试井基础理论讲述.ppt

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试井基础理论讲述

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

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