[发明专利]估计一个储油层中至少两层地层的渗透性及表层系数的方法

说明书

本发明关于一般用测井试验的方法，尤其是下孔测量及记录一个油井及气井中多层的地层的数据，并用记录下来的数据估计出个别地层的渗透性及表层系数。

估计一个没有横向流动的油井及气井中各个夹层的系数已不是一个新的问题。多年来，很多学者已经研究过没有横向流动的多层储油层中的特性。由于分层储油层是在沉积过程中自然地形成，人类已做了很多工作用以估计它们的系数。分层储油层是由两层或更多层不同结构及不同流体特性的地层所组成的。

分层储油层最主要的问题之一是夹层的确定。已知综合所有测井记录、压力变化及流量表数据对确定每一夹层的流量，压力及表层系数是重要的。本发明基本上关于两层的储油层，并有流动障碍物在夹层之间（没有横向流动）。产品则只在钻井中才混合在一起。

在一个提升试验中，流体会因为局部减压而从高压区通过钻井流向低压区。如果每一层的排放半径不同，横向流动的问题会变得更加严重。当压力增长时，钻井的横向流动便可能发生。在霍纳曲线图（Horner    plot）中可能会发现是一直线。这个特性已在北海储油层中多次观察到。

在先有技术里，横向流动是被忽视的，因为在很多实例中，压力数据本身没有显示任何有关钻井横向流动的资料。再者，夹层之间的横向流动的完结并不能质或量地确定出。如果将管道及钻井结构中的流体隔离加入以上所述的复杂情况中，即使是在没有横向流动两层储油层的提升试验也不能容易地分析。

本发明涉及一个无边的两层储油层钻井的特性。如果钻井有一轮廓分明的排放周边（在两层内均与井轴线对称）并且钻井测试亦进行了足够长的时间，先有技术显示出可以估计每层的渗透性及平均表层系数。可是，费用及操作上的限制令测试进行一段足够长的时间以达到假稳态周期变得不实际。此外，即使测试进行时间足够，一可供分析的假稳态周期亦可能不出现，因为每层排放周边不对称或不规则。长时维持一固定生产速度并足以达到假稳态周期也是困难的。

分层系统中一个主要问题而没有在先有技术中提到的是如何从传统钻井测试中估计每一层的渗透性、表层特性和压力。实际上，在传统试验（下降及/或提升）中只显示两层地层的特性，而它并不能从单层地层的特性中分辨出来，即使一个两层储油层在没有钻井储存效应下是有它独特的特性。当然，有几个特别的情况下，传统试验是能工作的。

钻井储存对分层储油层的特性的影响是比对单层储油层的特性的影响更为复杂。首先，钻井的储存会因为每层流量分配的不同而改变。其次，已发现它比相同的单层系统需要更长的时间达到半对数的直线。

对于一个有多层储油层的油井及气井的操作人员来说，能够确定每一层的表层系数s及渗透性k是很重要的。这些资料帮助操作人员决定那个区域需要再钻孔或酸化。这些资料亦能协取操作人员确定钻井生产量减少是因为一层或多层（高表层系数）受到破坏还是其他原因，例如气体饱和形成。再钻孔或酸化可以解决钻井的破坏，可是它对形成气体饱和的问题则完全没有用。

在美国专利US    4    302    705中介绍了一种决定出产流体的地下结构的特征的方法，即、在暂时封闭的油井里形成压力的过程中，将压力与时间的自动记录曲线同该轴线图上的典型曲线相比较，以决定该油井是否破裂、酸化、有裂缝或受到了损坏。

本发明的基本目的是提供一个用来估计多层储油层系数的钻井试验方法。

本发明更具体的目的是提供一独特地估计一个多层储油层中每一层的渗透性k及表层系数s的钻井试验方法。

根据本发明，一个独特地估计一个最少有两层的储油层中每一层的渗透性及表层系数的钻井试验方法包括把一个测井系统的测井工具放置在钻井里上一层的顶部，该井横贯两夹层。该测井系统有测量随着时间变化的下孔流体流量及压力的设备。钻井的表面流量从初始时间t₁的初始流量在第一个时间间隔中变动。下孔流体流量q₁（t）及下孔压力p₁（t）均在第一个时间间隔t₁至t₂中在上层顶部测量及记录。

接着，测井工具被放置在下层的顶部，在那里测量及记录下层顶部的下孔流量q₁₂，如果可能，在一稳定化的流动中进行。表面流量会跟着在时间t₃时改变至另一流量。下孔流体量q₂₂（t）及下孔压力p₂（t）均在第二个时间间隔t₃至t₄时在下层顶部测量。

函数k及s可以被确定，其中