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油藏永久性监测的“得力助手”——时移PTA分析法

2016-06-27  石油知识网  佚名  浏览

压力响应与油藏的特性参数有关,通过分析压力响应可以得到油藏参数。这是试井的基本原理。一般试井是指压力不稳定试井(Pressure Transient Analysis,简称“PTA”),即系统在定流量下的压力不稳定变化。

    在有大量数据的前提下,时移不稳定试井(time-lapse pressure transients)分析可以完成开井和关井阶段的对比分析。它不仅拓展了传统试井方法的适用范围,还能不断整合生产过程中产生的新数据。时移PTA分析可以让油藏研究者更好地掌握油藏的开发动态。

    关于压力动态对比和模型选择的想法

    试井分析方法通常将所有的压力曲线和压力导数曲线放在同一双对数坐标系中进行对比。这种对比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,所以,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。

    由于计算中采用的是流量平均值,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结果的可靠性。

    人们通常采用叠加原理计算压力导数,会考虑到压力测试前和测试中的油井生产状态。在叠加计算时,如果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,都会影响到压力导数曲线的形态,特别是后期的曲线形态和边界效应的分析。所以,压力导数曲线的形态更能说明问题。

    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,可以提高分析的可靠性。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,一个合适的模型对于分析、预测和得出正确的结论非常重要。通常选择能够代表井和油藏基本特点的模型。其中,在模型分析前井型、参考流体、增产措施以及井周环境包括邻井和断层等参数为已知。

    时移压力和压力导数曲线的对比分析

    分析的第一阶段,是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,因此建议分别绘制。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时,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,是根据历史数据对每条或每对压力曲线(开井和关井)进行逐步解释。开井和关井响应曲线的形态与许多因素有关,可以从井史中第一个可分析阶段或者从一对开井/关井时期开始,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,因此先将关井压力响应曲线与模型计算所得的压力和压力导数曲线进行拟合。然后将上述模型与开井压力响应曲线进行进一步的拟合。这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)或者部分井史进行拟合(能拟合出整个井史是比较理想的)。但由于井/油藏参数的变化以及边界效应,模型计算的压力响应曲线可能偏离实测响应曲线。因此,实际操作中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,它们对于油藏产能的预测很有价值。

    现场实例应用

    为了说明该方法的应用,进行了3个现场实例:第一个实例使用的是传统PTA方法,预测结果可靠合理;第二个实例展示了开井和关井压力响应解释的参数值,体现出多次关井压力响应分析方法的优势;第三个实例最复杂,展示了试井曲线逐步解释法的所有优势。

    时移PTA的优势已经被现场所证实,它能够对随时间变化的井/油藏参数进行预测,从而提高油藏的描述精度。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。

    新的PTA方法还扩展PTA适用的范围:

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

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

    (3)利用井下压力计的数据和新的解释方法,让井和油藏参数的获取、分析变得可行。

    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,采用时间或压力函数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。

    在实际应用时移PTA方法时,建议注意以下3点:

    (1)对开井和关井的压力动态都应该进行分析;

    (2)通过对井史开井和关井阶段的分析,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。