钻井工程翻译Word文档下载推荐.docx
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多井试验主要目的在于确定储层间两个缺少联系的参数之间的影响变化规律。
在均质各项同性储层，多井试验主要用于确定流动储层产量参数kh/μ，和多孔可压缩储层产量参数
h。
试验中，如果某一口井穿过断裂带，这个断裂带走向就可以确定。
但是至少需要三口井数据才能完全确定。
在均质各向异性储层，较好的试验设计可以显示出渗透率在不同轴向的量级，轴的走向，和参数
多层的储层也会在多井试验中显示出相应数据。
但经试验和多井试验的数据共同分析可以确定出单层地层的储集参数。
在原生裂隙层，多井试验可以确定裂隙走向，并获得地层中的基质和裂隙分别的孔隙度和空隙压缩系数。
多井试验对储层均质性的反应较但经试验敏感，因此就有人尝试利用多井试验获取非均质储层相应参数。
研究发现，参数估计法具有最大潜力来运用多井试验数据获取储层参数。
本文介绍了多井试验中运用图片法的步骤。
储层根据其不同特征可以划分为多种类型，每一种类型都对干扰试井和脉冲试井的图表操作步骤有所介绍。
试井技术的发展和可以通过这两类试井获得的储层参数也将展示出来。
参考文献介绍了各种试井解释的详细步骤，工程设计者可以根据参考文献设计出相应的试井方案。
需要更深入的研究方面，本文只做略述。
讨论
为方便文章论述，本文将储层分为以下大类。
每一类储层首先介绍干扰试井，然后介绍脉冲试井。
均质各向异性储层。
在此节将介绍区域试井（或水平试井）的在均质各向异性储层的应用。
此节介绍水平试井在均质各向异性储层中的应用。
垂向渗透率试井。
本节讨论垂向渗透率试井在均质储层中的应用。
在均质储层、垂向裂隙井的多井试验。
干扰试井和脉冲试井在均质储层、垂向裂隙井中的应用。
原生裂隙储层。
本节讨论多井试验在一个或多个裂隙系统储层的应用。
原生裂隙储层也称“双孔隙系统”。
非均质储层。
本节介绍多井试验在空隙度和厚度在各方向均不同储层、渗透率各向异性的储层中的应用。
均质各向同性储层
当储层特征各处、各方向均相同时，被称为均质储层。
根据这个定义，所有的储层都是非均质的。
但是从实践观点来看，如果储层特征从一点到另一点没有明显差别，储层也可以被视为均质储层。
在这类储层中，压降曲线反映出的储层特征主要是储层流体参数（kh/μ）和孔隙度参数（
h）。
五个参数中，有四个在这类储层中是常数，只有储层压缩参数中渗透率k可能会在不同方向有变化。
在均质储层，如果渗透率各向均相同，即是“均质的”。
均质各向同性储层是研究的主要储层类型。
干扰试井
Theis最先发现了单口井底不稳定流压变化速率对其他井煤层气井压降变化的动态变化的影响的方法。
Jacob将其命名为“干扰测试”，并谨慎的使用了“干扰”一词来描述关井后井底流压被其他井的压降速率所影响的现象。
他认为在相关联煤层气井中，一口测试井的流压的自然变化，在其他井关井状态下的变化，主要取决于储层的相关参数。
Jacob也提到了压缩系数和孔隙度可以通过图表法获得，其方法是将实测井田数据曲线和标准理论曲线任意移动比对，找出符合区段。
Jacob描述了现在最常用的储层参数分析方法：
动态曲线拟合法。
为表征特征曲线，测试井生产和注液体导致的井底压力变化和时间的变化，用双对数理论曲线展示于同一幅图幅中。
这个理论曲线是包含了所有储层测试过程的指数模型。
无因次变量常被应用，所以这一幅图就可以涵盖一系列的测试曲线特征。
图1展示了这一曲线在双对数坐标图中的形态。
实测数据描绘在与标准曲线相同大小的透明绘图纸上，然后保持两张图纸坐标轴平行，将这个曲线图纸放于标准曲线上移动，与标准曲线进行移动和匹配直到两者曲线重合。
那么储层特征就可以通过标准曲线段得到计算和表征。
图2即是动态曲线拟合法的一个实例。
该指数积分模型曲线上的压力P，在任意距离r和时间t的关系，可以表示为
…
（1）
再运用下列无因此量，
…
（2）
…（3）
…（4）
则上述指数积分公式可以被写作：
…（5）
一旦匹配点获得，则储层参数可以用下列公式得到：
…（6）
…（7）
Jacob提出他的分析方法之后，他的一个合作者就利用这个方法分析储层数据。
Guyton利用Jacob的方法获得的kh/μ和
h参数来评价两口比测试井距离更远的井储层数据，却得到了不准确的数据。
Guyton认为应该使用不同的kh/μ和
h参数评价方法。
从那时开始，科学工作者意识到，不能使用一个固定的模式来描述所有的井储层数据。
KingHubbert讨论了Jacob和Guyton获得数据的差异性，认为Guyton所获数据（储层计算井间距离太远）并不能比Jacob所获数据（储层计算井间距离较近）更具权威性。
他也从均质各向异性储层计算方式外推到非均质储层的数据分析。
现在我们可以从不同尺度选择任意合适的出储层模型。
如果是均质各向同性储层，kh/μ和
h参数获取将在同一地区的两口井间测试，并且所得kh/μ参数，单井试验和干扰试验相同。
Jacob、Guyton和KingHubbert所做工作主要为水文地质学方面。
在石油工业方面文献，Elkins展示两口井间干扰的测试数据。
其中一口井，他展示了在同一个指数积分曲线中，测试井和生产井的储层数据，表明了同步储层数据（图3）。
另一个实例，二者数据并不是同时下降，表明孔隙的流体相互连通模型较之普通岩石和孔隙流体数据，在储层参数计算中更加直接和准确（图4）。
Muskat在斯里兰卡Arbuckle井所得到的储层数据，表明渗透率的高低是影响井间参数的主要因素。
Muskat提出的结论几乎被所有文献报道，并应用于多井试验和特殊井试验数据的解释。
除动态曲线拟合法之外，也有其他方法分析均质各向同性储层参数。
例如，如果压力和时间曲线描绘于Cartesian图上，那么压力时间曲线最大斜率
和该切线时间轴截距
也可用下述公式近似描述流动函数和孔隙度、压缩率、浓度函数：
…（8）
…（9）
Tiab和Kumar建议运用压力时间的改变率来解释干扰试井数据。
函数曲线在图5中已经展示。
该图表明，斜率值最大是0.73756，并出现在
值为0.25时。
因此，kh/μ和
h可以用下述公式计算：
…（10）
…（11）
Morris和Tracy展示了一个未知kh/μ时的分析方法，他们的方法包含相应的指数和其它函数综合利用来计算其他的数据（但要保证数据是随时间连续变化的）。
这种方法给了最低的偏差。
在先前的干扰试井讨论中，压力改变收单井数据影响。
在实际情况下，单井流体可能会进入相邻井，这个情况也必须要考虑。
这可以用理论综合解释。
当几口井同时测试时，公式
（1）可被写作
…（12）
Sternberg和Scott运用这种方法来计算相似水井干扰。
当多井干扰书距获取较完整时，可以用计算机软件来处理。
相应文献也展示了计算储层数据的算法。
储层边界效应被其他作者解决，并发表于相应文献。
他们利用矩形排水模型获得了边界数据，并给出用特征曲线确定储层泄露参数。
目前为止，尚无人解释井眼效应影响干扰测试数据。
Jargon用数字模拟法解释了井筒储集效应和表皮效应的影响，并表明，井壁有过低估算kh/u数据和过高估计
h数据。
他指出井壁污染会延长井筒储集效应时间。
并提出持续表皮效应的影响理论。
运用拉普拉斯反算法，成功解决了实际生产过程中的试井曲线特征（见参考文献16）。
但也表明，需要大量其他工作来确定影响范围。
图7展示了参考文献16和17的相应的特征曲线。
脉冲试井
Johnson等人进行了一个干扰测试，发现关井之后，单井中交替流体的出现会引起测试井储层数据的几次跳跃性变化，而不是单一的连续变化。
他们将其命名为脉冲试井。
当这种试井方式被提出，就有许多敏感性的测量仪器被用于测试井，来观测第一次井底流压变化附近的详细数据。
这些敏感测量仪器应用之后，就会发现在刚开井测量时，不多久就会有很小的压力变化。
于是大家相信，脉冲试井可以在相对很短时间内获取数据。
随即发现，这些精密测量仪器用于干扰试井时，所获数据也较平常时间缩短很多。
Johnon等人展示了标准的脉冲试井曲线图（图8），并提出一个试井解释方法“切线法”，被证实是比干扰试井明显优势的试井方法。
切线法是指绘制时间压力曲线，并在两个连续的峰之间做一条切线，并在相应的波谷之间做平行的切线。
然后两组数据就来自于其二者同一类型数据交点之间的波长
和振幅
（见图8）。
相关联的时间波长和反应振幅既可以解释相应的储层参数kh/μ和
Kamal等人展示了试井曲线特征，并解释了他们数据分析的用途。
他们定义了下列无因次量：
…（13）
…（14）
…（15）
…（16）
图9和图10展示了相关连曲线。
位获取脉冲试井数据，时间波长和压力振幅被计算并勾绘出来。
无因次时间波长用公式（14）计算，
从图9和图10获取。
公式15和16获得kh/μ和
切线法用线性滤波的方式预测出了储层参数，然后相应其他参数均可计算。
但正如Kamal等人所说，如果正确的趋势线没有画出来，那么其他的所有数据都将会出现错误的偏差。
Prats和Scott研究了脉冲试井中的井筒储集效应，认为这将导致时间
波长的获得的延迟。
时间延迟将随井间距离和井筒储集系数减小而减少。
井筒储集效应还会影响压力反应量级，图11和图12展示了其对时间和压力振幅的影响。
图11展示了时间变化率在井筒储集效应变化的影响，
的比值用一个无因因次井筒储集系数
和无因次距离
表示。
图12展示了反应振幅的变化，这个变化量用图11的相关数据即可解释。
图13和图14展示了不同边界对干扰试井的数据影响。
图13展示了边
界为无穷大和有限边界时的不同反应特征（运用无因次距离表示）。
边界的改变引起的一系列变化均反映在图表中。
图14反映出压力时间曲线的切线斜率变化特征。
这两幅图选自Vela的文章，他也展示了不同边界范围所引起的不同方向的不同影响。
这可以近似用一个椭圆方程来描述。
…（17）
均质各向异性储层
正如前面提到的，储层特征在各方向相同的称为均质储层。
储层参数用五个变量表征，其中四个是标量，另一个变量渗透率可能会显示出各向异性。
如果渗透率在各方向不完全相同，则称为均质各向异性储层。
Ramey在石油专业文献分析了均质各向异性储层的干扰试井解释。
该方法沿用了均质各向同性储层相应的分析方法，除了计算储层参数的计算公式不同：
…（18）
…（19）
…（20）
…（21）
…（22）
参考文献26论述一种均质各向异性系统的讨论。
这个论述在此被引用如下：
公式18-22表征了均质各向异性的储层表征特征。
公式18表示了渗透率和压力的相关变化，公式19表征了时间函数和孔隙度、渗透率沿方向的相关联变化。
同时，同一地区的多项数据都确认了该公式的均质各向异性
模型的可行性。
如果实际参数和计算数据匹配，则认为是合适的。
否则就
要运用非均质系统来描述和计算。
在均质系统，地层厚度是相同的，但在非均质系统，厚度是空间点的函数。
公式18也表征出不同厚度处的储层数据的动态变化。
这一方面反映出，井底流压的变化，会因为不同渗透率、储层厚度、孔隙度的影响。
另一方面，当储层参数有巨大变化时，可能就要利用非均质系统来综合分析。
其他试井方法可能需要并举，这样才能在对比中综合解释出储层相关联的准确的数据。
在均质储层中，其特征应该很明显。
Ramey通过一个实测案例，指出均质各向异性的无因次压力数据会因为时间和方向的变化而变化，这是一个很好的均质各向异性的解释实例。
结果表明，不同的压力数据模型的运用，甚至会导致不切实际的参数（如相对渗透率等）解释。
就像干扰试井一样，脉冲试井的分析方法和均质各向同性储层基本相同。
但是在均质各向异性储层中的参数计算公式（15）和公式（16）要被下述两个公式替换：
…（23）
…（24）
值用公式20、21、22计算。
均质储层中的垂直渗透率试井
测试是通过生产或注入到一个组的钻孔,在另一组钻孔中测量压力的反应，BUMS建议在每一个测试中应该应用计算机程序生成标注曲线来确定特殊的井下几何形态。
这种曲线可以用于分析测试结果。
Prats为Bums相同的测试提供了一个更简单的分析技术方法。
Prat的技术使用一个简单的图,如图16所示。
以确定几何函数G*,油井的配置。
以压力数据与时间为坐标在半对数坐标纸上绘制应为一条直线。
直线的斜率,m,和截距ρIhr在t=1小时用于数据分析。
用水平和垂直渗透率的值计算以下方程。
用脉冲测试确定垂直渗透性的方法是由Falade和Brigham提出的。
他们研究了多脉冲瞬态压力作用在一个垂直储层和生成相关曲线的解释测试数据。
他们将储层分为三类:
无线作用系统，半无线作用系统，有限作用系统。
这些不同取决于地层和钻孔的几何结构。
两个几何常数（原始几何常数和倒数的几何常数）用于对每个储层的三个类别进行分类。
他们还提供了一个循序渐进的过程设计和分析垂直脉冲测试。
Hirasaki还研究了通过脉冲测试确定垂直渗透率的问题。
他为脉冲测试测试计算k和kz提供了分析技术在无限厚储层、一个无边界或者有一个恒定的压力边界。
他称这三种情况下为极限情况,建议通过额外的工作来填补空白。
Earlougher在他的一篇研究使用Prats的方程叠加分析垂直脉冲测试或干扰测试变量流率的论文中提出几个不同领域的例子。
Earlougher验证了Prats的技术并且显示它也可以用于回归分析。
他讨论了垂直渗透率在井筒储存测试中的影响。
可用不同的分析解技术来充分估算地层垂直渗透率。
使用数值模型（如一个r-z模型）在更复杂的系统中可以帮助分析数据。
然而,这些测试的最大问题是套管和地层之间的薄弱的水泥或压裂可能造成连通渠道存在。
即使是很小的微间隙会引起相当大的垂直渗透率的计算误差。
Earlougher报道25-μm（25微米）的微间隙会造成足够垂直流表现出高垂直渗透率的假象。
一个看似合理的解决方案是测试井中套管背后的连通性,在贯穿在顶部和底部区间确定最大可能的间隙没有这样的连通,然后运行垂直渗透试验。
均质储层垂直压裂井的多井测试
“压裂井”是单一垂直裂缝相交的井，裂缝可能是天然的或是人工诱发的。
相反储层则呗看做是均质系统。
当储层包括一个系统或一个裂缝系统时，称为天然裂缝性储层，这将在后面一节中讨论。
单井测试提供足够的信息来确定单一裂缝相交的井的长度和电导率。
在这种情况下多井测试的主要用途已经确定裂缝的方向。
Komar等人试解释几个井压力变化反应是由中心的井底流量变化改变导致的。
一个明确的裂缝指向性不可能从这样的一个实验得出。
Later,Komar和Shuck描述了另一个实验中,压力反应是取决于操作期间裂缝的诱导和扩展。
他们总结，一个更加广泛，深入和全面的分析仍然需要从压力反应确定裂缝方向。
LockeandSawyer进行一次恒压注入测试并且监控测试期间19个邻井的压力。
他们圈定周围井在给定时间的压力响应并且考虑产生的应力椭圆的主轴断裂的方向。
Pierce等人提出了一种方法来检测裂缝方向的脉冲测试。
该方法包括脉冲测试一个给定的压裂前后。
压力响应在相邻井中的两个测试均被测量到,压裂之前的时间差和压裂之后的时间差对比线连接两井之间的角度为北向。
该地块将有一个“W”形并且断裂走向的角度出现峰值。
通过比较这个计算机生成的曲线图,可以确定裂缝方向。
图17显示了“W”形图。
注意,该方法的灵敏度随裂缝长度与井之间的距离的比值改变。
Uraiet等人用均一裂隙断裂模型和生成类型曲线用于干扰测试。
这些曲线与无量纲压力下降,PD,tD/rD;
几个角度,θ,裂缝方向和两个井的裂缝联系有关。
需要一个单独的类型标准曲线用于每两井之间的距离比断裂长度、rDxf。
Uraiet等的一个例子如曲线类型图18所示。
他们表明测试结果从实际的观点敏感的裂缝方向rDxf应该小于1.5。
他们还发现,测试结果更敏感的裂缝方向,θ,forθ≤45°
。
提供良好的配置允许使用这种技术,至少需要两个观测井确定独特的裂缝方向。
Cinco-Ley和Samaniego引用裂隙的有限导电率的工作，结果现在每个不同类型曲线需要rDxf和Cr（无量纲相对断裂的能力）Ekie等人也用均一流动裂隙模型脉冲测试断裂方向的影响。
他们生成的相关曲线类似。
参考图19和20的每个rDxf，F'
并且描述裂缝方向可以由这些曲线。
图19和20是这些统计的例子。
Fig.20-.井裂缝时间滞后和响应振幅之间的关系
再一次,显然脉冲测试小于1.5rDxf为敏感裂缝方向。
但是,不同于干扰测试（灵敏度断裂方向在哪里高于θ≤45°
）,脉冲测试灵敏度断裂方向高于θ>
30°
迄今所做来自多井试验测定的断裂取向的问题的所有工作表明，除非断裂长度当与测试井之间的距离相比是显著，测试将不会对裂缝方向敏感。
有趣的是，要注意，干扰和脉冲试验可能是彼此互补，只要其对断裂和连接两个井的线之间的角度灵敏度而言。
在这方面需要更多的工作，以探索新的变化的多个测试是否有助于确定裂隙的方向和效果的孔问题（存储和表皮）的分析。
天然裂缝储层
天然裂缝性储层也被称为双孔隙系统。
该基质渗透率相对较低,而裂隙通常作为连接存在高渗透。
用于定义天然裂缝性储层的两个特点:
Fig.21-在天然裂缝性储层进行干扰测试
裂缝的孔隙压缩系数与总孔隙度压缩系数的比，Fft,被定义为
和窜流参数
，
这是由Kazemi提出的当
裂缝性油藏干扰试井的近似解析方程。
他还使用了有限差分数值模拟，并得出结论，当
和
时，均质油藏的溶液和双孔隙系统之间没有显著差异。
因此，对于这种情况，因此，对于这样的情况，只有
的总系统可以从干扰试井确定。
对于这种情况
，一个明显的区别是在早期反应的双系统。
这种差异可以用回归分析计算
，为系统提供了基本特性。
这是Kazemi提出的两个系统之间的差异，如图21所示。
Strobel
等人用特别的生成曲线（不同的边界条件和特异性好的位置和速率匹配时间表）对比恢复，干扰，和脉冲试井数据获得的两个值的系统的总孔隙率和渗透。
他们使用同类型系统的解决方案生成它们的类型曲线。
他们考虑一个天然裂缝系统48的渗透性和0.0022的孔隙度的计算值。
Najurieta建议采用单井和多井试井无限和有限的储藏计算裂缝性储层特性的方法。
现场数据是必要的，以验证该方法的适用性。
非均质油藏
多井试验在非均质油藏中的应用研究只做了有限的工作，一些研究已经解决了这个问题，但只是但只有均质层或平面非均质油藏储层非均质性的分层等一些理想化的形式性质按照已知的分布。
虽然这些研究的结果，可以直接使用在有限的情况下，他们是有价值的，在异构系统中的多个测井的反应提供了一个深入了解。
层状油气藏
Woods研究了一双区储层脉冲试井的响应，他通过使用同源性分析（表观属性）和实际磁场特性表明了脉冲试井性能之间的关系。
可见的
总是大于或等于实际总
总是小于或等于
实际，表观扩散系数的方法对高扩散层两层的
比值增加。
表观扩散系数接近高扩散两层之间
的比值，对于双区联通无井眼损坏的简单情况下，单井测试，流量计的组合调查，和脉冲试井，每一层都将产生
的真值。
表1-不同模型和步骤时使用的压力瞬态数据分析所获得油藏描述
步骤模型有效性模型的标准
1均匀各向同性1不同试井条件下的储层参数。
2储层参数与单井试井获得的值一致。
2各向同性1不同的试井是相同的压力匹配。
2渗透率函数由多个试井相符的单井试井渗透率计算。
32D异构1合理的协议计算和观察之间的压力
42D或3D1合理的协议计算和观察之间的压力
层状异构
平面非均质油藏
对于一个单一的异质层，Vela和McKinley得到平面非均质性对脉冲试井得到的值定性的影响。
他们建立了一个关于脉冲试井对的影响区域的概念，只有在这个地区的非均质性显著影响脉冲试井结果。
两个井之间的影响区域是一个矩形的宽度
和在
中的长度
他们开发了一种方法（定向校正方法）确定
的显著变化，或者说，在一个变化中的
与另一个较小的相比。
他们还提出了一些修正方案来恢复一些非均质性的
的真实值。
实际现场数据
一些报告包含的现场数据和他们的分析是可用的，参考文献45到50是现场数据可用的唯一的例子。
正如预期的那样，几个井之间的现场数据展现了多种多样的表现。
对均质油藏（各向同性和各向异性）的特点进行了讨论，非均质油藏，不同的井组的
用均匀各向同性模型得到的值是不同的。
数值解应用来描述非均质油藏匹配压力的性能，参考文献26提出了一个简短的总结的方法，可以得到用来描述和展现两个现场案例情况下，现场数据的匹配与数值解。
看来，压力试井可以用来描述储层的非均质性之前在参数估计的地区有更多的工作需要去做。
表1总结了不同类型油藏的分析方法。
结论
1多井试井可以用来建立井之间的沟通程度。
在同一类型的压力表被使用时，试井时间是相同的。
然而，在脉冲试井分析中所使用的切线的方法具有额外的优势，过滤掉未知储藏压力的线性趋势，这消除了在计算
值时存在的一定的不确定性。
2有一个需要扩展脉冲试井中存在的井筒存储和表皮的相关曲线。
在均质，各向异性油藏，多井测试给出沿长轴和短轴连同轴的方向的
的值。
在这种情况下，需要至少三个不同的试井方向。
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