考虑管线存储及表皮效应各向异性介质任意倾角下地层测试器流体分析

摘要：

设计一套融合正反演方法的地层测试分析工具,用于电缆和随钻地层测试硬件设计和压力瞬态解释.该方法基于达西流动方程,在可能条件下求得闭合解析解,在不同限定条件下进行反复验证以保证其一致性和精确度.考虑管线存储效应及表皮效应,在各向异性介质中任意倾角下地层测试器流体压力响应瞬态问题,早期通过假设椭圆抽吸探针(用复数余误差函数)已求得闭合解析精确解,现被用来推导出当抽吸探针、观测探针压降值及倾斜角度给定时的多个渗透率反演精确解.对恒定抽吸流量下零表皮效应稳态正演解的评价.推导出各种水平、垂直渗透率及其倾角下的反演公式.该方法运用正演模拟计算出任意倾角下压降值,再通过推导方程来预测正演所假设的水平及垂直渗透率,给出现场解释验证结果.在预测各向异性介质时如忽视倾角会引起极大误差.存在多个反演解的问题:对于1组给定的压降值,求得3对渗透率解需要其他测井数据来确定.对恒定抽吸流量下带表皮效应稳态正演解的评价.该解生成的方程将抽吸探针压降、观测探针压降、垂直渗透率、水平渗透率及表皮因子相关联.两探针压降已知可推导出任意倾角下的各向异性渗透率及表皮因子任意解算法.该算法只假设了2个压力数据点,需额外的测井资料来确定特定点值.采用观测探针处持续时间很短的脉冲干扰法来确定地层各向异性,这在扩散占主导的低渗透率地层中具有明显优势.这些高频短脉冲可提供详细的地层信息.多脉冲波串具有不同的流速、脉冲宽度和脉冲间隔,在不要求使用新硬件情况下在钻井现场实现多个快速测试,降低仪器在致密岩层遇卡风险.阐述类似电磁波测井的相延迟法预测渗透率.抽吸探针出现正弦压力瞬态波,由一个或多个观测探针测得这些压力波的波幅及相位,并用达西解析模型进行解释.与脉冲干扰法一样,相延迟法也因测试时间短而具有高效、安全、信噪比高的特点.给出一个全方位三维水平井模型,适用于层状介质中带有实际心轴的单探针、双探针、双封隔器及加长极板的仪器；计算结果显示方位和层边界对压力响应以及渗透率预测的影响.抽吸探针模型要求使用双探针数据来实现反演,采用全方位的的三维模型来适用于单探针随钻测井仪器FTWD(测量方位压力)来获取与渗透率、各向异性及层厚相关的数据.讨论随钻地层测试的实时地层压力及可动性预测,这是钻井安全及快速经济评价的关键,其包含由管线存储效应引起的瞬态数据失真,采用最少的压力数据来尽可能求出正确的预测值.开发的有理多项式展开法,无需使用指数函数、实数或复数余误差函数,不用回归或最小二乘平滑滤波这些超出达西流动方程隐含会引起扩散假设的方法.快速分析功能使随钻仪器的微处理器能腾出更多的空间来容纳钻井过程中所需的其他重要的控制及解释功能.

关键词：地层测试器、达西流动方程、流体分析、表皮效应、正演模型、反演模型、垂直渗透率、水平渗透率、流体压力、各向异性介质

所属期刊栏目：37

分类号：TE3;TE2

资助基金：Work sponsored by United States Department of Energy Small Business Innovation Research SBIR Grants DE-FG02-04ER84082 and 04ER84083

在线出版日期：2013-05-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：1-12