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文檔簡介

試井解釋原理歡迎參加《試井解釋原理》課程。本課程旨在系統(tǒng)介紹油氣井試井技術(shù)的理論基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)解釋方法及實(shí)際應(yīng)用,幫助學(xué)員掌握試井?dāng)?shù)據(jù)分析與評(píng)價(jià)油氣藏的專業(yè)技能。試井解釋是油氣田勘探開發(fā)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),通過對(duì)井下壓力、流量等數(shù)據(jù)的科學(xué)分析,可以獲取地層滲透率、壓力、儲(chǔ)層損傷等關(guān)鍵參數(shù),為油氣藏評(píng)價(jià)和開發(fā)方案設(shè)計(jì)提供重要依據(jù)。課程將從基礎(chǔ)概念入手,逐步深入到復(fù)雜油藏條件下的試井解釋技術(shù),并結(jié)合實(shí)際案例進(jìn)行講解,確保理論與實(shí)踐相結(jié)合。試井技術(shù)發(fā)展歷史11920年代至1940年代試井技術(shù)起源,以壓力降落試井為主,Moore等人提出了最早的解釋方法,為石油工業(yè)提供了簡單實(shí)用的工具。21950年代至1970年代壓力恢復(fù)試井方法的發(fā)展,Horner圖法成為標(biāo)準(zhǔn)分析工具,VanEverdingen和Hurst建立了井筒儲(chǔ)集效應(yīng)模型。31980年代至2000年代試井解釋模型多元化,出現(xiàn)了多孔雙重介質(zhì)模型、復(fù)雜邊界條件模型,計(jì)算機(jī)輔助解釋技術(shù)快速發(fā)展。421世紀(jì)至今數(shù)字化和智能化趨勢(shì)明顯,無線傳輸技術(shù)應(yīng)用于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集,人工智能輔助解釋方法成為研究熱點(diǎn)。試井在油氣勘探與開發(fā)中的地位油田整體開發(fā)決策提供宏觀參數(shù)指導(dǎo)戰(zhàn)略單井產(chǎn)能評(píng)價(jià)與優(yōu)化確定生產(chǎn)潛力與改進(jìn)措施儲(chǔ)層參數(shù)精確獲取提供關(guān)鍵地質(zhì)工程參數(shù)油氣井測(cè)試基礎(chǔ)數(shù)據(jù)壓力、溫度、流量原始信息試井技術(shù)是連接地質(zhì)認(rèn)識(shí)與工程實(shí)踐的橋梁,通過對(duì)井下壓力動(dòng)態(tài)響應(yīng)的分析,可以獲取遠(yuǎn)離井筒的儲(chǔ)層信息,彌補(bǔ)常規(guī)測(cè)井和巖心分析的局限性。在油氣勘探階段,試井?dāng)?shù)據(jù)幫助確認(rèn)發(fā)現(xiàn)的規(guī)模和經(jīng)濟(jì)價(jià)值;在開發(fā)階段,持續(xù)的試井監(jiān)測(cè)為產(chǎn)能預(yù)測(cè)和措施優(yōu)化提供依據(jù)。試井解釋的基本概念試井定義試井是在控制井口或井底流量條件下,測(cè)量并記錄井下壓力隨時(shí)間變化的過程,旨在獲取油氣藏的動(dòng)態(tài)參數(shù)信息。試井解釋試井解釋是運(yùn)用滲流理論和數(shù)學(xué)模型,分析試井過程中記錄的壓力和流量數(shù)據(jù),推算儲(chǔ)層參數(shù)和評(píng)價(jià)井筒狀況的技術(shù)方法。試井?dāng)?shù)據(jù)類型包括壓力數(shù)據(jù)(靜止壓力、流動(dòng)壓力)、流量數(shù)據(jù)(產(chǎn)量、注入量)以及溫度、流體性質(zhì)等輔助數(shù)據(jù)。試井技術(shù)的核心在于通過分析擾動(dòng)(產(chǎn)油或注水)引起的壓力變化,反演儲(chǔ)層特性。根據(jù)擾動(dòng)方式和測(cè)量對(duì)象的不同,可分為多種試井類型,如壓力降落試井、壓力恢復(fù)試井等。這些數(shù)據(jù)通過專業(yè)儀器采集后,經(jīng)過質(zhì)量控制和預(yù)處理,才能進(jìn)入解釋計(jì)算階段。地層流體的基本物理性質(zhì)流體黏度流體內(nèi)部分子間的摩擦阻力,直接影響流體在多孔介質(zhì)中的流動(dòng)難易程度。黏度隨溫度升高而降低,隨壓力增加而增大。原油黏度:0.5-50mPa·s(輕質(zhì)油)至數(shù)百甚至上千mPa·s(重質(zhì)油)天然氣黏度:0.01-0.03mPa·s(常規(guī)條件)流體可壓縮性流體體積隨壓力變化的敏感度,用壓縮系數(shù)表示。天然氣可壓縮性遠(yuǎn)大于液體,這導(dǎo)致氣井和油井的壓力響應(yīng)曲線有明顯差異。原油壓縮系數(shù):10^-4-10^-3MPa^-1天然氣壓縮系數(shù):由狀態(tài)方程決定,隨壓力變化顯著流體物理性質(zhì)是試井解釋的基礎(chǔ)參數(shù),直接影響壓力傳播速度和衰減特征。在實(shí)際解釋中,需考慮溫度和壓力對(duì)這些參數(shù)的影響,特別是在高溫高壓或低滲透儲(chǔ)層條件下。多相流動(dòng)時(shí),有效流體性質(zhì)的確定更為復(fù)雜,需綜合考慮各相性質(zhì)和飽和度分布??紫抖扰c滲透率基礎(chǔ)孔隙度特征孔隙度是巖石中孔隙體積與總體積之比,通常以百分比表示。根據(jù)連通性可分為有效孔隙度和總孔隙度,前者直接影響流體流動(dòng)能力。砂巖孔隙度一般為15%-30%,碳酸鹽巖為5%-15%,致密砂巖可低至3%-8%。滲透率計(jì)算滲透率描述流體通過巖石的難易程度,單位為達(dá)西(D)或毫達(dá)西(mD)。根據(jù)達(dá)西定律,滲透率與流量、黏度、壓力梯度等因素相關(guān)。高滲透率儲(chǔ)層(>100mD)與低滲透率儲(chǔ)層(<1mD)的試井響應(yīng)曲線有明顯區(qū)別。兩者關(guān)系孔隙度與滲透率通常存在正相關(guān)關(guān)系,但并非簡單線性關(guān)系??紫缎螒B(tài)、喉道尺寸、排列方式等因素都會(huì)影響二者關(guān)系。在試井解釋中,滲透率是直接計(jì)算獲得的參數(shù),而孔隙度通常需結(jié)合其他測(cè)試方法確定??紫抖群蜐B透率是描述儲(chǔ)層流動(dòng)特性的兩個(gè)基本參數(shù),它們共同決定了油氣藏的生產(chǎn)能力。在試井解釋中,通過分析壓力傳播行為,可以計(jì)算有效滲透率,進(jìn)而評(píng)估儲(chǔ)層質(zhì)量。不同類型儲(chǔ)層(如砂巖、碳酸鹽巖、頁巖等)具有特定的孔滲關(guān)系,這也是巖性識(shí)別的重要依據(jù)。井筒條件對(duì)試井的影響井筒儲(chǔ)集效應(yīng)井內(nèi)流體體積變化引起的壓力響應(yīng)延遲井壁損傷區(qū)鉆井液侵入導(dǎo)致近井區(qū)滲透率降低表皮效應(yīng)近井區(qū)流動(dòng)阻力的綜合表現(xiàn)完井方式射孔參數(shù)、礫石充填等影響流入效率井筒條件是試井解釋中不可忽視的因素,特別是在早期壓力響應(yīng)階段。井筒儲(chǔ)集效應(yīng)表現(xiàn)為井底壓力變化的滯后性,在曲線上形成特征性的單位斜率段。表皮效應(yīng)則通過額外壓降影響流動(dòng)效率,正表皮表示井筒受損,負(fù)表皮則表示井筒經(jīng)過酸化等處理提高了流動(dòng)能力。完井方式?jīng)Q定流體入井的方式和效率,不同的完井方法(如裸眼完井、射孔完井、水平井等)會(huì)產(chǎn)生不同的流動(dòng)模式,需要在解釋中采用相應(yīng)的模型校正。封閉邊界與非封閉邊界無限大儲(chǔ)層壓力擾動(dòng)未達(dá)邊界,壓力導(dǎo)數(shù)曲線呈水平直線封閉邊界壓力擾動(dòng)達(dá)到不導(dǎo)流邊界,導(dǎo)數(shù)曲線呈上升趨勢(shì)斷層邊界單側(cè)不導(dǎo)流邊界,壓力響應(yīng)介于前兩者之間恒壓邊界如含水層、氣頂連通區(qū),導(dǎo)數(shù)曲線呈下降趨勢(shì)邊界條件是影響中后期壓力響應(yīng)的關(guān)鍵因素,也是試井解釋中最具挑戰(zhàn)性的部分。封閉邊界意味著壓力波無法傳播到邊界之外,當(dāng)壓力擾動(dòng)達(dá)到邊界后,井底壓力變化率會(huì)增加,在雙對(duì)數(shù)圖上表現(xiàn)為導(dǎo)數(shù)曲線上翹。非封閉邊界包括恒壓邊界(如強(qiáng)水驅(qū)邊界)和半無限邊界(如斷層邊界)。恒壓邊界會(huì)導(dǎo)致壓力波在邊界處被"吸收",使導(dǎo)數(shù)曲線下降;而斷層邊界則會(huì)形成典型的"半斜率段"。通過對(duì)這些特征的識(shí)別,可以推測(cè)油藏幾何形態(tài)和邊界距離。單相流與多相流試井單相流動(dòng)數(shù)學(xué)描述簡單,解釋模型成熟兩相流動(dòng)需考慮相對(duì)滲透率與飽和度分布三相流動(dòng)計(jì)算復(fù)雜,通常需簡化處理油氣井試井中,流體狀態(tài)直接影響數(shù)據(jù)解釋的復(fù)雜性。單相流(如純氣體、純液體流動(dòng))符合線性滲流方程,解釋模型相對(duì)成熟可靠。實(shí)際上,大多數(shù)傳統(tǒng)試井解釋方法都基于單相流假設(shè),如Horner方法、MDH方法等。多相流動(dòng)時(shí),各相之間存在相互干擾,相對(duì)滲透率隨飽和度變化,壓力傳導(dǎo)機(jī)制更為復(fù)雜。在油氣水三相共存的情況下,通常需要引入有效流體性質(zhì)的概念進(jìn)行簡化,或采用數(shù)值模擬方法處理。多相流試井的準(zhǔn)確解釋仍是行業(yè)內(nèi)的技術(shù)難點(diǎn),特別是在臨界流動(dòng)狀態(tài)和相變條件下?;玖鲃?dòng)模型分類5主要流動(dòng)模型類型根據(jù)儲(chǔ)層特性和井筒條件劃分3流動(dòng)階段劃分早期、中期和晚期壓力響應(yīng)特征10+復(fù)雜模型變種針對(duì)特殊地質(zhì)條件的擴(kuò)展模型流動(dòng)模型是試井解釋的理論框架,根據(jù)儲(chǔ)層性質(zhì)可大致分為均質(zhì)模型、雙重介質(zhì)模型和復(fù)合模型。均質(zhì)模型假設(shè)儲(chǔ)層參數(shù)空間分布均勻,適用于常規(guī)砂巖油藏;雙重介質(zhì)模型(或稱裂縫性模型)考慮基質(zhì)與裂縫系統(tǒng)的相互作用,適用于碳酸鹽巖和裂縫性砂巖油藏;復(fù)合模型則描述儲(chǔ)層參數(shù)在徑向上的變化。除了基本模型外,還有考慮流動(dòng)形態(tài)的細(xì)分模型,如徑向流、球面流、線性流等。特殊油藏條件下,可能需要更復(fù)雜的模型,如多層模型、各向異性模型等。選擇合適的流動(dòng)模型是試井解釋成功的關(guān)鍵前提,通常需要結(jié)合地質(zhì)資料和動(dòng)態(tài)響應(yīng)特征綜合判斷。井型及井網(wǎng)結(jié)構(gòu)不同井型的壓力響應(yīng)特征各異,需要采用相應(yīng)的解釋模型。垂直井是最傳統(tǒng)的井型,流體呈徑向流入井筒,解釋方法最為成熟。斜井和定向井則需要考慮傾角對(duì)有效井筒長度和流動(dòng)模式的影響。水平井由于其特殊的幾何形態(tài),流體流動(dòng)經(jīng)歷早期徑向流、中期線性流和晚期徑向流三個(gè)階段,解釋方法更為復(fù)雜。多分支井和水力壓裂井則需要更專業(yè)的模型,考慮多流入點(diǎn)或壓裂縫對(duì)流動(dòng)的影響。井網(wǎng)結(jié)構(gòu)也是試井解釋中需要考慮的重要因素,特別是在油田后期開發(fā)階段,相鄰井的干擾會(huì)顯著影響壓力響應(yīng)。合理的井網(wǎng)布置可以優(yōu)化油田開發(fā)效果,而試井則提供了評(píng)估井間干擾程度的重要手段。試井曲線基本特征識(shí)別雙對(duì)數(shù)診斷圖將壓力變化及其導(dǎo)數(shù)同時(shí)繪制在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)系中,不同流動(dòng)狀態(tài)下導(dǎo)數(shù)曲線表現(xiàn)出特征性斜率,如井筒儲(chǔ)集期單位斜率段、徑向流水平段、邊界響應(yīng)上升段等。半對(duì)數(shù)直線段在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)(壓力對(duì)超時(shí))上,無限大均質(zhì)油藏中的徑向流階段表現(xiàn)為直線段,其斜率與儲(chǔ)層滲透率直接相關(guān),是傳統(tǒng)解釋方法的核心依據(jù)。特殊模式識(shí)別如雙孔隙介質(zhì)的"V形"導(dǎo)數(shù)曲線、線性流的"半斜率線"、多重復(fù)合系統(tǒng)的"臺(tái)階狀"導(dǎo)數(shù)曲線等,都是識(shí)別特殊儲(chǔ)層類型的關(guān)鍵指標(biāo)。曲線特征識(shí)別是試井解釋的第一步,也是最關(guān)鍵的技術(shù)環(huán)節(jié)。通過觀察壓力及其導(dǎo)數(shù)曲線的形態(tài),可以初步判斷油藏類型、邊界條件和潛在問題。導(dǎo)數(shù)曲線對(duì)流動(dòng)狀態(tài)的變化特別敏感,能夠清晰區(qū)分不同的流動(dòng)階段和儲(chǔ)層特征。實(shí)際解釋中,需同時(shí)結(jié)合多種圖形(如Horner圖、MDH圖、導(dǎo)數(shù)圖等)進(jìn)行綜合分析,并與地質(zhì)認(rèn)識(shí)相互印證。一般而言,曲線前段反映井筒和近井地帶特性,中段反映主體儲(chǔ)層特性,末段則反映邊界條件,這種"由內(nèi)而外"的解析思路是解釋過程的指導(dǎo)原則。二元、三元流體系統(tǒng)油水兩相系統(tǒng)常見于含水油藏,需考慮水飽和度上升對(duì)有效滲透率的影響相對(duì)滲透率曲線決定流動(dòng)能力含水率變化導(dǎo)致壓力響應(yīng)非線性氣液兩相系統(tǒng)存在于溶解氣驅(qū)和凝析氣藏,相變現(xiàn)象復(fù)雜壓力低于飽和壓力時(shí)氣體析出近井區(qū)氣液比例變化大油氣水三相系統(tǒng)多相流動(dòng)干擾嚴(yán)重,解釋難度大需引入多相流模型常采用等效單相處理簡化多相流體系統(tǒng)是實(shí)際油氣藏的常見狀態(tài),對(duì)試井解釋提出了更高要求。在油水兩相系統(tǒng)中,由于水的黏度通常低于油,含水率上升會(huì)導(dǎo)致流動(dòng)性增加,但同時(shí)由于油相滲透率下降,整體產(chǎn)能可能下降。這種復(fù)雜的關(guān)系使得參數(shù)解釋更為困難。氣液兩相系統(tǒng)中,氣體的高壓縮性和低黏度使得流動(dòng)行為更為復(fù)雜,尤其是在近井區(qū)壓力梯度大的區(qū)域。而在三相共存的系統(tǒng)中,各相之間的相互干擾和置換現(xiàn)象更加明顯,通常需要借助數(shù)值模擬或引入修正系數(shù)來處理。實(shí)際解釋時(shí),常根據(jù)主導(dǎo)相選擇適當(dāng)?shù)暮喕P?,并結(jié)合生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。常用試井方法總覽壓力恢復(fù)試井關(guān)井后測(cè)量壓力恢復(fù)過程,是最常用的試井方法。操作簡單,干擾少,數(shù)據(jù)質(zhì)量高,但需要停產(chǎn),不適用于不能停產(chǎn)的井。解釋方法成熟,包括Horner法、MDH法等。壓力降落試井從關(guān)井狀態(tài)開井后,測(cè)量壓力降落過程??色@得表皮系數(shù)和滲透率,便于觀察產(chǎn)能,但易受井筒儲(chǔ)集和生產(chǎn)波動(dòng)影響,解釋精度較壓力恢復(fù)試井低。干擾試井通過一口井的生產(chǎn)變化觀察另一口井的壓力響應(yīng),可確定井間連通性和方向性滲透率,是研究儲(chǔ)層整體特性的有效手段,但操作復(fù)雜,周期長。脈沖試井產(chǎn)生短時(shí)壓力脈沖并監(jiān)測(cè)響應(yīng),適用于低滲透油藏和注水井,時(shí)間短,干擾小,但解釋較為復(fù)雜,需考慮多種影響因素。不同試井方法針對(duì)不同的地質(zhì)條件和工程需求,各有優(yōu)缺點(diǎn)。選擇合適的試井方法需考慮測(cè)試目的、井況條件、油藏特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)因素等。隨著測(cè)試技術(shù)的進(jìn)步,新型試井方法不斷涌現(xiàn),如智能DST、多級(jí)遞減壓力測(cè)試等,為復(fù)雜條件下的油氣藏評(píng)價(jià)提供了更多選擇。壓力恢復(fù)試井原理穩(wěn)定生產(chǎn)階段井以恒定流量生產(chǎn)一段時(shí)間,使近井區(qū)壓力分布趨于穩(wěn)定,形成基準(zhǔn)狀態(tài)。這一階段產(chǎn)油時(shí)間越長越好,通常至少需要24小時(shí)。關(guān)井測(cè)壓階段關(guān)閉井口或井底閥門,停止流體生產(chǎn),同時(shí)開始記錄井底壓力隨時(shí)間的恢復(fù)過程。壓力測(cè)量需高精度,通常采用石英壓力計(jì)。數(shù)據(jù)分析解釋將壓力數(shù)據(jù)繪制在特定坐標(biāo)系中(如Horner圖、MDH圖),通過曲線特征識(shí)別和直線段提取,計(jì)算儲(chǔ)層參數(shù)。壓力恢復(fù)試井是最常用的試井方法,其核心原理是觀察停止產(chǎn)流后壓力如何恢復(fù)到原始地層壓力的過程。關(guān)井后,流體繼續(xù)從遠(yuǎn)處流向井筒附近,逐漸平衡關(guān)井前形成的壓力降,這一過程的速度和方式取決于儲(chǔ)層的滲透率、邊界條件等特性。典型的壓力恢復(fù)曲線包含早期井筒儲(chǔ)集效應(yīng)階段、中期徑向流動(dòng)階段和晚期邊界影響階段。在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)下,中期段表現(xiàn)為直線,其斜率與滲透率成反比;而直線的縱軸截距則與表皮系數(shù)相關(guān)。通過合理解釋這些特征,可以獲得關(guān)鍵儲(chǔ)層參數(shù)和井筒狀況信息。壓力降落試井原理基本原理壓力降落試井是通過測(cè)量井從關(guān)井狀態(tài)開啟生產(chǎn)后,井底壓力隨時(shí)間的降低過程,分析流體在儲(chǔ)層中的流動(dòng)特性。關(guān)鍵要素包括:井口保持恒定產(chǎn)量井底壓力連續(xù)記錄開井前壓力需穩(wěn)定典型的壓力降落曲線包含早期井筒儲(chǔ)集效應(yīng)、中期徑向流動(dòng)區(qū)和晚期邊界響應(yīng)區(qū)。與壓力恢復(fù)試井相比,受生產(chǎn)波動(dòng)影響更大,但能更直接地反映產(chǎn)能特性。數(shù)學(xué)模型在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)系(pvs.logt)中,徑向流階段表現(xiàn)為直線,其斜率m與儲(chǔ)層參數(shù)關(guān)系為:k=162.6qBμ/mh式中:k為滲透率(mD),q為產(chǎn)量(m3/d),B為體積系數(shù),μ為黏度(mPa·s),h為儲(chǔ)層厚度(m),m為直線斜率(MPa/周期)。表皮系數(shù)可通過1小時(shí)壓力與直線外推值的差異計(jì)算:s=1.151[(p??-p??)/m-log(k/φμc?rw2)+3.23]壓力降落試井在實(shí)際操作中面臨的主要挑戰(zhàn)是維持恒定流量,特別是在高產(chǎn)井或壓力敏感儲(chǔ)層中。為克服這一困難,可采用分段流量測(cè)試或引入流量變化校正方法。壓力降落試井的優(yōu)點(diǎn)是可與常規(guī)生產(chǎn)測(cè)試結(jié)合進(jìn)行,不需要專門停產(chǎn),適合于初期產(chǎn)能評(píng)價(jià)和表皮系數(shù)監(jiān)測(cè)。間斷采氣試井穩(wěn)定生產(chǎn)階段氣井以穩(wěn)定流量生產(chǎn)一段時(shí)間,記錄流動(dòng)井底壓力短時(shí)關(guān)井關(guān)閉井口,測(cè)量壓力短時(shí)恢復(fù)過程,時(shí)間通常為幾小時(shí)重新開井生產(chǎn)恢復(fù)生產(chǎn),再次記錄流動(dòng)井底壓力變化多次重復(fù)循環(huán)重復(fù)上述過程,獲取多組壓力數(shù)據(jù)點(diǎn)間斷采氣試井特別適用于高產(chǎn)氣井,這類井往往不便進(jìn)行常規(guī)長時(shí)間關(guān)井測(cè)試。該方法通過多個(gè)短時(shí)間的關(guān)井和生產(chǎn)循環(huán),獲取足夠的數(shù)據(jù)點(diǎn)來分析儲(chǔ)層特性。雖然單次關(guān)井時(shí)間不足以達(dá)到徑向流狀態(tài),但通過多次測(cè)試可以構(gòu)建完整的產(chǎn)能關(guān)系曲線。在分析時(shí),通常采用擬穩(wěn)態(tài)流方程,將(P2-Pwf2)/q對(duì)累積產(chǎn)量q繪圖,或者應(yīng)用等時(shí)法、改進(jìn)等時(shí)法等專門為氣井設(shè)計(jì)的解釋方法。間斷采氣試井的優(yōu)點(diǎn)是測(cè)試周期短、干擾小,特別適合于高壓高產(chǎn)氣藏;缺點(diǎn)是需要多次操作,解釋過程較為復(fù)雜,且受氣體非理想性影響較大。階梯試井與多級(jí)采油時(shí)間(小時(shí))產(chǎn)量(m3/天)井底壓力(MPa)階梯試井,又稱多級(jí)試井,是通過按預(yù)定的時(shí)間順序改變井的生產(chǎn)或注入速率,并記錄相應(yīng)的井底壓力變化,從而獲取儲(chǔ)層參數(shù)和產(chǎn)能關(guān)系的方法。典型流程包括3-5個(gè)不同的流速級(jí)別,每級(jí)維持足夠時(shí)間使壓力達(dá)到擬穩(wěn)態(tài)。階梯試井的主要優(yōu)點(diǎn)是可在一次測(cè)試中獲得不同流量下的壓力響應(yīng),直接建立油井的產(chǎn)能關(guān)系曲線,評(píng)估非達(dá)西流動(dòng)效應(yīng)和臨界流速。數(shù)據(jù)分析通常采用多級(jí)疊加法,或改進(jìn)的直線繪圖方法,如壓力對(duì)流量的擬線性關(guān)系分析。該方法特別適用于低滲透油藏和產(chǎn)液量較小的井,能夠在較短時(shí)間內(nèi)獲取全面的產(chǎn)能信息,并對(duì)合理采油速度提供指導(dǎo)。脈沖壓力試井測(cè)試原理脈沖壓力試井是通過在井中產(chǎn)生短時(shí)壓力脈沖(通常幾秒到幾分鐘),然后觀察壓力消散過程來分析儲(chǔ)層特性的方法。壓力脈沖可以通過快速開關(guān)井、注入少量流體或使用特殊脈沖發(fā)生器產(chǎn)生。適用范圍主要適用于低滲透油藏、注水井和無法長時(shí)間關(guān)井的生產(chǎn)井。由于測(cè)試時(shí)間短,對(duì)生產(chǎn)影響小,特別適合于經(jīng)濟(jì)敏感的邊際油田和老油田。在深海和極寒環(huán)境下也有應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。數(shù)據(jù)解析解釋方法主要基于瞬態(tài)壓力分析理論,采用壓力導(dǎo)數(shù)和特征函數(shù)匹配技術(shù)。相比傳統(tǒng)試井,數(shù)據(jù)量小但信噪比要求高,通常需要高精度壓力計(jì)和專業(yè)軟件支持。脈沖試井的最大特點(diǎn)是測(cè)試時(shí)間短,干擾小,特別適合于常規(guī)試井難以實(shí)施的場合。在注水井壓力脈沖試驗(yàn)中,可以迅速評(píng)估注入剖面和井筒完整性;在生產(chǎn)井中,則可用于監(jiān)測(cè)近井區(qū)狀況變化和表皮系數(shù)演化。然而,由于測(cè)試時(shí)間有限,壓力擾動(dòng)傳播范圍小,脈沖試井獲取的信息主要集中在近井區(qū)域,難以獲得遠(yuǎn)處儲(chǔ)層和邊界信息。同時(shí),數(shù)據(jù)解釋對(duì)噪聲和井筒效應(yīng)非常敏感,需要更精細(xì)的數(shù)據(jù)預(yù)處理和校正。在實(shí)際應(yīng)用中,脈沖試井往往作為常規(guī)試井的補(bǔ)充,而非完全替代。生產(chǎn)性試井及其應(yīng)用生產(chǎn)性試井基本概念生產(chǎn)性試井是在井正常生產(chǎn)過程中進(jìn)行的試井測(cè)試,不需要專門停產(chǎn)或改變生產(chǎn)狀態(tài)。其核心是利用生產(chǎn)過程中自然發(fā)生的流量變化和壓力波動(dòng),通過特殊的數(shù)據(jù)處理方法提取儲(chǔ)層信息。與傳統(tǒng)試井相比,生產(chǎn)性試井的特點(diǎn)是:不干擾正常生產(chǎn)測(cè)試周期長,可持續(xù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)噪聲大,需特殊處理可獲取動(dòng)態(tài)變化的儲(chǔ)層參數(shù)主要應(yīng)用技術(shù)生產(chǎn)性試井包括多種技術(shù)手段,如:降壓分析法(RateTransientAnalysis)生產(chǎn)歷史匹配法波動(dòng)數(shù)據(jù)解卷積技術(shù)多井干擾分析這些方法通常需要長期連續(xù)監(jiān)測(cè)井底壓力和流量數(shù)據(jù),結(jié)合數(shù)值模擬和統(tǒng)計(jì)學(xué)方法進(jìn)行解釋。近年來,隨著永久井下壓力計(jì)和智能完井技術(shù)的發(fā)展,生產(chǎn)性試井的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。生產(chǎn)性試井在油田開發(fā)中期和后期具有特別重要的價(jià)值,可以幫助解決儲(chǔ)層動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、產(chǎn)量遞減分析、采收率評(píng)估等問題。在非常規(guī)油氣藏開發(fā)中,如頁巖氣和致密油,生產(chǎn)性試井提供了評(píng)估壓裂效果和產(chǎn)能預(yù)測(cè)的重要手段。隨著數(shù)字油田技術(shù)的推進(jìn),生產(chǎn)性試井正朝著實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、自動(dòng)解釋方向發(fā)展,未來將成為智能油田管理系統(tǒng)的重要組成部分。特殊井型試井方法水平井試井水平井流動(dòng)模式更為復(fù)雜,經(jīng)歷早期徑向流、中期線性流和晚期徑向流三個(gè)階段。解釋中需考慮垂直和水平滲透率各向異性、有效井長和井筒摩阻等因素。專用解釋方法包括三維解析模型和復(fù)合邊界處理技術(shù)。壓裂井試井壓裂井通常表現(xiàn)出雙線性流或復(fù)合線性流特征,壓力導(dǎo)數(shù)曲線呈現(xiàn)1/4斜率段或1/2斜率段。關(guān)鍵參數(shù)包括裂縫半長、裂縫導(dǎo)流能力和壓裂效率。解釋方法需考慮非達(dá)西流動(dòng)和裂縫閉合效應(yīng)。多分支井試井多分支井需考慮各分支之間的干擾和流量分配,解釋模型更為復(fù)雜。常采用數(shù)值模擬結(jié)合分段壓力監(jiān)測(cè)技術(shù),評(píng)估各分支的貢獻(xiàn)率和損傷程度。表現(xiàn)為多個(gè)流動(dòng)區(qū)域的疊加響應(yīng)特征。特殊井型試井解釋的關(guān)鍵在于建立與井型匹配的適當(dāng)流動(dòng)模型,并考慮多重流動(dòng)機(jī)制的影響。例如,水平井試井時(shí)需注意井眼方向與主應(yīng)力方向的關(guān)系,壓裂井需關(guān)注裂縫幾何形態(tài)及導(dǎo)流能力的非線性變化。一般而言,特殊井型的試井解釋難度更大,數(shù)據(jù)質(zhì)量要求更高。隨著鉆井和完井技術(shù)的進(jìn)步,越來越多的特殊井型被應(yīng)用于復(fù)雜地質(zhì)條件,相應(yīng)的試井解釋方法也在不斷創(chuàng)新發(fā)展。多物理場耦合模型和人工智能輔助解釋等新技術(shù),為特殊井型試井解釋提供了新的思路和工具。智能試井與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集永久性井下監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在井底安裝長期工作的壓力、溫度、流量等傳感器,實(shí)現(xiàn)連續(xù)數(shù)據(jù)采集,無需專門下入工具。最新系統(tǒng)可在高溫高壓環(huán)境下工作5-10年,為全生命周期監(jiān)測(cè)提供可能。無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)通過聲波、電磁波或光纖等方式將井下數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至地面,再通過衛(wèi)星或移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)傳至數(shù)據(jù)中心。新型無線系統(tǒng)傳輸距離可達(dá)3000米以上,數(shù)據(jù)延遲低于1秒。云計(jì)算與大數(shù)據(jù)分析利用云平臺(tái)存儲(chǔ)和處理海量試井?dāng)?shù)據(jù),應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)算法自動(dòng)識(shí)別流動(dòng)模式和異常情況。先進(jìn)的解釋軟件可以同時(shí)處理數(shù)百口井的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),提供動(dòng)態(tài)儲(chǔ)層參數(shù)地圖。智能控制與閉環(huán)優(yōu)化基于試井解釋結(jié)果自動(dòng)調(diào)整生產(chǎn)參數(shù),如變頻器控制泵速、智能閥門調(diào)節(jié)分區(qū)產(chǎn)量等,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化優(yōu)化。系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間可低至分鐘級(jí)別。智能試井技術(shù)正在改變傳統(tǒng)試井方式,從周期性、干擾性測(cè)試向連續(xù)性、非干擾性監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)變。通過將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與油藏工程理論相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了"測(cè)、傳、算、控"一體化的智能油田解決方案,大幅降低了試井作業(yè)成本,提高了數(shù)據(jù)質(zhì)量和分析效率。在實(shí)際應(yīng)用中,智能試井系統(tǒng)面臨的主要挑戰(zhàn)包括傳感器長期可靠性、復(fù)雜環(huán)境下數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性以及海量數(shù)據(jù)的有效處理等。未來發(fā)展趨勢(shì)是向微型化、低功耗、高精度傳感器和邊緣計(jì)算方向發(fā)展,進(jìn)一步提升系統(tǒng)的智能化和自主性。經(jīng)典壓力解釋數(shù)學(xué)模型總述Theis模型(1935)最早用于地下水流動(dòng)的經(jīng)典模型,引入指數(shù)積分函數(shù)描述非穩(wěn)態(tài)徑向流,為后續(xù)油田試井奠定了理論基礎(chǔ)。適用于均質(zhì)、無限大儲(chǔ)層條件。核心方程采用井函數(shù)表達(dá)壓力響應(yīng)。徑向流模型(RadialFlow)應(yīng)用最廣泛的試井解釋模型,假設(shè)流體在水平方向呈徑向流動(dòng),垂直方向瞬時(shí)達(dá)到平衡。特點(diǎn)是在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)下形成特征性直線段,斜率與滲透率直接相關(guān)。復(fù)合儲(chǔ)層模型(CompositeReservoir)考慮徑向非均質(zhì)性的模型,將儲(chǔ)層分為內(nèi)外兩個(gè)區(qū)域,各具不同的物性參數(shù)。適用于水驅(qū)油藏、酸化改造井和非常規(guī)油氣藏,呈現(xiàn)特征性"S形"導(dǎo)數(shù)曲線。雙孔隙度模型(DualPorosity)描述裂縫性儲(chǔ)層的特殊模型,考慮基質(zhì)與裂縫之間的流體交換。在導(dǎo)數(shù)曲線上表現(xiàn)為特征性"V形"凹陷,通過凹陷深度和寬度可估計(jì)裂縫參數(shù)。經(jīng)典數(shù)學(xué)模型是試井解釋的理論基礎(chǔ),從簡單到復(fù)雜逐步發(fā)展,適應(yīng)了不同油藏條件的需求。這些模型通?;谝欢ǖ募僭O(shè)條件,如達(dá)西定律、單相流、均質(zhì)性等,在應(yīng)用時(shí)需注意其適用范圍和局限性?,F(xiàn)代試井解釋通常采用多模型比較的方法,通過擬合實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與理論曲線的吻合度,確定最適合的模型類型,并獲取相應(yīng)的儲(chǔ)層參數(shù)。隨著數(shù)值模擬技術(shù)的發(fā)展,更多考慮實(shí)際地質(zhì)復(fù)雜性的模型也在不斷涌現(xiàn)。無限均質(zhì)徑向流模型控制方程?2p/?r2+(1/r)·?p/?r=(φμc/k)·?p/?t邊界條件r→∞,p→pi(初始地層壓力)井底條件r=rw,2πkh(?p/?r)=-qBμ壓力解析解p(r,t)=pi-(qBμ/4πkh)·Ei(-φμcr2/4kt)井底壓力pwf=pi-(162.6qBμ/kh)[log(kt/φμcrw2)-0.5772+2s]適用條件均質(zhì)油藏,單相流動(dòng),完全貫穿垂直井無限均質(zhì)徑向流模型是最基礎(chǔ)的試井解釋模型,假設(shè)油藏具有無限大范圍、均勻一致的物性參數(shù),流體沿水平方向徑向流動(dòng)。該模型對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)描述是典型的徑向擴(kuò)散方程,其解通常用指數(shù)積分函數(shù)表示。在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)系中,徑向流狀態(tài)下的壓力曲線表現(xiàn)為直線,其斜率m與滲透率k成反比關(guān)系:k=162.6qBμ/mh。這一關(guān)系是傳統(tǒng)試井解釋的核心公式,廣泛應(yīng)用于Horner圖法、MDH法等常規(guī)解釋方法中。雖然實(shí)際油藏很少完全符合均質(zhì)無限大的假設(shè),但在壓力擾動(dòng)尚未到達(dá)邊界或非均質(zhì)區(qū)域時(shí),這一模型通常能夠提供較好的擬合效果,是評(píng)估基本儲(chǔ)層參數(shù)的有效工具。封閉邊界徑向流模型數(shù)學(xué)表述封閉邊界徑向流模型是在無限均質(zhì)模型基礎(chǔ)上增加了不導(dǎo)流邊界條件,適用于四周封閉的儲(chǔ)層單元。邊界條件為:r=re時(shí),?p/?r=0(無流量邊界)這一邊界條件使得壓力波在到達(dá)邊界后產(chǎn)生反射,導(dǎo)致壓力降落速率增加。解析解通常采用疊加法或鏡像法推導(dǎo),最終表達(dá)式包含無限級(jí)數(shù)或貝塞爾函數(shù)。在實(shí)際解釋中,關(guān)鍵是識(shí)別壓力曲線上的邊界響應(yīng)點(diǎn),并據(jù)此計(jì)算封閉邊界的距離。邊界識(shí)別的經(jīng)驗(yàn)公式為:re=0.029√(kt/φμc)其中t是壓力曲線出現(xiàn)明顯轉(zhuǎn)折的時(shí)間點(diǎn)。壓力響應(yīng)特征封閉邊界模型在雙對(duì)數(shù)診斷圖上有以下特征:早期表現(xiàn)與無限大儲(chǔ)層模型相同中期出現(xiàn)徑向流水平段晚期壓力導(dǎo)數(shù)曲線上翹,最終達(dá)到單位斜率在半對(duì)數(shù)圖上,晚期階段會(huì)偏離早期的直線段,呈上升趨勢(shì)。這個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)的時(shí)間與邊界距離和擴(kuò)散系數(shù)相關(guān)。當(dāng)壓力擾動(dòng)充分發(fā)展后,系統(tǒng)進(jìn)入擬穩(wěn)態(tài)流動(dòng),此時(shí):dp/dt=常量=qB/φctVp通過測(cè)量這一恒定壓降率,可以估算儲(chǔ)層的總孔隙體積Vp。封閉邊界模型在實(shí)際油田開發(fā)中具有重要意義,特別是對(duì)于小型斷塊油藏和邊緣油田,邊界距離直接關(guān)系到可采儲(chǔ)量估算和開發(fā)方案設(shè)計(jì)。然而,在實(shí)際應(yīng)用中需注意,真實(shí)地質(zhì)邊界很少是完全封閉的圓形邊界,可能存在斷層、巖性變化等復(fù)雜情況,需結(jié)合地質(zhì)資料綜合判斷。非達(dá)西流動(dòng)模型達(dá)西定律局限性高速流動(dòng)和微小孔隙下失效非線性流動(dòng)方程包含速度高階項(xiàng)的修正模型壓力響應(yīng)特征導(dǎo)數(shù)曲線形態(tài)偏離經(jīng)典模型適用儲(chǔ)層條件致密儲(chǔ)層、微裂縫系統(tǒng)非達(dá)西流動(dòng)是指流體在多孔介質(zhì)中的運(yùn)動(dòng)不再遵循線性達(dá)西定律的情況,通常發(fā)生在高速流動(dòng)區(qū)域(如氣井近井地帶)或極低滲透介質(zhì)中(如致密砂巖、頁巖等)。在這些條件下,壓力梯度與流速之間呈非線性關(guān)系,傳統(tǒng)的線性滲流模型不再適用。常用的非達(dá)西流動(dòng)描述模型包括Forchheimer方程(增加流速平方項(xiàng))和啟動(dòng)壓力梯度模型(考慮流動(dòng)啟動(dòng)閾值)。這些模型在試井解釋中的應(yīng)用,表現(xiàn)為壓力導(dǎo)數(shù)曲線形態(tài)的變化,如晚期上翹、早期異常等。非達(dá)西效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致計(jì)算的滲透率偏離真實(shí)值,需要引入修正系數(shù)。隨著非常規(guī)油氣資源開發(fā)的推進(jìn),非達(dá)西流動(dòng)模型越來越受到重視,特別是在頁巖氣、致密油等資源評(píng)價(jià)中。準(zhǔn)確識(shí)別和量化非達(dá)西效應(yīng),對(duì)于優(yōu)化完井方式和制定合理開發(fā)方案具有重要意義。井筒儲(chǔ)集與井筒效應(yīng)模型井筒儲(chǔ)集效應(yīng)是指在井筒壓力變化過程中,由于井筒內(nèi)流體體積的變化導(dǎo)致的附加流量效應(yīng)。當(dāng)關(guān)井或開井時(shí),井筒內(nèi)流體的壓縮或膨脹會(huì)延遲地層真實(shí)壓力響應(yīng)的顯現(xiàn)。井筒儲(chǔ)集系數(shù)C定義為單位壓力變化引起的井筒流體體積變化,單位為m3/MPa。井筒效應(yīng)在試井早期階段最為顯著,在雙對(duì)數(shù)導(dǎo)數(shù)圖上表現(xiàn)為特征性的單位斜率段。這一效應(yīng)會(huì)掩蓋早期地層響應(yīng)信息,影響參數(shù)解釋精度。常用的修正方法包括等效時(shí)間法、解卷積技術(shù)和數(shù)值擬合法等。在現(xiàn)代試井解釋中,井筒儲(chǔ)集通常作為擬合參數(shù)之一同時(shí)求解。除了井筒儲(chǔ)集外,其他井筒效應(yīng)還包括相分離效應(yīng)(氣液兩相在井筒中的分層)、溫度效應(yīng)(井筒溫度梯度引起的流體性質(zhì)變化)以及井筒摩阻(尤其在長水平段中顯著)等。這些因素都需要在精細(xì)解釋過程中加以考慮。雙孔介質(zhì)與裂縫性油藏模型基質(zhì)系統(tǒng)高孔低滲,主要儲(chǔ)集空間裂縫系統(tǒng)低孔高滲,主要流動(dòng)通道基質(zhì)-裂縫交換控制長期產(chǎn)能的關(guān)鍵機(jī)制雙孔介質(zhì)模型是描述裂縫性油藏流體流動(dòng)的經(jīng)典模型,將儲(chǔ)層視為由兩個(gè)相互疊加的連續(xù)介質(zhì)組成:高孔低滲的基質(zhì)系統(tǒng)和低孔高滲的裂縫系統(tǒng)?;|(zhì)主要提供儲(chǔ)存空間,裂縫則提供流動(dòng)通道,兩者之間通過交換項(xiàng)連接。經(jīng)典的雙孔介質(zhì)滲流方程由Warren-Root在1963年提出,引入了兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù):儲(chǔ)層非均質(zhì)度ω(描述裂縫系統(tǒng)的儲(chǔ)集比例)和層間流動(dòng)系數(shù)λ(描述基質(zhì)-裂縫流動(dòng)交換能力)。這一模型在壓力導(dǎo)數(shù)曲線上表現(xiàn)為特征性的"V形"凹陷,通過分析凹陷的位置和深度可以估算這兩個(gè)參數(shù)。雙孔介質(zhì)模型廣泛應(yīng)用于碳酸鹽巖油藏、裂縫性砂巖和火成巖油藏的解釋中。在實(shí)際應(yīng)用過程中,需注意區(qū)分天然裂縫和人工裂縫的不同影響,以及裂縫分布的非均勻性可能導(dǎo)致的方向性效應(yīng)。井網(wǎng)影響模型5-10%典型產(chǎn)能損失井間干擾導(dǎo)致的平均產(chǎn)量下降25-40%壓力波傳播井間干擾信號(hào)傳播速度低于單井響應(yīng)2-3倍解釋復(fù)雜度增加多井系統(tǒng)相比單井模型的計(jì)算量增加井網(wǎng)影響模型研究的是多井系統(tǒng)中,各井之間的壓力干擾和產(chǎn)能相互影響。在密集井網(wǎng)條件下,一口井的生產(chǎn)或注入會(huì)改變周圍井的壓力場,導(dǎo)致解釋模型需要考慮疊加效應(yīng)。干擾的強(qiáng)度與井距、井位布局、生產(chǎn)時(shí)序和儲(chǔ)層非均質(zhì)性等因素相關(guān)。井網(wǎng)影響的數(shù)學(xué)描述通常采用疊加原理,將每口井視為點(diǎn)源或線源,計(jì)算其對(duì)周圍壓力場的貢獻(xiàn)。在解析解方法中,常用鏡像井技術(shù)處理邊界條件;而對(duì)于復(fù)雜井網(wǎng)和非均質(zhì)儲(chǔ)層,則更多采用數(shù)值模擬方法。井間干擾試驗(yàn)是專門研究這一現(xiàn)象的方法,通過改變一口井的狀態(tài)觀察其他井的響應(yīng)。在油田開發(fā)中,適當(dāng)?shù)木W(wǎng)布局可以減少不必要的干擾,提高單井產(chǎn)能和油藏整體采收率。試井解釋中正確考慮井網(wǎng)影響,有助于獲取更準(zhǔn)確的儲(chǔ)層參數(shù)和邊界信息,為井網(wǎng)優(yōu)化提供依據(jù)。層序地層模型多層結(jié)構(gòu)特征層序地層模型是針對(duì)多層系統(tǒng)的試井解釋模型,考慮不同地層單元之間的流體交換和壓力傳導(dǎo)。根據(jù)層間連通性,可分為以下幾類:井筒連通型:各層僅通過井筒相連,層間無直接流體交換交叉流動(dòng)型:層間存在垂向滲透能力,允許流體垂向運(yùn)移復(fù)合連通型:既有井筒連通又有地層交叉流動(dòng)在多層系統(tǒng)中,壓力響應(yīng)是各層貢獻(xiàn)的復(fù)合結(jié)果,解釋的關(guān)鍵是識(shí)別和分離各層的獨(dú)立響應(yīng)。壓力響應(yīng)特征多層系統(tǒng)的典型壓力響應(yīng)特征包括:早期井筒儲(chǔ)集后可能出現(xiàn)多個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn),對(duì)應(yīng)不同層的啟動(dòng)各層性質(zhì)差異大時(shí),導(dǎo)數(shù)曲線可能出現(xiàn)多個(gè)"臺(tái)階"層間流動(dòng)導(dǎo)致長時(shí)間壓力重新分布,形成特殊的尾部特征解釋方法通常采用層疊加模型或數(shù)值模擬,結(jié)合分層測(cè)試數(shù)據(jù)(如生產(chǎn)測(cè)井)進(jìn)行約束。現(xiàn)代測(cè)井技術(shù)如脈沖中子測(cè)井和三維地震可提供額外的層間流動(dòng)信息,提高解釋精度。層序地層模型在多層油氣藏開發(fā)中具有重要應(yīng)用價(jià)值,有助于識(shí)別主力產(chǎn)層、評(píng)估層間干擾程度,并指導(dǎo)分層注水和分區(qū)開發(fā)策略。在豎直異質(zhì)性明顯的儲(chǔ)層中,如河道砂體疊置區(qū)和三角洲前緣相區(qū),正確應(yīng)用層序模型對(duì)于儲(chǔ)層描述和開發(fā)方案優(yōu)化尤為重要。典型壓力響應(yīng)分析時(shí)間(小時(shí))壓力(MPa)壓力導(dǎo)數(shù)典型壓力響應(yīng)分析是試井解釋的核心環(huán)節(jié),通過識(shí)別壓力曲線上的特征點(diǎn)和特征段,判斷流動(dòng)狀態(tài)和儲(chǔ)層類型。在雙對(duì)數(shù)診斷圖上,不同流動(dòng)階段表現(xiàn)為不同斜率的線段:井筒儲(chǔ)集效應(yīng)為單位斜率線(1.0),球面流為半斜率線(0.5),徑向流為水平線(0.0),線性流為半斜率線(0.5),雙線性流為四分之一斜率線(0.25)。直線段識(shí)別是獲取儲(chǔ)層參數(shù)的關(guān)鍵步驟。通過測(cè)量徑向流階段導(dǎo)數(shù)曲線的水平高度,可以計(jì)算滲透率;通過分析直線段的起止時(shí)間,可以估算井筒儲(chǔ)集系數(shù)和邊界距離;通過研究非水平段的形態(tài),可以判斷儲(chǔ)層非均質(zhì)性和流動(dòng)障礙?,F(xiàn)代試井解釋軟件通常采用整體擬合的方法,通過調(diào)整多個(gè)參數(shù)使理論曲線與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)最大程度吻合。然而,經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師仍然需要對(duì)關(guān)鍵特征段進(jìn)行手動(dòng)識(shí)別和初步估算,為計(jì)算機(jī)擬合提供合理的初始值和約束條件。壓力-時(shí)間坐標(biāo)變換線性坐標(biāo)最基本的繪圖方式,直觀展示壓力變化半對(duì)數(shù)坐標(biāo)Horner圖、MDH圖等,用于識(shí)別徑向流段雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)導(dǎo)數(shù)圖,最強(qiáng)大的診斷工具特殊變換平方根時(shí)間、四次方根時(shí)間等特定流動(dòng)模式分析坐標(biāo)變換是試井解釋中的重要技術(shù)手段,通過改變壓力和時(shí)間的表達(dá)方式,突出不同流動(dòng)狀態(tài)的特征。最常用的變換包括:Horner變換[log((tp+Δt)/Δt)]用于壓力恢復(fù)試井,將疊加效應(yīng)轉(zhuǎn)化為等效時(shí)間;MDH變換[log(Δt)]簡化了Horner方法,適用于生產(chǎn)時(shí)間遠(yuǎn)大于關(guān)井時(shí)間的情況;對(duì)數(shù)導(dǎo)數(shù)變換[d(Δp)/d(logΔt)]放大了壓力變化率的微小差異,成為現(xiàn)代試井解釋的標(biāo)準(zhǔn)工具。此外,還有一些專門針對(duì)特定流動(dòng)狀態(tài)的變換,如平方根時(shí)間圖(√t)用于線性流識(shí)別,四次方根時(shí)間圖(?√t)用于雙線性流分析,單位斜率圖[pvs.t]用于邊界分析等。選擇合適的坐標(biāo)變換,可以將原本不明顯的特征放大,便于精確識(shí)別流動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換點(diǎn)和計(jì)算相應(yīng)參數(shù)。隨著計(jì)算機(jī)輔助解釋技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)代軟件通常會(huì)自動(dòng)生成多種坐標(biāo)下的圖形,供工程師綜合分析。然而,理解各種變換的物理意義和適用條件,仍是準(zhǔn)確解釋的關(guān)鍵基礎(chǔ)。曲線擬合和參數(shù)反演最小二乘法最常用的擬合方法,尋找使殘差平方和最小的參數(shù)組合。對(duì)于線性問題可直接求解,非線性問題則需迭代優(yōu)化。在試井解釋中,通常采用加權(quán)最小二乘法,對(duì)不同時(shí)間段的數(shù)據(jù)賦予不同權(quán)重。非線性回歸針對(duì)復(fù)雜模型的參數(shù)反演方法,常用算法包括Levenberg-Marquardt法、牛頓法和梯度下降法等。現(xiàn)代試井解釋軟件通常結(jié)合多種算法,在保證計(jì)算效率的同時(shí)避免陷入局部最優(yōu)解。敏感性分析評(píng)估解釋結(jié)果可靠性的重要工具,通過改變參數(shù)觀察模型響應(yīng)變化。高敏感性參數(shù)可靠度高,低敏感性參數(shù)需結(jié)合其他資料約束。交叉相關(guān)性分析可識(shí)別參數(shù)間的相互影響。多解問題處理試井解釋中的常見挑戰(zhàn),不同參數(shù)組合可能產(chǎn)生相似的壓力響應(yīng)。解決方法包括增加約束條件、擴(kuò)展數(shù)據(jù)范圍和結(jié)合歷史資料等。物理合理性檢驗(yàn)是篩選結(jié)果的重要標(biāo)準(zhǔn)。曲線擬合是從測(cè)量數(shù)據(jù)中提取儲(chǔ)層參數(shù)的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)?,F(xiàn)代試井解釋通常采用整體擬合方法,將壓力、時(shí)間和導(dǎo)數(shù)三者同時(shí)納入優(yōu)化目標(biāo)。這種方法相比傳統(tǒng)的分段解釋具有更高的穩(wěn)健性,能夠處理噪聲和數(shù)據(jù)缺失問題。參數(shù)反演過程中需要處理的主要挑戰(zhàn)包括:初始值敏感性(不同起點(diǎn)可能導(dǎo)致不同結(jié)果)、局部最優(yōu)解(算法可能困在次優(yōu)解)和參數(shù)相關(guān)性(多參數(shù)間存在補(bǔ)償效應(yīng))。先進(jìn)的解釋軟件通常采用多起點(diǎn)優(yōu)化、混合算法和約束條件等技術(shù)克服這些問題。然而,專業(yè)工程師的經(jīng)驗(yàn)判斷仍然是確保解釋結(jié)果合理性的關(guān)鍵因素。井筒存儲(chǔ)和表皮效應(yīng)評(píng)價(jià)井筒存儲(chǔ)現(xiàn)象井筒存儲(chǔ)是井內(nèi)流體壓縮性變化引起的井底流量與地面測(cè)量流量差異。關(guān)井后,井筒內(nèi)液柱繼續(xù)向井底提供流量;開井時(shí),則先填充井筒再從地層流入。存儲(chǔ)系數(shù)C定義為單位壓力變化對(duì)應(yīng)的井筒體積變化,單位為m3/MPa。表皮效應(yīng)機(jī)理表皮效應(yīng)反映了近井區(qū)流動(dòng)阻力的異常變化,表皮系數(shù)s為無量綱參數(shù)。正表皮表示近井區(qū)滲透率降低(如泥漿侵入、固相堵塞),負(fù)表皮則表示流動(dòng)能力增強(qiáng)(如酸化、壓裂)。表皮效應(yīng)引起的額外壓降與流量成正比。評(píng)價(jià)與改善方法井筒存儲(chǔ)可通過下入特殊工具(如封隔器)減小,或通過解釋時(shí)的數(shù)學(xué)校正消除其影響。表皮損傷則可通過酸化、壓裂、溶劑清洗等措施改善。定期評(píng)價(jià)表皮系數(shù)變化是監(jiān)測(cè)井況變化的重要手段,尤其在水驅(qū)油藏開發(fā)中。井筒存儲(chǔ)和表皮效應(yīng)是影響試井解釋準(zhǔn)確性的兩個(gè)關(guān)鍵因素,特別是在測(cè)試早期階段。在雙對(duì)數(shù)診斷圖上,井筒存儲(chǔ)表現(xiàn)為單位斜率直線段,延遲了真實(shí)儲(chǔ)層響應(yīng)的顯現(xiàn);表皮效應(yīng)則主要影響徑向流早期的壓力水平,在恢復(fù)試井中表現(xiàn)為Horner圖上直線段的垂直位移?,F(xiàn)代試井解釋通常將這兩個(gè)參數(shù)作為模型的組成部分,與儲(chǔ)層參數(shù)同時(shí)求解。然而,由于井筒存儲(chǔ)效應(yīng)可能掩蓋早期重要信息,設(shè)計(jì)試井方案時(shí)應(yīng)盡量減小其影響,如選擇合適工具、控制液柱高度等。表皮系數(shù)的變化則是評(píng)估井筒狀況和修井必要性的重要指標(biāo),其監(jiān)測(cè)應(yīng)納入常規(guī)生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析中。地層壓力及滲透率計(jì)算方法1-3%滲透率測(cè)量精度理想條件下試井解釋誤差范圍0.1MPa壓力測(cè)量精度現(xiàn)代石英壓力計(jì)典型分辨率5-15%綜合解釋誤差考慮各種不確定性后的平均誤差地層壓力和滲透率是試井解釋的兩個(gè)核心目標(biāo)參數(shù),它們的計(jì)算方法根據(jù)試井類型和流動(dòng)模型而異。對(duì)于壓力恢復(fù)試井,常用Horner外推法計(jì)算原始地層壓力:在Horner圖上將直線段外推至無限關(guān)井時(shí)間(Horner時(shí)間為1),交點(diǎn)即為p*,這是對(duì)原始地層壓力的估計(jì)值。在壓力干擾較大的情況下,可采用導(dǎo)數(shù)穩(wěn)定化方法或修正的MDH方法提高精度。滲透率計(jì)算的基本公式基于徑向流方程:k=162.6qBμ/mh,其中m為半對(duì)數(shù)圖上直線段的斜率,單位為MPa/周期。對(duì)于非理想條件,如多相流、非達(dá)西流動(dòng)或異常幾何形態(tài),需引入相應(yīng)的修正系數(shù)。例如,對(duì)于水平井,滲透率公式需考慮垂向和水平滲透率的各向異性;對(duì)于裂縫性儲(chǔ)層,則需區(qū)分基質(zhì)滲透率和裂縫滲透率?,F(xiàn)代試井解釋軟件通常采用整體擬合的方法同時(shí)求解多個(gè)參數(shù),但工程師仍需了解基本公式的物理意義,以驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果的合理性。準(zhǔn)確的流體性質(zhì)數(shù)據(jù)(B,μ)和地質(zhì)參數(shù)(h,φ)是確保計(jì)算精度的必要條件。油藏邊界類型識(shí)別無限大油藏特征在整個(gè)測(cè)試時(shí)間內(nèi),壓力波尚未到達(dá)邊界,壓力導(dǎo)數(shù)曲線在中后期保持水平。此類儲(chǔ)層在雙對(duì)數(shù)圖上表現(xiàn)為導(dǎo)數(shù)平直段,時(shí)間越長越有利于確認(rèn)無界狀態(tài)。通常發(fā)生在大型結(jié)構(gòu)性油藏或測(cè)試時(shí)間較短的情況。斷層邊界識(shí)別單一斷層表現(xiàn)為導(dǎo)數(shù)曲線的階梯狀上升,斜率約為0.5;多斷層或封閉邊界則表現(xiàn)為斜率接近1的上升段。斷層邊界影響通常在徑向流后開始顯現(xiàn),出現(xiàn)時(shí)間與斷層距離和擴(kuò)散系數(shù)有關(guān)。通過鏡像法可估算斷層位置。含水層支持識(shí)別恒壓邊界(如強(qiáng)水驅(qū))表現(xiàn)為導(dǎo)數(shù)曲線的持續(xù)下降;弱水驅(qū)則表現(xiàn)為壓力穩(wěn)定化,導(dǎo)數(shù)緩慢下降。含水層支持的大小和強(qiáng)度決定了壓力支持的程度,這對(duì)油藏開發(fā)策略有重要影響。水驅(qū)特征通常在長期生產(chǎn)測(cè)試中更容易識(shí)別。復(fù)雜邊界條件實(shí)際油藏中常存在多種邊界組合,如部分?jǐn)鄬臃忾]加部分水驅(qū)支持。這種情況導(dǎo)數(shù)曲線表現(xiàn)復(fù)雜,需結(jié)合地質(zhì)資料和數(shù)值模擬進(jìn)行綜合分析。三維邊界形態(tài)通常需要多井資料交叉驗(yàn)證才能確定。邊界條件識(shí)別是試井解釋中難度最大但也最有價(jià)值的部分,直接關(guān)系到儲(chǔ)量估算和開發(fā)方案設(shè)計(jì)。壓力擾動(dòng)需要足夠長的時(shí)間才能傳播到邊界并返回,因此邊界特征通常出現(xiàn)在試井的后期階段。長時(shí)間關(guān)井測(cè)試和干擾試驗(yàn)是識(shí)別邊界的有效手段。實(shí)際應(yīng)用中需注意,地質(zhì)邊界通常比理想模型復(fù)雜,且可能存在非均質(zhì)性干擾。應(yīng)結(jié)合地震、測(cè)井等多種資料進(jìn)行綜合分析,避免過度解釋。邊界識(shí)別結(jié)果應(yīng)定期更新,特別是隨著開發(fā)的進(jìn)行,流體分布變化可能導(dǎo)致動(dòng)態(tài)邊界特征的改變。層間干擾與分層解釋層間通量評(píng)價(jià)分析垂向流體交換程度混層產(chǎn)出影響識(shí)別各層貢獻(xiàn)程度2交叉流動(dòng)模式確定層間壓力通信途徑3隔層屏障檢測(cè)評(píng)估垂向封閉性層間干擾是多層油藏開發(fā)中的常見現(xiàn)象,合理評(píng)價(jià)干擾程度對(duì)優(yōu)化開發(fā)方案至關(guān)重要。在試井解釋中,層間干擾主要表現(xiàn)為壓力傳導(dǎo)特性的非典型行為,如雙徑向流特征、異常的壓力均衡過程或多重時(shí)間常數(shù)。分層解釋的核心是將復(fù)合信號(hào)分解為各層獨(dú)立的貢獻(xiàn)。層間干擾可通過井筒或地層兩種途徑發(fā)生:井筒連通型干擾較容易處理,通過分層封隔可以隔離;而地層交叉流動(dòng)則更為復(fù)雜,需要考慮垂向滲透率和層間壓差等因素。評(píng)價(jià)方法包括分層測(cè)試技術(shù)(如選擇性封隔器測(cè)試)、生產(chǎn)測(cè)井(如流量剖面測(cè)試)和示蹤劑監(jiān)測(cè)等。在解釋多層系統(tǒng)時(shí),通常采用層疊加模型或分段模擬方法,考慮各層物性差異和相互作用。準(zhǔn)確的分層解釋有助于識(shí)別主力產(chǎn)層、評(píng)估水平井砂體貫通程度、優(yōu)化壓裂層位和設(shè)計(jì)分區(qū)開發(fā)策略。隨著智能完井技術(shù)的發(fā)展,分層控制和監(jiān)測(cè)能力不斷提高,為精細(xì)分層解釋提供了更多支持。油藏非均質(zhì)性分析非均質(zhì)類型與表現(xiàn)油藏非均質(zhì)性是指儲(chǔ)層物性參數(shù)在空間分布上的變異性,主要包括以下幾種形式:橫向非均質(zhì):滲透率在水平方向的變化,表現(xiàn)為徑向非均質(zhì)或方向性差異垂向非均質(zhì):不同層位物性差異,如多層系統(tǒng)或垂向滲透率障礙尺度非均質(zhì):不同觀測(cè)尺度下物性表現(xiàn)的差異,如核心尺度與井筒尺度在試井解釋中,非均質(zhì)性通常表現(xiàn)為特征性的壓力響應(yīng)偏離,如壓力導(dǎo)數(shù)曲線的非典型形態(tài)、早期與晚期滲透率估值的不一致,或方向性測(cè)試結(jié)果的差異。解釋技術(shù)與方法分析油藏非均質(zhì)性的主要技術(shù)包括:徑向復(fù)合模型:處理近井區(qū)與遠(yuǎn)端區(qū)性質(zhì)差異,如水驅(qū)前緣或酸化改造區(qū)域各向異性模型:處理方向性滲透率差異,適用于定向裂縫發(fā)育區(qū)或河道砂體雙重介質(zhì)模型:處理基質(zhì)-裂縫系統(tǒng),適用于裂縫性或碳酸鹽巖儲(chǔ)層多層模型:處理層位差異,適用于明顯分層的砂泥巖互層系統(tǒng)現(xiàn)代解釋軟件通常采用數(shù)值模擬和反演技術(shù),結(jié)合地質(zhì)模型約束,實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜非均質(zhì)體系的參數(shù)識(shí)別。油藏非均質(zhì)性分析是高級(jí)試井解釋的重要內(nèi)容,直接影響開發(fā)方案設(shè)計(jì)和產(chǎn)能預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性。在實(shí)際應(yīng)用中,常需結(jié)合多種資料綜合判斷非均質(zhì)性特征,如測(cè)井曲線形態(tài)、巖心描述、地震屬性和生產(chǎn)動(dòng)態(tài)等。不同類型非均質(zhì)性的識(shí)別策略也有所不同,如橫向非均質(zhì)可通過干擾試驗(yàn)和方位性測(cè)試評(píng)價(jià),垂向非均質(zhì)則需依靠分層測(cè)試和生產(chǎn)剖面分析。隨著油氣勘探開發(fā)逐漸轉(zhuǎn)向復(fù)雜儲(chǔ)層,非均質(zhì)性分析的重要性日益突出。特別是對(duì)于低滲透、致密和頁巖類非常規(guī)油氣藏,其非均質(zhì)特征對(duì)開發(fā)效果的影響更為顯著。新型試井設(shè)計(jì)如脈沖交替試井、示蹤劑試井等,為非均質(zhì)性表征提供了更多技術(shù)手段。試井解釋典型案例(一):均質(zhì)油藏油藏類型中淺層砂巖均質(zhì)油藏井型單一垂直井完井測(cè)試類型壓力恢復(fù)試井(BuildupTest)試井時(shí)間生產(chǎn)24小時(shí)后關(guān)井72小時(shí)計(jì)算滲透率45mD(根據(jù)Horner直線段斜率)計(jì)算表皮系數(shù)+3.5(表示存在井筒損傷)邊界條件測(cè)試期間未觀察到邊界響應(yīng)本案例展示了一個(gè)典型的砂巖均質(zhì)油藏試井解釋過程。試井曲線表現(xiàn)出標(biāo)準(zhǔn)的均質(zhì)儲(chǔ)層特征:早期井筒儲(chǔ)集階段后,在雙對(duì)數(shù)導(dǎo)數(shù)圖上出現(xiàn)明顯的水平直線段,對(duì)應(yīng)徑向流狀態(tài);中后期導(dǎo)數(shù)保持水平,未觀察到邊界影響,表明壓力擾動(dòng)在測(cè)試時(shí)間內(nèi)未達(dá)到油藏邊界。解釋采用標(biāo)準(zhǔn)的Horner分析法,同時(shí)結(jié)合導(dǎo)數(shù)分析和類型曲線匹配。計(jì)算得到的滲透率為45mD,與巖心分析結(jié)果(42-48mD)一致,表明解釋結(jié)果可靠。表皮系數(shù)為+3.5,表明存在明顯的井筒損傷,建議進(jìn)行酸化處理。根據(jù)壓力恢復(fù)曲線,預(yù)估原始地層壓力為32.5MPa,與區(qū)域壓力梯度基本吻合。此案例較為理想,數(shù)據(jù)質(zhì)量高,解釋過程中未遇到明顯異常情況。實(shí)際應(yīng)用中,均質(zhì)油藏的試井解釋通常是最為直接和可靠的,為其他復(fù)雜情況的處理提供了基礎(chǔ)方法和參照標(biāo)準(zhǔn)。試井解釋典型案例(二):裂縫油藏時(shí)間(小時(shí))壓力導(dǎo)數(shù)本案例研究了一個(gè)典型的裂縫性碳酸鹽巖油藏的試井解釋。該儲(chǔ)層位于中深層(3500米),主要為白云巖,發(fā)育大量天然裂縫。試井曲線展現(xiàn)出明顯的雙孔介質(zhì)特征:在雙對(duì)數(shù)導(dǎo)數(shù)圖上,井筒儲(chǔ)集階段后出現(xiàn)特征性的"V形"凹陷,隨后恢復(fù)為水平的徑向流段。解釋采用Warren-Root雙孔介質(zhì)模型,通過擬合V形凹陷的位置和深度,確定了儲(chǔ)層非均質(zhì)度ω=0.03(表示裂縫儲(chǔ)量占比3%)和層間流動(dòng)系數(shù)λ=7×10^-7(表示中等基質(zhì)-裂縫交換能力)??傆行B透率計(jì)算為8.5mD,而基質(zhì)滲透率僅為0.2mD,說明流動(dòng)主要發(fā)生在裂縫系統(tǒng)中。表皮系數(shù)為-2.1,表明裂縫在井筒附近形成了高導(dǎo)流通道?;谠摻忉尳Y(jié)果,建議采用適合裂縫性油藏的開發(fā)策略:控制注入壓力避免裂縫擴(kuò)展,防止水竄;優(yōu)化井網(wǎng)密度匹配裂縫分布;考慮水平井與裂縫走向的關(guān)系最大化產(chǎn)能。此類裂縫油藏的試井解釋比均質(zhì)油藏復(fù)雜,需更長的測(cè)試時(shí)間和更精細(xì)的數(shù)據(jù)采集。試井解釋典型案例(三):低滲致密油藏本案例分析了一個(gè)低滲致密砂巖油藏的試井解釋挑戰(zhàn)。該儲(chǔ)層滲透率極低(0.05-0.5mD),孔隙度6-9%,需要水力壓裂才能獲得經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量。試井?dāng)?shù)據(jù)展示出非常規(guī)低滲儲(chǔ)層的典型特征:測(cè)試周期長,壓力恢復(fù)緩慢;早期數(shù)據(jù)受井筒儲(chǔ)集影響明顯;中期出現(xiàn)線性或雙線性流特征,表現(xiàn)為導(dǎo)數(shù)曲線上的半斜率或四分之一斜率段;晚期才逐漸過渡到徑向流。解釋過程考慮了以下特殊因素:非達(dá)西效應(yīng)(引入啟動(dòng)壓力梯度修正)、應(yīng)力敏感性(滲透率隨壓力變化)和水力裂縫參數(shù)(采用復(fù)合裂縫模型)。結(jié)果表明,基質(zhì)滲透率僅為0.08mD,遠(yuǎn)低于常規(guī)油藏;壓裂形成的有效裂縫半長約85米,但導(dǎo)流能力隨時(shí)間下降,表明支撐劑有一定嵌入和破碎;存在明顯的非達(dá)西流動(dòng)特征,啟動(dòng)壓力梯度約0.05MPa/m。基于解釋結(jié)果,提出了優(yōu)化建議:采用更細(xì)支撐劑提高導(dǎo)流能力;考慮重復(fù)壓裂或多級(jí)壓裂增加流動(dòng)面積;控制回壓減少非達(dá)西效應(yīng)影響;優(yōu)化井距匹配壓裂范圍。此類低滲油藏的試井解釋要求更長的穩(wěn)定時(shí)間和更高精度的壓力測(cè)量設(shè)備。試井解釋典型案例(四):多井系統(tǒng)井網(wǎng)布局五點(diǎn)注采井組,中心注水井(A),四角生產(chǎn)井(B/C/D/E),井距200m,所有井完鉆投產(chǎn)已超過2年。開展干擾試驗(yàn),關(guān)閉注水井A,觀察各生產(chǎn)井壓力響應(yīng)。壓力響應(yīng)特征四口生產(chǎn)井壓力響應(yīng)時(shí)間和幅度各異:B井最快(3小時(shí)出現(xiàn)明顯響應(yīng)),壓降最大;C井次之(5小時(shí));D和E井響應(yīng)緩慢(12小時(shí)以上),壓降小。表明儲(chǔ)層存在明顯的非均質(zhì)性和方向性。綜合解釋采用多井干擾模型分析,結(jié)合方向性滲透率理論,計(jì)算不同方向的有效滲透率。B-A方向?yàn)?5mD,C-A方向?yàn)?2mD,D-A方向?yàn)?3mD,E-A方向?yàn)?8mD。識(shí)別主導(dǎo)流動(dòng)方向?yàn)闁|北-西南向。開發(fā)建議調(diào)整注入壓力和分配方案,B井所在區(qū)域降低注入強(qiáng)度;考慮在D/E井區(qū)域?qū)嵤┭a(bǔ)充加密井;未來井網(wǎng)布局應(yīng)考慮識(shí)別出的滲透率方向性,優(yōu)化井位和井距。該案例展示了如何利用多井干擾試驗(yàn)分析復(fù)雜油藏的非均質(zhì)特性。干擾試驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)在于可以探測(cè)井間連通性和大尺度滲透率分布,是常規(guī)單井試井的有效補(bǔ)充。本例中,通過分析壓力傳播速度和幅度,成功識(shí)別了儲(chǔ)層中的優(yōu)勢(shì)滲流通道和低滲透帶,為開發(fā)方案優(yōu)化提供了重要依據(jù)。解釋過程中需特別注意時(shí)間同步和背景噪聲處理,應(yīng)考慮其他干擾因素如生產(chǎn)波動(dòng)、地下水活動(dòng)等。多井解釋的復(fù)雜性遠(yuǎn)高于單井,通常需要結(jié)合數(shù)值模擬和地質(zhì)模型進(jìn)行綜合分析。本案例證明,即使在開發(fā)中期油田,合理設(shè)計(jì)的干擾試驗(yàn)仍能提供寶貴的儲(chǔ)層信息,幫助解決開發(fā)瓶頸問題。試井解釋典型案例(五):復(fù)雜邊界試井?dāng)?shù)據(jù)收集深層斷塊砂巖油藏,單井長時(shí)間(15天)壓力恢復(fù)測(cè)試,全程高精度石英壓力計(jì)記錄異常曲線特征導(dǎo)數(shù)曲線中期出現(xiàn)半斜率段,隨后上翹但未達(dá)單位斜率,最后期出現(xiàn)下降趨勢(shì)復(fù)雜模型建立結(jié)合地質(zhì)資料構(gòu)建組合邊界模型:兩個(gè)正交斷層+一個(gè)恒壓邊界(可能為水體)解釋結(jié)果應(yīng)用確定儲(chǔ)量,優(yōu)化井位,預(yù)測(cè)水侵方向,修正地質(zhì)模型本案例研究了一個(gè)具有復(fù)雜邊界條件的斷塊油藏。初步地質(zhì)認(rèn)識(shí)認(rèn)為該區(qū)塊為封閉斷塊,但實(shí)際試井曲線表現(xiàn)出混合邊界特征。詳細(xì)分析表明,半斜率段對(duì)應(yīng)單一斷層響應(yīng);之后的上翹但未達(dá)單位斜率表明存在非封閉區(qū)域;末期下降趨勢(shì)則暗示存在恒壓邊界支持。經(jīng)過多模型對(duì)比和敏感性分析,確定最佳匹配模型為:井位于一個(gè)三邊形斷塊內(nèi),距離最近斷層約120米,另一垂直斷層約550米,東南方向與含水層相連(距離約800米)。這一復(fù)雜邊界解釋與后續(xù)地震精細(xì)解釋和鉆井結(jié)果高度吻合,證實(shí)了試井在識(shí)別復(fù)雜邊界構(gòu)造方面的價(jià)值?;谠摻忉尳Y(jié)果,重新評(píng)估了儲(chǔ)量(比原估計(jì)低25%);優(yōu)化了開發(fā)井位,避開近斷層區(qū)域;預(yù)測(cè)了潛在水侵方向,提前布置監(jiān)測(cè)井;同時(shí)修正了地質(zhì)模型,為周邊區(qū)塊評(píng)價(jià)提供了重要參考。此案例強(qiáng)調(diào)了長時(shí)間試井在識(shí)別復(fù)雜邊界方面的重要性,以及綜合利用多種資料進(jìn)行交叉驗(yàn)證的必要性。試井異常案例討論井筒堵塞異常重質(zhì)油油田一口生產(chǎn)井在試井過程中出現(xiàn)反常曲線:早期響應(yīng)極慢,導(dǎo)數(shù)曲線不遵循標(biāo)準(zhǔn)單位斜率;中期段不規(guī)則波動(dòng);晚期才恢復(fù)正常特征。分析表明井筒存在蠟沉積和砂堵,造成井筒與地層連通不暢。通過下入聲波檢測(cè)器確認(rèn)堵塞位置,實(shí)施機(jī)械清理和化學(xué)處理后,重新測(cè)試獲得正常曲線。套管泄漏問題一口注水井在壓力降落測(cè)試中出現(xiàn)雙峰導(dǎo)數(shù)曲線,不符合任何標(biāo)準(zhǔn)模型。詳細(xì)分析發(fā)現(xiàn)壓力信號(hào)中存在周期性微小波動(dòng),懷疑存在套管泄漏。下入成像檢測(cè)儀確認(rèn)在2800米處存在套管損壞,導(dǎo)致注入水部分進(jìn)入非目標(biāo)層位。套管修復(fù)后重新試井,曲線恢復(fù)正常形態(tài)。相變異常影響凝析氣藏在壓力低于露點(diǎn)壓力條件下測(cè)試,出現(xiàn)明顯的導(dǎo)數(shù)曲線抬升現(xiàn)象,表面解釋顯示滲透率隨時(shí)間持續(xù)降低。分析表明這是由于近井區(qū)凝析液滴落引起的相對(duì)滲透率變化。采用改進(jìn)的氣相-液相解耦模型重新解釋,成功分離出相變效應(yīng)和真實(shí)儲(chǔ)層響應(yīng)。試井異常案例分析對(duì)提高解釋準(zhǔn)確性和解決井筒問題至關(guān)重要。異?,F(xiàn)象通常是井況問題或特殊流動(dòng)機(jī)制的信號(hào),而非簡單的數(shù)據(jù)誤差。識(shí)別異常的關(guān)鍵是將實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與理論預(yù)期系統(tǒng)比對(duì),重點(diǎn)關(guān)注導(dǎo)數(shù)曲線形態(tài)的偏差,以及是否存在無法用標(biāo)準(zhǔn)模型解釋的特征。處理異常數(shù)據(jù)的一般步驟包括:確認(rèn)數(shù)據(jù)采集設(shè)備工作正常;檢查測(cè)試操作是否規(guī)范;分析與歷史試井對(duì)比有何變化;考慮可能的物理機(jī)制;必要時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充測(cè)試或井下檢查。通過系統(tǒng)分析異常案例,可以積累寶貴經(jīng)驗(yàn),建立異常特征庫,為未來解釋工作提供參考。應(yīng)當(dāng)注意,部分看似異常的現(xiàn)象可能反映了新的儲(chǔ)層機(jī)制,是重要的科學(xué)發(fā)現(xiàn)線索?,F(xiàn)場數(shù)據(jù)與理論模型匹配時(shí)間(小時(shí))實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)模型擬合現(xiàn)場數(shù)據(jù)與理論模型的匹配是試井解釋的核心環(huán)節(jié),直接決定了參數(shù)計(jì)算的準(zhǔn)確性。理想的匹配應(yīng)當(dāng)在整個(gè)時(shí)間范圍內(nèi)都有良好的吻合度,特別是關(guān)鍵特征點(diǎn)和斜率變化處。匹配過程中常用的技術(shù)包括最小二乘法擬合、導(dǎo)數(shù)敏感性分析和多起點(diǎn)優(yōu)化等。匹配質(zhì)量評(píng)價(jià)通常基于以下幾點(diǎn):壓力數(shù)據(jù)和導(dǎo)數(shù)數(shù)據(jù)的同時(shí)擬合程度;殘差分布的隨機(jī)性(是否存在系統(tǒng)偏差);模型參數(shù)的物理合理性;與其他測(cè)試方法結(jié)果的一致性。良好的匹配應(yīng)表現(xiàn)為隨機(jī)分布的小殘差,且導(dǎo)出參數(shù)在合理范圍內(nèi)。實(shí)際匹配中經(jīng)常遇到的挑戰(zhàn)包括:數(shù)據(jù)噪聲干擾、多模型等效性(不同模型可能產(chǎn)生相似曲線)、參數(shù)補(bǔ)償效應(yīng)(多參數(shù)間相互抵消)等。解決這些問題的方法包括數(shù)據(jù)平滑化處理、多模型交叉驗(yàn)證、增加約束條件和引入先驗(yàn)信息等。隨著計(jì)算能力的提升,現(xiàn)代試井解釋軟件能夠快速嘗試多種模型和參數(shù)組合,大大提高了匹配效率和準(zhǔn)確性。試井解釋常見誤差源儀器誤差現(xiàn)代試井設(shè)備雖然精度高,但仍存在多種誤差源:壓力計(jì)零點(diǎn)漂移(長時(shí)間測(cè)試中尤為明顯);溫度影響(高溫會(huì)降低壓力傳感器精度);采樣頻率不足(可能丟失早期瞬變信息);電池耗盡導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失。解決方法包括使用溫度補(bǔ)償型傳感器、雙重備份系統(tǒng)和自適應(yīng)采樣頻率。環(huán)境影響試井過程中的環(huán)境因素也會(huì)引入誤差:鄰井生產(chǎn)波動(dòng)造成的背景壓力波動(dòng);地面溫度變化導(dǎo)致的井口壓力波動(dòng);地下水位變化影響;甚至海上平臺(tái)上漲落潮引起的微小壓力變化。這些影響通常表現(xiàn)為周期性噪聲或長期趨勢(shì),需通過濾波或背景校正消除。模型局限性解釋模型的假設(shè)條件與實(shí)際情況的偏差是重要誤差源:流體特性假設(shè)(如視為單相而實(shí)際為多相);均質(zhì)性假設(shè)(實(shí)際儲(chǔ)層高度非均質(zhì));邊界條件簡化(實(shí)際邊界復(fù)雜多變);井筒流動(dòng)簡化(忽略多相流效應(yīng))。認(rèn)識(shí)模型局限性并選擇最適合的模型至關(guān)重要。數(shù)值處理誤差數(shù)據(jù)處理過程也會(huì)引入誤差:導(dǎo)數(shù)計(jì)算中的數(shù)值差分誤差;數(shù)據(jù)平滑過度導(dǎo)致信息丟失;插值算法不當(dāng);參數(shù)轉(zhuǎn)換中的單位換算錯(cuò)誤;迭代算法陷入局部最優(yōu)解。應(yīng)選擇穩(wěn)健的數(shù)值算法,并通過多方法驗(yàn)證結(jié)果。識(shí)別和控制試井解釋誤差是確保結(jié)果可靠性的關(guān)鍵步驟。實(shí)際工作中,應(yīng)建立系統(tǒng)性的質(zhì)量控制流程,包括儀器定期校準(zhǔn)、數(shù)據(jù)異常檢測(cè)、多種方法交叉驗(yàn)證和不確定性分析等。通過誤差帶分析,可以給出參數(shù)估計(jì)的置信區(qū)間,為后續(xù)決策提供風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估依據(jù)。井筒影響及其修正方法井筒儲(chǔ)集效應(yīng)井筒儲(chǔ)集是試井早期最主要的干擾因素,表現(xiàn)為井筒內(nèi)流體體積變化導(dǎo)致的壓力響應(yīng)延遲。其物理本質(zhì)是井內(nèi)流體的可壓縮性和液面變化引起的附加流量。井筒儲(chǔ)集系數(shù)C與井筒直徑、流體可壓縮性和液柱高度直接相關(guān),典型范圍為0.001-0.1m3/MPa。后效

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