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油藏永久性监测“得力助手”-新型试井分析方法

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利用永久式井下压力计测得丰富的压力和产量的数据,采用改进后的试井分析方法(PTA)对数据进行分析,可以让油藏工程师们更好地掌握油藏开发动态。在存在大量数据的前提下,延时压力动态(time-lapse pressure transients)分析,开井和关井阶段的对比分析都可以完成。这里我们将讨论的是一种改进的压力数据分析方法。该方法对传统的试井分析方法的适用范围进行了拓展,能够不断整合生产过程中产生的新数据。

同时关注开井和关井阶段的试井解释方法

关于压力动态对比和模型选择的一些看法

常规的试井分析方法是将所有的压力曲线和压力导数曲线画在同一双对数坐标系中进行对比。在实际操作过程中,由于我们通常是在某一参考阶段下产量归一化后的试井数据之间进行这种对比,因此不同时刻的关井试井曲线之间存在差异并不能说明井筒周围油藏参数的变化。在对某一需要研究的时段进行关井测试时,关井前的产量决定了试井曲线在双对数坐标系中的位置。
由于计算中采用的是流量平均值,因此试井曲线中产量只是某一近似值。而采用永久流量测试数据可以降低上述产量的不确定性。对于开井阶段的试井曲线,则需要根据开井测试阶段产量的变化进行归一化处理,这能够提高试井曲线对比分析结果的可靠性。

从这个意义上来说,压力导数曲线的形态更能说明问题。因为我们通常采用叠加原理计算压力导数,所以在压力测试前和压力测试中的油井生产状态都会被叠加计算考虑进去。同时,假设在叠加计算时将径向流作为主要的流动阶段,或者在目标试井测试段之前对产量数据进行了平均,截取或者出现错误数据,都会对压力导数曲线的形态趋势产生影响,尤其会对后期的曲线形态和边界效应的分析产生影响。

利用拟合过压力和压力导数的双对数试井曲线的解析模型,对线性坐标的油气井史进行模拟,能够提高分析的可靠性。模拟出的压力响应还可以用来帮助评价叠加效应带来的影响和解释井筒/油藏参数变化。对比分析时移压力动态曲线和压力导数曲线,可以对井筒/油藏参数变化进行诊断。如果是对井史或者少部分井史进行模拟,则可以得到较为可靠的参数变化结论。

在对井、油藏和边界进行描述时,选择一个合适的模型对于分析、预测和得出正确的结论尤为重要。我们常规的作法是选取能够代表井和油藏基本特点的模型。其中,井型、参考流体、增产措施以及井周环境包括邻井和断层等参数,在模型分析前为已知参数。

时移压力和压力导数曲线的对比分析

作为分析的第一阶段,需要将整理出的时移压力和压力导数曲线画在同一双对数坐标系中。由于开井压力曲线和关井压力曲线的趋势可能不同,因此建议对这两个阶段的曲线分别进行绘制。时移压力曲线的对比分析,可以作为井/油藏参数是否变化的首个判断标志。

利用叠加原理计算导数,以及可能存在的动边界影响(例如邻井的干扰)可能会导致压力和压力导数曲线逐渐相互偏离。这说明:时移压力响应的对比分析通常只能对井和油藏的参数变化进行初步的判断。

开井和关井时期间的时移压力响应分析

分析的第二阶段为,根据历史数据(见上图)对每条压力曲线或每对压力曲线(开井和关井)进行逐步解释。总的来说,开井和关井响应曲线形态的差异与许多因素有关。从井史中第一个可分析阶段开始,或者更理想的是,从一对开井/关井时期开始,就进行双对数试井曲线分析。

首先,由于关井压力响应通常稳定性更好、流动阶段划分明显,因此利用关井压力响应曲线,与建立的模型计算所得的压力和压力导数曲线进行拟合。随后将上述模型与开井压力响应曲线进行进一步的拟合。此时需要通过调整模型参数,甚至修正模型本身,来拟合开井响应曲线。

如果所建立的模型能够拟合上开井响应曲线,那么在进行压力动态分析前,需要对井史(在线性坐标下),或者对部分井史进行拟合。理想情况下,模型应该能够较好地拟合整个井史。但由于井/油藏参数的变化以及随时间变化的边界效应的出现,可能导致模型计算的压力响应曲线偏离实测响应曲线。
因此在实际操作中,通常只能拟合上包含部分压力动态的有限的井史阶段。
此外,还需要对模型的压力响应预测能力进行检验,并根据实际修改模型参数或者模型本身。这种逐步解释法能够得到一系列随时间变化的井/油藏参数。这些参数的历史变化值和现值对于油藏产能的预测十分有价值。

解释结果应用

在解释阶段所建立的解析模型或者简化的数值模型,能够进一步用于预测不同情况下井的产能和动态变化。这些模型在短期生产预测,参数敏感性研究和不确定性分析中都十分有用。

时移压力曲线分析还能为油藏数值模拟提供额外的模型数据。采用时间或压力的函数形式表示的井间连通性和油藏性质,可以直接用于油藏模型,并可提高数值模型的历史拟合精度和预测能力。

现场应用

原文中提供了三个现场实例来阐述该方法的应用。第一个例子中使用传统PTA方法可以得到很好的结果,预测结果可靠合理。第二例子中展示了开井和关井压力响应解释的参数值,该例子体现出了运用多次关井压力响应分析方法的优势。第三个例子,也是最复杂的例子,展示了试井曲线逐步解释法的所有优势。

结论

时移PTA的优势已经被现场所证实,该方法能够对随时间变化的井/油藏参数进行预测,通过考虑变化的油藏参数,从而提高油藏描述精度。同时,还能识别开井和关井阶段中近井流和边界效应之间的区别。文中所阐述的方法能够提高试井分析精度,并能在以下方面扩展其适用范围:

(1)对阶段压力动态曲线进行分析,为从测量干扰中将油藏自身的变化分离出来提供了基础;

(2)对开井和关井阶段压力响应进行解释对比,能够估算变化的井/油藏参数,更完整地描述井的动态;

(3)利用来自井下永久式压力计的数据和新的解释方法,使随时间变化的井和油藏参数的获取和分析变得可行。在实际应用时移PTA方法时,建议注意以下几点:

1)对开井和关井的压力动态都应该进行分析;

2)通过对井史中阶段开井和关井阶段进行分析,对井/油藏参数变化进行解释;

3)既要对压力变化响应(双对数)进行拟合,也要对井史或者部分井史进行(线性坐标)拟合。

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