现代试井技术
简析试井技术的现状及其新技术的应用
简析试井技术的现状及其新技术的应用1 概述石油勘探评价、油气藏描述和编制油气田开发方案等都离不开试井技术，同时试井技术能够加速油气田勘探开发以及油气田动态监测，是提高经济效益的重要技术手段。
井下控制与测量技术的进展，高分辨率压力计、功能强大的计算机及日益成熟的解释和模拟技术也对试井技术的巨大变革发挥了重要作用。
试井理论的发展与计算机应用技术的完美结合，已使试井分析方法成为一套比较完善的现代试井分析方法——图版拟合解释法。
随着试井技术应用的发展，其在油气藏勘探开发中的重要地位将无可替代。
数值试井技术在众多试井技术中是一种全新解释技术。
相对于其他的试井技术，具有描述范围大、假设条件少的优点。
尤其是在处理多相流、复杂边界和非均质油气藏等复杂性试井方面具有较大的优势。
2 当今试井技术的现状试井技术需要通过多种手段对油气藏地质、测井、岩心分析、流体物性等分析描述，油气藏模型由试井测试、解释和分析技术确定，油气藏损害的评价和损害机理则通过对地质结构和流动参数分析确定，得到有效的完井方法。
常规的试井解释方法无法对复杂、多变的非均质油气藏以及多相流的试井问题进行解释和分析，由于渗流方程高度非线性，只能采用数值解法，故称其为数值试井。
数值试井的分析内容包括4个部分，分别是空间离散、产量描述、具体问题的一般规律和参数拟合。
目前支持数值试井技术的软件已经有很多，并且已由单纯的理论研究转变到了商业化的应用阶段，近年来数值试井软件均推出数值试井模块，此模块将传统的油气井动态分析内容加入其中。
与普通试井技术相比，数值试井建立的储层形态、参数分布地质模型与实际更加贴近，并且可将多井生产的影响考虑在内。
因此，它在储层描述与气藏开发动态预测方面具有更大的实用价值。
如今国内外比较先进的数值试井软件有很多，如Kappa公司的Saphir软件、EPS公司的PanSystem软件、Schlumberger公司的Welltest200软件等。
现代试井分析技术
西安石油大学
一、试井在油气勘探开发中的地位和作用
1、试井基本概念
试井是一种通过获得有代表性储层 流体样品、测试同期产量及相应的 井底压力资料来进行储层评价的技 术。 试井包括试井测试和试井解释两部 分。
试井测试， 测试内容包括流量、 压力、温度和取样等等。 试井解释：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。
油藏 模型
(网格粗化)
井动态预测
完井设计 措施, 人工举升
油藏模型 动态模拟
模拟模型 (黑油, ,凝析， 组分, 热采） 标定模拟模型
井动态完善
开发方案 油藏动态预测 管道设备模型 油田动态预测 经济模型 油藏管理决策 生产内部结构
(递减曲线分析)
二、试井的测试技术的发展
回压试井 产能试井等时试井 修正等时试井 一点法试井 压力降落试井 压力恢复试井 单井不稳定试井 试井 注入能力试井 压力落差试井 不稳定试井 段塞流试井 干扰试井 多井不稳定试井 脉冲试井 实时动态监测
wf
地质模型所能包括的储层基本特性概括如 下：
（１）储层岩石的骨架性质，如岩石的压缩性、 孔隙度、渗透率、孔隙大小分布及表面积等。 （２）储层中的流体特性，如流体质量、密度、 压缩性、粘度及其组分等。 （３）流体与岩石的综合特性，如相渗透率、润 湿性、毛细管压力特征和流体的饱和度分布等。 （４）储层的构造特性，如储层厚度、深度、范 围大小（断层等）、倾斜度和孔隙裂缝的发育 程度及其分布情况等。 （５）储层能量大小，如储层压力、温度和流体 储藏量等。 (6)沉积相特征。
（3）各种测试的探测距离
1-现代试井分析(新)
确认属于何种类型地层
重
复
通过试井软件解释计算模型参数 解 释
通过图形分析 判断属于何种试井模型
并作出参数量级估算
油田现场测得压力/时间变化曲线 画成笛卡、单对数及双对数图
油气井试井是涉及面广泛的系统工程
• 针对油气藏和油气井研究的严密的测试设计； • 应用高精度的仪器设备进行现场测试，压力计精度
0.02％FS, 分辨率0.00007MPa, 在井下高温高压条件 下连续记录、存储数十万个压力数据点； • 测试过程中要求油气井配合测试进程反复地开关井， 准确计量油气产量，并处理好产出的油气； • 以复杂油气藏为背景的渗流力学理论和方法的研究； • 以解数理方程中的反问题为基础的试井解释软件； • 结合地质、物探、测井及工艺措施的资料综合分析。
q3
q5
q4
3300 4400 5500 6600 70 8800
时时间间t ，，hh
10
9
8
7
pwf6 6
5
4
3
2
q6
1
0
90 100
对于不具备关井条 件的油气井，可以采 取变产量试井的方法 进行储层研究；
变产量试井相当于 以部分产量开井或关 井，其分析方法与开 井压降或关井压力恢 复试井类似；
开井压降曲线是油 气井开井生产过程中 的井底压力下降过程 变化曲线，最能体现 各种不同类型地层的 压力走势特征；
所有各种类型地层 的不稳定试井解释图 版都是根据渗流力学 方程对应压降曲线段 的数学解制作出的；
针对压力恢复试井曲线解释取得的储层模型，一定要通过开井生产压 降段压力历史拟合检验，符合一致的才可确认模型的正确性，否则必须 对模型加以修改；
◆80年代发明了压力导数图版，编制了试井解释软件，形成了现代试 井分析的基本方法。
现代试井分析理论与解释方法
8）半球面流、球面流 油藏由于存在气顶或者底水，为了防止底水锥进或者气顶气窜，只打开油层顶 部或者底部，油层中的流体类似于从半球体的四面方向流向油层顶部的打开部位， 此时的流动称为“半球形流动”。 如果只在油层中某一部位打开，油层流体从射孔孔眼的上下、左右、前后四面 八方流向孔眼，此时的流动称为“球形流动”。 厚油层局部打开时可以在“早期段”出现“半球形”或者“球形”流动。
哪些数据点呈现直线关系
20世纪50年代至今，都在使用这种半对数分析法，被称为“常规试 井解释方法”。在直角坐标纸上绘制出井底流动压力pwf与开井生产时间t 的对数lgt关系曲线，或在半对数坐标纸上绘制出pwf与开井生产时间t的关 系曲线就得到一条“压力降落曲线”。根据该曲线的斜率m就能计算出流 动系数、流度、渗透率和表皮。
8
三、试 井 分 析 方 法
简化地质模型
建立数学模型
分离变量 积分变换等
数学模型求解
不同坐标系
寻找直线规律、拟合点 求取参数
直线段的斜率和截距 K、S、d
9
稳定试井的产能试井解释方法----多用于气田
试 井 解 释 方 法 常规解释方法---半对数法
不稳定试井
现代图版拟合分析法
10
1、常规试井分析方法 —— 寻找数据间的直线关系
二、试井解释经常使用的概念
1）无因次量：其值与计量单位无关如2%等，试井中常用无因次量pD，tD等。
2）井筒储集效应、井筒储集系数 油井刚关井时，地面产量为0，井底产量并不为0，原油仍然从地层流入井筒中，直 至井筒中压力与井筒周围压力达到平衡，这种滞后的惯性现象称为井筒储集效应。 用井筒储集系数来描述井筒储集效应的强弱程度。物理意义是，要使井底压力升高 1MPa，必须从地层中流进井筒原油体积。纯井筒储集阶段的压力变化与测试层的性质 无关，不反应任何地层特性。
现代试井解释方法
现代试井解释方法现代试井解释时期以70年代初雷米发表关于均质油层双对数拟合图版为开始标志。
其特点为：● 建立双对数拟合分析法，可以运用早期试井数据； ● 给出半对数直线段出现时间，使常规分析更可靠；● 采用图版曲线拟合法和数值模拟法，使用计算机，解释模型多； ● 解释过程是“边解释，边检验”的过程，保证解释的可靠性。
试井解释模型可按照基本模型及边条件划分：基本模型：1. 均质油藏；2．非均质油藏：多层油藏，渗透率变化；3．双重空隙介质油藏：拟稳态窜流，不稳态窜流。
4．双孔双渗介质油藏：拟稳态窜流，不稳态窜流。
内边界条件：1. 井筒储存； 外边界条件：1. 无限大地层；2. 表皮系数； 2. 不渗透边界；3. 裂缝切割井； 3. 恒压边界；4. 打开不完善； 4 封闭边界； 5．水平井；由基本模型, 内边界条件和外边界条件，可组合出许多试井解释模型，它们的拟合图版曲线可用计算机快速计算出来。
§1 试井使用的无量纲物理量wD r r r =2wt t D rC kt t φμα=)(p p Bq khp i p D -=μα （1-1）we eD r r r =)(wf i p wD p p Bq khp -=μα 2wt c D hrC C C φα=其中c t p ααα,,是单位制换算系数，各单位制的单位及换算系数如下所示：由于无量纲物理量与单位制无关，利用此表可方便地进行单位制换算。
利用上述无量纲表达式，基本微分方程式变成：D D DD DD D r p r p r r r ∂∂=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂∂∂1 （1-2） 将边条件及初条件无因次化，与上式一同求解，即得问题的解)(D D t p 。
（1-1）式给出了问题解的无因次量与有因次量之间的关系。
（1-1）式取对数得： Bq khp p p D μαlglg lg +∆= , 2lglg lg wt t D r c k t t φμα+= (1-3)上式说明，若将p-t 关系绘成双对数坐标图，无因次曲线与有因次曲线形状完全相同，解的无因次量坐标与有因次量坐标之间相差同一常数。
现代试井解释
压力及导数
10
1
0.1
0.01 1.E+01
续流段
1.E+02
1.E+03
外区变差
内区径 向流段
过渡段 外区变好
1.E+04
1.E+05
时间
1.E+06
外区径 向流段
1.E+07
1.E+08
双重介质地层双对数曲线 模式图
100
压力
10
总系统
裂缝径向流
过渡流
径向流
1
0.1 1.E+01
1.E+02
1.E+03
• 数值试井的时间模拟可以精确到秒，井附近的空间位置模拟可以加密 到适应压降漏斗的变化
• 充分考虑边界分布、地层的非均质分布及流体的相态变化 • 可进行多井模拟分析
新的试井理论模型的研究
• 水平井试井解释模型 • 压裂措施井试井解释模型 • 低渗透非牛顿流试井解释模型 • 多层井试井解释模型 • 变井储试井解释模型 • 煤层气井试井理论及解释模型 • 分形试井解释理论 • 试井分析的神经网络理论
压力计精度0.02％FS, 分辨率0.00007MPa, 在井下 高温高压条件下连续记录、存储数十万个压力数据点 • 测试过程中要求产油气井配合测试进程反复的开关井， 准确计量产气量，并处理好产出的气体 • 以复杂气藏为背景的渗流力学理论和方法的研究 • 以解数理方程中的反问题为基础的试井解释软件 • 结合地质、物探、测井及工艺措施的资料综合分析
0
720
1440
2160
时间，h
20 15 10 5
2880
回压试井产能曲线
现代试井解释方法2
◆试井解释方法概述 ◆试井解释模型 ◆试井解释图版及图版拟合方法 ◆试井解释模型识别 ◆流动阶段识别
试井解释方法概述
从系统分析看试井解释
输入I 系统S 系统分析示意图 正问题：I×S→O
S 油气藏+ 测试井
输出O
反问题：O/I→S O 压力变化
I 以稳定产量 采油（气）
试井分析示意图
常试井解释方法及其局限性
lg t
基本概念题
1.什么是试井？试井如何分类？ 2.试井解释的含义？ 3.写出无量纲压力、无量纲时间、无量纲距离、无量纲井筒储 积系数的定义式 ？ 4.什么是井筒储积系数？ 5.举例说明表皮效应是如何影响压力曲线的？ 6.一般将井底压力变化划分为哪几个流动阶段？各流动阶段一 般受那些因素的影响？ 7.压降或压力恢复曲线晚期数据偏离直线段的原因是什么？ 8.写出常规试井解释方法的不足和现代试井解释方法的特点。 9.试井解释为什么会出现多解性？如何处理？ 10.什么是特种识别曲线？什么是特种诊断曲线？各有何作用？ 11.写出考虑井筒储存效应和表皮效应的无量纲形式的内边界条 件和无量纲形式的无限作用径向流动阶段的解。
＊必须得到半对数直线段才能进行 解释； ＊出现多条直线段时，很难判断出 真正的直线段； ＊难以准确判断油藏类型； ＊得到的信息量少。
现代试井解释方法及其特点
现代试井解释方法的重要手段之一 现代试井解释方法 是解释图版拟合 解释图版拟合，或称为样板曲线拟合 解释图版拟合 样板曲线拟合 （Type Curve Match）。 通过图版拟合，可以得到关于油藏 及油井类型、流动阶段等多方面的信息， 还可以算出K、S、C等参数。
试井解释模型
试井井解释模型由下面三部分组成： 试井井解释模型由下面三部分组成： 基本模型：油气藏的基本特性 基本模型 边界条件：内边界条件--井筒及其附近的情况 内边界条件-内边界条件--井筒及其附近的情况
现代试井技术在低渗透油藏高效开发中的应用研究
现代试井技术在低渗透油藏高效开发中的应用研究摘要试井技术对于制定和调整油田开发方案、评价开发措施以及油气藏描述等工作具有重要的参考价值，其优点在于有效评价周围油气层边界以及估算控制储量和地层参数，便于计算平均地层压力，同时更准确地对井间连通性进行判断并进行注采平衡分析，是油田开发的“听诊器”。
当前，随着低渗透油藏在油田开发中比重的增加，如何根据低渗透储层特点进行测试以满足勘探开发需求就显得非常迫切，基于此，本文就现代试井相关技术在低渗透储层中的应用情况進行分析，探讨了试井分析方法，旨在提升低渗透储层的测试水平。
关键词低渗透油藏；现代试井技术引言试井指的是对油井或气井等进行产量、压力、温度以及取样的测试，试井分析则是对测试参数参照系统理论和模型进行对比，从而获得油藏信息。
对于低渗透储层来说，其喉道以及多孔介质空隙相对较小，有着明显的固液作用，因此在试井分析的过程中就不能应用达西定律。
在储层测试的过程中，测试结果的影响因素是十分复杂的，如渗透油藏试井测试过程中，压力降落或恢复速度非常慢，试井数据一般只测试到早期段，导致试井解释困难和结果多解性。
即使都是低渗透储层，不同类别的低渗透储层也可能出现不同的测试结果，对于低渗透储层的测试来说，应当根据储层的不同类别采取针对性的测试工艺技术。
1 低渗透油藏储层特点及渗流特征1.1 储层的地质特征不同地区，其储层的地质特征不同，但是纵观我国各个油田储层的主要特点。
主要包括储层物性较差，在储层过程中，其沉积物的成熟度以及孔隙度等都相对较低，之外，毛细管压力相对较高，裂缝发育也是储层地质的主要表现之一，最后，其地质类型以非均质为主。
1.2 储层的渗流特征对于低渗透油藏储层的渗流特征，可分为很多方面，本文将其进行系统的总结归纳，认为主要特征包括三个方面，首先是典型的非达西流动特征，低渗储能，顾名思义，其渗透作用的空隙管道十分细小，基于这一原因，其吸附滞留层的影响作用就非常突出的表现出来。
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S-油藏及井 I-产量改变等 O-压力变化
1.正过程，也称正问题：①（假设）已知油藏系统（包括边界性质等）； ②建立相应的物理和数学模型；③求解；④得出一系列表征已知（假设） 油藏系统的标准信息（数据表、曲线图等）。
2. 反过程，也称反问题：①对未知的油藏系统施加信号（试井，即改变 产量或压力）；②得出一些反映未知系统的信息（压力或产量历史等）； ③将这些信息和标准信息相比较（计算、图版拟合等）；④确定出未知油 藏系统的性质参数。
小结
测试数据 …
地质模型 测井解释模型 测试解释模型 …
油藏模型
目录
一、前言
二、国内外发展状况
三、现代试井测试工艺 四、试井分析基本原理 五、在勘探开发中的应用 六、发展趋势
二、国内外发展状况
国外
试井技术发展历程：
初期发展阶段： （20~40年代） 常规试井阶段： （50~70年代） 现代试井阶段： （80年代至今）
一、前 言
试井类型
注入能力测试与压降测试相似，差别仅是液体是往 井内注入。压降和注入能力测试，由于很难在测试 期内保持恒产，因此应用较少。
一、前 言
试井类型
多井试井是在两口或多口井中进行的，在一口井（ 激动井）中改变生产制度，而在另一口井（反映井 或观察井）中记录压力响应，干扰试井对地层非均 质性、特别是地层连通性反应敏感，对我国很多小 断块油田尤其重要。
DDIQ-SRO200-16
直读
110 0.05% 0.07 200 32 2 2007 DDI
拥有各种型号的压力计40余支
二、国内外发展状况
地质院
引进软件：Weltest200 (美国GeoQq公司)
解
FAST（加拿大FEKETE公司）
释
Saphir（法国KAPPA公司）
软
试井软件平台（总公司）
（一）地面直读式电子压力计测试
三、现代试井测试工艺
（一）地面直读式电子压力计测试
地面直读式电子压力计测试系统有以下特点：
1、在测试过程中，压力、温度数据可直接 在地面仪表上显示。因此测试人员可根据 测试资料适时终止测试或延长测试时间。
2、采样率可根据需要由地面仪表控制调整
3、可随时掌握仪器在井下的工作状态，避 免因仪器故障而造成的损失。
一、前 言
试井类型
压力恢复试井是在生产井上进行的，产率在一个相 当长时间内保持稳定，然后关井并记录井底压力恢 复过程。
一、前 言
试井类型
注入井衰减测试与压力恢复测试相似，注入井保持 稳定注入量，然后关井并记录井底压力的衰减过程 。
一、前 言
试井类型
压力降落测试是在测试前已关井一段时间，地层内 压力已趋于平衡，然后把压力例计放入井内，记录 井以恒定产率生产时井底压力的变化。
dp wD dt D
−
rD
∂pD ∂ rD
=1
rD = 1
四、试井分析基本原理
对上式进行LAPLACE变换，求其拉氏空间解：
{ [ ]} L( PWD ) = μ ×
K 0( μ ) + S × μ × K1( μ ) μ × K 1( μ ) + C D × μ × K 0 ( μ ) + S × μ × K1 ( μ )
EMP-S-621 直读/存储 70
0.05% 0.07 150 32 1 1997 McAlister
EMP-S-621 直读/存储 103 0.05% 0.07 175 32 2 1997. McAlister
EMP-Q-711 直读/存储 103 0.02% 0.07 175 32 2 1998. McAlister
目录
一、前言
二、国内外发展状况 三、现代试井测试工艺 四、试井分析基本原理 五、在勘探开发中的应用 六、发展趋势
一、前 言
试井概念
试井（well testing）是地层中流体流动试验，是以渗 流力学理论为基础，通过测试地层压力、温度和流量变化等 资料，研究油田地质及油井工程问题的一种方法。测试时测 量油气水井由于改变工作制度而引起的压力和产量的变化， 通过对这些变化过程的分析，来研究油藏的参数、井的产能 和完井质量，以及有关的油藏问题。
改变工 作制度
激动井
下电子压力计
观察井
一、前 言
提供的参数
1． 井的压力、温度
可直接测试到井筒的压力剖面、温度剖面；井 底流压、流温；井底静压、静温。通过分析可以得 到原始地层压力（探井），目前地层压力。
2． 油气藏的渗透性
产能系数为渗透率与产层厚度的乘积(kh/μ)， 其值直接与油藏传导流体的能力有关，可用于预测 油井的最大产量。由此可以得到油藏有效渗透率。
二、国内外发展状况
国外
现代试井特点
运用了系统分析概念
确定了早期资料的解释方法 完善了常规试井解释方法 采用了解释图版拟合法 边解释边检验
二、国内外发展状况
国内
国内试井应用
50年代中 克拉玛依 恢复试井,可靠p、Kh/u 60年代初 大庆油田 压力一致无天然能量水驱 60年代中 胜利油田 多套层系多套油水系统
件
DSK软件 EPS（英国）
研制软件：积液气井解释软件
聚合物驱油藏试井解释软件
低渗油藏试井解释软件
二、国内外发展状况
地质院
¾压力、温度测试
可
¾压力恢复和压降试井
完 成
¾干扰试井和脉冲试井
的 测
¾油气井产能试井
试 项
¾探边测试
目
¾环形空间起下测试
¾特殊目的的测试
¾井底、地面流体PVT取样
二、国内外发展状况
目录
一、前言 二、国内外发展状况
三、现代试井测试工艺
四、试井分析基本原理 五、在勘探开发中的应用 六、发展趋势
三、现代试井测试工艺
（一）地面直读式电子压力计测试 （二）井下储存式电子压力计测试
三、现代试井测试工艺
地面直读式电子
压力计测试系统是利 用物理原理制成的某 种类型的压力/温度传 感器，用单芯铠装电 缆下入井内预定深度 ，通过压力/温度传感 器将被测信号转换成 与压力/温度成一定关 系的电信号，经电缆 传输到地面，由地面 测读系统将信号放大 、经模/数转换成数字 形式的信号，进行实 时打印、绘图和处理 ，同时可把数据记录 在磁盘上
QTZ
井下存储 103 0.025% 0.07 150 32 1 1996. Alpine
SS-2650 直读/存储 70
0.05% 0.07 150 25 8 2000. Spartek
SS-5750 直读/存储 70
0.02% 0.07 150 19 3 2003. Spartek
SS-5775 直读/存储 103 0.02% 0.07 175 32 3 2003. Spartek
双重渗透率
恒压
油层部分射开
多层油藏
封闭
水平井、斜井
复合油藏
组合
1、油藏模型
不同油藏模型的曲线特征：
外边界模型 图5 均质油藏不同外边界压力恢复典型曲线特征
目录
一、前言 二、国内外发展状况 三、现代试井测试工艺 四、试井分析基本原理
五、在勘探开发中的应用
六、发展趋势
落实油藏外边界（封闭边
试 井 技 术 在 勘
在勘探开发 早期的应用 在编制开发方 案中的应用
界,全封闭边界,等压边界, 流压探边）
判压断力油温藏度储系层统储确集定类型
三、现代试井测试工艺
（一）地面直读式电子压力计测试
地面直读式电子压力计测试系统主要包括以下 几部分： 1、信号感应系统（压力计） 2、信号传输/采集系统 3、井口防喷系统 4、配套设备
三、现代试井测试工艺
用途：自喷井直读测试时 密封井口
结构：主要包括注脂密封 头（简称注油头）、注脂 泵、手压泵及防喷管、防 喷闸门
一、前 言
试井类型
系统试井（回压试井）：依次改变井的工作制度， 待每种工作制度下的生产处于稳定时，测量其产量 和压力以及其它有关的资料；然后根据这些资料绘 制指示曲线、系统试井曲线；得出井的产能方程， 确定井的生产能力、合理工作制度和油藏参数。
一、前 言
试井类型
等时试井：等时试井是用3~4次比较省时的等时流 动确定不稳定产能曲线，然后再用一个稳定测点， 由不稳定产能曲线推出稳定产能曲线。
主要包括井下仪器、地面编程和回放设备、井口 防喷系统和其它设备
编程注意事项：（注意时间间隔） 1）系统试井、干扰试井 2）压力恢复压降试井
目录
一、前言 二、国内外发展状况 三、现代试井测试工艺
四、试井分析基本原理
五、在勘探开发中的应用 六、发展趋势
四、试井分析基本原理
输入 I 系统 S 输出 O
一、前 言
提供的参数
3． 井的污染程度
提供测试井的表皮系数，附加压降等。对于严 重污染井还可分析污染半径、污染区渗透率。
4． 地层非均质特性
判断地层的微观非均质性：双重孔隙度、双 重渗透率、多重介质等。
宏观非均质性：复合油藏、层状油藏；各方向 的渗透率；裂缝性油藏的裂缝发育方向等（需用多 井试井技术）。
地质院
•陆上六套地面直读系统同时作业
测
施工
试
作 •海上平台三套地面直读系统同时
业 测试施工
能
力 •测试井口压力35MPa
•仪器下深5500m
•微含H2S井的测试作业施工
二、国内外发展状况
地质院
压力计标定系统
二、国内外发展状况
地质院
压力计标定系统：
系统指标： 压力标准器精度为0.01% 油浴温度波动值小于±0.1℃（4小时内） 温度均匀性小于±0.1℃（垂直温差） 工作室容积达φ76mm×1600mm