煤層氣井注入壓降試井的分析及應(yīng)用課件

匯報人：安杰黑龍江省煤田地質(zhì)測試研究中心，哈爾濱，中國CoalGeologyofHeilongjiangProvinceTestingResearchCenter2012.9.13煤儲層注入/壓降試井結(jié)論的分析及應(yīng)用匯報人：安杰黑龍江省煤田地質(zhì)測試研究中心，哈爾濱，中國-匯報提綱前言奇異點判識方法儲層壓力判識方法井儲系數(shù)判識方法存在的其他問題-匯報提綱前言奇異點判識方法儲層壓力判識方法井儲系數(shù)判識方法-前言試井解釋產(chǎn)量地層屬性：孔隙度、滲透率、儲層壓力、斷層、邊界等壓力響應(yīng)反求地層信息簡單的說，試井解釋的目的就是通過非直接測量（對應(yīng)產(chǎn)量變化產(chǎn)生的壓力響應(yīng)）對一個未知系統(tǒng)（井+儲層）進行描述。-前言試井解釋產(chǎn)量地層屬性：壓力響應(yīng)反求地層信息簡單的說，試-

前言因此，只要保證測試數(shù)據(jù)真實、解釋過程合理，就可以得到儲層的很多相關(guān)信息。-前言因此，只要保證測試數(shù)據(jù)真實、解釋過程合理，就可以-

前言（1）施工設(shè)計不合理、現(xiàn)場操作不規(guī)范導致錄取的數(shù)據(jù)不準確；參數(shù)參數(shù)流體粘度m井孔半徑r流體壓縮系數(shù)Cw煤層厚度h煤層壓縮系數(shù)Cf煤層中部深度D綜合壓縮系數(shù)Ct滲透率k流體密度ρw表皮系數(shù)S流體體積系數(shù)B儲層壓力Pi孔隙度ф破裂壓力Pb參數(shù)參數(shù)注入時間tinj地面最大注入壓力Pinj關(guān)井時間tfall最大注入排量qinj利用已知參數(shù)或經(jīng)驗值利用已知參數(shù)或經(jīng)驗值參數(shù)參數(shù)流體粘度m井孔半徑r流體壓縮系數(shù)Cw煤層厚度h煤層壓縮系數(shù)Cf煤層中部深度D綜合壓縮系數(shù)Ct滲透率k流體密度ρw表皮系數(shù)S流體體積系數(shù)B儲層壓力Pi孔隙度ф破裂壓力Pb利用已知參數(shù)或經(jīng)驗值利用已知參數(shù)或經(jīng)驗值最大注入排量qinj關(guān)井時間tfall地面最大注入壓力Pinj注入時間tinj參數(shù)參數(shù)-前言（1）施工設(shè)計不合理、現(xiàn)場操作不規(guī)范導致錄取的數(shù)-

前言（2）模型選擇不正確、對特征段判斷不準確導致分析的結(jié)果不準確。但如何判斷測試數(shù)據(jù)是否可靠，分析是否正確呢？-前言（2）模型選擇不正確、對特征段判斷不準確導致分析-前言奇異點分析存在的其他問題儲層壓力判識方法井儲系數(shù)判識方法匯報提綱-前言奇異點分析存在的其他問題儲層壓力判識方法井儲系數(shù)判識方-

一、用儲層壓力判斷試井分析結(jié)果煤儲層壓力pi：煤儲層壓力是指煤層孔隙中流體（包括氣體和水）的壓力。煤儲層壓力對煤層氣含量、氣體賦存狀態(tài)起著非常重要的作用，同時，儲層壓力也是水和氣體從煤層流向井筒的動能。注入/壓降試井是目前獲取煤儲層壓力的主要手段。0pHp=a+bH

同一構(gòu)造單元中（水文地質(zhì)條件、區(qū)域構(gòu)造條件相同），可以用已測試井的資料推算目標井的原始儲層壓力-一、用儲層壓力判斷試井分析結(jié)果煤儲層壓力pi：煤儲層-

一、用儲層壓力判斷試井分析結(jié)果一般通過注入/壓降試井獲取壓力曲線，在儲層呈現(xiàn)均值無限大特征的情況下，我們用直線分析法（Horner法）推導出近似于儲層壓力的外推壓力值。下面公式是典型注入/壓降曲線的井底壓力推導式：對一特定的煤層推導式可以簡化為：-一、用儲層壓力判斷試井分析結(jié)果一般通過注入/壓降試井獲取-

一、用儲層壓力判斷試井分析結(jié)果找出徑向流段外推法計算儲層壓力但由于所有的儲層都不可能是均值無限大的，所以外推壓力值偏大于真實儲層壓力值。-一、用儲層壓力判斷試井分析結(jié)果找出徑向流段外推法計-

一、用儲層壓力判斷試井分析結(jié)果

我們把實測曲線上最后一個點的壓力稱為末點壓力，在注入/壓降試井中，末點壓力和外推儲層壓力值有固定的關(guān)系：即末點壓力＞外推壓力。推導：設(shè)末點壓力為t1時刻的井底壓力，外推壓力為t2時刻的井底壓力，且已知t1<t2

；又因為為一單調(diào)減函數(shù)（復合函數(shù)內(nèi)外函數(shù)相異為單調(diào)減函數(shù)）推出Pws(t1)＞Pws(t2)-一、用儲層壓力判斷試井分析結(jié)果我們把實測曲線上最后一-

一、用儲層壓力判斷試井分析結(jié)果

應(yīng)用這個原理，可以推斷試井分析的結(jié)果是否正確。如果分析結(jié)果出現(xiàn)與上述分析相反的結(jié)論，說明分析結(jié)論是錯誤的，原因可能是徑向流段選擇不正確，也可能是模型選擇不正確?？傊治鼋Y(jié)論包括滲透率、表皮系數(shù)等參數(shù)都不能作為后期工作的參考。末點壓力12028KPa外推壓力12122KPa-一、用儲層壓力判斷試井分析結(jié)果應(yīng)用這個原理，可以-

一、用儲層壓力判斷試井分析結(jié)果在已測得邊界或復合儲層中，不能用外推壓力值替代儲層壓力。存在邊界-一、用儲層壓力判斷試井分析結(jié)果在已測得邊界或復合儲-前言奇異點判識方法儲層壓力判識方法井儲系數(shù)判識方法匯報提綱存在的其他問題-前言奇異點判識方法儲層壓力判識方法井儲系數(shù)判識方法匯報提綱-

二、井儲系數(shù)判識方法井儲效應(yīng)分為三個階段：純井筒儲積效應(yīng)期、砂面流量遞減時的過渡期和砂面流量最終為零時的井儲效應(yīng)結(jié)束期。其中，井儲系數(shù)定義了純井儲期間壓力變化的速率。-二、井儲系數(shù)判識方法井儲效應(yīng)分為三個階段：純井筒儲積-二、井儲系數(shù)判識方法井儲系數(shù)理論計算公式：就煤層氣參數(shù)井來說，井筒內(nèi)流體只有水，因此C0值為一定值，也就是說C值的大小也就表征了井筒體積的大小，因此井儲系數(shù)C值可以作為判斷井下關(guān)井和封隔器是否坐封的可靠依據(jù)。-二、井儲系數(shù)判識方法井儲系數(shù)理論計算公式：就煤層氣參數(shù)井來-二、井儲系數(shù)判識方法CS=0.0183m3/MPa上圖是某井的測試資料，該井采用井下關(guān)井，封隔器及關(guān)井閥以下井筒體積為0.366m3，水的壓縮系數(shù)為4.44×10-4MPa-1，計算出的理論井儲系數(shù)為0.000163m3/MPa，而測得的井儲系數(shù)為0.0183m3/MPa，由此可以判斷，該井在測試過程中出現(xiàn)問題，很有可能封隔器已經(jīng)失封。

此種曲線形態(tài)也可能由儲層的超低滲及變井儲等原因形成，判定方式就是看井儲系數(shù)的大小。-二、井儲系數(shù)判識方法CS=0.0183m3/MPa上圖是-前言奇異點判識方法儲層壓力判識方法井儲系數(shù)判識方法匯報提綱存在的其他問題-前言奇異點判識方法儲層壓力判識方法井儲系數(shù)判識方法匯報提綱-三、奇異點分析abcd注入/壓降過程液柱高度變化引起的壓力變化關(guān)系:

P----井底壓力

Pw----滿井筒水柱壓力

PL----液面平衡壓力

PH----井口壓力-三、奇異點分析a-

三、奇異點分析這是一個典型的井下關(guān)井失敗導致管柱液面達到井口平衡壓力點時的雙對數(shù)圖。井儲系數(shù)按變液面公式計算。公式為：當管柱中充滿液體，計算出的井儲參數(shù)為此時不能解釋為封閉邊界不能解釋為封閉邊界-三、奇異點分析這是一個典型的井下關(guān)井失敗導致管柱液面-三、奇異點分析井口平衡壓力點井口平衡壓力點對應(yīng)的關(guān)井時間一致-三、奇異點分析井口平衡壓力點井口平衡壓力點對應(yīng)的關(guān)井時間一-三、奇異點分析另外，由于煤巖具有彈塑性。當注入水對其加壓時，部分能量被吸收而形成塑性變形，達到所謂的“液面平衡壓力點”。特別當注入水量較少時，極易達到此種平衡壓力點。平衡壓力點該井12小時注水量僅為0.007m3平衡壓力點對應(yīng)的關(guān)井時間一致-三、奇異點分析另外，由于煤巖具有彈塑性。當注入水對其加壓時-三、奇異點分析

之前，我們也見過很多類似的試井資料，但解釋人員都解釋為具有“定壓邊界”的穩(wěn)定流，其實這是不對的。因為煤儲層不同于常規(guī)油氣藏，煤層外圍不會產(chǎn)生比水流動能力更強的驅(qū)動介質(zhì)，因此也不會出現(xiàn)所謂的“定壓邊界”。平衡壓力點，不能解釋為定壓邊界！-三、奇異點分析之前，我們也見過很多類似的試井資料，但解釋-前言奇異點判識方法儲層壓力判識方法井儲系數(shù)判識方法匯報提綱存在的其他問題-前言奇異點判識方法儲層壓力判識方法井儲系數(shù)判識方法匯報提綱-四、試井分析中存在的問題1鉆井后，由于井筒周圍的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化，應(yīng)力在井筒周圍集中，應(yīng)力變化的直接效應(yīng)導致井筒周圍的滲透率變小；2泥漿的污染：尤其是裂隙較發(fā)育的煤層，井筒周圍滲透率的變小尤其明顯。距井眼的距離滲透率K-四、試井分析中存在的問題1鉆井后，由于井筒周圍的應(yīng)力狀-四、試井分析中存在的問題滲透率大，應(yīng)力小，主要受污染影響，表現(xiàn)出徑向復合特征。最小應(yīng)力27MPa，有效應(yīng)力18MPa，滲透率小，測試半徑很小，穿不過“污染帶”，不能反映地層真實特征-四、試井分析中存在的問題滲透率大，應(yīng)力小，主要受污染影響，-

請批評指正！-請批評指正！匯報人：安杰黑龍江省煤田地質(zhì)測試研究中心，哈爾濱，中國CoalGeologyofHeilongjiangProvinceTestingResearchCenter2012.9.13煤儲層注入/壓降試井結(jié)論的分析及應(yīng)用匯報人：安杰黑龍江省煤田地質(zhì)測試研究中心，哈爾濱，中國-匯報提綱前言奇異點判識方法儲層壓力判識方法井儲系數(shù)判識方法存在的其他問題-匯報提綱前言奇異點判識方法儲層壓力判識方法井儲系數(shù)判識方法-前言試井解釋產(chǎn)量地層屬性：孔隙度、滲透率、儲層壓力、斷層、邊界等壓力響應(yīng)反求地層信息簡單的說，試井解釋的目的就是通過非直接測量（對應(yīng)產(chǎn)量變化產(chǎn)生的壓力響應(yīng)）對一個未知系統(tǒng)（井+儲層）進行描述。-前言試井解釋產(chǎn)量地層屬性：壓力響應(yīng)反求地層信息簡單的說，試-

前言因此，只要保證測試數(shù)據(jù)真實、解釋過程合理，就可以得到儲層的很多相關(guān)信息。-前言因此，只要保證測試數(shù)據(jù)真實、解釋過程合理，就可以-

前言（1）施工設(shè)計不合理、現(xiàn)場操作不規(guī)范導致錄取的數(shù)據(jù)不準確；參數(shù)參數(shù)流體粘度m井孔半徑r流體壓縮系數(shù)Cw煤層厚度h煤層壓縮系數(shù)Cf煤層中部深度D綜合壓縮系數(shù)Ct滲透率k流體密度ρw表皮系數(shù)S流體體積系數(shù)B儲層壓力Pi孔隙度ф破裂壓力Pb參數(shù)參數(shù)注入時間tinj地面最大注入壓力Pinj關(guān)井時間tfall最大注入排量qinj利用已知參數(shù)或經(jīng)驗值利用已知參數(shù)或經(jīng)驗值參數(shù)參數(shù)流體粘度m井孔半徑r流體壓縮系數(shù)Cw煤層厚度h煤層壓縮系數(shù)Cf煤層中部深度D綜合壓縮系數(shù)Ct滲透率k流體密度ρw表皮系數(shù)S流體體積系數(shù)B儲層壓力Pi孔隙度ф破裂壓力Pb利用已知參數(shù)或經(jīng)驗值利用已知參數(shù)或經(jīng)驗值最大注入排量qinj關(guān)井時間tfall地面最大注入壓力Pinj注入時間tinj參數(shù)參數(shù)-前言（1）施工設(shè)計不合理、現(xiàn)場操作不規(guī)范導致錄取的數(shù)-

前言（2）模型選擇不正確、對特征段判斷不準確導致分析的結(jié)果不準確。但如何判斷測試數(shù)據(jù)是否可靠，分析是否正確呢？-前言（2）模型選擇不正確、對特征段判斷不準確導致分析-前言奇異點分析存在的其他問題儲層壓力判識方法井儲系數(shù)判識方法匯報提綱-前言奇異點分析存在的其他問題儲層壓力判識方法井儲系數(shù)判識方-

一、用儲層壓力判斷試井分析結(jié)果煤儲層壓力pi：煤儲層壓力是指煤層孔隙中流體（包括氣體和水）的壓力。煤儲層壓力對煤層氣含量、氣體賦存狀態(tài)起著非常重要的作用，同時，儲層壓力也是水和氣體從煤層流向井筒的動能。注入/壓降試井是目前獲取煤儲層壓力的主要手段。0pHp=a+bH

同一構(gòu)造單元中（水文地質(zhì)條件、區(qū)域構(gòu)造條件相同），可以用已測試井的資料推算目標井的原始儲層壓力-一、用儲層壓力判斷試井分析結(jié)果煤儲層壓力pi：煤儲層-

一、用儲層壓力判斷試井分析結(jié)果一般通過注入/壓降試井獲取壓力曲線，在儲層呈現(xiàn)均值無限大特征的情況下，我們用直線分析法（Horner法）推導出近似于儲層壓力的外推壓力值。下面公式是典型注入/壓降曲線的井底壓力推導式：對一特定的煤層推導式可以簡化為：-一、用儲層壓力判斷試井分析結(jié)果一般通過注入/壓降試井獲取-

一、用儲層壓力判斷試井分析結(jié)果找出徑向流段外推法計算儲層壓力但由于所有的儲層都不可能是均值無限大的，所以外推壓力值偏大于真實儲層壓力值。-一、用儲層壓力判斷試井分析結(jié)果找出徑向流段外推法計-

一、用儲層壓力判斷試井分析結(jié)果

我們把實測曲線上最后一個點的壓力稱為末點壓力，在注入/壓降試井中，末點壓力和外推儲層壓力值有固定的關(guān)系：即末點壓力＞外推壓力。推導：設(shè)末點壓力為t1時刻的井底壓力，外推壓力為t2時刻的井底壓力，且已知t1<t2

；又因為為一單調(diào)減函數(shù)（復合函數(shù)內(nèi)外函數(shù)相異為單調(diào)減函數(shù)）推出Pws(t1)＞Pws(t2)-一、用儲層壓力判斷試井分析結(jié)果我們把實測曲線上最后一-

一、用儲層壓力判斷試井分析結(jié)果

應(yīng)用這個原理，可以推斷試井分析的結(jié)果是否正確。如果分析結(jié)果出現(xiàn)與上述分析相反的結(jié)論，說明分析結(jié)論是錯誤的，原因可能是徑向流段選擇不正確，也可能是模型選擇不正確?？傊?，分析結(jié)論包括滲透率、表皮系數(shù)等參數(shù)都不能作為后期工作的參考。末點壓力12028KPa外推壓力12122KPa-一、用儲層壓力判斷試井分析結(jié)果應(yīng)用這個原理，可以-

一、用儲層壓力判斷試井分析結(jié)果在已測得邊界或復合儲層中，不能用外推壓力值替代儲層壓力。存在邊界-一、用儲層壓力判斷試井分析結(jié)果在已測得邊界或復合儲-前言奇異點判識方法儲層壓力判識方法井儲系數(shù)判識方法匯報提綱存在的其他問題-前言奇異點判識方法儲層壓力判識方法井儲系數(shù)判識方法匯報提綱-

二、井儲系數(shù)判識方法井儲效應(yīng)分為三個階段：純井筒儲積效應(yīng)期、砂面流量遞減時的過渡期和砂面流量最終為零時的井儲效應(yīng)結(jié)束期。其中，井儲系數(shù)定義了純井儲期間壓力變化的速率。-二、井儲系數(shù)判識方法井儲效應(yīng)分為三個階段：純井筒儲積-二、井儲系數(shù)判識方法井儲系數(shù)理論計算公式：就煤層氣參數(shù)井來說，井筒內(nèi)流體只有水，因此C0值為一定值，也就是說C值的大小也就表征了井筒體積的大小，因此井儲系數(shù)C值可以作為判斷井下關(guān)井和封隔器是否坐封的可靠依據(jù)。-二、井儲系數(shù)判識方法井儲系數(shù)理論計算公式：就煤層氣參數(shù)井來-二、井儲系數(shù)判識方法CS=0.0183m3/MPa上圖是某井的測試資料，該井采用井下關(guān)井，封隔器及關(guān)井閥以下井筒體積為0.366m3，水的壓縮系數(shù)為4.44×10-4MPa-1，計算出的理論井儲系數(shù)為0.000163m3/MPa，而測得的井儲系數(shù)為0.0183m3/MPa，由此可以判斷，該井在測試過程中出現(xiàn)問題，很有可能封隔器已經(jīng)失封。

此種曲線形態(tài)也可能由儲層的超低滲及變井儲等原因形成，判定方式就是看井儲系數(shù)的大小。-二、井儲系數(shù)判識方法CS=0.0183m3/MPa上圖是-前言奇異點判識方法儲層壓力判識方法井儲系數(shù)判識方法匯報提綱存在的其他問題-前言奇異點判識方法儲層壓力判識方法井儲系數(shù)判識方法匯報提綱-三、奇異點分析abcd注入/壓降過程液柱高度變化引起的壓力變化關(guān)系:

P----井底壓力

Pw----滿井筒水柱壓力

PL----液面平衡壓力

PH----井口壓力-三、奇異點分析a-

三、奇異點分析這是一個典型的井下關(guān)井失敗導致管柱液面達到井口平衡壓力點時的雙對數(shù)圖。井儲系數(shù)按變液面公式計算。公式為：當管柱中充滿液體，計算出的井儲參數(shù)為此時不能解釋為封閉邊界不能解釋為封閉邊界-三、奇異點分析這是一個典型的井下關(guān)井失敗導致管柱液面-三、奇異點分析井口平衡壓力點井口平衡壓力點