脉冲试井技术（共4篇）
脉冲试井技术 篇1
随着海上油气田优质储量越来越少, 低渗复杂断块油田是目前开发重点和点, 但存在储层横向变化大、砂体展布有限的连通性复杂的问题。常规方法[1~5]很难准确研究低渗复杂断块油田储层连通性, 特别是对于物性差的储层, 常规干扰试井技术需要长时间、高频率地开关井, 严重影响油田正常生产, 造成较大经济损失。因此结合低渗复杂断块油田的地质油藏特征, 通过改造传统脉冲试井技术来研究复杂储层连通性。
1 低频脉冲试井技术
脉冲试井是通过激动井改变测试工作制度, 造成地层压力变化形成干扰信号, 在观测井记录由于激动井改变工作制度造成的压力变化, 通过分析观测井的压力变化, 便可以判断观测井和激动井之间是否连通, 并从接收到压力变化的时间和规律, 可以计算井间流动参数。传统脉冲井在测试期间需要激动井频繁改变工作制度, 形成多个脉冲信号, 而且保证一定长度的信号延续时间, 但由于低渗复杂断块油田连通性复杂, 同时兼顾生产需要, 激动井高频脉冲时间短导致激动井的脉冲信号在观察井上不明显或无反应, 因此很难准确低渗复杂断块油田的储层连通性。
针对上述存在问题, 对传统脉冲试井进行改造, 形成传统脉冲试井技术, 主要改变是大幅度缩减激动井脉冲频率, 同时提高单个脉冲的幅度和时间, 以次来增加激动井的信号强度, 来增加观察的显示度。通过不断的开发和应用, 形成了一套新的工作流程和工作方法。主要包含脉冲试井设计、脉冲干扰监测和测试解释及连通性分析。
1.1 脉冲试井设计
脉冲试井设计中的观察井的设计。脉冲试井设计重点是激动井脉冲干扰测试工作制度, 脉冲试井设计计算应确定以下几个参数:时滞 (一个产量脉冲引起的压力峰值与该脉冲终端之间的时间) ;压力响应幅度 (脉冲两边的两峰值或两谷值的正切线与对应峰或谷值平行线之间垂直距离) ;主要参数脉冲周期 (脉冲两边的两峰值或两谷值的时间) 主要采用传导公式计算和试井模拟计算方法计算, 各脉冲参数设计综合考虑低渗储层连通性复杂性及物性。
1.2 脉冲监测及调整
对关井的观察井压力进行实时分析。在无干扰的情况下, 压力是增加的, 但在激动井改变工作制度, 观察井压力发生压降或压力导数趋势变化, 说明激动井的干扰信号传到了观察井, 进而说明观测井和激动井之间连通的。并在监测过程中根据信号反应来调整脉冲周期等参数。
1.3 测试解释及连通性分析
通过观察井的压力资料进行试井解释, 得出井间区域的渗透率, 这样就可以定量分析井间连通性。
2 应用效果分析
F油田V油组属于低渗复杂断块油气田, 储层平面非均质强, 主要2口距离仅300米左右的生产井A6和A5, 但2口所表现生产动态不同, 常规方法很难确定井间连通性。对低渗复杂断块油田来说, 常规干扰试井中激动井的压力信号弱很难传播到观察井, 即使传导过来信号在观察井上也不是很明显, 因此采用低频脉冲试井技术。
2.1 脉冲试井设计
选择A6井作为观察井, 一直处于关井状态, A5作为激动井。考虑油组储层物性差、连通性复杂的特点, 设计A5共产生两个开关脉冲信号, 这两个信号相隔17天左右。脉冲周期主要采用试井模拟计算方法, 计算得出大约为30天左右, 具体以观察井收到干扰信号为最终时间。
2.2 脉冲监测及调整
A6在测试期间处于关井状态, A5分别于2011.5.10和2011.5.27产生两个脉冲。两个脉冲信号分别传递分别达到55天和33天后, 初步分析观察井A6井还未受收到任何脉冲信号。
2.3 测试解释及连通性分析
进一步分析观察井A6的压力曲线, 在50多天的测试中没有收到A5井的脉冲信号显示, 说明A6/A5之间的连通性很差或不连通。通过测压及沉积相分析进一步印证A6/A5之间连通性很差或不连通。
3 结语
(1) 综合考虑低渗复杂断块油田连通性复杂的问题, 对传统脉冲试井进行改造, 大幅度缩减激动井脉冲频率, 同时提高单个脉冲的幅度和时间, 以次来增加激动井的信号强度, 增加观察的显示度, 形成低频脉冲试井技术, 能够有效分析低渗复杂断块油田连通性。
(2) 低频脉冲试井技术成功应用于低渗复杂断块油田油气田的低渗油气井, 为以后压力恢复时间不够的试井解释提供了一种解释途径;
摘要：针对低渗复杂断块油田存在的储层横向变化大连通性复杂的问题, 常规干扰试井油藏方法很难准确研究。基于传统脉冲试井技术, 大幅度缩减激动井脉冲频率, 同时提高单个脉冲的幅度和时间, 并以此来增加激动井的信号强度, 来增加观察井的显示度, 以此形成低频脉冲试井技术。从而能够有效分析低渗复杂断块油田储层连通性。低频脉冲试井技术成功应用低渗复杂断块油气田, 为低渗复杂断块油气田开发提供指导。
关键词：低渗复杂断块油藏,脉冲试井技术,连通性
参考文献
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脉冲试井技术 篇2
摘要 介绍一种多分布传式MARX发生器能源计算机监控系统.详细叙述了系统的硬件构成,计算机与各能源系统之间的通讯原理和通讯协议,以及系统的软件实现，同时简要说明了系统抗干扰解决办法。
关键词 MARX发生器 程控电源 RS485总线 Visual Basic
1 引言
脉冲能源装置在加速器、自由电子激光研究、X光闪光照相和粒子聚变等脉冲功率技术研究领域广泛使用，通常使用数量较多，分布较广，同时周围电磁干扰较强，控制操作和参数测量都比较复杂，同时也需要较多的人力来维护。
随着计算机技术的发展，当今世界上基于PC的自动化方案已成为主流，PC在自动化领域的应用正迅速增长，通过将所有的功能集成于这个统一开放的平台上，通过人机界面可以使复杂的控制和数据处理变得更加简单化。
2控制系统硬件构成
整个系统有多台Marx需要控制，每台发生器由充电控制和触发两部分组成，需要控制的量有充电电压的起停控制、电压检测、接地装置的通断控制、触发以及开关上的气压检测等，通过一条总线将将系统中的各个被控量连接在一起，构成一分布式控制系统，这里采用工业上广泛使用的RS485总线，RS485总线是美国电子工业协会(EIA)制定的平衡发送、平衡接收的标准异步串行总线，具有传输距离远、通讯速率高，抗干扰能力强，软硬件支持丰富与现场仪表接口简单，易于实现和扩展等特点，接口总线上可连接32个设备，加中继器后最多可达255个设备，因此完全满足该能源控制要求。控制系统框图如下：
图1 控制系统结构图
该系统由一台主控上位机PC和一系列MARX发生器充电电源设备构成，由于环境电磁干扰较为严重，在选择通信介质时可优先采用光纤通信方式，通讯速率57.6kB/s，通讯距离可达1.2km，通过上位机(PC)发送参数及控制命令，给电容器充电到事先设定的电压值(0到100kV之间任意值)。在以上各子设备中，经常要用程控电源去控制MARX发生器的充电电压、充电速度。通过一台工控PC机灵活地控制多台充电电源，以达到控制各MARX发生器充电的目的。针对这一需要，采用带有RS485通信接口的具有线性升压功能的可编程交流电源，该电源内部自带单片机系统和看门狗定时器，每个电源赋予各自独立的地址码用以识别身份，同时它属于正弦波调压，可有效避免采用传统的采用可控硅调压方式时屡次损坏高压变压器的.情况，使操作者能够方便灵活地对其进行控制。
每路Marx发生器充电部分包括程控电源、双极性高压变压器，分压器和接地装置等三部分，见图2 所示，程控电源给高压变压器初级提供缓慢上升的电压，变压器高压侧经整流后给MARX发生器充电，电压检测是通过10000：1的高压分压器将分压后的信号送给程控电源内部A/D转换，经内部单片机处理，并与设定的电压值进行比较，比较后的结果用来实现自停控制，这样可有效防止通讯故障所造成失控现象。
图2 Marx发生器能源部分线路图
3 MARX发生器能源制过程
① 程控电源接通供电电源时的输出为0伏，开关量输出为假(开路)。
②首先上位机发出各种设置参数到指定地址程控电源。如,上升时间、上升速度、保持时间、充电电压等。
③程控电源收到电压回传命令后，将两路模拟量的值传送到上位机。
④上位机发出启动指令后，指定地址程控电源的输出开始从0伏慢慢线性上升到设定值，保持到指定的时间后关断
脉冲试井技术 篇3
关键词：热采,注汽,焖井,防喷,生产,四个阶段测试
一、前言
稠油油藏注蒸汽吞吐采油过程分为注汽、焖井、放喷和生产四个阶段,此过程中的动态监测与试井技术分析,不仅是指导、监控稠油开采的重要手段,也是动态认识油气臧的重要手段,是油田开发动态监测中的新课题。稠油因其粘度高、流动性能差,一般在油层条件下不能流动,常规开采方法很难有效的开发,致使相当长的时间内没能进行大规模的开采稠油。随着开采技术的不断进步,稠油的开采已势在必行。
二、注汽阶段吸汽剖面测试
(一)测试工艺的配套与完善
热采测试工艺的完善与创新,是保证注蒸汽热采井测试成功与测试人员安全的重要条件。
1、引进耐高温高压注蒸汽测试仪器并得到推广使用
为了解决高温环境测试问题,测试仪器外筒采用多层真空隔热,和仪器内腔设计高效吸热剂两项技术措施,将电子元器件、电池等不耐高温部分放入仪器腔内,仪器探头置入高温环境中,解决了仪器的耐温问题。使仪器在350℃高温条件下正常工作在4小时以上,仪器腔内温小于125℃。
2、研制耐高温轻便型半自动装卸防喷装置
由于注蒸汽井高温高压的特性,全靠人工装卸的普通测试防喷管无法使用,为此我们合作研制出钛合金半自动轻便型装卸防喷装置。
3、编写与之配套的注蒸汽测试解释分析软件
2007年以来我厂引进西安华晨两参数热采测试仪器和解释软件,在注蒸汽井监测方面发挥了重要作用,但在使用过程中,发现现用的解释软件基于传热理论的解释方法存在一定的局限性,计算的井筒蒸汽干度是相对于井口的相对干度。存在两个问题,一是当井口干度出现大的误差时,井底干度误差也会很大;二是传热模型需要的参数,如地层、环空介质、隔热管等导热系数不同的井况是不同的,但是这些参数难以准确确定,引起计算误差。
压力模型计算的干度是不依赖井口化验干度的绝对干度,可以更有效的监测、评价注汽干度,及时发现注汽干度不足的情况,为稠油热采提供更准确的资料。因此,提出压力模型干度解释新方法,并编制了相应的计算程序。
该软件结合测试仪所测资料数据和各种影响参数,自动计算出热损失、地层蒸汽压力、温度、干度、套管温度等参数,同时,绘制成果曲线,生成解释报告。
(二)地面设备、管网与井下管柱工艺的配套
为了确保注入的蒸汽流体到达油层井段时仍处于湿蒸汽状态,必须保证地面设备流程和井下管柱工艺的配套于完善,减少热量的损失,地面使用保温管线,井下管柱使用真空隔热管。根据测试程序,录取了锅炉出口、井口、井筒各深度点的压力、温度、干度等相关数据,采用单炉注单井的方式,以保证注汽排量的精确度。
(三)注汽吸汽剖面测试主要项目
根据我厂稠油开发实际情况,主要开展了以下注汽吸汽剖面测试项目。
①温、流压测试----热采两参数
②温、流压、蒸汽干度、流量测试----热采四参数
③蒸汽井井下干度取样----蒸汽高温取样器
三、关井焖井阶段测试
焖井关井过程中,初始阶段停止注汽的某个有限时间内,井筒内热流体还会继续流入油层而产生“续流效应”,关井之后的某一时刻,井筒底部的温度、压力与受热油层内的温度、压力达到平衡,平衡点之前的压降曲线是焖井试井分析过程中唯一可以应用的部分。通过压力、温度的连续测试,使用压力降落试井资料解释,从而计算出油层加热半径及渗流参数,为实现回采阶段油井生产的动态的准确预测、有杆泵稠油参数优化设计和生产过程中的合理控制提供了依据。
我们根据地层构造和原油物性,确定焖井时间确定为168小时左右,目前所使用的热采高温两参数测试仪在高温下连续工作不能超过4小时,为了达到测试要求和确保仪器的安全,只能多次更换测试仪器进行测试。
①焖井压力降落测试-----热采高温两参数测试仪
②焖井温度降落测试-----热采高温两参数测试仪
陈371-6井焖井压降测试实例分析:
1、注汽井筒干度及热损失计算
按井口压力10MPa,流量6.5 m3/d,干度74.4%计算得到1250处的压力11.6MPa,干度50%。
2、5月24日-6月5日,共断续测试6次,累计时间43.1小时。从测试曲线反映,油井压力呈逐渐下降趋势。
四、放喷阶段测试
放喷阶段测试是通过采用热采高温两参数测试仪测试井底温度、压力及其变化情况,该阶段测试的目的是主要了解放喷阶段油层的初期温度,为下一步生产阶段测试选用多大量程的耐温仪器提供依据。陈371-6井的放喷初期温度为109℃。
五、生产阶段测试
生产阶段测试时间比较长,测试时间从防喷后开抽开始到该井不出油上作业结束。由于注入蒸汽的结果,井底与油层加热区内形成了一个巨大热能的瞬变温度、压力场,随着生产时间的增加,地层温度、压力发生变化,地层原油物性也发生了变化,通过对整个生产阶段不间断的连续测试,我们推广应用了《稠油油藏长效高温随泵测试技术》。
稠油油藏长效高温随泵测试技术是指在油井转周作业过程中,把长效高精度电子压力计随抽油泵下入井中,进行长期监控测试,随着油井生产制度的不同,可进行流压、静压、恢复等项目的测试,能够有效地进行稠油井采油过程中的中长期动态监测工作,特别是解决了大斜度、稠油等有杆泵井的井下压力、温度的长期监测难题,为稠油井动态分析及确定合理转周时间提供重要依据。
1、随泵测试新工艺技术
(1)研制了托筒短节,存放压力计
主要解决了存储式压力温度测试仪的固定调节、减震、连接和防砂堵问题。托筒下部设计托筒导锥,起导向作用,在托筒上设计有防砂堵滤网式进压孔,地层压力信号通过防砂堵滤网式进压孔传递到存储压力温度测试仪。压力温度测试仪上下设计减震弹簧连接头由上下部减震弹簧固定于泵下托筒中,筒内灌注耐腐蚀油,从而降低管柱起下对存储压力温度测试仪的撞击。
(2)研制了高存储量、防振电子压力计
借鉴常规压力计技术,与武汉三江合作研发了耐高温、抗震
性能好、存储量大的电子压力温度计,满足了测试需求。
技术指标:
耐压:0-80MPa;耐温:175℃;压力精度:0.02%FS (满量程);
温度精度:±0.2℃;最长工作时间:300天以上;
存储数据量:5-50万组数据以上。
2、随泵测试内容
使用随泵长效高温两参数测试仪进行随泵测试,可以实时监测油井流温、流压;压力温度恢复、降落测试。
六、结论及建议
1、引进蒸汽取样器,进行井口和井底流体取样,化验出实际干度,与测试干度对比。
2、开发可以计算井筒内绝对干度的软件,对于注汽情况的监督及注汽效果的评价意义重大。
3、通过对资料处理结果和绘制的曲线,不但可以评价注汽效果的好坏,还可以预判出管柱是否有漏点情况。
4、热采井开发主要由注汽、焖井期和采油期形成一个周期,注汽期的动态监测完成后,可开展热采井焖井期和采油期的动态监测工作,可在作业时下入长期工作的压力计,转周时起出回放资料,研究井下压力温度变化规律,确定油井合理生产压差。
5、热采斜井、水平井不断增加,要做好这些井的测试研究工作。
脉冲试井技术 篇4
页岩气气藏储层是典型的低孔、超低渗储层, 一般需要压裂改造才具备生产能力, 在完井投产方面目前采用较多的是水平井分段压裂的方式[2—4]。运用Laplace变换的方法建立了均质页岩气藏无限导流分段压裂水平井的评价模型, 并通过Stehfest数值反演绘制了双对数图版。
1 试井模型
1.1 模型假设
目前页岩气藏的水平井开发普遍采用分段压裂的方式投产, 页岩气藏压裂水平井渗流可视为三线性流, 页岩气从外部区域向裂缝间的内部区域流动, 从裂缝间内部区域向裂缝流动, 然后流入井筒流动[5—8], 如图1所示。考虑吸附, 建立页岩气藏压裂水平井渗流模型, 假设条件如下:
(1) 页岩气解吸过程为等温, 遵循Langmuir等温吸附方程。
(2) 压裂水平井形成三个区域:外部区域、内部区域、裂缝区域。内外部区域存在游离气和吸附气, 流动过程存在渗流与扩散, 裂缝区域仅存在渗流。
(3) 外部区域、内部区域、裂缝区域储层渗透率分别为ko、kI和kF, 孔隙度分别为φo、φI和φF。
(4) 页岩气从外部区域向裂缝间的内部区域流动, 从裂缝间内部区域向裂缝流动, 从外裂缝流入井筒流动, 服从三线性流。
(5) 压裂水平井的裂缝间距为dF, 裂缝半长xF, 裂缝宽度为wF。
(6) 水平井各条裂缝产量为Qsci, 总产量为各裂缝产量之和。
(7) 忽略重力作用及微小压力梯度值和毛管力的影响, 流动为等温过程。
1.2 数学模型
1.2.1 连续性方程及边界条件
外部区域连续性方程及边界条件:
式 (1) 中po为外部区域压力, MPa;pi表示原始地层压力, MPa;μg为气体黏度, m Pa·s;φo为外部区域孔隙度;ko为外部区域渗透率, m D;t为时间, s;ρg为密度, kg/m3;q为产量, m3/d;xF表示裂缝半长, m;
内部区域连续性方程及边界条件
式 (2) 中pI为内部区域压力, MPa;φI为内部区域孔隙度;kI为内部区域渗透率, m D;wF为裂缝宽度, m。
裂缝内连续性方程及边界条件:
式 (3) 中pF为裂缝区域压力, MPa;φF为裂缝区域孔隙度;kF为裂缝区域渗透率, m D;Bg表示气体体积系数, m3/m3;h为有效厚度, m。
1.2.2 无因次参数定义
外部区域连续性方程及边界条件无因次化, 并考虑边界条件可得以下不同区域方程组:
内部区域连续性方程及边界条件无因次化:
裂缝内连续性方程及边界条件:
1.3 模型求解
模型进行Laplace变换可得以下几个区域方程。
1.3.1 外部区域连续性方程及边界条件
根据方程边界条件, 可得Laplace空间外部区域压力解:
1.3.2 内部区域连续性方程及边界条件
根据方程边界条件, 可得Laplace空间内部区域压力解:
1.3.3 裂缝内连续性方程及边界条件
最后可得:
在不考虑井筒储存和表皮效应的条件下, 当xD=0时, 裂缝的压力即为水平井井底压力。由此得到Laplace空间中的无因次井底压力为:
上述计算的压裂水平井井底压力并没有考虑井筒储存和污染的影响。在Laplace空间, 利用Duhamel原理, 引入无因次井筒存储系数CD和总表皮系数S, 得到Laplace空间解的关系如下:
在Laplace空间计算得到井底压力之后, 再利用Stehfest数值反演方法, 便可得到真实空间内, 考虑井筒存储效应和表皮系数的压力
2 试井动态曲线分析
数值反演后通过计算即可得到页岩气均质气藏无限导流分段压裂水平井的双对数典型曲线, 压力动态有以下几个阶段:
(1) 早期续流段, 主要的影响因素是裂缝储集效应, 压力与压力导数线表现为斜率为1的直线。
(2) 裂缝储集后的过渡阶段, 主要的影响因素是表皮效应。
(3) 裂缝线性流段, 流动垂直于裂缝面, 压力及压力导数表现斜率线为1/2的特征。
(4) 裂缝拟径向流段, 各条裂缝生产的压力波及范围的形态近似为圆形, 各裂缝出现拟径向流动态, 该流动期的影响因素是裂缝的长度, 裂缝数量, 扩散时间和吸附密度。
(5) 地层系统线性流, 流动表现为平行于裂缝面线性流动。
(6) 地层系统的拟径向流阶段。
图3和图4表明扩散时间和吸附密度是影响页岩气藏渗流特征的两个关键参数。从对压力导数曲线的影响来看, 主要是影响压力导数曲线过渡段下凹深度及出现时间:
(1) 扩散时间越长, 裂缝拟径向流和系统线性流出现的时间越晚, 凹子越宽并且越深。
(2) 吸附密度越大, 岩石吸附的气量越多, 系统线性流出现的越晚, 凹子也越深且越宽。
3 结论
(1) 对于均质页岩气藏, 无限导流分段压裂水平井的渗流主要包括早期续流、过渡阶段、裂缝线性流、裂缝拟径向流、地层系统线性流、地层系统拟径向流六个阶段, 其中过渡阶段主要受扩散时间、吸附密度的影响。
(2) 分别比较了扩散时间、吸附密度对双对数曲线的影响。扩散时间越长, 裂缝拟径向流和系统线性流出现的时间越晚, 凹子越宽并且越深;吸附密度越大, 岩石吸附的气量越多, 系统线性流出现的越晚, 凹子也越深且越宽。
摘要：目前已掀起页岩气勘探开发的热潮, 针对页岩气的研究主要集中在地质及钻完井, 而针对页岩气试井动态方面的研究几乎是空白, 研究具一定的先导性。建立了页岩气藏无限导流分段压裂水平井评价模型, 讨论了扩散、吸附等参数对压力动态的影响, 分析了均质页岩气藏中无限导流分段压裂水平井的压力动态特征, 解决了无法确定页岩气藏分段压裂水平井动态参数的难题, 形成了均质页岩气藏分段压裂水平井的典型曲线。研究成果可为页岩气藏分段压裂水平井的合理高效开发提供技术支持。
关键词：页岩气,多裂缝水平井,均质,无限导流
参考文献
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