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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ri 48

(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6-7 131

(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7-2 173

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7-3 181

(四)例7-4 182

(五)例7-5 183

三、垂向干扰试井 185

(一)资料解释 185

(二)例7-6 186

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1 270

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p2 276

(二)ψ(p)简化为p 278

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-BA 566

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)-x 664

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