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第二章 试井分析的理论基础及方法论

Pws Pi 2.121 10 3 q B kh lg t p t t
上式是由霍纳于1953年提出的即著名的霍纳公式;若以为 基值,则可推出如下公式:
k tp 2.121 10 3 q B lg p ws ( t 0) p wf (t p ) p i C r 2 0.9077 0.8686 S kh t w
w
w
求解此方程请参阅《油气井测试》P 21~23。结果为:
r 2 p p r , t p i E i 14 .4 t 345 .6 k h qB
第一节 理论基础
Ei(X)为Exponential Integral Function幂积分函数, 定义如下:
理论基础
一些重要的基本概念 试井分析方法论
第一节 理论基础
一、不可压缩液体的稳定流动
1、稳定流动与不稳定流动 稳定流动:流动仅为坐标的函数,q、p不随t变 而变。 不稳定流动:q或V渗流和P不仅是坐标的函数, 而且也是时间的函数。 2、单向流和平面径向流 单向流:流线彼此平行,各处渗流面积不变; 垂直流线截面的各点压力相同,渗流速度相同, 压力和速度都为流动方向上X轴的函数即符合达 西定律VX = - K/μ * dP/dX
试井分析
赵明跃 长江大学地球科学学院石油系
第一章
钻柱测试
第二章 第三章 试井分析的 均质油藏 理论基础及 的试井解 方法论 释方法
第四章
双重孔隙 介质油藏 的试井解 释方法
第五章
第六章
第七章 计算机辅 助试井分 析
用压力导数 气井的现代 进行试井解 试井解释方 释的方法 法
第二章 试井分析的理论基础及方法论
第三节 试井分析方法论
(Problem-Solving Phylosophy)
一、试井分析实质内容 试井分析实质上就是将不稳定试井中记录的信息进行分析处 理,获取由这些信息反映出的地层特征。不同试井所获取的信息 可用不同的分析手段即试井分析方法进行处理。尽管油对未知 系统的分析总是按固定的模式去进行的。因此,不同试井分析方 法所遵循的解决问题过程,实质上是固定不变的,这种分析过程 从系统分析的角度来看,就十分明显了。
c v p v 9.80665 10 3 , m 3 / MPa

p t 关系图,因为在纯井筒储集阶段, v
qBt 24
,∴
c
v p

qBt 24 p

p
qB 24c
t
所以,对纯C的数据作关系图,得斜率m,从而求出c 。如果 直线不过原点,则要对时间进行校正,使其过原点。
式中:
Ct Cr Co S o C w S w C g S g
η:水力扩散系数或导压系数,表示渗流阻力的 大小,单位m2/h 上式为不稳定试井的基础。
第一节 理论基础
⑵ 压降公式 无限大地层中液体向一口井作平面径向流,且定产量生产, 此时 初始条件:p(r,0)= pi 外边界条件:p(∞,t)=pi qB p 内边界条件: 172 .8kh p 或 r q r 172 .8 k h r r r B r r r
因而可得到:
t t kt p 2.121 10 3 q B lg p p ws ( t ) p wf (t p ) lg 0.9077 0.8686 S 2 kh t C t rw
第一节 理论基础

t p t max
上式为简化的霍纳公式,1950年由Miller、Dyes、 Hutchinson三人提出,故也称为MDH公式。 ② 变产量情形的处理(第三章第一节中讲) ③ 两井或多井同时生产的压降叠加(自学) ④ 模拟无流动边界(断层)(在第三章第二节中讲)
第二节
一些重要的基本概念
一、无因次量(Dimensionless Quantities) 一般来说,引进的无因次物理量是该物理量与别的一些物理 量的组合,并和该物理量本身成正比。 试井上常见的无因次量有:
时,
t p t t p ,
t p t tp
1
,此时有
2.121 10 3 q B k t lg p ws ( t ) p wf (t p ) 0.9077 0.8686 S C r 2 kh t w 2.121 10 3 q B kh 2 .121 10 3 q B k lg lg t p wf (t p ) 0.9077 0 .8686 S C r 2 kh t w
c qB 24 m
三、表皮效应与表皮系数(Skin Effect & Skin Factor)
S
kh p s 1.842 10 3 q B
地层污染评价标准:均质油藏 S=0无污染,大于0有 污染,小于0增产措施有效;双重介质油藏 S=-3无污 染,大于-3有污染,小于-3增产措施有效无污染。
E i x

e
x

d
当X<0.01时,可近似表示为:
E i x ln x 0.57721566 ln 1.781 x
当时的解为:
p p i p wf rw2 E i 14 .4 t 2 S 345 .6 k h qB
的叠加可得到一个复杂的解。
压降叠加原理:地层中任何一点处的总压降等
于油藏中每一口井因生产或注水在该点产生的压力
降的总和。
第一节 理论基础
⑵ 应用 ① 压力恢复公式 假设情况如右图 p1 t p t q -q p t
2
用压降公式可导出下式:
p p1 p 2
用压降公式可导出下式:
第一节 理论基础
一、不可压缩液体的稳定流动
平面径向流:流线在平面上向中心 汇聚,并以井眼轴线为中心的各同 心圆上,各点压力相同,速度相同, 以井眼轴线为中心的极坐标上,各 点压力和速度只与半径R有关,即 V = K/U *DP/DR
第一节 理论基础
3、不可压缩与可压缩流体 不可压缩流体:流体V不随P的变化而变化。 可压缩流体:可压缩流体的体积随P的变化而变 化。M = ρυ, C = -1/V * dV/dp; 从而可导 出: c p - p o e 此式据麦克劳林级数展开,取前 二项近似,可得:
通过使用无因次量后,无限大地层压降解和扩散方程可 分别写成:
pD
2 rD 1 E i 4t 2 D

2 pD r
2 D

1 p D rD rD

p D t D
使用无因次量的优点: 1、由于若干有关的因子已经包含在无因次量的定义之 中,所以往往使得关系式变得很简单,因而易于推导、记忆 和应用。 2、由于使用的是无因次量,所以导出的公式不受单位 制的影响和限制,因而使用更为方便。 3、可以使得某种前提下的讨论具有普遍意义,这就是 说,使得讨论的结果可以适用于满足该前提的任何实际场合 即解释图版成为可能。
第一节 理论基础
⑴ 不稳定期( 遇到外边界之前 ) ⑵ 过渡期 ( 遇到外边界之后,在拟稳定期开始 之前;图上的晚期不稳定段 )
⑶ 拟稳定期 ( 对封闭地层而言,DP/DT = 常数;
对定压边界而言,DP/DT = 0 ; 满足这一条件,
就意味着拟稳定期开始。)
第一节 理论基础
2、基本微分方程和压降公式
此式为压降试井的理论基础。
第一节 理论基础
3、叠加原理与应用 ⑴ Supperposition Theorem or Principle of Supperposition Method 叠加原理源自数学,其意思是:
第一节 理论基础
在线性关系的变量中,总体的变化等于各简单 的变化总和(可参阅教材P4)。这意味着可将一个 复杂的解分解成几个简单的解或者说几个简单的解
ρ = ((1 + C( P - PO ))
第一节 理论基础
1.稳定渗流的应用
V = K/U *DP/DR , 据初始条件及内外边界条件,可推得:
q = 5.429*102kh/Bulnre/rw * (Pe - Pwf) 此式为系统试井或称为稳定试井的理论基础,据此式可得 油井指示曲线公式:
第一节 理论基础
⑴ 基本微分方程 油藏的岩性比较均一、岩石颗粒分选性、磨圆度以及孔隙结 构比较均一,没有裂缝,即我们所称的均质油藏。 从物理模型而言,在不考虑微层理的影响下,可作如下假设: ①均质地层(h、k、Ф为常数)和均质流体(μ为常数); ② 压力梯度小; ③ 流体是弱可压缩,压缩系数为常数; ④ 不考虑重力作用和流体惯性力,井筒储集系数不变,流 体流动符合达西定律。
C v p
m 3 MPa 1
2、C的求法 , ⑴ 井筒充满单相液体时(如油),因为

Co
1 v v p
c
v p
所以, c vC o 或 c v wb C wb ⑵ 井筒未充满单相液体时,因为
v v l , p 9.80665 10 3 l ,所以

二、井筒储集常数(Wellbore Storage Constant) 1、概念
井筒储集效应:是指井筒系统内的流体(油、气),由于 井筒压力变化而产生弹性能量的释放或聚集所引起的该井 流量的变化。
井筒储集系数:是描述井筒储集效应的强弱程度,可定 义为在井筒条件下单位压力变化时的井筒流体体积变化量:
相应的数学模型: ① 运动方程 υr = k / μ * dp/dr ② 状态方程 ρ = ρo ( 1 + C(P - Po)) ③ 连续性方程(质量守恒定律)
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