产气剖面测井培训.ppt

,生产测井技术基础培训,黎明,主要内容,生产测井基本概念仪器原理介绍及测井技术生产测井设计曲线质量控制曲线认识及典型曲线特征资料解释技术资料解释难点,一、基本概念,生产测井是在油气井完井后的整个生产过程中，应用地球物理测井技术对井下流体的流动状态、井下技术状况和产层性质及变化情况所进行的测量。主要目的是了解和分析油气藏的动态特性，提高油气产量和最终采收率。,1、生产测井的定义,裸眼测井石油勘探开发的“眼睛”：静态目的：发现和评价油气层，了解储层物性及含油气性生产测井石油勘探开发的“医生”：动态目的：监视和分析油气藏和井的开发动态及生产状况,一、基本概念,2、测井发展历史,一、基本概念,生产测井作为一门年轻的学科，作为测井的一个分支,近年来也有了长足的发展。,2、生产测井发展历史,1930年：井温测井1940年：流量1950年：流体密度和持率测井1980年以后：多探头仪器；适合于大斜度井和水平井的多臂持率仪、流动扫描成像、脉冲中子测井仪有待解决的技术难题理论问题；方法问题：流量测量的精度和成功率一直是制约生产测井的因素之一，科学家在不断改进涡轮流量计的同时，努力寻求其它替代方法；高含水持率仪的研制；斜井、水平井产液剖面测井施工工艺及解释方法；应用问题。,3、生产测井施工类型,主要包括4大类：产出剖面注入剖面(注水、聚合物、氮、二氧化碳、蒸汽)工程测井（窜漏、套管质量、固井质量、酸化压裂评价）储层评价测井（中子、碳氧比、热中子寿命、PND-S、PNN、过套管电阻率测井等）,一、基本概念,4、生产测井应用,建立基本的流动剖面常规动态检测，单井诊断（气、水的来源）油套管质量、封隔器密封情况检查查漏找窜确定采油指数、无阻流量、了解油藏压力评价酸化压裂效果检查射孔质量和层位贡献寻找遗漏的油气层确定流体界面注入剖面测量,一、基本概念,产出剖面测井，主要是通过测量井筒内流体的流量、持水率、密度、井温、压力等参数，确定生产井的生产剖面即分层产油、产气、产水情况及了解各层的压力消耗情况，为开发方案的制定提供依据。,产出剖面测井技术,九参数测井主要用于多相流情况1）流量(涡轮、示踪、集流与半集流伞、电磁)2）流体密度(压差、放射性)3）持水率(电容、微波、低能源、电成像)4）压力（石英压力计）5）温度6）GR7）CCL8）X-Y井径9）持气率（放射性）,产出剖面测井技术,一、基本概念,典型生产测井组合,二、仪器简介,Tools,二、仪器原理简介,InlineFullborePetalBasket,涡轮流量计,简单但是最重要的测量方法测量参数：通过RPS获得混合流体视速度连续式流量计适合于高产井全井眼流量计测量动态范围广，但不适合于高产量井伞式流量计只能用于点测适合于较低流量井测量影响井内流型,二、仪器原理简介,二、仪器原理简介,二、仪器原理简介,零流量层涡轮流量计转速与电缆速度的响应关系曲线：,正转涡轮响应频率：f=K+(VTVth+),负转涡轮响应频率：f=K-(VTVth-),VT电缆速度,下放为正、上提为负；Vth、Vth正负转动时的启动速度；与流体性质和涡轮摩阻有关，无符号。K+、K_-正负回归线的斜率；为仪器常数，与涡轮材料和结构、流体性质有关。,二、仪器原理简介,正转涡轮响应频率：f=K+(VaVTVth+),负转涡轮响应频率：f=K-(VaVTVth-),b、b可以通过多次测量点，用线性回归法得到。Vth+、Vth-可以通过在零流量层的刻度得到。这是所有涡轮流量计刻度的理论基础。,产层涡轮流量计与电缆速度的响应关系曲线：,Va=-b+Vth+,Va=-b-Vth-,f=K+(VTVth+),f=K-(VTVth-),二、仪器原理简介,比较理想的响应,存在干扰的响应,漏失内径变化井口改变工作制度测速发生变化流体界面套管破损结垢结蜡涡轮损坏、仪器异常,影响涡轮转速的因素,二、仪器原理简介,二、仪器原理简介,密度和持率仪,二者都属于流体性质识别类测井方法，用于多相流情况，仪器类型包括：FluidDensity压差式放射性密度仪Hold-up电容式/阻抗式成像类泡计数率光电检测类,能够回答的问题：储层产出流体的性质锥进情况直接获得储层情况下流体密度获取井筒中的流体界面,主要是利用油和气（4）与水（78）的介电常数具有显著差别原理进行设计和测量的。通过感应器测试到井下流体恒定的电介质。这样容水器就能很快导出校准输出。这种容水器在进行流体或液体密度测试时，可以对三相流体进行分析。优点：结构简单、响应速度快，在油连续时工作性能较好。局限：水连续时灵敏度较低，响应强烈依赖于流速；低流速时电极易受原油沾污影响,二、仪器原理简介,密度和持率仪,伽马密度计,仪器组成伽玛源、计数管、流体通道,二、仪器原理简介,压差式密度计,二、仪器原理简介,压差式密度计通过直接测量两点的压差来求取密度值。,压力求导得出的拟密度,二、仪器原理简介,需要进行：摩阻校正井斜校正,二、仪器原理简介,仪器的刻度,密度仪的刻度应在车间进行。通过刻度一方面检查仪器，另外也能得到仪器的响应值，该值不经常变化，在现场只需检查空气和水中的计数。a、带好护帽，防止接头进水b、使仪器保持直立，在以下尽可能多介质中记录100s的读数：空气、汽油、柴油、纯水以及浓盐水。介质深度大于30cm。用液体比重计测量各流体的密度，用其它介质中的计数除以纯水中的计数，并取以10为底的对数，绘出仪器密度和计数率图。,电容式持水率计,测量原理:利用油气（4）与水（78）的介电常数差异。探头为同轴柱状电容器，振荡电路的振荡频率是该电容的函数。记录的是cps，值越大持水率越小。,二、仪器原理简介,需要刻度标定：下井前进行现场刻度（水、空气或油）；关井测量时在油、水中刻度。目的是将CPS转换为持水率。,Yw=f(标准化的测量响应,CPS),仪器测量的上限一般测量上限最高为Yw=60%，最可靠测量为Yw5000时误差增大更适合于井斜4590度的斜井适合于不同比重的油,七、流动关系式,Beggs&BrillLiquid-Gas,1973用空气和水在实验室得出的关系式，实验中考虑了右侧几种流型,ArtepLiquid-Gas,七、流动关系式,无流型图通过三相流实验室建立的Liquid-Gas两相流动关系式实验时管道倾角在090度之间变化该关系式不能解决井斜90度的情形,Dunns&RossLiquid-Gas,1963由实验室得出的垂直气液两相流动结论仅适于垂直向上管流处理雾流问题较段塞流情况更精确1000GLR5000大范围油比重（1356）不适合于高含水井雾状流情况下以及凝析气井使用效果较好,七、流动关系式,HagedornandBrownLiquid-Gas,1,500ft垂直实验井中获得的实验资料管径1in、1in、1in.油粘度10110cp(80F)油比重25-40APIGOR5000该关系式仅适合于垂直向上管流无流型图低流量时应用效果较差段塞流和高流量油井中用于效果良好,七、流动关系式,DucklerLiquid-Gas,1980年通过2.5cm和5.0cm管子中用水和空气得出的实验结果经过力学理论推导仅适合于垂直井泡状流情况下进行了滑脱速度的井斜校正：Vs=60 x(0.95-(1-Yh)*(1-Yh)+1.50Vs=Vsx(1+0.04xdeviation)可能是应用最广泛的关系式，尽管现代很多作者对其关系式的物理基础有些怀疑,七、流动关系式,Petalas&AzizLiquid-Gas,1996在斯坦福大学多相流实验数据得出的多相流经验关系式，基于20,000多组实验数据和实际井中获得的1800余组实测数据适合于各种类型和性质的流体适于所有角度和几何形状的井,七、流动关系式,Nicolas、Choquette,ABB-Deviated,ConstantslippageLiquid-Liquid两相关系式,Nicolas,Choquette和“ABB-deviated”关系式都是Liquid-Liquid泡流情况下的实验结论，将轻质相在静止的重质相中的上升速度设定为滑脱速度。NicolasEmeraude中对滑脱速度进行了井斜校正：Vs=Vsx(1+0.04xdeviation)Choquette油水两相中的常规滑脱校正关系式，Emeraude中对滑脱速度的井斜校正与Nicolas关系式相同。,七、流动关系式,ABBDeviatedChoquette关系式的变种，专门从斜井实测数据中得出的成果，建议在斜井Liquid-Liquid两相流计算中采用。Constantslippage在每一层输入一个固定的滑脱速度值。,七、流动关系式,Nicolas、Choquette,ABB-Deviated,ConstantslippageLiquid-Liquid两相关系式,传统的解释软件都采用两相流模型来解决三相流问题。即首先假设三相中的两相之间没有滑脱，例如将油水作为混合液相或将油气作为混合轻质相而将三相流问题简化为气液两相或水烃两相流问题。然后再引入有关参数将混合相的表观速度分开。Emeraude在Version2.10之前也是如此。Version2.10之后，引入了一个三相流模型和流型分析的概念，同时使用了2个滑脱速度和相应的流动关系式：Liquid-GasLiquid-Liquid,八、三相流解释,混合相为oil+water:(气构成三相流)采用Liquid-Gas关系式引入参数fo,油在液相中所占百分含量来区分油水表观速度Vsg=VslVso=fo.VshVsw=(1-fo).Vsh混合相为oil+gas:(水构成三相流)采用Liquid-Gas或Liquid-Liquid关系式引入参数fg,气在轻质相中所占百分含量来区分油气表观速度Vsw=VshVso=(1-fg).VslVsg=fg.Vsl,八、三相流解释,3相流模型-Liquid/Gas,“LIQUID-GAS”“WATER-HYDROCARBON(G)”,OilWaterGas(Vsh)(Vsl)(Vso+Vsw)(Vsg)(Noslippagebetweenoilandwater)fo=volumefractionofoil(fromsurfaceWOR)Note:focanbedeterminedbynon-linearregressionifsufficientinputsareavailable.,WaterOilGAS(Vsh)(Vsl)(Vsw)(Vso+Vsg)(Noslippagebetweenoilandgas)fg=volumefractionofgas(fromPVTCGR)Hydrocarbonsmainlygas!ThismodelonlyavailablewhenCondensateinPVT,八、三相流解释,3相流模型Liquid/Liquid,“WATER-HYDROCARBON(L)”,WaterOILGas(Vsh)(Vsl)(Vsw)(Vso+Vsg)(Noslippagebetweenoilandgas)fg=volumefractionofgas(fromPVTRs)Mainlyoil,(gasfromsolution!),八、三相流解释,3相流模型-Water/Oil/Gas,“3PHASEL-G”WaterOilGas,(fo=ratefractionofoil),VslippageO-W,LiquidGas,VslippageL-G(ThreePhaseL-Gmodeliscombin