二流量試井技術

抽油井二流量試井技術

一、前言二、技術原理三、測試工藝技術四、二流量試井資料解釋五、現(xiàn)場測試與應用六、經(jīng)濟效益分析七、結論和認識八、實測資料對比

由于油田特定的地質條件，用常規(guī)的試井方法測試時間很長，難于獲得徑向流直線段；測試工藝不能滿足低滲透油藏的要求，存在關井時間長、測試時間長。在油田生產過程中，盡管采用了許多方法測取抽油井的地層壓力等地層參數(shù)，比如測（壓力或液面）恢復、環(huán)空測試、起泵測壓，測試時都需要關井停產而影響產量。由于抽油機井特定的機、桿、泵的影響，往往造成測壓難，測地層壓力更難，無法獲得動態(tài)的地層參數(shù)。另外，對于某些原因不能關井的抽油井，便無法用關井測恢復的方法進行。抽油井二流量試井技術較好地解決了求取地層參數(shù)與原油生產之間的矛盾，開辟了抽油機井測壓新途徑，是油井在測試工藝上的一大突破。一、前言

抽油井二流量試井根據(jù)彈性不穩(wěn)定滲流理論，利用實測環(huán)空液面(或井底壓力)和套壓變化資料，經(jīng)過適當?shù)臄?shù)學處理，以獲得該井排驅面積范圍內的油層參數(shù)與有關的地質特征信息，為抽油井優(yōu)化最佳工作制度和開發(fā)好油田提供依據(jù)。當油井生產或改變一次流量連續(xù)觀測井底壓力，就會發(fā)現(xiàn)油層壓力將發(fā)生有規(guī)律的變化，并且像水波似地向各方向傳擴，在波及范圍內，壓力對各點油層的微觀與宏觀結構作一次掃描，依據(jù)獲取的掃描信息，就可以判斷掃描范圍內的宏觀特征及有關參數(shù)。

前言關井測試影響產量，由于生產任務緊張，生產管理者不能接受這種測試工藝，另外，對于某些原因不能關井的氣，便無法用關井測恢復的方法進行。二流量試井的目的：（1）縮短試井測試時間；（2）能準確地獲得低滲透氣田的地層壓力、地層參數(shù)，以及有關油藏邊界信息；（3）了解儲層污染程度和滲流特征，驗證構造及工藝措施效果；前言

（4）為編制油井開發(fā)方案、合理工作制度提供資料；（5）為油田開采工藝技術的選擇、選井選層進行動態(tài)監(jiān)測等方面提供可靠依據(jù)。針對油井的生產的特點，形成新型測試配套技術，及時掌握和研究分析油井的地層壓力、地層參數(shù)等資料，選擇合理的生產參數(shù)，使油田得以高效經(jīng)濟開發(fā)，對油田持續(xù)穩(wěn)產和發(fā)展具有現(xiàn)實意義。前言

油套環(huán)空中流體可分為天然氣柱、油氣柱和三相流段。天然氣柱和油氣柱間存在液面位置，通過環(huán)空測試，測得液面深度，而后近似地按照三段分布處理。Pg－液面（氣柱與油柱界面）處的壓力分別求取Pg、油氣柱壓差△POg、混合段的壓差△Pl，從而得到井底流壓。１、井底流壓計算－三段法計算井底流壓技術原理1）擬液面處的壓力

在環(huán)空中取一微小氣柱段進行研究，通過建立熱力學方程、狀態(tài)方程以及環(huán)空中擬液面的運動微分方程聯(lián)立求解得：Pc－井口套壓，MPaHf－液面深度，mT—氣柱段平均溫度，kZ—氣柱段平均溫度、平均壓力下的壓縮因子。壓縮因子為溫度、壓力的函數(shù)，且溫度又隨深度而變化，通過迭代法求解。

一小段氣柱技術原理2）油柱壓差的計算

雖然油柱密度在各個深度上因壓力的不同而不同，但在某一較小的深度范圍內，其密度可視為常數(shù)，通過建立微積分方程求解。密度是深度的函數(shù)，通過迭代法求解。一小段油柱技術原理3）液柱壓差的計算

當油管未下至油層中部時，在油管進油口至油層中部之間，將依據(jù)其液柱內的壓力是否高于泡點壓力，呈現(xiàn)油水或油氣水混合物的流動，通過Beggs-Brill方程求解。技術原理

根據(jù)油藏水動力學原理，當一口井改變工作制度時，將引起井底壓力和井周圍附近地層壓力變化，這種壓力變化的過程反映了地層和流體性質以及井泄油面積的內外邊界情況。由迭加原理可知，關井只不過是改變油井工作制度的一種方式

，如果不關井只改變工作制度，連續(xù)測取井底壓力隨時間的變化（或環(huán)空液面變化），將資料整理分析，同樣能得到和關井壓力恢復等效的分析資料。為油井優(yōu)化最佳工作制度和開發(fā)好油田提供依據(jù)。

二、技術原理２、試井分析原理

從事不穩(wěn)定試井理論研究的眾多學者為我們提供了多孔介質不穩(wěn)定滲流方程，以及在各種條件下的解，從應用的角度出發(fā)，為了避免關井時間過長而使產量受到損失,普通抽油井或者由于技術原因不允許關井的油井測壓，采用二流量測試是一種比較理想的測壓方式。

技術原理

對于二產量試井來說，當油井以產量q1生產t1時，改變氣井生產參數(shù)變化到q2，并生產了Δt時間，當考慮相應的初始條件以及邊界條件，應用疊加原理井中壓降由第一產量繼續(xù)影響造成的壓降與第二產量變化疊加的影響所造成的壓降之和構成，即：技術原理2、二流量試井分析－常規(guī)試井分析方法井底壓力與流量隨時間變化曲線

技術原理現(xiàn)場情況很難知道Pi，必須找出的關系式。采用壓差的形式，需推導當?shù)谝粋€產量q1結束時即tp時刻開始的壓差表達式消去pi得到:技術原理技術原理對上式做線性分析，得到油井不停產二流量測試資料曲線如下示意圖：

確定斜率：

通過斜率m’，可求出地層系數(shù)Kh，流動系數(shù)，地層有效滲透率k,

技術原理表皮系數(shù)由下式確定：

在變產量迭加情況下，無法采用常規(guī)霍納法的外推采用計算法：

井筒效應結束時間：

是未知的，在計算分析中，先假定一個徑向流開始點t(A1)，將由此算出的值代入上述公式式求出tws，然后比較｜t(A1)－tws｜＜ε，若滿足預定精度，則選擇的開始點正確，否定重新選擇，直到滿足預定精度ε為止。

技術原理2、二流量試井分析－現(xiàn)代試井圖板擬合方法

利用壓力迭加原理，考慮一口井以流量q1生產t1時間，流量從q1變到q2，其壓力動態(tài)由二個產量解的線性組合描述，二流量無因次井底壓力為：

R－二個流量比，R＝q2/q1，二流量理論圖版與第一流量生產時間和二個流量比R有關。如果第一流量生產時間很長，則只與二個流量比R有關。

技術原理技術原理二流量現(xiàn)代試井理論圖版

油氣藏基礎模型考慮了(1)均質；(2)雙孔介質；(3)復合；(４)裂縫；(５)雙滲透率油藏模型。內邊界分：表皮+井筒儲容；變存儲模型。外邊界分：無限大油藏；定壓油藏；封閉油藏；組合邊界。從而從整體出發(fā)，在系統(tǒng)分析的基礎上正確識別測試曲線，采用多種分析方法，取得一致結果，使用微機匹配技術解釋試井實測曲線，使解釋的地質參數(shù)和油田生產實際進一步吻合。四、二流量試井資料解釋油井二流量試井分析以

PwD，/為縱座標，以為橫座標的雙對數(shù)二流量理論圖版再以實測數(shù)據(jù)作ΔP，與Δt的雙對數(shù)圖擬合時采用計算機可視化圖形拖動自動調整參數(shù)，容易得到唯一的擬合，選擇匹配點M后，可計算出流動系數(shù)、地層系數(shù)kh、有效參透率k。

技術原理

歷史擬合：實際產量和生產時間等資料進行數(shù)值模擬,得到理論計算壓力變化曲線，再與實測壓力變化曲線相擬合即歷史擬合，如果擬合得好說明解釋模型與計算參數(shù)是可靠。為此在此基礎上，從解釋方法上進一步完善提高，探索了不關井恢復1)導數(shù)曲線與典型曲線擬合；（2)時間疊加曲線；(3)無因次擬合曲線；(4)歷史擬合檢驗曲線幾種現(xiàn)代試井方法比較分析。技術原理

３、單井產能(IPR)預測方法油井的目前地層壓力、流壓、地層參數(shù)、單井無阻流量，是進一步優(yōu)化油井生產方案，獲得穩(wěn)定產氣量的重要技術參數(shù)。通過油井二流量試井計算得到了地層壓力、測取了油井穩(wěn)定產量和相應的井底流壓，即可計算該井的絕對無阻流量和預測油井的流入動態(tài)。技術原理技術原理三、測試工藝技術測基準液面監(jiān)測2小時的動液面、套壓變化，井口波、接箍波、液面波清晰可辯；短時停機關井（或變頻率調參）；調工作參數(shù)；將抽油機沖次下調一半左右或減小沖程（產量變?yōu)镼2），并連續(xù)監(jiān)測液面和套壓變化資料，記錄調參數(shù)前后的產量、氣油比和含水等資料；連續(xù)監(jiān)測：依設計要求在Q2產量下連續(xù)監(jiān)測動液面、套壓變化，量油取得產液量、含水、氣油比，測試過程中注意觀察液面、套壓隨時間變化規(guī)律，前后二次測試液面變化不大于5米時監(jiān)測結束；監(jiān)測結果前手動測液面一次，復制一份測試記錄；1、現(xiàn)場測試工藝步驟測試工藝技術2、抽油井二流量試井工藝連接圖液面監(jiān)測儀調換皮帶輪

這是一種新型的采用回聲測深原理自動測試套壓、液面連續(xù)變化的儀器。測試過程在計算機控制下定時發(fā)聲，采樣密度預先在操作面板設定。測試有三種輸入方式（音標、接箍、聲速），測試中找準基準液面波是測試工作中極為重要的一環(huán)。３、主要設備－液面自動監(jiān)測儀技術指標液面測深范圍：10～2000m，精度：0.5%；套壓測量范圍：0～8MPa，精度：0.5%F·S；時間誤差：≤20s/d。測試工藝技術４、適用條件油井日產液量≥3t/d；生產氣油比<150m3/t；井口套壓≤8MPa;液面≤2000m,能測出基準液面的井。

2010年5月－7月開展抽油井二流量試井4井次(姚2-19、姚6-13、馮48-57、姚08-27等）)，取得了地層壓力、流壓、平均滲透率、表皮系數(shù)、采液指數(shù)、無阻流量等多項地層參數(shù)。測試不僅減小了因關井測壓造成的產量損失，又縮短了測試時間，為油井開發(fā)提供了有價值的地層參數(shù)，為進一步優(yōu)化抽油井設計方案，了解油井目前工況，選擇合理工作制度提供了科學的依據(jù)，取得關井測試等效的資料,單井平均減少因測試造成的產氣量損失３0噸以上，同時為油田開發(fā)提供重要依據(jù)。五、現(xiàn)場測試與應用現(xiàn)場測試與應用井號妖2-19井類別抽油井層位油層段（m）孔隙度（%）射孔段（m）有效厚度（m）長82561.0-2567.012.022561.0-2567.018.0生產時間一直穩(wěn)定生產原工作制度Φ32×3.0×5×2273.59日產液量:6.21m3第二制度Φ32×3.0×2×2273.59日產液量：3.73m3液面2025m含水26.3%測試時間2010年5月28日-6月8日測試類型二流量試井儀器型號ZJY-3型液面自動監(jiān)測儀現(xiàn)場測試與應用現(xiàn)場測試與應用參數(shù)名稱參數(shù)值綱量地層系數(shù)2.23310-3μm2.m有效滲透率0.12410-3μm2井筒儲存系數(shù)2.97m3/MPa表皮系數(shù)0

流動壓力4.410MPa測試末點壓力11.135MPa地層壓力20.178MPa生產壓差15.768MPa采液指數(shù)0.394m3/(d.MPa)壓力系數(shù)0.79現(xiàn)場測試與應用2、儲層分析評價（1）從該井雙對數(shù)曲線早期段來看具有變井儲特征，井儲效應結束后，壓力和壓力導數(shù)曲線沿斜率1/4向上攀升，反映了儲層具有裂縫的特征，計算的裂縫半長38.7米，裂縫導流能力有限（2）分析的表皮系數(shù)0，近井地帶儲層完善。（3）壓力系數(shù)為0.79，屬常壓油藏。分析計算的有效滲透率為0.394×10-3μm2，屬超低滲透油藏。經(jīng)過分析認為，該井試井資料解釋選用變井儲+表皮+有限導流+均質油藏+無限大模型較為合適。3、建議：從該井測試期間的液面、泵掛深度以及壓力資料情況看，該井具有一定供液能力，但產能有限。分析原因，主要是地層滲透率低，近井物性較差，若要進一步提高單井產能，進行儲層改造措施?，F(xiàn)場測試與應用井號姚6-13井類別抽油井層位油層段（m）孔隙度（%）射孔段（m）有效厚度（m）長82567.5-2584.012.02569.0-2575.06.0生產時間一直穩(wěn)定生產原工作制度Φ38×3.0×5×2295.39日產液量:1.68m3第二制度Φ38×3.0×2×2295.39日產液量：0.43m3液面/套壓2318m/0.629MPa含水8%測試時間2010年7月20日-7月28日測試類型二流量試井儀器型號ZJY-3型液面自動監(jiān)測儀現(xiàn)場測試與應用現(xiàn)場測試與應用現(xiàn)場測試與應用參數(shù)名稱參數(shù)值綱量地層系數(shù)7.81710-3μm2.m有效滲透率1.30310-3μm2井筒儲存系數(shù)2.376m3/MPa表皮系數(shù)-4.7

流動壓力2.907MPa測試末點壓力4.204MPa地層壓力5.701MPa生產壓差2.794MPa采液指數(shù)0.6013m3/(d.MPa)壓力系數(shù)0.22現(xiàn)場測試與應用井號馮48-57井類別抽油井生產層位油層段（m）厚度(m)射孔段（m）厚度(m)1317.6-1318.50.91322.6-1336.413.81323.0-1326.03.01337.5-1349.311.8生產時間一直穩(wěn)定生產原工作制度φ32*2.5*3.5*1267.51產液量:10.15方第二制度沖次由3.5次/分調為2.5次/分生產產液量：5.2方含水82.5%測試時間2010-6-13/2010-6-18起儀器測試類型二流量試井儀器型號ZJY-3型液面自動監(jiān)測儀現(xiàn)場測試與應用現(xiàn)場測試與應用參數(shù)名稱參數(shù)值綱量流動系數(shù)82.57910-3μm2.m/mPa.s地層系數(shù)247.73710-3μm2.m有效滲透率17.95210-3μm2井筒儲存系數(shù)0.082m3/MPa綜合表皮-2.71

流動壓力5.384MPa地層壓力7.163MPa現(xiàn)場測試與應用1、特征曲線分析：該井壓力導數(shù)線超越壓力線早期具有變井儲的特征，井儲效應結束后，壓力導數(shù)上升到最大值后下掉進入徑向流段。采用垂直管流進行液面折算和二流量試井分析方法，結合“均質無限大油藏模型”進行擬合分析見圖4；盡管導數(shù)曲線點子離散性大，但顯示了均質油藏的特征。解釋結果經(jīng)檢驗與實測曲線吻合，表明擬合參數(shù)可靠。2、測試結果綜合分析：壓力系數(shù)為0.54，屬低壓油藏，地層能量較低。擬合結果有效滲透率為17.952×10-3μm2，說明是低滲透油藏，近井地帶的表皮系數(shù)為-2.71，說明近井地帶無污染。3、從該井測試期間的液面、泵掛深度以及壓力資料情況看，該井具有一定供液能力，若進一步提高單井產能，