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第四章 试井设计1

第二篇 试井原理、设计和分析方法1

第一节 稳定试井设计2

第二节 不稳定试井设计2

一、试井目的4

二、试井方式选择4

(一)单井试井(表4-4)4

(二)多井试井(表4-5)5

(三)地层测试(表4-6)5

三、测试井基本资料6

四、设计计算6

(一)设计计算所需数据6

(二)设计计算方法7

六、测试资料和分析要求9

(一)测试资料要求9

五、试井设计实施要求9

(二)资料分析要求10

(三)分析报告要求10

第三节 不稳定试井设计举例11

一、压力恢复试井设计11

(一)已知地层渗透率和表皮系数的计算实例11

(二)未知地层渗透率和表皮系数的设计举例14

二、探边试井设计15

(一)已知地层渗透率和表皮系数的计算实例15

(二)未知地层渗透率和表皮系数的设计计算方法17

三、干扰试井设计17

四、脉冲试井设计18

(一)设计参数预选18

(二)设计计算(有关公式在第七章介绍)19

五、垂直脉冲试井设计20

(一)确定工作制度22

二、测试方法22

(二)一般测试程序22

第一节 稳定试井原理和测试方法22

第五章 稳定试井分析22

一、原理22

(二)使用不同的地层压力23

(二)曲线型(图5-1曲线Ⅱ)23

三、指示曲线类型23

(一)直线型(图5-1曲线Ⅰ)23

(一)使用同一个地层压力23

二、绘制试井曲线时地层压力的处理23

一、定义23

第二节 试井曲线23

(三)混合型(图5-1曲线Ⅲ)24

(四)异常型(图5-1曲线Ⅳ)24

第三节 单相流稳定试井分析24

一、线性产能方程及其确定24

(一)线性产能方程24

(二)线性产能方程的确定24

二、指数式产能方程及其确定24

(一)指数式产能方程24

三、二顶式产能方程及其确定25

(二)系数C、n的确定25

四、单相流稳定试井资料解释26

(一)解释步骤和方法26

(二)计算实例29

第四节 油气两相流稳定试井分析方法32

一、地层压力低于饱和压力(pr〈pb)时的稳定试井分析方法32

(一)沃其尔(Vogel)方程32

(二)指数式产能方程32

三、资料解释实例34

二、pwf≤pb(pr>pb)时的稳定试井分析方法34

第五节 裂缝性油藏稳定试井38

一、分析方法38

二、计算实例38

第六章 不稳定试井分析40

第一节 不稳定试井的原理和有关概念40

一、数学模型和基本方程40

(一)均质油藏中的渗流基本微分方程40

二、试井过程中的物理现象和有关概念44

(一)井筒储存效应44

(二)表皮效应46

(三)探测半径ri48

(四)不稳定流动、拟稳定流动和稳定流动48

(五)叠加原理49

第二节 常规试井分析方法51

一、压降试井51

(一)等产量压降试井51

(二)变产量压降试井53

(三)两产量试井55

(四)探边测试57

二、压力恢复试井61

(一)等产量恢复试井61

(二)变产量恢复试井71

第三节 图版拟合解释方法72

一、图版概念和拟合原理72

二、解释图版及其应用73

(一)雷米(Ramey)解释图版73

(二)厄洛赫(Earlougher)解释图版79

(三)麦金利(Mckinley)解释图版82

(四)格林加坦(Gringarten)解释图版86

(五)均质油藏中垂直裂缝井的解释图版94

(六)布德(Bourdet)压力导数解释图版99

(七)复合油藏解释图版105

(八)均质油藏中水平裂缝井解释图版109

(一)诊断曲线114

(三)各种诊断曲线、特征直线及其应用114

(二)特征直线114

一、诊断曲线和特征直线114

第四节 不稳定试井资料解释114

二、压降试井的分析119

(一)初拟合119

(二)特征直线分析119

(三)终拟合120

(四)一致性检验120

(五)进一步调整CDe2s值120

(六)历史拟合121

(七)例6-6用表6-6(例6-1)的压降数据进行压降分析122

三、压力恢复试井分析126

(一)压力恢复与压降的异同126

(二)压力恢复分析的步骤127

(三)压力恢复资料的校正处理130

(四)例6-7131

(五)双重孔隙介质油藏试井分析135

(六)多层油藏试井分析143

(七)垂直裂缝井试井分析144

四、典型实测曲线举例150

第七章 多井试井156

第一节 干扰试井156

一、方法和用途156

(一)概念156

(二)测试方法156

(三)干扰试井的用途156

二、均质油藏干扰试井资料解释157

(一)基本方程157

(二)极值点法158

(三)图版拟合法159

(四)半对数分析法160

第二节 双重孔隙介质油藏干扰试井解释160

一、格林加坦图版及其应用160

(一)介质间拟稳定流动模型解释图版160

(二)介质间不稳定流动模型的解释图版162

(一)图版说明163

(二)解释步骤163

二、朱-庄解释图版163

第三节 脉冲试井166

一、脉冲试井术语166

二、脉冲试井资料解释方法167

(一)图解法167

(二)经验法172

(三)例7-2173

第四节 垂直渗透率试井175

一、垂直渗透率试井的井身结构175

(二)分析方法176

二、垂向脉冲试井176

(一)术语176

(三)例7-3181

(四)例7-4182

(五)例7-5183

三、垂向干扰试井185

(一)资料解释185

(二)例7-6186

第八章 非自喷井试井分析187

第一节 有杆泵抽油井试井方法及分析187

一、概述187

二、有杆泵抽油井测试系统和测压方法187

(一)测试系统(见第三章)187

(二)测压方法187

(二)测试方法189

(三)试井资料的分析189

(一)机理189

三、稳定排液法进行系统试井189

(四)计算举例(例8-1)192

四、不稳定试井分析法193

(一)计算静压的经验方法194

(二)压力恢复曲线图例简析195

第二节 抽油井的液面探测及其分析198

一、探测液面的一般方法198

(一)回声法探测液面198

(二)井下压力计探测液面206

二、利用液面资料计算井底压力208

(一)平均密度法求井下流动压力208

(二)用实验值计算井底压力208

(三)修正的“S”曲线法211

第三节 有杆泵工况分析214

一、示功图分析214

(一)理论示功图及其分析214

(二)惯性和振动载荷对理论示功图的影响218

二、典型示功图举例219

(二)供液能力差和气体影响的示功图(图8-34c、d、e、f)221

(一)深井泵工作正常时的示功图(图8-34a、b)221

(三)漏失对示功图的影响222

(四)油井连抽带喷时的示功图222

(五)抽油杆断脱时的示功图223

(六)油管漏失时的示功图223

(七)活塞遇卡时的示功图223

(八)油井出砂对示功图的影响223

三、计算机诊断技术分析泵的工况224

(一)诊断原理224

(十)管式泵活塞位置对示功图的影响224

(九)油井结蜡对示功图的影响224

(二)泵况分析图例226

四、测压卡片的工况分析226

(一)标准测压记录卡片226

(二)异常形状的压力卡片分析举例227

第四节 潜油电泵抽油井试井方法及分析228

(一)常用的几种测压方法229

(二)泵顶测压的一般要求229

一、测试系统的测压方法229

二、试井分析方法230

(一)不稳定试井方法230

(二)稳定试井230

三、潜油电泵抽油井的工况分析233

(一)测试与机组分析原则233

(二)电泵的电流记录图分析233

第五节 气举采油井的试井方法及分析238

(二)气举液面测试239

(一)测压特点239

一、压力和井温的测试特点239

(三)气举采油井的流动温度测量特点240

二、稳定试井分析240

(一)测试原理240

(二)测试方法241

(三)稳定试井资料分析242

(四)计算实例243

三、气举系统的工况分析244

一、试井系统和测压特点246

第六节 水力活塞泵生产井的试井方法及分析246

(二)测压特点248

(三)设计预检248

(一)试井系统248

二、测压记录卡片249

三、系统试井方法及分析252

(一)地面流程和试井原则252

(二)测试方法252

(一)测试方法258

(二)全井指示曲线的类型258

第一节 注水井稳定试井258

一、测全井指示曲线258

第九章 注水井试井分析258

二、测分层指示曲线259

(一)测试方法259

(二)资料的整理与解释259

第二节 注水井的不稳定试井264

(二)分析方法265

一、注入试井265

(一)试井方法265

(三)计算实例266

二、注水井的落差试井267

(一)只含液体、流度比为1条件的落差试井267

(二)流度比不等于1270

第十章 气井试井分析276

第一节 真实气体的拟压力及其计算方法276

一、拟压力计算方法276

二、拟压力的简化276

(一)ψ(p)简化为p2276

(二)ψ(p)简化为p278

第二节 产能试井及其资料解释279

一、回压试井279

(一)测试方法提要279

(二)指数式产能方程279

(三)二项式产能方程285

(四)IPR曲线及其应用290

(五)凝析油的折算处理291

二、等时试井293

(一)测试方法提要293

(二)确定指数式产能方程及解释步骤293

(三)确定二项式产能方程及解释步骤293

三、改进的等时试井298

(一)测试方法提要298

(二)确定产能方程及解释方法298

四、一点法试井301

(一)测试方法提要301

(二)产能曲线的绘制301

(三)一点法试井无阻流量经验公式301

五、用井口压力进行产能分析302

六、常见产能曲线的类型303

二、单相气体等流量试井解释306

(一)压降试井解释306

第三节 不稳定试井资料解释306

一、气井与油井试井资料解释的异同306

(二)压力恢复试井解释320

三、多变流量试井解释330

(一)压降试井解释330

(二)压力恢复试井解释331

(二)晚期资料作图法(Smith法)335

一、基本原理335

(一)MBH法335

四、平均气藏压力的确定方法335

第四节 双重孔隙介质气藏气井压力曲线特征336

一、双重孔隙介质气藏气井压力曲线的基本形态336

二、实测压力曲线的类型336

(三)利用稳定产能方程求气藏平均压力336

三、外推地层压力的特征338

四、试井资料解释339

第五节 气井井底压力计算339

一、平均温度与平均偏差系数法339

(一)单相气体井底静压力计算339

(二)单相气体井底流动压力计算342

二、积分法346

(一)单相气体井底静止压力计算346

(二)单相气体井底流动压力的计算352

第三篇 地层测试354

第十一章 钻柱测试354

第一节 钻柱测试基本原理及分类355

二、钻柱测试的分类及典型管柱355

(一)裸眼井测试355

(二)套管井测试356

(三)海上浮船测试358

(四)联合作业测试358

(五)大斜度井和水平井测试359

第二节 钻柱测试设计361

一、测试委托书362

(一)测试层位的选择363

(二)选择测试管柱的基本原则363

三、测试设计的重要因素363

二、测试施工设计的主要内容363

(三)测试类型的选择364

(四)测试时间的确定365

(五)开关井时间的分配366

(六)测试压差及测试垫的确定366

(七)坐封位置的要求368

(二)结构原理369

(一)用途369

一、MFE测试工具及工艺369

第三节 常规测试工具及工艺369

(三)MFE系统各部件结构功能及技术规范372

(四)MFE常用测试管柱391

(五)测试工艺396

二、HST测试工具及工艺406

(一)用途406

(二)结构原理407

(三)HST测试器407

(四)测试管柱416

第四节 压控测试工具及工艺418

一、APR测试工具419

(一)APR工具测试管柱419

(二)LPR-N测试阀419

(三)APR-A反循环阀434

(四)APR-M2反循环阀435

(五)BJ震击器439

(六)全通径液压循环阀440

(七)全通径放样阀441

(八)全通径伸缩接头442

(九)RTTS反循环阀443

(十)RTTS安全接头443

(十一)RTTS封隔器444

(十二)全通径压力计托筒444

二、PCT测试工具444

(一)PCT工具测试管柱444

(二)PCT测试器445

(三)HRT液压工具447

(五)泵压式反循环阀448

(四)伸缩接头和安全阀448

三、压控工具测试工艺450

(一)测试前的准备450

(二)现场施工450

(三)安全注意事项451

第五节 膨胀式测试工具451

一、用途451

二、结构和工作原理451

(一)结构451

(二)膨胀式跨隔测试工具测试原理(图11-73)451

三、膨胀式测试工具各部件的功能及规范453

(一)液力开关工具453

(二)正控制取样器455

(三)B型膨胀泵455

(四)滤网接头458

(五)上封隔器458

(八)阻力弹簧器459

(七)孔眼组合接头459

(六)下封隔器459

(九)旁通管466

(十)调距钻铤466

(十一)外压力计托筒466

四、测试管柱467

(一)双封隔器测试管柱(图11-72)467

(二)单封隔器测试管柱(图11-87)467

(三)152mm双封隔器测试管柱(图11-88)467

(四)127mm膨胀式双封隔器测试管柱(图11-89)467

(五)152mm膨胀式单封隔器测试管柱(图11-90)467

五、测试工艺467

(一)膨胀泵施转时间的计算467

(二)膨胀式双封隔器测试工具的操作469

(三)膨胀式单封隔器测试工具的操作478

(一)油管输送射孔--测试管柱479

(二)油管输送射孔枪479

第六节 测试联合作业工具479

一、油管输送射孔--测试工具479

(三)点火系统480

(四)减震器和其它辅助件483

(五)油管输送射孔--测试联合作业实例485

二、纳维(Navi)泵抽液-测试工具486

(一)纳维泵抽液-测试的用途486

(二)纳维泵的结构和工作原理486

(三)纳维泵的技术规范(表11-81)486

(五)纳维泵测试步骤及要求488

(四)纳维泵测试管柱488

(六)纳维泵测试实例489

第七节 地面控制装置490

一、MFE地面控制装置490

(一)各总成结构及用途490

(二)各总成的技术规范494

二、哈里伯顿S型单测试树地面控制装置494

四、地面控制设备安全操作规定497

(三)检查试压周期497

(二)试压程序497

(一)试验压力的规定497

三、地面控制装置试验要求497

第八节 地面测试498

一、地面测试流程498

二、地面测试设备结构及性能499

(一)测试井口(采油树)499

(二)数据头管汇502

(三)油嘴管汇503

(四)加热器506

(五)三相分离器507

(六)计量管汇及仪表510

(七)计量罐511

(八)输送泵511

(九)燃烧器514

(十)井场试验室514

三、地面测试工艺514

(一)测试前准备514

(五)测试过程的计算515

(四)燃烧系统检查515

(二)试压检查515

(三)流量仪表检查和校准515

第九节 钻柱地层测试资料解释517

一、钻柱地层测试资料解释基本原理517

二、钻柱地层测试资料分析方法517

三、钻柱地层测试压力卡片分析517

(一)标准测试卡片分析517

(二)实际测试卡片类型分析518

四、地层参数的计算528

(一)常规计算528

(二)图版拟合方法533

五、钻柱地层测试中对于地层液体流不出地面情况的求产方法534

六、流不出地面的钻柱测试534

第十二章 电缆地层测试535

第一节 设备535

一、概述535

三、下井仪器538

二、地面设备538

四、RFT测试辅助设备539

五、检测设备542

六、测试仪表和使用范围542

第二节 重复式地层测试器工作原理544

一、RFT工作原理544

(一)“推靠”544

(二)“回缩”545

(三)“取样准备”与“下取样简”545

(四)继续取样545

二、操作系统546

(一)RFM结构简介(图12-11)546

(二)电气部分简介546

(二)零位551

(三)校准551

(四)测试551

(一)自然电位测井551

三、典型操作程序551

四、电子单元(RFC)说明554

(一)直流电源电路554

(二)信号电路图(图12-19)556

(三)电机的电源电路557

五、面板系统简介558

(一)位置检测电路(图12-21)558

(二)控制逻辑线路(图12-22)560

(三)电源保护电路561

(四)电机转速脉冲562

(五)应变压力计读数电路(图12-23)562

(六)低油量电路564

(七)石英压力计(HP)电路564

(八)计时器564

(九)数据输出564

六、测试盒说明565

(一)RFB-AA(RFT测试盒)565

(二)RFB-BA566

第三节 操作569

一、面板操作569

二、测试管柱569

三、压力测量570

四、封隔器与探测的选择570

(一)强固型封隔器(H223426)570

(二)大面积封隔器(图12-28)570

(四)大直径探针(LDP)571

(三)长吸管探针(RFK-C H223362)(图12-29)571

(五)快动作探针(图12-31)572

五、故障诊断572

第四节 压力剖面的测量及应用574

一、地层压力剖面的测量及应用574

(一)利用地层压力剖面计算地层流体密度，判断流体类型，划分油、气、水界面574

(二)利用丈夫力剖面作垂直连通性分析578

(三)地层压力剖面测量的设计578

一、定性分析579

二、井内泥浆柱压力剖面的测量及应用579

第五节 压降曲线分析579

二、定量解释580

(一)流动方程及渗透率计算580

(二)球形流动表皮效应582

(三)压降测试的影响因素582

(四)压降传播半径583

第六节 压力恢复曲线分析583

一、球形压力恢复曲线解释583

二、圆柱状(径向)压力恢复曲线解释585

三、压力恢复半径586

四、小渗透界面影响587

五、侵入带的影响588

六、渗透率快速计算法589

第七节 RFT/CSU测试591

(二)取样条件593

(一)取样目的593

二、取样时间的估算593

第八节 流体样品测试593

一、取样目的及条件593

三、流体样品评价594

缩写名词(工具)注释596

第一节 《四院校试井分析软件系统》功能简介598

一、本软件在油气田勘探开发中的应用598

(一)计算油气藏流体的高压物性参数598

第十三章 试井分析软件598

第四篇 试井分析软件和矿场评价实例598

(二)确定油藏参数599

(三)确定井附近的参数599

(四)确定油藏的几何形态599

二、与国外引进的同类软件比较599

第二节 《WTC试井解释软件》简介600

一、软件性能600

二、软件特点601

三、软件中存在的问题603

二、解决的技术关键604

第三节 TATC现代试井解释软件简介604

一、程序结构604

三、技术性能606

四、应用效果608

五、SSI公司双孔介质拟稳态窜流模型的校正608

第四节 美国SSI试井解释软件介绍609

一、美国SSI公司试井解释软件特点609

二、SSI试井解释软件适用条件609

三、软件检验解释模型的方法613

二、油井基本数据615

三、油井生产状况615

第十四章 试井实例615

一、试井目的615

第一节 高136-47井恢复试井报告615

四、油层基本参数616

五、测试情况616

六、对测试数据的解释616

(一)测试原始数据及计算数据(表14-1)616

(二)绘制各种基本曲线619

(三)参数计算620

(四)对解释结果的分析625

第二节 应用脉冲和压力恢复试井资料研究D油藏地质特征627

一、油藏基本概况627

二、测试简况627

三、利用脉冲试井资料评价油藏628

(一)脉冲测试分析步骤628

(二)脉冲试井成果分析628

四、利用压力恢复曲线资料评价油藏634

五、结论638

第三节 DST测试资料解释实例638

一、井身数据638

二、测试数据639

三、资料解释与评价643

四、参数结果646

五、评价结论647

第四节 应用干扰和脉冲试井资料研究K油田碳酸盐岩油藏的地质特征647

二、试井过程648

一、油田概况648

三、试井结果649

四、结论657

第五节 通过试井加深对复杂气藏的认识657

一、气藏非均质性严重659

(一)气藏中不同部位的气井压力恢复曲线显示出不同的储层类型659

(二)气藏Kh值分布不均661

(四)气藏南北分离662

(三)边水不活跃662

(二)井间有干扰662

(一)一号断层有封闭作用662

二、储层边界反映662

三、气井解堵酸化效果663

附录1 幂积分函数表、-Ei(-x)-x664

附录2 岩石和流体特性计算669

附录3 试井分析常用方法和单位换算696

符号说明701

主要参考文献710