页数：60页文件大小：2.29 MB来源： 煤层气开发与开采ppt课件
本课件围绕煤层气井试井技术展开，先概述各类试井方法的原理与适用条件，再以注入/压降试井为重点讲解施工设计与操作步骤，随后介绍试井资料的分析解释流程，最终形成储层参数与开发评价结论。
煤层气试井课件封面
本页为章封面，标示课程名称与本章内容框架。
试井概念渗流力学理论为基础，通过一定的测试工艺和测试手段，对煤层气井进行测试，获得产量、压力、温度、时间之间的关系，再利用一定的软件对上述信息进行分析，确定反映测试井和地层特性的各种煤(1)储层参数、(2)生产能力、(3)连通性等测试部分解释部分
试井目的:试井的目的是通过合理的技术手段，正确获取煤储层参数，如渗透率、储层压力等，为油气开发和产能评价提供科学依据。4
常规油气试井分类
试井方法概述
煤层气试井方法:(1)DST测试（DrillStemTest）(2)段塞流测试（SlugTests）(3)注入/压降法（Injection/Fall-offTests）(4)压力恢复试井（PressureBuildupTests）(5)干扰试井（InterferenceTests）§6.1试井方法
(1)DST测试（DrillStemTest）DST测试是用钻杆将测试工具下入井内，在井下进行开关井操作，直接快速获取井下压力～时间关系曲线，分析曲线获得地层参数。§6.1试井方法
(1)DST测试（DrillStemTest）§6.1试井方法
(1)DST测试（DrillStemTest）§6.1试井方法
(1)DST测试（DrillStemTest）§6.1试井方法钻杆测试工具示意图
(1)DST测试（DrillStemTest）§6.1试井方法
(1)DST测试（DrillStemTest）§6.1试井方法
(1)DST测试（DrillStemTest）§6.1试井方法
结果解释-半对数horner§6.1试井方法原始地层压力
适用性，为保持单相水流，煤层要求欠饱和及储层压力远高于临界解析压力，防止气体析出§6.1试井方法
(2)段塞流测试（SlugTests）段塞流测试是利用段塞流原理向煤层中注水，当井口达到一定压力时关井。然后测定压力变化过程直至液注产生的压力与地层压力达到平衡。段塞测试常用的几种分析方法有典型曲线法和流动期分析法。§6.1试井方法段塞测试需要的主要设备：修井机，用于试井准备向井筒中注入一段水的设备(提水吊桶，小泵或真空车)井下压力传感器地面压力数据记录仪数据分析工具。
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(2)段塞流测试（SlugTests）段塞试井是最简单、最廉价的一种测试，使用最少量的人力和设备，成本低设计和实施简单用典型曲线分析简单§6.1试井方法段塞测试的主要优点：对两相流无效储层必须负压探测半径有限测试持续时间长难以解释储层非均质性段塞测试的主要缺点：18
(3)注入/压降法（Injection/Fall-offTests）注入/压降法是通过向煤层恒量注水，分别测定注入期（压力升高，Pwf-lgt）和关井后压力降落期（压力降低，Pws-lg[(t+△t)/t]）的井底压力随时间变化关系，通过霍纳分析，求得各项储层参数。
§6.1试井方法
试井方法压力恢复试井简称恢复试井，这是将井从稳定的生产状态转入关井状态，测量并分析关井后压力上升的一种方法。等产量恢复试井变产量恢复试井
关井压力恢复规律地层中发生的压力回升过程是井底压力不断升高，压力回升面积不断扩大，而离井较远处地层中压力逐步下降的过程
(4)压力恢复试井（PressureBuildupTests）方法的优点：*操作简单*相对较廉价(无需修井机工作)方法的不足：*压力测量精度不大于一根油管的液柱重量*两相流动可能使分析复杂化*井筒储集效应通常很显著*如果液面在一组射孔之下，压力读数就会不准§6.1试井方法
(5)干扰试井（InterferenceTests）干扰试井是一种多井试井，由一口激动井与一口或多口观测井组成。干扰试井中，通过向激动井注入或从井中抽汲流体对测试地层施加压力瞬变，在激动井和所有观察井中连续监测对外加应力的压力响应。
干扰试井设计重要的是选择低注入排量，不致压裂地层。多井测试通常比单井测试得到的煤层甲烷储层资料多。除了储层静压和原始渗透率外，多井测试还能提供定向渗透率，孔隙度和压缩系数乘积，邻近含水层通过半渗透阻挡层的渗漏，或煤层中不渗透边界或常水头边界位置。
多井测试最有用的是确定定向渗透率。干扰试井既可用典型曲线也可用直线法分析。。§6.1试井方法
(5)干扰试井（InterferenceTests）干扰试井的主要优点：*煤储层测试的范围通常较大*提供更多的储层资料干扰试井的主要缺点为：*昂贵*测试时间长*有时很难分析§6.1试井方法
(5)干扰试井（InterferenceTests）干扰试井需如下设备：*修井机，做试井准备*小排量泵(低达0．04gal／min)*小排量水量计*供水*钢丝绳(电缆)，用以在测试井和观察井中安装压力计*井下压力计§6.1试井方法
注入/压降试井设计26注入-压降试井流程1.根据设计的施工进程选择合适的井下存储电子压力计,将压力计编好程序,装入测试工具下端的筛管中;2.将整套测试工具安装好,按预定深度下放到测试层的上方,坐封封隔器。并将测试管柱上端与地面流程连接;3.开泵向油管中灌满水,观察液面上升情况,检查测试管柱的密封性;4.打开注入阀,按设计的注入压力和速率向煤层注水,记录注入压力和水量变化;5.按设计的时间停止注水并关井,记录压力降落;6.进行地应力测试;7.结束测试,解封封隔器,起出测试工具。
通过以上的测试工艺程序,可获取需要的压力、温度和流量数据,采用试井解释软件对数据进行处理分析,求取煤层参数
注入/压降试井设计注入-压降测评分析A点测试工具接好,压力计开始记录数据;A—F是分段下入油管过程,中间的停点是向油管内灌水;F—G为连接地面注入设备,向油管内灌水至井口的过程;G点为油管加压坐封封隔器,再加压打开井下阀过程,G′点记录到的瞬间高压力,表明井下阀开启正常;H点为注水后,井下压力上升,H′记录的是改变注水速率引起的井下压力的波动;I点停注并关井;I—J记录压力降落过程;J—K为地应力测试过程;L—M为起测试管柱过程,至M点压力计起到井口。
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6.2.1设计依据试井设计是依据勘探开发区内被测试井的钻井资料和邻近井的试井资料，通过分析计算，确定合适的测试时间、注入排量、最大注入压力，选择最佳施工方案及试井设备组合，合理安排施工进度，正确指导现场测试施工。§6.2注入/压降试井设计
6.2.2设计内容1测试井的基本数据2注入流体及参数计算3试井方案的确定4试井设备技术要求5施工进度计划6施工步骤及技术要求7资料录取要求§6.2注入/压降试井设计
6.2.2设计内容1）测试井的基本数据测试井数据：井号，井别，坐标，地理位置，构造位置，完井层位，井身结构等。测试层数据：层号，厚度，煤层结构，顶、底板深度，顶、底板岩性及厚度等。钻井液数据：类型，比重，粘度，含砂量，PH值，泥皮厚度等。
测井数据：井径，井深，井斜，测试层厚度、深度，顶底板厚度、深度等。结合钻井、测井及邻近井资料，综合分析，估计测试层的基本参数。§6.2注入/压降试井设计
6.2.2设计内容2）注入流体及参数计算（1）注入流体选择为减小注入流体对煤层的伤害，对于含水煤层，注入流体应优先选择被测试层中的地层水，在现场条件无法满足的情况下，可以选择洁净淡水。对于不含水和富含游离气的煤层，应选择注入氮气。
§6.2注入/压降试井设计
6.2.2设计内容2）注入流体及参数计算（2）测试时间选择测试时间包括注入时间和关井时间。测试时间的选择原则：对于渗透性好的煤层注入和关井时间可以短些，对于渗透性差的煤层可适当延长注入和关井时间。要求注入时的影响半径一般不小于5m。
测试时间可以通过计算公式求得：§6.2注入/压降试井设计
式中：φ—孔隙度μ—流体粘度（mPa.s）Ct—综合压缩系数（MPa－1）ri—影响半径（m）k—煤层渗透率（10-3μm2）关井时间：tfall＝2~3tinj式中：tfall—关井时间（hr）tinj—注入时间（hr）2injtiCr)/k注入时间：t(69.46.2.2设计内容§6.2注入/压降试井设计
（3）最大注入压力选择最大注入压力是注入阶段的一个重要参数，它的设计应以不压破煤层为依据，最大注入压力值可以通过微破裂试验或采用计算公式求得：式中：最大注入压力（MPa）煤层最小主应力（MPa）Pma—x注入阶段的注入压力应控制在80～90%Pmax以下为宜。
mi—nw—流体密度（g/cm3）D—煤层中部深度（m）Pmaxmin0.0098w•D6.2.2设计内容§6.2注入/压降试井设计
6.2.2设计内容（4）注入排量选择注入排量应依据地层的具体情况确定。确定下限时，应使地层中具有足够的压力变化值，以保证测量精度；确定上限时，应使注入压力的上升幅度在设计注入时间内低于煤层破裂压力。注入过程中要求注入排量稳定，波动值不超过10%。
§6.2注入/压降试井设计
式中：qinj—最大注入排量（m3/d）k—煤层渗透率（10-3μm2）h—煤层厚度（m）pmax—最大注入压力（MPa）pi—原始储层压力（MPa）B—流体体积系数（m3/m3）μ—流体粘度（mPa.s）tinj—注入时间（h）φ—孔隙度Ct—综合压缩系数（MPa-1）rw—井筒半径（m）S—表皮系数0.471kh(PmaxPi)2B[log()0.87s]qinjinj8.085ktctrw6.2.2设计内容§6.2注入/压降试井设计36最大注入排量可以通过以下计算公式求得：
6.2.2设计内容3）试井方案的确定对于不同的测试目标煤层，需根据测试的具体要求选择试井方案。一般应结合试井设备具体情况和设计参数，选择注入/压降测试方案。设计有原地应力测试，应在注入/压降测试后进行。对于新区或资料比较少的地区，在注入/压降试井前，建议安排一次微破裂试验，以确定煤层的最大注入压力，这对注入/压降测试中注入压力的设计有指导作用。
§6.2注入/压降试井设计
6.2.2设计内容1注入／压降测试根据试井设计的测试时间、注入排量、最大注入压力等参数值，进行注入/压降测试施工。2原地应力测试原地应力测试采用微型压裂法，一般进行四个循环周期。注入周期注入时间(min)关井时间(min)200.51301230236044§6.2注入/压降试井设计
设备清单§6.3试井设备技术要求39名称注水泵水罐高压注水胶管控制管线钢丝绞车关井工具座节封隔器电子压力计油管笔记本计算机
1.地层及流体参数选值进行资料分析时，基本参数必须给定，如煤的割理孔隙度（φ）、流体压缩系数（Cw）、流体粘度（μ）、流体体积系数（B）、及综合压缩系数（Ct）等高压物性参数，在目前条件下尚无法获得，只能通过产量历史拟合及实验室测定得到。
高压物性参数可以依据国内外资料给出。§6.440资料分析与解释
单位数值参数m煤层净厚度（h）m煤层中部深度（D）%孔隙度（φ）103kg/m3流体密度（ρ）mPa.s流体粘度（μ）流体地层体积系数（B）MPa-1流体压缩系数（Cw）MPa-1综合压缩系数（Ct）m井筒半径（rw）h注入时间（tinj）h关井时间（tfall）MPa地面最大注入压力（P）m3/d注入排量（qinj）§6.4资料分析与解释41试井资料分析所用参数选值
2.分析方法（1）试井解释模型解释理论模型包括三个部分：基本模型：均质模型内边界条件：压裂井外边界条件：地层无限大初始条件：煤层各处压力恒定§6.442资料分析与解释
2.分析方法（2）试井解释资料分析一般采用（1）半对数分析与（2）复合图版（压力及压力导数）典型曲线拟合分析相结合。由于注入过程压力波动较大，因此采用压降曲线的分析结果最具代表性。§6.443资料分析与解释
资料分析与解释地层系数表皮系数井筒污染产生的附加压降44常规半对数方法
主要反映油藏动态，Pw与lgt成线性关系，分析直线段数据可求得地层参数。KhtqBpttwsiPtP3－2.12110lg成直线关系，称为Horner曲线。井底压力ttptlgwspt与§6.4资料分析与解释
应用Horner曲线Kh2.
资料分析与解释在图版上做出∆P与T关系曲线，并找出相关图版曲线，读出拟合点值（实际值/图版值）47现代试井解释方法-双对数曲线拟合
试井资料分析与解释
试井资料分析与解释（续）
试井资料分析与解释（续）
资料分析与解释段塞流法曲线拟合
FZ-005井3号煤层压后实测压力排量&时间曲线§6.452资料分析与解释
FZ-005井3号煤层压后压力历史拟合曲线53资料分析与解释
FZ-005井3号煤层压后典型拟合分析曲线§6.4110资料分析与解释
FZ-005井3号煤层压后半对数拟合分析曲线§6.455资料分析与解释
试井分析结果单位数值参数MPa储层压力（Pi）kPa/m压力梯度md.m地层系数（kh）md渗透率(k)×104md.m裂缝导流能力（kfw）m裂缝半长（Xf）总表皮系数(St)m调查半径（Ri）℃储层温度（T）§6.4资料分析与解释
评价与建议1.施工工艺评价注入/压降试井测试施工是否严格按照批复的施工设计和技术规程注入/压降试井测试施工程序安排合理。注入泵采用设备是否各项性能指标良好，施工过程中是否运转正常封隔器采用什么类型封隔器，施工过程中坐封良好关井工具采用什么方法和什么设备，施工中井下关井是否效果良好测试过程中注入压力上升幅度平稳，注入排量相对比较稳定。
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评价与建议2.资料录取质量评价电子压力计生产厂商和型号、主要技术参数、压力计精度数据点采集间隔是否合理？包括注入阶段、关井阶段前期（几小时）、关井阶段后期，是否符合规程？地面压力数据测量是否采用高精度压力表？数据记录间隔是否合理，数据真实可靠。
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评价与建议3.解释过程评价注入/压降试井资料解释采用什么分析软件？对煤层测试的压力数据采用什么样的分析方法？如半对数和典型曲线拟合分析方法，并对分析结果作压力历史拟合检验。从方法角度论证试井解释是否可靠
4.测试结果评价1煤层渗透率根据区域地质特征、储层特征和注入过程及压降曲线特征，论证测试解释参数是否基本反映当地的煤层渗透性。2煤层储层压力根据区域地质特征、储层特征和注入过程及压降曲线特征，论证测试解释参数是否基本反映当地的压力系统特征。
3其他参数也是采用类似方法分析§6.560评价与建议
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