水层层、、可可疑疑层层、、界界限限层层、、水水淹淹层层等等断断层面、不整合面附近应增加测试点层面、不整合面附近应增加测试点l 4)) 若若目目的的层层段段内内,,无无明明显显水水层层,,或或水水层层厚厚度度较较薄薄不不足足以以确确定定压压力力梯梯度度时时,,应应在在目目的的层层段段附附近近水水层层各各找找两两个个测测试试点点以以建建立立压压力力剖剖面l4、质量验收要求、质量验收要求l 1)) 按规定定期校验压力测量系统;按规定定期校验压力测量系统;l 2)) 采用自然伽马跟踪定位,测量点深度误差不能大于采用自然伽马跟踪定位,测量点深度误差不能大于±0.2米;米;l 3)) 压力恢复曲线变化正常,无抖动;压力恢复曲线变化正常,无抖动;l 4)) 测测井井前前、、后后测测量量的的泥泥浆浆柱柱静静压压力力及及地地层层最最终终恢恢复复压压力力必必须须稳稳定,定,15s内变化在内变化在±6895Pa((±1Psi))内;内;l5)) 测井前后泥浆柱压力相差不大于测井前后泥浆柱压力相差不大于5Psi;;l6)) 干干点点至至少少重重复复测测试试一一次次,,首首次次等等待待压压力力恢恢复复时时间间1分分以以上上,,第第二二次次等等待待时时间间2分分以以上上,,极极低低渗渗透透率率地地层层压压力恢复时间不少于力恢复时间不少于10分;分;l7)) 密封失败的测点须重复测量三次以上;密封失败的测点须重复测量三次以上;l8)) 上上返返补补点点须须消消除除滞滞后后影影响响,,泥泥浆浆柱柱压压力力须须温温合合变变化化规律;规律;l9)) 在在测测量量井井段段井井斜斜变变化化不不大大的的情情况况下下,,所所测测泥泥浆浆柱柱压压力力 随随 深深 度度 变变 化化 应应 呈呈 直直 线线 关关 系系 ,, 且且 测测 量量 值值 与与 理理 论论 计计 算算 (( ((Pa)) ))换换算算成成泥泥浆浆密密度度后后相相差差不不超超过过0.02克克/立立方方厘厘米。
米l10)) 按按要要求求整整理理各各类类数数据据((井井场场数数据据、、刻刻度度数数据据、、测测试数据等)试数据等)三、地层测试器的主要应用三、地层测试器的主要应用l 电电缆缆地地层层测测试试可可以以测测量量地地层层压压力力传传播播数数据据,,采采集集地地层层流流体体样样品品,,从从而而对对地地层层的的有有效效渗渗透透率率、、生生产产率率、、地地层层的的连连通通情情况况、、衰衰竭竭情情况况等等作作出出评评价价,,为为建建立立最最佳佳的的完完井井和和开开发发方方案案提提供供依依据据特特别别是是在在求求取取地地层层有有效效渗渗透率和油气生产率方面,它是目前唯一动态的测井方法透率和油气生产率方面,它是目前唯一动态的测井方法l1、压力测试数据的定性应用、压力测试数据的定性应用l 电电缆缆地地层层测测试试器器预预测测试试的的压压力力记记录录包包括括三三项项不不同同的的信信息息,,即即井井内内静静液液柱柱压压力力、、地地层层关关井井压压力力和和预预测测试试室室抽抽液液所所诱诱发发的的短短暂暂地地层层压压力力变变化化通通过过对对井井中中若若干干个个测测量量点点的的预预测测试试压压力力的的定定性性分分析析,,不不仅仅可可以以估估计计井井内内地地层层的的压压力力分分布布,,而而且且还还可可以以了了解解地地层层的的渗渗透透性性,,鉴鉴别别油油藏藏中中的的可可动动流流体体及及气气、、油油、、水水接接触触面面,,估估计计油油藏藏垂垂向向连连通通程程度度,,研研究究油油层层的的生生产产特特性性及油藏的递减方式。
及油藏的递减方式l1) 判断地层渗透性判断地层渗透性l 预预测测试试的的模模拟拟压压力力曲曲线线给给出出了了探探头头附附近近地地层层渗渗透透性性的的非非常常好好的的快快速速直直观观估估计计高高渗渗透透性性地地层层(大大于于100×10-3μm2)的的典典型型显显示示,,预预测测试试室室活活塞塞抽抽动动时时引引起起的的压压降降很很小小,,关关井井后后很很快快又又恢恢复复到到地地层层压压力力;;中中等等渗渗透透性性(约约10×10-3μm2)的的典典型型显显示示,,关关井井后后恢恢复复到到地地层层压压力力较较慢慢;;低低渗渗透透性性(约约1×10-3μm2)的的预预测测试试显显示示,,关关井井后后恢恢复复到到地地层层压压力力更更慢慢;;极极低低渗渗透透性性地地层层(约约0.1×10-3μm2或或以以下下),,不不仅仅压压力力降降低低大大,,而而且且压压力力恢恢复复至至地地层层压压力力所所需需的的时时间间特特别别长长致致密密层层的的预预测测试试压压力力显显示示接接近近零零读读数数,,表表明明没有渗透性没有渗透性l2) 鉴别油藏的流体性质、相界面及垂向连通性鉴别油藏的流体性质、相界面及垂向连通性l 根根据据电电缆缆地地层层测测试试原原理理、、预预测测试试记记录录的的地地层层关关井井压压力力在在中中、、高高渗渗透透层层基基本本上上就就是是地地层层静静压压;;而而低低渗渗透透层层的的测测试试往往往往未未达达到到稳稳定定,,需需要要用用压压力力恢恢复复曲曲线线图图外外推推求求出出地地层层静静压压力力。
将将井井剖剖面面上上所所有有测测试试点点的的地地层层压压力力按按深深度度作作图图,,便便可可以以识识别别地地层层流流体体性性质质(气气、、油油或或水水),,并并确确定定不不同同相相之之间界面的位置间界面的位置(气油界面或油水界面气油界面或油水界面)l地层静压力也就是地层孔隙中流体的压力电缆地层测地层静压力也就是地层孔隙中流体的压力电缆地层测试反映油藏中可动的连续相的压力,合成的流动流体压试反映油藏中可动的连续相的压力,合成的流动流体压力梯度在某种程度上等于侵入带之外的地层压力梯度力梯度在某种程度上等于侵入带之外的地层压力梯度因而,压力梯度可以用地层流体密度解释因而,压力梯度可以用地层流体密度解释l 如果从压力~测井深度如果从压力~测井深度(d)图求压力梯度,井斜角度图求压力梯度,井斜角度为为θθ,,由于真垂直深度由于真垂直深度h=dcosθθ,,则可按下式计算地层则可按下式计算地层流体密度流体密度ρρ:: ((1))式中:式中:d1、、d2—测井深度,测井深度,m;; p1、、p2—对应于深度对应于深度d1和和d2的地层压力,的地层压力,Mpal 下面结合图下面结合图2所示的测井实例具体分析。
所示的测井实例具体分析l 根根据据井井剖剖面面上上测测试试点点的的地地层层压压力力分分布布趋趋势势,,可可以以画画出出几几段段不不同同梯梯度度的的压压力力分分布布线线,,由由各各段段的的压压力力梯梯度度,,便便可可计计算算出出对对应应深深度度的的地地层层流流体体密密度度,,区分出气、油、水性质;区分出气、油、水性质;l 压力梯度线的拐点,指示出气压力梯度线的拐点,指示出气—油和油油和油—水界面的位置水界面的位置l 压力梯度线的明显断裂,则意味着有垂向的非渗透性隔层存在压力梯度线的明显断裂,则意味着有垂向的非渗透性隔层存在l 应应该该注注意意,,压压力力梯梯度度线线的的拐拐点点是是自自由由水水位位的的代代表表,,而而压压力力梯梯度度则则与与油油水水状状态态相相对对应应因因此此,,由由于于毛毛细细管管压压力力的的作作用用,,油油藏藏内内的的全全含含水水界界面面要要比拐点稍高一点研究图示的静压力剖面,可以作如下解释:比拐点稍高一点研究图示的静压力剖面,可以作如下解释:l C段段在在深深度度2717m处处,,有有清清楚楚的的压压力力梯梯度度,,算算出出它它以以上上的的流流体体密密度度为为0.71g/cm3,,与预计的这个深度的天然气密度值符合得很好。
与预计的这个深度的天然气密度值符合得很好l 2717m以以下下的的压压力力梯梯度度相相当当于于流流体体密密度度为为0.63g/cm3,,与与预预计计的的油油的的密度非常一致密度非常一致l 因因此此,,我我们们可可以以将将气气—油油接接触触面面的的位位置置可可靠靠地地定定在在2717m这这得得到到了了裸裸眼眼井井测测井井解解释释的的证证实实因因为为地地层层厚厚度度没没有有达达到到建建立立一一个个可可靠靠的的梯梯度度的程度,油水界面不容易确定出来的程度,油水界面不容易确定出来l 在在D段的四个测量值,落在一条对应密度段的四个测量值,落在一条对应密度为为1.12g/cm3的视梯度垂线上,在的视梯度垂线上,在2750m以上以上的压力是在过渡带取得的,表现出中等的压的压力是在过渡带取得的,表现出中等的压力梯度,大约力梯度,大约0.8g/cm3,,这再次被裸眼井的这再次被裸眼井的测井资料所证实测井资料所证实 C段段的的流流体体梯梯度度已已清清楚楚地地鉴鉴别别它它是是均均匀匀地地递递减减,,它它的的纵纵向向连连通通很很好好但但是是,,在在图图中中左左边边示示出出的的裸裸眼眼井井测测井井解解释释成成果果图图上上可可以以见见到到泥泥质质薄薄夹夹层层,,在在某某种种程程度度上上防防碍碍C段段的的主主体体与与下下部部连连通通。
D段段在在附附近近所所有有的的井井中中已已经经射射孔孔,,它它的的渗渗透透性性良良好好,,递递减减程程度度最最严严重重(压压力力最最低低)它它与与含含水水段段E的的连连通通不不完完善善,,如如绝绝对对压压力力差差显显示示的的那那样样假假若若为为了了保保持持压压力力需要注水,不应选需要注水,不应选E段注水 在在A段段和和B段段显显示示出出较较高高的的压压力力,,它它们们是是分分隔隔的的油油藏藏单单元元,,互互相相之之间间或或与与C段段都都不不连连通通,,A段段的的压压力力高高,,含含水水饱饱和和度度低低,,表表明明它它没没有有对对油油田田生生产产作作出出贡贡献献,,它它的的压压力力可可能能仍仍保留在原始的油藏压力附近保留在原始的油藏压力附近图图2 2 静液柱压力和油藏压力剖面静液柱压力和油藏压力剖面 l3)分析油藏生产动态分析油藏生产动态l 不不同同开开采采时时期期电电缆缆地地层层测测试试得得到到的的井井内内压压力力分分布布剖剖面面同同原原始始地地层层压压力力剖剖面面比比较较,,可可以以分分析析油油层层的的衰衰竭竭情情况况,,预预测测油油层层产产出出流流体体性性质质的的变变化化,,估计井内层间干扰。
估计井内层间干扰l 通通过过从从一一口口井井到到另另一一口口井井的的压压力力变变化化比比较较,,可可以以扩扩大大电电缆缆地地层层测测试试结结果果在在油油藏藏管管理理中中的的应应用用,,横横向向连连通通的的油油层层具具有有均均匀匀的的油油藏藏压压力力分分布布,,不连续性则指示断层或其它非渗透性隔层存在不连续性则指示断层或其它非渗透性隔层存在l 如如果果油油藏藏开开采采过过程程中中压压力力递递减减是是均均匀匀的的,,则则所所得得的的压压力力分分布布平平行行于于原原始始流流体体梯梯度度相相反反,,若若递递减减不不均均匀匀,,这这时时的的压压力力分分布布会会复复杂杂化化油油藏藏开开采采一一段段时时间间后后的的压压力力分分布布,,指指示示出出除除中中间间的的油油层层外外,,油油藏藏压压力力已已衰衰减减,,气气—油油界界面面下下移移,,而而油油—水水界界面面上上升升,,含含水水区区段段的的不不渗渗透透隔隔层层可可能能限限制制自自然然水水驱驱或或注注水水水水驱驱的的效效率率在在油油区区可可以以根根据据压压力力是是否否仍仍然然保保持持或或接接近近原始地层压力来加以识别原始地层压力来加以识别。
l 如如果果一一口口油油井井开开采采是是多多层层合合采采,,各各层层具具有有独独立立的的压压力力系系统统,,且且递递减减速速度度不不同同,,则则油油井井的的生生产产特特性性会会受受压压力力分分布布的的影影响响有有的的油油层层已已经经衰衰竭竭,,地地层层压压力力低低于于井井筒筒内内的的流流动动压压力力,,生生产产期期间间该该层层不不仅仅产产油油,,反反而而会会吸吸入入其它油层产出的流体而形成其它油层产出的流体而形成“倒灌倒灌”现象4)分析裂缝性储层的生产特征分析裂缝性储层的生产特征l 裂裂缝缝性性储储层层由由渗渗透透性性的的裂裂缝缝系系统统和和低低渗渗透透性性的的岩岩块块组组成成岩岩块块尺尺寸寸大大小小由由裂裂缝缝密密度度所所控控制制,,如如果果岩岩石石破破碎碎构构成成网网状状裂裂缝缝—孔孔隙隙性性储储层层,,则则与与砂砂岩岩储储层层的的特特征征近近似似就就一一般般裂裂缝缝性性储储层层而而言言,,裂裂缝缝孔孔隙隙度度虽虽小小但但渗渗透透率率很很高高,,控控制制着着储储层层的的生生产产特特征征电电缆缆地地层层测测试试反反映映了了裂裂缝缝性性储储层层中中可可动动流流体体的的响响应应,,包包括括裂裂缝缝内内的的流流体体和和岩岩块块内内可可动动流流体体,,因而有可能对储层的生产机理作进一步了解。
因而有可能对储层的生产机理作进一步了解l 油油通通过过裂裂缝缝系系统统运运移移过过程程中中,,首首先先驱驱走走裂裂缝缝内内的的水水,,然然后后替替代代岩岩块块内内的的水水,,直直到到重重力力—毛毛细细管管压压力力平平衡衡为为止止因因此此,,岩岩块块的的底底部部往往往往全全含含水水,,上上部部才才可可能能含含油油,,中中间间存存在在一一个个过过渡渡带带在在生生产产过过程程中中,,含含水水层层水水的的膨膨胀胀或或注注入入水水会会不不断断进进入入裂裂缝缝系系统统,,因因而而裂裂缝缝系系统统的的气气油油界界面面和和油油水水界界面面以以及及岩岩块块的的含含水水饱饱和和度度将将不不断断变变化化由由于于每每一一岩岩块块的的底底层层水水的的压压力力和和裂裂缝缝系系统统内内同同一一深深度度的的流流体体压压力力相相等等,,电电缆缆地地层层测测试试得得到到的的总总的的压压力力梯梯度度对对应应于于裂裂缝缝系系统统内内流流体体的的压压力力梯梯度度如如果果测测得得的的压压力力梯梯度度按按式式(1)计计算算是是油油的的密密度度,,则则裂裂缝缝系系统统内内含含油油,,储储层层将将产产油油;;若若计计算算后后是是水水的的密密度度,,那那么么裂裂缝缝系系统统内内含含水水,,储储层层将将产产水水。
假假定定能能够够测测出出基基块块内内的的压压力力分分布布,,则则基基块块下下部部的的压压力力梯梯度度对对应应基基块块内内水水的密度l 由由于于大大部部分分自自然然裂裂缝缝性性储储层层的的岩岩石石基基块块渗渗透透率率较较低低,,能能够够有有效效地地观观察察预预测测试试的的压压力力恢恢复复,,对对压压力力恢恢复复响响应应进进行行分分析析将将增增强强对对储储层层生生产产机机理理的的评评价价,,除除了了可可以以确确定定岩岩石石基本的渗透率之外,在有利条件下还可以估计岩块的尺寸大小基本的渗透率之外,在有利条件下还可以估计岩块的尺寸大小 l 电电缆缆地地层层测测试试时时,,无无论论是是预预测测试试或或是是取取样样测测试试都都记记录录有有压压力力传传播播信信息息压力测试的定量解释主要是确定地层压力和估算地层渗透率压力测试的定量解释主要是确定地层压力和估算地层渗透率l 目目前前采采用用的的方方法法包包括括球球形形压压力力下下降降法法、、球球形形压压力力恢恢复复法法、、柱柱形形压压力力恢恢复以及现场快速直观解释法复以及现场快速直观解释法l 由由于于预预测测试试是是目目前前电电缆缆地地层层测测试试的的主主要要方方式式,,加加之之取取样样测测试试压压力力分分析析方法与预测试相同,因此以预测试为例讨论压力的定量分析方法。
方法与预测试相同,因此以预测试为例讨论压力的定量分析方法l1) 压力传播模式压力传播模式l 在在预预测测试试时时,,从从地地层层中中抽抽出出流流体体会会引引起起一一个个压压力力降降在在各各向向同同性性介介质质中中,,这这个个压压力力降降将将以以球球形形向向外外传传播播;;但但是是由由于于井井眼眼的的存存在在,,压压力力在在地地层层中中的的传传播播将将是是类类球球形形或或半半球球形形的的在在各各向向异异性性地地层层中中,,等等压压面面可可能能变变成成椭椭球球状状预预测测试试抽抽出出的的流流体体很很少少(10或或20ml),,作作用用的的时时间间很很短短,,压压力力降降主主要要发发生在探头附近的很小体积范围内生在探头附近的很小体积范围内 l2、压力测试数据的定量应用、压力测试数据的定量应用l 在在每每次次压压降降周周期期(大大约约10-20s)结结束束以以后后,,由由于于流流体体要要从从未未被被扰扰动动的的地地层层部部分分向向探探测测器器周周围围的的低低压压区区移移动动,,引引起起探探测测器器测测量量压压力力增增加加,,直直到到压压力力平平衡衡(通常达到原始压力通常达到原始压力)为止,称之为压力恢复周期。
为止,称之为压力恢复周期l 压压力力恢恢复复初初期期,,压压力力扰扰动动将将以以类类球球形形或或椭椭球球形形传传播播;;达达到到地地层层界界面面后后,,地地层层内内的的压压力力传传播播逐逐渐渐变变成成圆圆柱柱形形由由于于测测试试记记录录的的压压降降大大小小和和不不同同时时间间记记录录的的恢恢复复压压力力是是地地层层渗渗透透率率的的函函数数,,根根据据压压力力降降落落数数据据和和压压力力恢恢复复均均可可估算地层渗透率估算地层渗透率l 由由于于预预测测试试期期间间的的压压力力传传播播模模式式不不同同,,需需要要采采用用不不同同的的模模型型分分析析测测量量的的压压力力柱柱形形压压力力恢恢复复传传播播的的数数学学模模型型是是平平面面径径向向流流动动方方程程的的非非稳稳态态解解球球形形压压力力下下降降和和球球形形压压力力恢恢复复的的数数学学模模型型分分别别是是球球形形径径向向流流动动方方程程的的稳稳态态解和非稳态解解和非稳态解l 地地层层流流动动方方程程可可由由连连续续性性方方程程和和达达西西流流动动定定律律导导出出将将地地层层流流体体视视为为不可压缩流体,其平面径向流动方程的形式如下:不可压缩流体,其平面径向流动方程的形式如下: ((2))球形径向流动公式的形式为:球形径向流动公式的形式为: ((3))式中:式中:r—地层内考察点到探管中心的距离;地层内考察点到探管中心的距离; K、、φ—分别为地层的渗透率和孔隙度;分别为地层的渗透率和孔隙度; ρ、、μ、、C—分别为地层内流体的密度、粘度和等分别为地层内流体的密度、粘度和等 温压缩等。
温压缩等 下面分别讨论预测试不同期间压力定量分析方法下面分别讨论预测试不同期间压力定量分析方法2) 压力下降分析压力下降分析-计算压降渗透率计算压降渗透率Kd 当地层测试器从地层中抽取流体并造成压力下降时,由于测当地层测试器从地层中抽取流体并造成压力下降时,由于测试器探管直径相当小试器探管直径相当小(约约5mm),,所抽取的流体所抽取的流体量也很少若把地量也很少若把地层视为无限均匀介质,则可把探管口看作点源,压力降从点源出层视为无限均匀介质,则可把探管口看作点源,压力降从点源出发,以球形向外传播等压面是以点源为中心的球面,流体则以发,以球形向外传播等压面是以点源为中心的球面,流体则以垂直等压面的方向形成径向流,流入地层测试器垂直等压面的方向形成径向流,流入地层测试器 流体流动的球形特征,意味着流体主要在靠近探测器周围的流体流动的球形特征,意味着流体主要在靠近探测器周围的小体积中流动在压降周期中,由于抽取少量流体作用时间很短,小体积中流动在压降周期中,由于抽取少量流体作用时间很短,很快就能达到稳定流动条件很快就能达到稳定流动条件 应用边界条件为:应用边界条件为: p|r=re=pi(re为压力扰动的外半径为压力扰动的外半径);; p|r=re=pi(rw为探管半径为探管半径);; 解球形流动方程解球形流动方程(3),并考虑到,并考虑到rw、、re,,可得:可得: ((4))l根据根据M.Muskat的研究结果,点源半径即探管的有效半径的研究结果,点源半径即探管的有效半径rp=2rw/π≈π≈0.5rw。
事实上,把地层测试器贴在井壁上,地层也是有限厚的,压力传播可能并事实上,把地层测试器贴在井壁上,地层也是有限厚的,压力传播可能并非是标准球形考虑到井眼和层厚的影响,引入一个流型系数非是标准球形考虑到井眼和层厚的影响,引入一个流型系数c,,上式可改上式可改写为:写为: ((5)) 式中:式中:Kd—影响压力下降的渗透率;影响压力下降的渗透率; Δpss—下降压力;下降压力; C—流形系数流形系数全球型时全球型时(相当于没有井眼的无限均匀地层相当于没有井眼的无限均匀地层)c=0.5;;半球型时半球型时(相当于井壁为平面相当于井壁为平面)c=1.0;;实际测试条件下,实际测试条件下,c可估计为可估计为0.75斯仑贝谢公司常取斯仑贝谢公司常取c=0.668l利用压降估算利用压降估算Kd时,流形系数时,流形系数c只是比例系数只是比例系数c/(2πrp)的一部分,常和单位换算系数结合在一起,构成计算的一部分,常和单位换算系数结合在一起,构成计算常系数常系数F,,从而式从而式(5)可以表示为:可以表示为:l显然,显然,F与井眼形状、探管尺寸以及所采用的计算单位与井眼形状、探管尺寸以及所采用的计算单位有关。
斯仑贝谢公司对基常规所用的有关斯仑贝谢公司对基常规所用的RFT(探管单位探管单位rw=0.55cm),,假定井眼直径为假定井眼直径为8in,,采用三维稳定流动采用三维稳定流动进行计算机模拟,给出常用工程单位制下的计算常数进行计算机模拟,给出常用工程单位制下的计算常数F=5660对大直径探管或快速探管的对大直径探管或快速探管的RFT,,F=2395而对其大封隔器而对其大封隔器RFT,,F=1107因此,采用常规的因此,采用常规的RFT进行地层测试时,应用压力下降估算渗透率的公进行地层测试时,应用压力下降估算渗透率的公式为;式为; ((6))式中:式中:Kd—压力下降渗透率,压力下降渗透率,×10-3μm2;; q—预测试流量,由预测试室容积除以流体充预测试流量,由预测试室容积除以流体充 满时间确定,满时间确定,cm3/s;; μ—流动流体的粘度,流动流体的粘度,mPa··s;; Δ Δpss——下降压力由关井地层压力减去下降后下降压力由关井地层压力减去下降后 期的流动压力确定期的流动压力确定。
7))l仪器测量问题常见的有探管过滤器堵塞和压力计后面仪器测量问题常见的有探管过滤器堵塞和压力计后面流管堵塞,这两种原因造成的记录异常比较容易识别,流管堵塞,这两种原因造成的记录异常比较容易识别,读值时应避开异常部位,正确识别实际压降在地层读值时应避开异常部位,正确识别实际压降在地层渗透很高情况下渗透很高情况下(接近接近1μμm2),,抽取抽取20cm3流体引起的压流体引起的压降很小,以至于记录图上的压差值难以准确读出与降很小,以至于记录图上的压差值难以准确读出与此相反,当地层渗透率极低时,压力可能降到低于泡此相反,当地层渗透率极低时,压力可能降到低于泡点压力,气体被释放出来,从地层中抽出的液体流量点压力,气体被释放出来,从地层中抽出的液体流量小于活塞的体积排量在这种情况下,流量的不定性小于活塞的体积排量在这种情况下,流量的不定性使得定量解释不太可能进行因此,对于低渗透性地使得定量解释不太可能进行因此,对于低渗透性地层,预测试室活塞的抽动速度应有所控制,避免系统层,预测试室活塞的抽动速度应有所控制,避免系统压力低于地层流体的泡点压力可测压降流量的上限压力低于地层流体的泡点压力可测压降流量的上限按下式估算:按下式估算: ((8)) 式中:式中:pb—流体的泡点压力,流体的泡点压力,47.88Pa;; Ss——球形流动的表皮系数。
球形流动的表皮系数 l以以上上限限制制基基本本上上是是电电缆缆地地层层测测试试器器的的设设计计造造成成的的要要正正确确理理解解和使用压降渗透率和使用压降渗透率Kd,,还必须考虑以下几点:还必须考虑以下几点:l(1)探探测测半半径径流流入入地地层层测测试试器器探探头头的的流流体体接接近近于于球球形形,,可可以以证证明明几几乎乎所所有有的的压压降降发发生生在在非非常常靠靠近近探探头头的的地地方方若若定定义义50%压压降降发发生生的的范范围围为为探探测测半半径径,,则则其其约约等等于于探探头头半半径径(0.55cn左左右右)可可见见,,Kd只只受受探探头头附附近近极极小小范范围围地地层层条条件件的的影影响响,,它它可可能能和和深深部地层极不相同部地层极不相同l(2)表表皮皮影影响响由由于于预预测测试试的的压压降降发发生生在在探探头头附附近近极极小小范范围围内内,,受受靠靠近近井井壁壁部部分分亦亦即即变变易易区区的的极极大大影影响响(变变易易区区内内的的孔孔隙隙结结构构往往往往受受到到钻钻井井液液内内微微小小颗颗粒粒的的侵侵入入影影响响)另另外外,,岩岩石石内内的的粘粘度度由由于于钻钻井井液液滤滤液液和和地地层层水水之之间间的的离离子子不不平平衡衡也也会会变变得得不不稳稳定定。
这这此此因因素素造造成成的的损损害害都都会会影影响响压压降降特特性性,,导导致致过过低低的的渗渗透透率率估估计计再再者者,,预预测测试试时时探探管管和和封封隔隔器器的的动动作作也也会会引引起起井井壁壁附附近近地地层层的的某某些些变变化化,,对对于于软软地地层层会会有有一一定定的的压压实实作作用用,,导导致致过过低低的的渗渗透透率率评评价价对对于于硬硬地地层层,,可可能能造造成成一一些些微微裂裂缝缝,,导导致致估估计计的的渗渗透透率率过过高高这这些些引引起起井井壁壁渗渗透透率率变变化化的的因因素素可可归归结结为为“表表皮皮影影响响”,,其其结结果果是是造造成成一一个个附附加加压压力力降降Δpskin,,使使得得式式(5)不不再再成成立立,,需要改写成:需要改写成:((9))式中,式中,Ss可以表示为:可以表示为: ((10))在在实实际际情情况况下下,,估估算算Ss只只能能在在流流动动末末期期测测出出pi—pss,,用用球球形形压压力力恢恢复复分分析析确确定定的的Ks代代替替(9)式式中中的的Kd计计算 (3)含含水水饱饱和和度度影影响响电电缆缆地地层层测测试试只只能能估估算算地地层层对对于于可可流流动动流流体体的的有有效效渗渗透透率率。
由由于于地地层层的的相相对对渗渗透透率率随随含含水水饱饱和和度度变变化化,,侵侵入入带带内内往往往往接接近近残残余余油油下下的的含含水水饱饱和和度度,,压压降降分分析析估估算算的的渗渗透透率率可可能能明明显显低低于地层的绝对渗透率于地层的绝对渗透率 l(4)压压降降的的影影响响半半径径在在流流体体流流向向点点状状探探管管期期间间,,受受抽抽取取流流体体影影响响的的地地层层范范围围迅迅速速向向外外扩扩展展这这个个流流动动扰扰动动传传播播的的程程度度可可以以用用压压降降影影响响半半径径来来估估计计,,其其定定义义为为围围绕绕探探管球状区域的半径,并可按下式估算:管球状区域的半径,并可按下式估算:式中:式中:φ—地层孔隙度;地层孔隙度; Ct—地层流体压缩系数;地层流体压缩系数; t—流动持续时间流动持续时间l显显然然,,压压降降的的影影响响半半径径远远大大于于仪仪器器的的探探测测半半径径,,二二者者是是两个不同的概念两个不同的概念l如如此此所所述述,,用用压压降降分分析析求求出出的的渗渗透透率率,,可可能能不不同同于于径径向向深深部部地地层层的的真真实实渗渗透透率率。
现现场场经经验验表表明明,,Kd与与岩岩心心分分析析渗渗透透率率相相比比有有时时过过低低,,而而有有时时过过高高但但是是,,压压降降法法求求出出的的渗渗透透率率可可以以成成功功地地用用于于同同一一口口井井或或同同一一个个油油田田中中相相同岩性的地层对比同岩性的地层对比 ((11))l3) 球形压力恢复分析球形压力恢复分析-计算球形恢复渗透率计算球形恢复渗透率Ksl 预预测测试试期期间间,,当当预预测测试试室室充充满满流流体体之之后后,,地地层层流流体体停停止止流流入入探探测测器器,,压压力力很很快快升升高高,,开开始始这这个个压压力力恢恢复复以以球球形形传传播播,,直直到到抵抵达达非非渗渗透透隔隔层层界界面面,,压压力力传传播播才才偏偏离离球球形形在在存存在在两两个个平平行行界界面面的的情情况况下下,,球球形形传传播播将将变变成成径径向向的的和和柱柱形形的的压压力力升升高高向向外外传传播播这这段段时时间间里里,,靠靠近近探探测测器器的的压压力力梯梯度度迅迅速速接接近近于于零零因因此此,,所所有有的的流流动动发发生生在在较较深深的的地地层层中中,,探探测测器器附附近近的的条条件件(如如压压降降分分析析中中讨讨论论的的)对对压压力力恢恢复复后后期期阶阶段段的的压压力力史史没没有有影影响。
所以,压力恢复分析可用以获取油藏未被损害部分的信息所以,压力恢复分析可用以获取油藏未被损害部分的信息l 历历史史恢恢复复响响应应的的分分析析基基于于预预测测试试取取样样期期间间的的压压力力下下降降不不低低于于流流体体的的泡泡点点压压力力,,认认为为预预测测试试流流量量为为常常数数,,同同时时忽忽略略预预测测试试取取样样系系统统的的压压缩缩性性影影响响并并且且,,球球形形恢恢复复分分析析公公式式和和柱柱形形恢恢复复分分析析公公式式都都是是在在地地层层为为均均匀匀、、各各向向同同性性介介质质的的假假定定下下导导出出的的压压力力恢恢复复响响应应分分析析需需要要同同时时作作出出球球形形恢恢复复交交会会图图和和柱柱形形恢恢复复交交会会图图,,并并认认为为交交会会图图上上显显示示较较好好线线性性关关系系的的流流动动模型,即是测试期间流动的几何形态,据此估算地层压力和渗透率模型,即是测试期间流动的几何形态,据此估算地层压力和渗透率l压压力力恢恢复复初初期期,,在在各各向向同同性性均均匀匀介介质质中中,,压压力力扰扰动动的的传传播播是是球球形形的的,,如如果果地地层层比比较较厚厚,,球球形形传传播播将将是是压压力力恢恢复复的的主主要要形形式式。
如如果果地地层层比比较较薄薄,,球球状状传传播播达达到到了了渗渗透透界界面面时时将将很很快快转转变变为为柱柱形形传传播播可可见见,,压压力力恢恢复复的的球球形形传传播播是是以以不不受受外外界界面面作作用用为为前前提提的的也也就就是是说说,,流体渗流是一种不稳定流动流体渗流是一种不稳定流动l球球形形压压力力恢恢复复特特性性可可将将地地层层视视为为无无限限大大的的各各向向同同性性均均质质地地层层,,地地层层测测试试器器的的探探头头可可视视为为一一个个点点,,其其流流动动特特性性满满足足式式(2)在在初初始始条条件件和和边边值值条条件件下下,,求求出出该该方方程程的的不不稳稳定定流流动动解解,,然然后后应应用用叠叠加加原原理理,,便便可可导导出出球球形形压力恢复分析公式压力恢复分析公式l首首先先考考虑虑第第一一个个预预测测试试室室以以常常流流量量q1抽抽取取流流体体的的情情况况球形流动的初始条件和边值条件可以写为:球形流动的初始条件和边值条件可以写为:初始条件初始条件 内边界条件内边界条件 l下面利用叠加原理来研究球形压力恢复的规律若只有一个预测试室下面利用叠加原理来研究球形压力恢复的规律。
若只有一个预测试室(如如FMT),,以常流量以常流量q1抽取抽取T1时间后关闭,时间后关闭,ΔΔt为关闭为关闭(相当于关井相当于关井)后经过的时后经过的时间,则关闭后探头处的压力间,则关闭后探头处的压力ps是是ΔΔt的函数假设探头的抽动时间不是的函数假设探头的抽动时间不是T1而而是是T1+ΔΔt,,在探头处从在探头处从T1时刻起以常流量时刻起以常流量q1注入相同流体,注入时间为注入相同流体,注入时间为ΔΔt,,ΔΔt时间内从地层抽出的流量为零,其效果与关井一样这样,在地层中的时间内从地层抽出的流量为零,其效果与关井一样这样,在地层中的任一点任一点(特别是探头处特别是探头处)造成的压力变化,相当于单独抽取或注入时在同一点、造成的压力变化,相当于单独抽取或注入时在同一点、同一时刻所造成压力变化的同一时刻所造成压力变化的 外边界条件外边界条件 求解它们和式求解它们和式(3)组成的二阶非线性齐次偏微分方程组,组成的二阶非线性齐次偏微分方程组, 可以得到可以得到 :: 式中:式中:ps——探头处的地层压力探头处的地层压力 ((12)) 代代数数和和抽抽取取流流体体造造成成的的是是压压力力降降,,注注入入流流体体造造成成的的是是压压力力升升,,二二者者符符号号相相反反。
根根据据式式(12)和和叠叠加加原原理理,,并并采采用用电电缆缆地地层层测测试常用单位,可以写出球形压力恢复分析的实用公式:试常用单位,可以写出球形压力恢复分析的实用公式: 式中:式中:fs(Δt)—球形时间函数球形时间函数l若地层测试器有两个预测试室若地层测试器有两个预测试室(如如RFT),,分别以常流量分别以常流量q1、、q2抽取抽取T1、、T2时间后关闭,时间后关闭,ΔΔt为第二个室关闭后延迟时间,同为第二个室关闭后延迟时间,同样可得式样可得式(13)其时间函数公式为:其时间函数公式为: ((13))((14)) 式式中中::q1、、q2—分分别别为为第第一一次次和和第第二二次次取取样样期期间间流流量量,,cm3/s;; T1、、T2—分别为与分别为与q1和和q2有关的取样时间,有关的取样时间,s;; μ—地层流体的粘度,地层流体的粘度,mPa··s;; φ—地层孔隙度;地层孔隙度; Ct—地层流体总的压缩系数,地层流体总的压缩系数,psi-1;; Ks—球形恢复渗透率,球形恢复渗透率,×10-3μm2;; c—预测试室关闭后的延迟时间,预测试室关闭后的延迟时间,So。
l在线性性坐坐标标上上,,作作ps与与fs(Δt)交交会会图图,,在在球球形形压压力力恢恢复复期期间将得到一条斜率为间将得到一条斜率为ms的直线l以以上上讨讨论论未未涉涉及及地地层层的的非非均均质质和和各各向向异异性性问问题题由由于于沉沉积积岩岩的的成成层层沉沉积积特特性性,,地地层层的的水水平平渗渗透透率率Kr往往往往高高于于其其垂垂向向渗渗透透率率Kz(有有垂垂向向裂裂缝缝的的地地层层除除外外),,并并定定义义各各向向异性系数为:异性系数为: ((15))l 计算的计算的Ks是球形流动模型下导出的,球形压力传播是球形流动模型下导出的,球形压力传播同时受到地层水平渗透率和垂向渗透率的影响,因此同时受到地层水平渗透率和垂向渗透率的影响,因此Ks与与Kr和和Kz有关,并存在以下关系:有关,并存在以下关系:l 若已知地层的各向异性系数,便可由若已知地层的各向异性系数,便可由Ks导出导出Kr和和Kz大多数情况下,大多数情况下,A并不能确切知道,因为它可能是探测并不能确切知道,因为它可能是探测体积的函数,要受到岩石沉积导致的微观各向异性和体积的函数,要受到岩石沉积导致的微观各向异性和地层构造地层构造(分层性分层性)导致的宏观各向异性的综合影响。
导致的宏观各向异性的综合影响l 压力恢复分析往往是假定柱形恢复渗透率压力恢复分析往往是假定柱形恢复渗透率Kc≈≈Kr,,然后结合然后结合Ks估计估计Kz,,评价地层的各向异性评价地层的各向异性 ((16))((17))l4) 柱形压力恢复分析柱形压力恢复分析-计算柱形恢复渗透率计算柱形恢复渗透率l如如前前所所述述,,压压力力扰扰动动传传播播到到上上部部或或下下部部非非渗渗透透界界面面时时,,球球形形流流动动模模型型就就会会转转变变为为平平面面径径向向柱柱形形流流动动模模型型在在相相对对薄薄的的地地层层,,这这种种现现象象相相当当明明显显柱柱形形压压力力恢恢复复分分析析可可采采用用霍霍纳纳(Horner)法法进进行行,,其其模模型型假假定定地地层层为为均均匀匀无无限限介介质质,,求求出出平平面面径径向向流流动动方方程程(2)的的不不稳稳定定流流动动解,然后根据叠回原理建立压力恢复分析公式解,然后根据叠回原理建立压力恢复分析公式l在在初初始始不不稳稳定定流流动动期期,,求求解解方方程程(2)可可以以用用所所谓谓的的线线源源解解来来近近似似可可以以设设想想井井径径与与表表观观上上是是无无限限大大的的油油藏藏比比较较起起来来是是微微不不足足道道的的,,井井筒筒本本身身可可当当成成一一根根线线来来处处理理,,使使数数学学运运算算大大为为简简化化。
解解的的边边界界条条件件和和初初始始条条件件可可表表述如下:述如下:l通过适当的变换进行求解,并采用和式通过适当的变换进行求解,并采用和式(13)中有关参中有关参数相同的单位,地层厚度数相同的单位,地层厚度h用厘米表示,柱形压力恢用厘米表示,柱形压力恢复分析公式可以写为:复分析公式可以写为: 式中:式中:fc(Δt)—柱形时间函数柱形时间函数 对单预测试室仪器对单预测试室仪器(如如FMT) :: 对双预测试仪器对双预测试仪器(如如RFT);; ((18))((19))((20))l以压力读数作纵坐标以压力读数作纵坐标(线性刻度线性刻度),以,以fc(Δt)作横坐标作横坐标(对对数数刻刻度度),,柱柱形形压压力力恢恢复复期期间间各各项项数数据据点点将将构构成成一一条条直直线,其斜率线,其斜率mc为:为:l若若地地层层厚厚度度h和和流流体体粘粘度度μ已已知知,,由由每每一一次次取取样样确确定定的的q1,,便可求出柱形压力恢复渗透率便可求出柱形压力恢复渗透率l将将pc与与fc(Δt)形形成成的的直直线线延延伸伸到到fc(Δt)=0(即即无无限限长长时时间间),可得静态地层压力,可得静态地层压力p*,,估算出原始地层压力估算出原始地层压力pi。
21))((22))l由由柱柱形形压压力力恢恢复复求求出出的的渗渗透透率率Kc一一般般可可以以认认为为接接近近地地层层的的水水平平径径向向渗渗透透率率Kr,,不不受受地地层层表表皮皮效效应应的的影影响响由由计计算算模模型型看看出出,,计计算算的的Kc值值没没有有考考虑虑地地层层非非均均质质的的影影响响,,并并且且忽忽略略了了地地层层测测试试器器流流动动系系统统内内流流体体的的压压缩缩率率实实际际上上,,压压力力恢恢复复的的探探测测深深度度只只是是探探头头以以外外几几英英尺尺深深的的地地层层,,压压力力传传播播不不仅仅受受地地层层非非均均质质的的影影响响,,而而且且还还受受侵侵入入带带内内含含水水饱饱和和度度、、相相对对渗渗透透率率、、毛毛细细管管压压力力以以及及钻钻井井液液侵侵入入可可能能产产生生的的超超压压作作用用影影响响因因此此,,在计算和使用在计算和使用Kc值时应考虑到相关因素值时应考虑到相关因素l5) 预测试压力快速直观解释确定渗透率预测试压力快速直观解释确定渗透率l上上 述述压压力力恢恢复复分分析析方方法法需需要要先先作作出出交交会会图图,,然然后后根根据据图图上上的的直直线线斜斜率率再再估估算算地地层层渗渗透透率率。
油油田田现现场场有有时时需需要要尽尽快快对对地地层层渗渗透透性性以以及及有有关关问问题题作作出出估估计计,,上上述述方方法法在在复复杂杂下下面面介介绍绍一一种种根根据据预预测测试试压压力力记记录录图图上上可可视视压压力力恢恢复复时时间间Tob,,快快速速给给出出地地层层渗渗透透率率指指示示和和超超压指数的方法压指数的方法l视视压压力力恢恢复复时时间间Tob指指第第一一个个预预测测试试活活塞塞开开始始运运动动到到关关井井压压力力ps 达达到到Pi—δP值值的的时时间间,,一一般般由由数数字字记记录录显显示示更更容容易易准准确确读读出出对对于于单单预预测测试试室室仪仪器器,,若若取取样样流流动动时时间间为为T,,根据式根据式(13),可视压力恢复的概念由下式表述,可视压力恢复的概念由下式表述: 式中:式中:δp—压力计的分辨率,压力计的分辨率,psil为为了了区区别别于于由由球球形形压压力力恢恢复复图图确确定定的的渗渗透透率率Ks,,用用Ksb表示由估计表示由估计Tob计算的渗透率,由上式可导出计算的渗透率,由上式可导出((23))((24)) 式中:式中:T—对单室取样而言的流动时间。
对单室取样而言的流动时间l若若仪仪器器有有两两个个预预测测试试室室,,其其总总容容积积为为V,,两两次次取取样样流流动动时间分别为时间分别为T1、、T2,,则则T=T1+T2,,q=V/Tl显显然然,,Tob不不能能与与球球形形压压力力恢恢复复直直线线的的斜斜率率ms以以相相同同精精度度测测得得,,Ksb不不如如Ks精精确确通通过过大大量量比比较较发发现现,,Ksb值值总总是是偏偏高高,,大大致致是是Ks的的两两倍倍因因此此,,按按式式(24)快快速速计计算算出出Ksb后后,,由由Ks=0.5Ksb估估算算出出Ks但但是是,,这这种种对对比比是是分分辨辨率率为为1psi的的应应变变压压力力计计测测试试而而言言的的若若压压力力计计的的分分辨率提高,则辨率提高,则Ksb与与Ks的差异可能缩小的差异可能缩小l估估算算出出Ksb后后,,还还可可对对地地层层的的超超压压影影响响进进行行判判断断由由于于钻钻井井液液滤滤液液侵侵入入造造成成的的超超压压影影响响值值Δp′与与地地层层渗渗透透率率成成反反比比,,可可以以将将1/Ksb作作为为快快速速直直观观解解释释的的超超压压指指数数当当1/Ksb>>3时时,,可可以以认认为为存存在在超超压压影影响响。
一一定定范范围围的的超超压压预测统计表明,超压值与预测统计表明,超压值与Ksb之间存在下述简单关系:之间存在下述简单关系:((25))l这这样样估估算算的的超超压压值值只只是是Δp′的的下下限限实实际际的的超超压压指指数数和和超压值取决于钻井液漏失特性和有关因素,如前面所述超压值取决于钻井液漏失特性和有关因素,如前面所述l一一般般情情况况下下,,这这种种快快速速直直观观解解释释方方法法是是可可行行的的但但是是,,对对于于渗渗透透率率特特别别低低的的地地层层,,在在确确定定Tob和和q时时都都会会遇遇到到一一些些麻麻烦烦这这时时预预测测试试取取样样流流动动时时间间T不不是是由由活活塞塞的的抽抽动动时时间间确确定定,,而而是是由由地地层层的的供供液液能能力力所所决决定定由由预预测测试试记记录录图图上上估估计计出出预预测测试试室室被被流流体体充充满满的的时时间间Tf,,流流量量q=V/Tf,,然然后后代代入入式式(24)估估算算出出Ksb由由于于Tf和和Tob都都不不太太准准确确,,计计算算的的Ksb不不能能对对地地层层渗渗透透率率作作出出量量的的评评价价这这种种低低渗渗透透地地层层往往往往存存在在钻钻井井液液滤滤液液侵侵入入的的超超压压影影响响,,可以用可以用1/Ksb对这种影响进行判断,也是很有意义的。
对这种影响进行判断,也是很有意义的l上上述述压压降降分分析析、、球球形形压压力力恢恢复复分分析析、、柱柱形形压压力力恢恢复复分分析析三三种种估估计计渗渗透透率率的的方方法法,,通通常常提提供供三三种种不不同同的的渗渗透透率率值值并并且且,,将将这这三三种种数数值值与与岩岩心心分分析析渗渗透透率率比比较较,,又又会会发发现现或或大大或或小小的的差差异异怎怎样样理理解解这这些些不不同同差差异异??这这是是我我们们在在选择应用计算的渗透率时需要明了的问题选择应用计算的渗透率时需要明了的问题l 首首先先,,电电缆缆地地层层测测试试与与其其它它测测井井方方法法一一样样,,都都是是对对地地层层情情况况有有条条件件的的反反映映这这些些条条件件包包括括仪仪器器特特性性、、测测试试方方法法、、测测量量环环境境和和测测量量对对象象就就仪仪器器本本身身来来看看,,目目前前广广泛泛应应用用的的电电缆缆地地层层测测试试器器预预测测试试室室容容积积只只有有10cm3或或20cm3,,压压力力计计的的分分辨辨率率一一般般只只有有1psi因因此此,,预预测测试试取取样样的的压压降降探探测测半半径径只只有有2cm左左右右,,压压力力恢恢复复的的探探测测半半径径也也只只有有1m左左右右。
探探测测半半径径的的差差异异说说明明压压力力下下降降和和压压力力恢恢复复反反映映了了不不同同范范围围内内地地层层岩岩石石的的渗渗透性、并且受到的影响因素也不尽相同透性、并且受到的影响因素也不尽相同l 由由于于压压降降的的探探测测半半径径特特别别小小,,受受到到泥泥饼饼、、地地层层表表皮皮损损害害、、钻钻井井液液滤滤液液的的影影响响特特别大,所以压降分析渗透率的可靠性也特别低别大,所以压降分析渗透率的可靠性也特别低l 柱柱形形压压力力恢恢复复主主要要受受地地层层水水平平径径向向渗渗透透率率的的影影响响,,而而球球形形压压力力恢恢复复同同时时受受地地层层径向和垂向渗透率的影响,因此比前者受到地层各向异性的影响就大一些径向和垂向渗透率的影响,因此比前者受到地层各向异性的影响就大一些l 另另外外,,就就本本质质来来说说电电缆缆地地层层测测试试只只能能反反映映其其探探测测范范围围内内可可动动流流体体的的相相渗渗透透率率,,压压力力下下降降和和压压力力恢恢复复的的可可动动流流体体相相态态以以及及饱饱和和度度都都不不尽尽相相同同,,会会造造成成差差异异它它们们和和岩岩心心分分析析渗渗透透率率相相比比较较,,所所反反映映的的对对象象往往往往不不同同,,求求出出的的渗渗透透率率代代表表的的意意义义也也有有差差异异,,所以自然不会完全吻合。
所以自然不会完全吻合l 其其次次,,就就解解释释方方法法来来看看,,都都是是将将实实际际的的复复杂杂情情况况简简化化为为一一定定条条件件下下的的理理想想情情况况,,通通过过理理论论分分析析建建立立解解释释模模型型,,然然后后将将测测试试记记录录数数据据转转换换为为渗渗透透率率不不同同的的解解释释模模型型与与实实际际情情况况的的拟拟合合程程度度不不同同,,计计算算过过程程所所用用中中间间碜碜数数的的精精度度及及累累计计误误差差有有所所差差异异,,即即使使对对同同一一研研究究对对象象计计算算结结果果也也会会有有差差异异总总体体来来说说,,压压力力恢恢复复分分析析法法在在本本质质上上比比压降法精确得多压降法精确得多l3、流体取样分析及应用、流体取样分析及应用l电电缆缆地地层层测测试试采采集集的的地地层层流流体体样样品品可可以以是是油油、、气气、、地地层层水水以以及及侵侵入入地地层层的的钻钻井井液液滤滤液液,,取取样样初初期期是是钻钻井井液液滤滤液液和和地地层层流流体体首首先先流流入入取取样样筒筒,,流流动动过过程程对对地地层层清清洗洗干干净净,,油油和和气气继继而而进进入入取取样样筒筒内内。
分分析析和和解解释释的的基基础础是是一一下下数数量量的的回回收收流流体体当当所所取取样样品品超超过过1000cm3时时,,便便能能够够进进行行可可靠靠的的分分析析和和估估计计,,确确定定流流体体的的性性质质参数,预计地层产液性质及产能参数,预计地层产液性质及产能l1)) 确定地层流体性质(粘度、密度等)确定地层流体性质(粘度、密度等)l当当地地层层流流体体样样品品到到地地面面以以后后,,首首先先要要准准确确计计量量油油、、水水、、气气的的体体积积量量,,然然后后可可采采用用分分析析仪仪器器测测定定地地层层流流体体的的粘粘度和油的密度度和油的密度l根据取样筒中回收的天然气根据取样筒中回收的天然气Vg和原油体积量和原油体积量Vo,,可以可以计算出气油比:计算出气油比:l在该式中,换算系数依在该式中,换算系数依1bbl=158980cm3≈159000cm3确确定若使用双枪体密封板的地层测试器在套管井中取样,定若使用双枪体密封板的地层测试器在套管井中取样,由于射孔弹的爆炸气体进入取样筒,这部分气体体积应由于射孔弹的爆炸气体进入取样筒,这部分气体体积应扣除一般根据经验估计,大致为扣除一般根据经验估计,大致为230cm3。
l回收的流体气水经按下式计算回收的流体气水经按下式计算 式中:式中:Vw—回收水的体积回收水的体积((26))或或((27))((28))l裸裸眼眼井井内内地地层层测测试试器器回回收收的的水水是是钻钻井井液液滤滤液液和和地地层层水水的的混混合合物物如如果果回回收收水水的的数数量量很很小小,,则则多多半半是是钻钻井井液液滤滤液液若若回回收收水水的的数数量量较较大大,,则则需需准准确确确确定定其其中中地地层层水水的的体体积积Vwf其其方方法法是是对对回回收收的的混混合合水水测测量量电电阻阻率率Rz或或分分析析确确定定总总矿矿化化度度后后换换算算出出Rz;;根根据据测测井井住住处处或或邻邻井井测测试试资资料料确确定定地地层层水水电电阻阻率率Rw,,钻钻井井液液滤滤液液电电阻阻率率Rmf已已知知假假定定混混合合水水的的电电阻阻率率由由地地层层水水和和钻钻井井液液滤滤液液两部分电阻率并联构成,有:两部分电阻率并联构成,有: 式中,式中,W=Vwf/Vw为地层水占混合水的相对体积为地层水占混合水的相对体积 这样,就可算出回收的地层水体积这样,就可算出回收的地层水体积 ((29))((30))l计算时需要将计算时需要将Rz、、Rw、、Rmf换算到同一温度下。
换算到同一温度下l由由于于流流体体的的体体积积是是温温度度、、压压力力的的函函数数,,在在地地面面条条件件下下计计量量的的体体积积产产东东代代表表地地层层条条件件下下的的体体积积特特别别是是回回收收的的气气体体,,在在地地层层条条件件下下可可能能是是自自由由气气,,也也可可能能是是油油中中和和水水中中的溶解气,必须考虑泡点压力和气体溶解性的影响的溶解气,必须考虑泡点压力和气体溶解性的影响l因因此此,,要要确确定定地地层层条条件件下下的的流流体体性性质质参参数数,,必必要要时时还还需需对地面条件下流体样品分析结果进行换算对地面条件下流体样品分析结果进行换算l2)) 判断储层产液性质判断储层产液性质l一一般般说说来来,,储储层层的的生生产产特特性性是是由由储储层层的的性性质质、、储储层层内内流流体体的的性性质质、、含含量量以以及及温温度度和和压压力力条条件件控控制制电电缆缆地地层层测测试试取取样样,,直直观观反反映映了了地地层层的的流流体体性性质质及及相相对对数数量量,,为为判判断断地地层层生生产产特特性性提提供供了了依依据据根根据据回回收收的的流流体体类类型型和和相相对体积,可以分析以下几种情况:对体积,可以分析以下几种情况:((31))l第第一一种种情情况况,,回回收收到到的的液液体体只只有有油油和和气气,,显显然然地地层层是是油油气气层层。
若若地地层层压压力力低低于于油油的的泡泡点点压压力力,,地地层层内内有有自自由气否则,回收的气是溶解气,地层内只含油否则,回收的气是溶解气,地层内只含油l第第二二种种情情况况,,回回收收到到的的液液体体是是油油和和水水、、还还需需要要区区分分水水中中钻钻井井液液滤滤液液和和地地层层水水的的多多少少若若全全是是钻钻井井液液滤滤液液,,则则地地层层产产纯纯油油;;若若有有地地层层水水,,其其含含量量超超过过回回收收流流体体体体积积的的15%时时,,则则地地层层产产油油和和产产水水,,可可按按下下式式估估算算产产水水率;率;l式中:式中:Vo和和Vwf—分别是回收的油和地层水的体积分别是回收的油和地层水的体积l这这种种判判断断对对于于高高、、中中渗渗透透性性地地层层来来说说,,一一般般是是准准确确的的但但是是,,对对低低渗渗透透性性地地层层,,钻钻井井液液可可能能侵侵入入特特别别深深,,回回收收的的流流体体全全是是钻钻井井液液滤滤液液,,地地层层也也可可能能产产水水此此时时,,产水率无法估算产水率无法估算32))l第第三三种种情情况况,,回回收收到到的的液液体体是是气气和和水水若若气气量量很很少少而而地地层层水水体体积积很很大大时时,,则则地地层层将将产产水水。
这这时时的的气气只只有有水水中中的的溶溶解解气气,,地地层层可可能能是是低低矿矿化化度度或或高高温温超超压压水水层层若若回回收收气气的的体体积积较较大大,,而而只只有有少少量量钻钻井井液液滤滤液液,,则则地地层层可可能能只只产产气气,,并并且且可可能能需需要要采采取取增增产产措措施施提提高高气气产产量量当当回回收收的的气气体体积积较较大大,,地地层层水水的的体体积积超超过过回回收收流流体总体积的体总体积的15%时,地层可能产气和产水时,地层可能产气和产水l第第四四种种情情况况,,回回收收的的液液体体是是油油、、气气、、水水都都有有地地层层产产出出的的流流体体将将取取决决于于回回收收流流体体的的相相对对数数量量当当用用2.75gal的的取取样样筒筒回回收收油油的的体体积积少少于于1000cm3时时,,产产液液类类型型取取决决于回收气量和关闭压力于回收气量和关闭压力l3)) 预计油气层产能预计油气层产能l电电缆缆地地层层测测试试器器取取样样过过程程记记录录的的流流动动压压力力、、关关闭闭压压力力和和取取样样时时间间,,配配合合样样品品分分析析的的计计量量数数据据,,可可以以对对油油气气层层比比生生产产指指数数作作出出估估计计,,再再由由地地层层厚厚度度以以及及渗渗透透率率等等数数据据,,便便可可对对油油层层的的无无阻阻敞敞喷喷流流量量和和气气层层产产量量作作出出预预计。
计 l生生产产指指数数是是对对地地层层生生产产能能力力的的表表片片许许多多油油层层在在相相当当宽宽的的产产量量范范围围内内生生产产指指数数可可以以保保持持不不变变,,因因而而确确定定生生产产指指数数后后,,便便可可直直接接根根据据生生产产压压差差估估计计油油层层产产量量但但是是,,也也有有一一些些油油层层在在高高产产量量时时,,紊紊流流和和其其它它一一些些因因素素影影响响生生产产指指数数这这部部分分油油层层按按照照线线性性关关系系估估计计产产量量便便会会造造成成误误差差电电缆缆地地层层测测试试取取样样分分析析确确定定回回收收流流体体的的体体积积后后,,除除以以取取样样时时间间可可以以求求出出取取样样期期间间的的流流量量q,,由由记记录录图图上上可可以以读读出出地地层层关关闭闭压压力力(相相当当于于地地层层静静压压)ps和和取取样样流流动动压压力力pf若若将将地地层层测测试试器器取取样样视视为为对对油油层层单单位位厚厚度度的的测测量量,,由由上上述述结结果果可可以以估估算算出出油油层层的的比比采采油油指指数,即:数,即:l比比生生产产指指数数Js是是油油田田内内进进行行各各井井比比较较时时常常用用到到的的参参数数。
若若根根据据其其它它信信息息(如如裸裸眼眼井井测测井井曲曲线线)可可以以知知道道油油层层的的有产厚度有产厚度h测试层的生产指数可按下式估计:测试层的生产指数可按下式估计: ((33))l根根据据式式(3-3-23),,了了解解油油层层的的静静压压和和采采油油指指数数后后,,要要想想预预计计油油层层产产量量,,还还必必须须知知道道井井底底流流压压井井底底流流压压不不仅仅同同油油层层有有关关,,还还同同井井内内流流体体柱柱的的静静压压、、流流动动过过程程沿沿井井眼眼的的摩摩阻阻损损失失以以及及生生产产油油嘴嘴产产生生的的回回压压等等有有关关为为简简单单起起见见,,假假定定油油井井敞敞开开,,井井口口压压力力为为大大气气压压力力;;并并且且也也不不考考虑虑流流体体沿沿井井眼眼流流动动的的摩摩阻阻损损失失以以及及油油层层污污染染影影响,可以按下式估算油层的无阻敞喷油产量:响,可以按下式估算油层的无阻敞喷油产量:式中:式中:Cq—单位换算系数;单位换算系数; Fw—产水率;产水率; Pc—井内油柱的静压力;井内油柱的静压力;((34))((35)) Fw可可按按前前述述式式(32)确确定定。
Pc与与油油层层深深度度、、油油的的密密度度和和气气油油比比有有关关,,可可以以通通过过简简单单计计算算估估计计若若Qoi用用bbl/d,,q用用cm3/s,,h用用ft,,ps、、pf、、pc用用psi表表示示,,则则换换算算系系数数Cq取值为;取值为;l若若Qoi用用m3/d,,q用用cm3/s,,h用用m,,ps、、pf、、pc用用pa表表示示,,则则Cq取值为取值为 l显显然然,,按按上上式式估估计计的的油油产产量量是是油油层层在在理理想想条条件件下下的的最最大大可可能能日日产产量量,,估估算算的的可可靠靠性性与与取取样样过过程程压压力力记记录录的的精精度度、、回回收收流流体体的的数数量量及及分分析析精精度度有有关关当当流流体体回回收收量量较较高高、、测测试试记记录录和和分分析析准准确确时时,,产产层层的的评评价价就就较较可可靠靠在在低低渗渗透透地地层层中中,,为为了了采采集集较较多多的的流流体体,,必必须须延延长长测测试试时时间间应应用用此此式式时时,,必必须须注注意意q为为取取样样过过程程的的实实际际流流量量若若取取样样筒筒已已满满,,只只用用取取样样筒筒容容积积除除以以充充满满时时间间即即为为q。
如如果果取取样样筒筒到到地地面面后后发发现现未未取取满满,,则则需需考考虑虑气气的的压压缩缩性性,,将将地地面面计计量量的的回回收收气气体体积积换换算算到到井井底底取取样样压压力力和和温温度度下下的的体体积积,,然然后后再再加加上上油油、、水水计计量量体体积积与取样时间相除以确定与取样时间相除以确定ql气气层层的的产产量量和和生生产产压压差差之之间间不不满满足足简简单单的的线线性性关关系系,,因因此此对对气气层层产产能能的的估估计计要要复复杂杂一一些些电电缆缆地地层层测测试试数数据据可可以以提提供供地地层层静静压压、、地地层层渗渗透透率率、、气气油油比比和和地地层层深深度度等等参参数数,,结结合合气气层层有有效效厚厚度度和和油油嘴嘴尺尺寸寸数数据据,,可可用用经经验验图图版版估估计计出出凝凝析析气气藏藏的的日日产产量量该该图图考考虑虑了了气气柱柱以及油管摩阻产生的压力损失,使用时需要注意以及油管摩阻产生的压力损失,使用时需要注意。

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