二流量试井技术

抽油井二流量试井技术一、前言二、技术原理三、测试工艺技术四、二流量试井资料解释五、现场测试与应用六、经济效益分析七、结论和认识八、实测资料对比由于油田特定的地质条件，用常规的试井方法测试时间很长，难于获得径向流直线段；测试工艺不能满足低渗透油藏的要求，存在关井时间长、测试时间长。在油田生产过程中，尽管采用了许多方法测取抽油井的地层压力等地层参数，比如测（压力或液面）恢复、环空测试、起泵测压，测试时都需要关井停产而影响产量。由于抽油机井特定的机、杆、泵的影响，往往造成测压难，测地层压力更难，无法获得动态的地层参数。另外，对于某些原因不能关井的抽油井，便无法用关井测恢复的方法进行。抽油井二流量试井技术较好地解决了求取地层参数与原油生产之间的矛盾，开辟了抽油机井测压新途径，是油井在测试工艺上的一大突破。一、前言抽油井二流量试井根据弹性不稳定渗流理论，利用实测环空液面(或井底压力)和套压变化资料，经过适当的数学处理，以获得该井排驱面积范围内的油层参数与有关的地质特征信息，为抽油井优化最佳工作制度和开发好油田提供依据。当油井生产或改变一次流量连续观测井底压力，就会发现油层压力将发生有规律的变化，并且像水波似地向各方向传扩，在波及范围内，压力对各点油层的微观与宏观结构作一次扫描，依据获取的扫描信息，就可以判断扫描范围内的宏观特征及有关参数。前言关井测试影响产量，由于生产任务紧张，生产管理者不能接受这种测试工艺，另外，对于某些原因不能关井的气，便无法用关井测恢复的方法进行。二流量试井的目的：（1）缩短试井测试时间；（2）能准确地获得低渗透气田的地层压力、地层参数，以及有关油藏边界信息；（3）了解储层污染程度和渗流特征，验证构造及工艺措施效果；前言（4）为编制油井开发方案、合理工作制度提供资料；（5）为油田开采工艺技术的选择、选井选层进行动态监测等方面提供可靠依据。针对油井的生产的特点，形成新型测试配套技术，及时掌握和研究分析油井的地层压力、地层参数等资料，选择合理的生产参数，使油田得以高效经济开发，对油田持续稳产和发展具有现实意义。前言油套环空中流体可分为天然气柱、油气柱和三相流段。天然气柱和油气柱间存在液面位置，通过环空测试，测得液面深度，而后近似地按照三段分布处理。Pg－液面（气柱与油柱界面）处的压力分别求取Pg、油气柱压差△POg、混合段的压差△Pl，从而得到井底流压。１、井底流压计算－三段法计算井底流压技术原理logwfPgPPP1）拟液面处的压力在环空中取一微小气柱段进行研究，通过建立热力学方程、状态方程以及环空中拟液面的运动微分方程联立求解得：)/(0342.0TzHcggfePPPc－井口套压，MPaHf－液面深度，mT—气柱段平均温度，kZ—气柱段平均温度、平均压力下的压缩因子。压缩因子为温度、压力的函数，且温度又随深度而变化，通过迭代法求解。一小段气柱技术原理2）油柱压差的计算虽然油柱密度在各个深度上因压力的不同而不同，但在某一较小的深度范围内，其密度可视为常数，通过建立微积分方程求解。niioginioiHHogohgPdhgPif11密度是深度的函数，通过迭代法求解。一小段油柱技术原理3）液柱压差的计算当油管未下至油层中部时，在油管进油口至油层中部之间，将依据其液柱内的压力是否高于泡点压力，呈现油水或油气水混合物的流动，通过Beggs-Brill方程求解。dPdhggfGVgdVVgPcmmmmcmmsgcsin21技术原理根据油藏水动力学原理，当一口井改变工作制度时，将引起井底压力和井周围附近地层压力变化，这种压力变化的过程反映了地层和流体性质以及井泄油面积的内外边界情况。由迭加原理可知，关井只不过是改变油井工作制度的一种方式，如果不关井只改变工作制度，连续测取井底压力随时间的变化（或环空液面变化），将资料整理分析，同样能得到和关井压力恢复等效的分析资料。为油井优化最佳工作制度和开发好油田提供依据。二、技术原理２、试井分析原理从事不稳定试井理论研究的众多学者为我们提供了多孔介质不稳定渗流方程，以及在各种条件下的解，从应用的角度出发，为了避免关井时间过长而使产量受到损失,普通抽油井或者由于技术原因不允许关井的油井测压，采用二流量测试是一种比较理想的测压方式。技术原理对于二产量试井来说，当油井以产量q1生产t1时，改变气井生产参数变化到q2，并生产了Δt时间，当考虑相应的初始条件以及边界条件，应用叠加原理井中压降由第一产量继续影响造成的压降与第二产量变化叠加的影响所造成的压降之和构成，即：技术原理2、二流量试井分析－常规试井分析方法sqmtqqttqmtpppwsi2211')lg()()lg(')(井底压力与流量随时间变化曲线技术原理现场情况很难知道Pi，必须找出的关系式。采用压差的形式，需推导当第一个产量q1结束时即tp时刻开始的压差表达式)0()(twswsptpp])[lg('1)0(stqmPPiptws)(')lg()()lg('21211qqsmtqqtttqmppp消去pi得到:技术原理技术原理对上式做线性分析，得到油井不停产二流量测试资料曲线如下示意图：)lg()()lg(211tqqtttqpp确定斜率：KhBm310121.2通过斜率m’，可求出地层系数Kh，流动系数，地层有效渗透率k,KhmBKh310121.2mBKh310121.2hmBK310121.2技术原理表皮系数由下式确定：在变产量迭加情况下，无法采用常规霍纳法的外推采用计算法：井筒效应结束时间：gtWwskhCVSt/)'55.0564.2(是未知的，在计算分析中，先假定一个径向流开始点t(A1)，将由此算出的值代入上述公式式求出tws，然后比较｜t(A1)－tws｜＜ε，若满足预定精度，则选择的开始点正确，否定重新选择，直到满足预定精度ε为止。gkh/技术原理srcktqmppwtptws869.09077.0lg21)0(*9077.0lg)(151.12211wthrckqqmps2、二流量试井分析－现代试井图板拟合方法利用压力迭加原理，考虑一口井以流量q1生产t1时间，流量从q1变到q2，其压力动态由二个产量解的线性组合描述，二流量无因次井底压力为：R－二个流量比，R＝q2/q1，二流量理论图版与第一流量生产时间和二个流量比R有关。如果第一流量生产时间很长，则只与二个流量比R有关。])([)()()1()(11DDDDDDDDDDDWDCttPCtPCtPRCtP技术原理技术原理二流量现代试井理论图版油气藏基础模型考虑了(1)均质；(2)双孔介质；(3)复合；(４)裂缝；(５)双渗透率油藏模型。内边界分：表皮+井筒储容；变存储模型。外边界分：无限大油藏；定压油藏；封闭油藏；组合边界。从而从整体出发，在系统分析的基础上正确识别测试曲线，采用多种分析方法，取得一致结果，使用微机匹配技术解释试井实测曲线，使解释的地质参数和油田生产实际进一步吻合。四、二流量试井资料解释油井二流量试井分析以PwD，/为纵座标，以为横座标的双对数二流量理论图版再以实测数据作ΔP，与Δt的双对数图拟合时采用计算机可视化图形拖动自动调整参数，容易得到唯一的拟合，选择匹配点M后，可计算出流动系数、地层系数kh、有效参透率k。])([RtttDDDDDWDCtPDDCttp])([11Rttt技术原理历史拟合：实际产量和生产时间等资料进行数值模拟,得到理论计算压力变化曲线，再与实测压力变化曲线相拟合即历史拟合，如果拟合得好说明解释模型与计算参数是可靠。为此在此基础上，从解释方法上进一步完善提高，探索了不关井恢复1)导数曲线与典型曲线拟合；（2)时间叠加曲线；(3)无因次拟合曲线；(4)历史拟合检验曲线几种现代试井方法比较分析。技术原理３、单井产能(IPR)预测方法油井的目前地层压力、流压、地层参数、单井无阻流量，是进一步优化油井生产方案，获得稳定产气量的重要技术参数。通过油井二流量试井计算得到了地层压力、测取了油井稳定产量和相应的井底流压，即可计算该井的绝对无阻流量和预测油井的流入动态。技术原理技术原理三、测试工艺技术测基准液面监测2小时的动液面、套压变化，井口波、接箍波、液面波清晰可辩；短时停机关井（或变频率调参）；调工作参数；将抽油机冲次下调一半左右或减小冲程（产量变为Q2），并连续监测液面和套压变化资料，记录调参数前后的产量、气油比和含水等资料；连续监测：依设计要求在Q2产量下连续监测动液面、套压变化，量油取得产液量、含水、气油比，测试过程中注意观察液面、套压随时间变化规律，前后二次测试液面变化不大于5米时监测结束；监测结果前手动测液面一次，复制一份测试记录；1、现场测试工艺步骤测试工艺技术2、抽油井二流量试井工艺连接图液面监测仪调换皮带轮这是一种新型的采用回声测深原理自动测试套压、液面连续变化的仪器。测试过程在计算机控制下定时发声，采样密度预先在操作面板设定。测试有三种输入方式（音标、接箍、声速），测试中找准基准液面波是测试工作中极为重要的一环。３、主要设备－液面自动监测仪技术指标液面测深范围：10～2000m，精度：0.5%；套压测量范围：0～8MPa，精度：0.5%F·S；时间误差：≤20s/d。测试工艺技术４、适用条件油井日产液量≥3t/d；生产气油比150m3/t；井口套压≤8MPa;液面≤2000m,能测出基准液面的井。2010年5月－7月开展抽油井二流量试井4井次(姚2-19、姚6-13、冯48-57、姚08-27等）)，取得了地层压力、流压、平均渗透率、表皮系数、采液指数、无阻流量等多项地层参数。测试不仅减小了因关井测压造成的产量损失，又缩短了测试时间，为油井开发提供了有价值的地层参数，为进一步优化抽油井设计方案，了解油井目前工况，选择合理工作制度提供了科学的依据，取得关井测试等效的资料,单井平均减少因测试造成的产气量损失３0吨以上，同时为油田开发提供重要依据。五、现场测试与应用现场测试与应用井号妖2-19井类别抽油井层位油层段（m）孔隙度（%）射孔段（m）有效厚度（m）长82561.0-2567.012.022561.0-2567.018.0生产时间一直稳定生产原工作制度Φ32×3.0×5×2273.59日产液量:6.21m3第二制度Φ32×3.0×2×2273.59日产液量：3.73m3液面2025m含水26.3%测试时间2010年5月28日-6月8日测试类型二流量试井仪器型号ZJY-3型液面自动监测仪现场测试与应用现场测试与应用参数名称参数值纲量地层系数2.23310-3μm2.m有效渗透率0.12410-3μm2井筒储存系数2.97m3/MPa表皮系数0流动压力4.410MPa测试末点压力11.135MPa地层压力20.178MPa生产压差15.768MPa采液指数0.394m3/(d.MPa)压力系数0.79现场测试与应用2、储层分析评价（1）从该井双对数曲线早期段来看具有变井储特征，井储效应结束后，压力和压力导数曲线沿斜率1/4向上攀升，反映了储层具有裂缝的特征，计算的裂缝半长38.7米，裂缝导流能力有限（2）分析的表皮系数0，近井地带储层完善。（3）压力系数为0.79，属常压油藏。分析计算的有效渗透率为0.394×10-3µm2，属超低渗透油藏。经过分析认为，该井试井资料解释选用变井储+表皮+有限导流+均质油藏+无限大模型较为合适。3、建议：从该井测试期间的液面、泵挂深度以及压力资料情况看，该井具有一定供液能力，但产能有限。分析原因，主要是地层渗透率低，近井物性较差，若要进一步提高单井产能，进行储层改造措施。现场测试与应用井号姚6-13井类别抽油井层位油层段（m）孔隙度（%）射孔段（m）