專(zhuān)利名稱(chēng)：低滲透儲(chǔ)層井下關(guān)井水井壓降試井分析方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油田油井試井技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及低滲透儲(chǔ)層井下關(guān)井水井壓降試井分析方法。
背景技術(shù)：
試井是目前油田開(kāi)發(fā)過(guò)程中最為常規(guī)的油藏動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)之一，理論研究和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用時(shí)間長(zhǎng)，能為油田開(kāi)發(fā)提供大量的基礎(chǔ)資料，是油田開(kāi)發(fā)方案部署和調(diào)整的重要依據(jù)， 是合理開(kāi)發(fā)油田的重要保障。目前，常規(guī)中高滲砂巖油藏單井試井?dāng)?shù)學(xué)模型、求解方法、解釋方法體系已經(jīng)較為完善。近年來(lái)，隨著低滲透油藏投入規(guī)模開(kāi)發(fā)，試井技術(shù)進(jìn)一步得到重視和推廣應(yīng)用。1996年，程時(shí)清等建立了低滲透油層非達(dá)西滲流有效井徑數(shù)學(xué)模型和非達(dá)西低速滲流條件下段塞流試井的數(shù)學(xué)模型，用差分法求得了其數(shù)值解，繪制了無(wú)限大地層、封閉邊界和定壓邊界三種邊界條件的典型曲線(xiàn)，并討論了典型曲線(xiàn)的特征。2005年，嚴(yán)濤等建立了考慮井筒儲(chǔ)存效應(yīng)、表皮效應(yīng)和低速非達(dá)西流的有限導(dǎo)流垂直裂縫井三線(xiàn)性流試井分析模型，作出了不同啟動(dòng)壓力梯度下的試井分析典型曲線(xiàn)，并對(duì)曲線(xiàn)進(jìn)行了特征分析。2008年，蔡明金等在Warren-Root模型的基礎(chǔ)上，利用質(zhì)量守恒法和橢圓流法，建立了考慮井筒儲(chǔ)集效應(yīng)、裂縫表皮效應(yīng)和啟動(dòng)壓力梯度的低滲透雙重介質(zhì)地層垂直裂縫井橢圓流新模型，并分析了彈性?xún)?chǔ)容比、竄流系數(shù)和啟動(dòng)壓力梯度等參數(shù)對(duì)壓力動(dòng)態(tài)的影響。但是，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，低滲透油藏試井解釋模型研究、解釋方法選擇、解釋過(guò)程可靠性分析、解釋結(jié)果現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用以及與低滲透油藏工程研究結(jié)合方面依然存在較多的問(wèn)題，主要包括(1)試井壓力曲線(xiàn)的相似性導(dǎo)致難以量化分辨儲(chǔ)層發(fā)育、滲流機(jī)理、油水關(guān)系、井筒-地層耦合的復(fù)雜性及其差異，解釋多解性強(qiáng)，缺少明確的理論指導(dǎo)和普適性好的解釋方法。(2)近年投產(chǎn)的復(fù)雜低滲透油藏給試井提出了更高的要求，急需測(cè)試解釋成果深入、量化應(yīng)用到油藏工程分析中，目前缺少結(jié)合油藏工程的綜合研究方法，不能對(duì)主控因素做出準(zhǔn)確判斷，使得在選擇試井解釋方法時(shí)存在較大不確定性，進(jìn)而不能對(duì)油藏特征做出正確評(píng)價(jià)。(3)低滲透油藏測(cè)試工藝的發(fā)展速度超過(guò)了試井解釋技術(shù)，導(dǎo)致試井解釋模型不完善，缺乏針對(duì)性的解釋理論和解釋技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種低滲透儲(chǔ)層井下關(guān)井水井壓降試井分析方法，能在低滲透儲(chǔ)層水井井下關(guān)井壓降試井條件下，診斷井底壓力降落模式。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是低滲透儲(chǔ)層井下關(guān)井水井壓降試井分析方法，主要包括基礎(chǔ)資料分析單元100、一級(jí)基礎(chǔ)特征分析單元200、二級(jí)主控因素分析單元300和三級(jí)資料分析模型單元400?；A(chǔ)資料分析單元100用于收集、分析并處理得到測(cè)試井地質(zhì)分層、測(cè)井解釋資料、投產(chǎn)方式、累積注水量、測(cè)試前注水速度、油水粘度、原始地層壓力、啟動(dòng)壓力梯度實(shí)驗(yàn)資料、管柱結(jié)構(gòu)、試井測(cè)試資料；一級(jí)基礎(chǔ)特征分析單元200用于利用基礎(chǔ)資料分析單元的基礎(chǔ)資料確定測(cè)試分析的地質(zhì)模型210，判斷低滲透儲(chǔ)層壓力傳播特征，形成井下關(guān)井水井壓降試井井底壓降的疊加方式；二級(jí)主控因素分析單元300用于根據(jù)一級(jí)基礎(chǔ)特征分析單元200的地質(zhì)模型210、 壓降疊加方式結(jié)論，診斷分析地質(zhì)因素、工藝因素、動(dòng)態(tài)因素對(duì)井下關(guān)井水井壓降試井壓降模式的控制程度，確定其中一個(gè)為主控因素；三級(jí)資料分析模型單元400，根據(jù)一級(jí)基礎(chǔ)特征分析單元200的地質(zhì)模型210、壓降疊加方式的結(jié)論、二級(jí)主控因素分析單元300確定的主控因素，根據(jù)層間竄、井筒續(xù)流、 管外竄的特征，選擇井下關(guān)井水井壓降試井分析方法。井下關(guān)井水井壓降試井分析方法，共有三種選擇，第一種分析方法近井筒管外竄和井筒續(xù)流主控下的試井分析410 ；第二種分析方法層間竄多層主控下的試井分析420 ；第三種分析方法近井和多層雙重主控下的試井分析，即綜合控制下的試井分析430。所述的測(cè)井解釋資料包括測(cè)井解釋的低滲透儲(chǔ)層有效厚度、孔隙度、滲透率、非有效儲(chǔ)層的厚度和巖性，作為參考和對(duì)比的基礎(chǔ)；所述的投產(chǎn)方式一般包括裸眼投產(chǎn)、射孔投產(chǎn)、燃爆壓裂投產(chǎn)三種；所述的油水粘度包括地層條件下地層水的粘度、地下原油的粘度； 所述的啟動(dòng)壓力梯度實(shí)驗(yàn)資料包括室內(nèi)實(shí)測(cè)的不同滲透率下巖心啟動(dòng)壓力梯度資料、歸納處理得到的不同滲透率下巖心平均啟動(dòng)壓力梯度資料；所述的管柱結(jié)構(gòu)包括油管直徑、套管直徑、封隔器位置、油管下入深度、測(cè)試儀器深度、分層配水裝置、測(cè)試期間管柱調(diào)整順序；所述的試井測(cè)試資料包括試井實(shí)測(cè)壓力資料、中值濾波后的試井測(cè)試資料。儲(chǔ)層壓力傳播特征220是根據(jù)基礎(chǔ)資料分析單元100的啟動(dòng)壓力梯度資料和地質(zhì)模型建立的地質(zhì)模型210，判斷低滲透儲(chǔ)層壓力傳播特征，包括平面、井筒、層間壓力傳播特征；具體采用的啟動(dòng)壓力梯度表達(dá)式為 /7P^= AKb(1) al
dp式中，為啟動(dòng)壓力梯度，MPa/m，K為儲(chǔ)層滲透率，X 10—3 μ m2，A、B為常數(shù)。
al根據(jù)儲(chǔ)層滲透率和啟動(dòng)壓力梯度表達(dá)式，確定低滲透儲(chǔ)層壓力平面?zhèn)鞑ミ^(guò)程中， 是否受到啟動(dòng)壓力梯度的影響如果_^>0.00025 MPa/m，壓力平面?zhèn)鞑ナ艿絾?dòng)壓力梯度影響；
al
JP如果^77<0.00025 MPa/m，壓力平面?zhèn)鞑ゲ皇軉?dòng)壓力梯度影響。
al根據(jù)層間隔層發(fā)育情況，確定低滲透儲(chǔ)層井間壓力傳播過(guò)程中，是否受到層間竄流的影響
如果隔層為一類(lèi)隔層，不存在層間竄流影響；如果隔層為二類(lèi)及以下隔層，存在層間竄流影響。根據(jù)投產(chǎn)情況，確定低滲透儲(chǔ)層井底壓力是否受到井筒竄流的影響如果隔層為一類(lèi)隔層且正常完井后射孔投產(chǎn)，不存在井筒竄流影響；如果隔層為二類(lèi)及以下隔層或者裸眼投產(chǎn)或者燃爆壓裂投產(chǎn)，存在井筒竄流影響。地質(zhì)模型O10)具體包括(1)平面上為流體分布或者滲透率分布形成的等厚復(fù)合油藏，滲透率各向異性，各區(qū)內(nèi)為均質(zhì)儲(chǔ)層；(2)剖面上為兩層，測(cè)試主要目的層及次要目的層(或者水竄聯(lián)動(dòng)層)；(3)內(nèi)邊界有竄流和續(xù)流，其中竄流可以用續(xù)流或者水竄層表征；(4)外邊界為無(wú)限大(低滲儲(chǔ)層測(cè)試期間絕大多數(shù)滿(mǎn)足該條件)，能夠在極端情況下考慮擬穩(wěn)態(tài)的影響。水井壓降試井壓降疊加230是根據(jù)儲(chǔ)層壓力傳播特征220的壓力傳播特征，確定井下關(guān)井水井壓降試井井底壓降的疊加方式。提出的符合實(shí)際情況的低滲儲(chǔ)層井下關(guān)井水井試井井底壓降通用疊加方式，參閱圖2。Pws ( Δ t) = Pi+ Δ P ( λ b 乒 0，q，tp+ Δ t) + Δ P ( λ b = 0，-q，At)式中，Pws(At)為低滲透儲(chǔ)層井下關(guān)井水井試井壓力，MPa 為原始地層壓力， MPa ； APUb興0，q，tp+At)為存在啟動(dòng)壓力梯度時(shí)注水壓力變化，MPa ； Δ P ( λ b = 0，_q， At)為不存在啟動(dòng)壓力梯度時(shí)等效產(chǎn)出(停注)壓力變化；At為測(cè)試時(shí)間，h; Xb為啟動(dòng)壓力梯度，MPa/m ；q為注水速度，m3/d ;tp為關(guān)井前注水時(shí)間，h。診斷分析地質(zhì)因素對(duì)壓降模式的控制310過(guò)程中，地質(zhì)因素的影響體現(xiàn)為三個(gè)方面啟動(dòng)壓力梯度的影響存在與否、層間竄存在與否、滲透率的平面各向異性；啟動(dòng)壓力梯度與層間竄通過(guò)分析方法中連續(xù)性方程和邊界條件實(shí)現(xiàn)；滲透率的平面各向異性通過(guò)試井分析中常用的坐標(biāo)變換從形式上轉(zhuǎn)換為平面各向同性實(shí)現(xiàn)；工藝因素對(duì)壓降模式的控制320，用于根據(jù)一級(jí)基礎(chǔ)特征分析單元200的地質(zhì)模型210、壓降疊加方式結(jié)論，診斷分析工藝因素對(duì)壓降模式的控制程度；診斷分析過(guò)程中，工藝因素的影響體現(xiàn)為兩個(gè)方面井筒續(xù)流的影響、表皮效應(yīng)的影響；通過(guò)分析方法中內(nèi)邊界條件井儲(chǔ)系數(shù)C和表皮因子s實(shí)現(xiàn)，其中井儲(chǔ)系數(shù)C根據(jù)壓力響應(yīng)診斷曲線(xiàn)判斷，表皮因子s根據(jù)對(duì)測(cè)試井射孔打開(kāi)情況的掌握判斷；動(dòng)態(tài)因素對(duì)壓降模式的控制330，用于根據(jù)一級(jí)基礎(chǔ)特征分析單元200的地質(zhì)模型210、壓降疊加方式結(jié)論，診斷分析動(dòng)態(tài)因素對(duì)壓降模式的控制程度；診斷分析過(guò)程中，動(dòng)態(tài)因素的影響體現(xiàn)為兩個(gè)方面累積注水量的影響、管外竄的影響；通過(guò)分析方法中復(fù)合油藏連續(xù)性方程和內(nèi)邊界條件實(shí)現(xiàn)；累積注水量直接來(lái)自動(dòng)態(tài)資料，管外竄需要結(jié)合分析模型試算診斷。井筒管外竄和井筒存儲(chǔ)主控下的試井分析(410)分析方法針對(duì)續(xù)流效應(yīng)、表皮效應(yīng)、啟動(dòng)壓力梯度、管外竄存在的情況，建立的兩層復(fù)合油藏?cái)?shù)學(xué)模型為
權(quán)利要求
1.一種低滲透儲(chǔ)層井下關(guān)井水井壓降試井分析方法，其特征在于主要包括基礎(chǔ)資料分析單元(100)、一級(jí)基礎(chǔ)特征分析單元000)、二級(jí)主控因素分析單元(300)和三級(jí)資料分析模型單元G00)；基礎(chǔ)資料分析單元(100)，收集、分析并處理得到測(cè)試井地質(zhì)分層、測(cè)井解釋資料、投產(chǎn)方式、累積注水量、測(cè)試前注水速度、油水粘度、原始地層壓力、啟動(dòng)壓力梯度實(shí)驗(yàn)資料、管柱結(jié)構(gòu)、試井測(cè)試資料；一級(jí)基礎(chǔ)特征分析單元000)，利用基礎(chǔ)資料分析單元(100)的基礎(chǔ)資料確定測(cè)試分析的地質(zhì)模型010)，判斷低滲透儲(chǔ)層壓力傳播特征020)，形成井下關(guān)井井底水井壓降試井壓降疊加(230)方式；二級(jí)主控因素分析單元(300)，根據(jù)一級(jí)基礎(chǔ)特征分析單元O00)的地質(zhì)模型010)、 壓降疊加方式結(jié)論，診斷分析井下關(guān)井水井地質(zhì)因素對(duì)壓降模式的控制(310)程度、工藝因素對(duì)壓降模式的控制(320)程度和動(dòng)態(tài)因素對(duì)井下關(guān)井水井壓降試井壓降模式的控制程度，確定其中一個(gè)為主控因素；三級(jí)資料分析模型單元G00)，根據(jù)一級(jí)基礎(chǔ)特征分析單元O00)的地質(zhì)模型010)、 壓降疊加方式結(jié)論和二級(jí)主控因素分析單元(300)確定的主控因素，根據(jù)層間竄、井筒續(xù)流、管外竄的特征，選擇一種井下關(guān)井水井壓降試井分析方法；井下關(guān)井水井壓降試井分析方法，共有三種選擇，第一種分析方法近井筒管外竄和井筒續(xù)流主控下的試井分析 (410)；第二種分析方法層間竄多層主控下的試井分析G20)；第三種分析方法近井和多層雙重主控下的試井分析，即綜合控制下的試井分析(430)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低滲透儲(chǔ)層井下關(guān)井水井壓降試井分析方法，其特征在于， 所述的測(cè)井解釋資料包括測(cè)井解釋的低滲透儲(chǔ)層有效厚度、孔隙度、滲透率、非有效儲(chǔ)層的厚度和巖性，作為參考和對(duì)比的基礎(chǔ)；所述的投產(chǎn)方式一般包括裸眼投產(chǎn)、射孔投產(chǎn)、燃爆壓裂投產(chǎn)三種；所述的油水粘度包括地層條件下地層水的粘度、地下原油的粘度；所述的啟動(dòng)壓力梯度實(shí)驗(yàn)資料包括室內(nèi)實(shí)測(cè)的不同滲透率下巖心啟動(dòng)壓力梯度資料、歸納處理得到的不同滲透率下巖心平均啟動(dòng)壓力梯度資料；所述的管柱結(jié)構(gòu)包括油管直徑、套管直徑、 封隔器位置、油管下入深度、測(cè)試儀器深度、分層配水裝置、測(cè)試期間管柱調(diào)整順序；所述的試井測(cè)試資料包括試井實(shí)測(cè)壓力資料、中值濾波后的試井測(cè)試資料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低滲透儲(chǔ)層井下關(guān)井水井壓降試井分析方法，其特征在于， 儲(chǔ)層壓力傳播特征(220)是根據(jù)基礎(chǔ)資料分析單元(100)的啟動(dòng)壓力梯度資料和地質(zhì)模型建立的地質(zhì)模型O10)，判斷低滲透儲(chǔ)層壓力傳播特征，包括平面、井筒、層間壓力傳播特征；具體采用的啟動(dòng)壓力梯度表達(dá)式為
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低滲透儲(chǔ)層井下關(guān)井水井壓降試井分析方法，其特征在于， 地質(zhì)模型(210)具體包括(1)平面上為流體分布或者滲透率分布形成的等厚復(fù)合油藏，滲透率各向異性，各區(qū)內(nèi)為均質(zhì)儲(chǔ)層；(2)剖面上為兩層，測(cè)試主要目的層及次要目的層(或者水竄聯(lián)動(dòng)層)；(3)內(nèi)邊界有竄流和續(xù)流，其中竄流可以用續(xù)流或者水竄層表征；(4)外邊界為無(wú)限大(低滲儲(chǔ)層測(cè)試期間絕大多數(shù)滿(mǎn)足該條件)，能夠在極端情況下考慮擬穩(wěn)態(tài)的影響。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低滲透儲(chǔ)層井下關(guān)井水井壓降試井分析方法，其特征在于， 水井壓降試井壓降疊加(230)是根據(jù)儲(chǔ)層壓力傳播特征O20)的壓力傳播特征，井下關(guān)井水井壓降試井井底壓降的疊加方式計(jì)算公式Pws(At) = Pi+ Δ P ( λ b ^ 0, q, V Δ t) + Δ P ( λ b = 0, -q, At) 式中，Pws(At)為低滲透儲(chǔ)層井下關(guān)井水井試井壓力，MPa 為原始地層壓力，MPa ； Δ P ( λ b興0，q，tp+ Δ t)為存在啟動(dòng)壓力梯度時(shí)注水壓力變化，MPa ； Δ P ( λ b = 0，_q，Δ t) 為不存在啟動(dòng)壓力梯度時(shí)等效產(chǎn)出(停注)壓力變化；At為測(cè)試時(shí)間，h; Xb為啟動(dòng)壓力梯度，MPa/m ；q為注水速度，m3/d ;tp為關(guān)井前注水時(shí)間，h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低滲透儲(chǔ)層井下關(guān)井水井壓降試井分析方法，其特征在于， 診斷分析地質(zhì)因素對(duì)壓降模式的控制(310)過(guò)程中，地質(zhì)因素的影響體現(xiàn)為三個(gè)方面啟動(dòng)壓力梯度的影響存在與否、層間竄存在與否、滲透率的平面各向異性；啟動(dòng)壓力梯度與層間竄通過(guò)分析方法中連續(xù)性方程和邊界條件實(shí)現(xiàn)；滲透率的平面各向異性通過(guò)試井分析中常用的坐標(biāo)變換從形式上轉(zhuǎn)換為平面各向同性實(shí)現(xiàn)；工藝因素對(duì)壓降模式的控制(320)，用于根據(jù)一級(jí)基礎(chǔ)特征分析單元O00)的地質(zhì)模型010)、壓降疊加方式結(jié)論，診斷分析工藝因素對(duì)壓降模式的控制程度；診斷分析過(guò)程中，工藝因素的影響體現(xiàn)為兩個(gè)方面井筒續(xù)流的影響、表皮效應(yīng)的影響；通過(guò)分析方法中內(nèi)邊界條件井儲(chǔ)系數(shù)C和表皮因子s實(shí)現(xiàn)，其中井儲(chǔ)系數(shù)C根據(jù)壓力響應(yīng)診斷曲線(xiàn)判斷，表皮因子s根據(jù)對(duì)測(cè)試井射孔打開(kāi)情況的掌握判斷；動(dòng)態(tài)因素對(duì)壓降模式的控制(330)，用于根據(jù)一級(jí)基礎(chǔ)特征分析單元O00)的地質(zhì)模型010)、壓降疊加方式結(jié)論，診斷分析動(dòng)態(tài)因素對(duì)壓降模式的控制程度；診斷分析過(guò)程中，動(dòng)態(tài)因素的影響體現(xiàn)為兩個(gè)方面累積注水量的影響、管外竄的影響；通過(guò)分析方法中復(fù)合油藏連續(xù)性方程和內(nèi)邊界條件實(shí)現(xiàn)；累積注水量直接來(lái)自動(dòng)態(tài)資料，管外竄需要結(jié)合分析模型試算診斷。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5和6所述的低滲透儲(chǔ)層井下關(guān)井水井壓降試井分析方法，其特征在于，井筒管外竄和井筒存儲(chǔ)主控下的試井分析(410)分析方法針對(duì)續(xù)流效應(yīng)、表皮效應(yīng)、啟動(dòng)壓力梯度、管外竄存在的情況，建立的兩層復(fù)合油藏?cái)?shù)學(xué)模型為
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5和6所述的低滲透儲(chǔ)層井下關(guān)井水井壓降試井分析方法， 其特征在于，所述的多層主控下的試井分析(420)分析方法針對(duì)續(xù)流效應(yīng)、表皮效應(yīng)、啟動(dòng)壓力梯度、層間竄存在的情況，建立的復(fù)合油藏?cái)?shù)學(xué)模型為
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5或6所述的低滲透儲(chǔ)層井下關(guān)井水井壓降試井分析方法，其特征在于，所述的綜合控制下的試井分析(430)分析方法針對(duì)續(xù)流效應(yīng)、表皮效應(yīng)、啟動(dòng)壓力梯度、管外竄、層間竄存在的情況，分段分析測(cè)試早期采用近井筒井筒存儲(chǔ)和管外竄井筒主控下的試井分析G10)，測(cè)試后期采用層間竄多層主控下的試井分析020)。
全文摘要
低滲透儲(chǔ)層井下關(guān)井水井壓降試井分析方法，應(yīng)用于油田油井試井技術(shù)領(lǐng)域。包括基礎(chǔ)資料分析單元、一級(jí)基礎(chǔ)特征分析單元、二級(jí)主控因素分析單元和三級(jí)資料分析模型單元。一級(jí)基礎(chǔ)特征分析單元利用基礎(chǔ)資料分析單元的基礎(chǔ)資料確定測(cè)試分析的地質(zhì)模型，判斷低滲透儲(chǔ)層壓力傳播特征，形成壓降試井井底壓降的疊加方式；二級(jí)主控因素分析單元用于根據(jù)一級(jí)基礎(chǔ)特征分析單元的結(jié)論，診斷分析地質(zhì)因素、工藝因素、動(dòng)態(tài)因素對(duì)壓降試井壓降模式的控制程度，確定主控因素；三級(jí)資料分析模型單元用于根據(jù)一級(jí)基礎(chǔ)特征分析單元、二級(jí)主控因素分析單元的結(jié)論選擇壓降試井分析方法，根據(jù)主控因素，采用不同的試井解釋模型。
文檔編號(hào)E21B49/00GK102418511SQ20111020880
公開(kāi)日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月25日
發(fā)明者于九政, 巨亞鋒, 晏耿成, 李憲文, 李明, 楊海恩, 胡美艷, 郭方元, 黎曉茸 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司