爬行器MaxTRAC及流体扫描成像测井仪FSI解决水平井产出剖面测井问题.docx

1、爬行器MaxTRAC及流体扫描成像测井仪FSI解决水平井产出剖面测井问题曾柑K,关B永建，李跃林（中海石油（中国）有限公司湛江分公司，广东湛江524057）播要水平井/大斜度井是海上油冬田主要的开发方式，受限于其纨造和井身结构的特殊性以及水平多相流的复杂性.常规产出制面测井技术难以满足其动态监测的需要.针对南海西部文昌油田水平井数量众多的情况.应用新型的往K卡紧式井下爬行器MaxTRAC和流体扫措成像测井仪FSI进行了水平井产出制面测井及祷料解释.其结果能真实反映井下产出情况；根据动态监测结果实施控水措花，取得了良好的增油效果.稔证了其产出剖面测井结果的准确性.关键词水平井；动态监测；产出制面

2、测井：水平多相流动：务涡轮流量计；往复卡紧式井下爬行器MaxTRAC；流体扫描成象测井仪FSI中图分类号P631.84文献标志码A文章编号1000-9752（2014）06-0070-05水平井/大斜度井是海上油气田开发的主要方式，以南海西部文昌油田为例.水平井占开发井总数的一半以上-且大多数井已进入中高含水期，找、控水需求迫切。因此.水平井的动态监测对海上油田的开发和管理至关重要。传统的产出剖面测井技术在应用于水平井时面临较大的困难.主要:原因有：水平多相流流态的复杂性。水平井段的流动以分层流动为主.且油水气之间存在滑脱.尤其是低流ht时-井斜对流态的影响强烈,而常规流ht剖面测井仪器在井筒

3、中居中测技.无法评价发杂的水平分层流动。水平井井眼轨迹、井身结构较为夏杂，常规的工具组合很难在水平井中实现T具申的顺利起下及保证稳定合理的测速。这也造成大批有动态监测需求的水平井无法取得产液剖面资料.极大地限制r油III后期的开发调整。针对以上难题，南海西部文昌油田使用往复卡紧式井F爬行器MaxTRAC及集成了多个涡轮和传感器的流体扫描成像测井仪FSI进行水平井产出剖面测井作业.并根据测井结果实施了控水措施.取得了较好的效果。图I、脸、TRAC爬行器驱动单元1关健技术1.1仪器传输方式MaxTRAC井下牵引系统是一种往复卡紧式井下爬行器（图1）,适用于井下管柱结构岌杂的套管或筛管完井水平井.相

4、对于常规的爬行器.它可以在水平井中实现工具甲的顺利起下及保证稳定合理的测速。其主要特点有：1）能在内径0.0610.2445m范围的任何尺寸井眼内工作并提供其全部10001b（11b=4.4482N）的驱动力。2）两个驰动单元交替传动，能提供稳定的爬行速度，因此可以在下行过程中实现边爬边测.测收曰期2014-04-10作者简介曾桃（1981男，2006年西南石油大学甲业，硕士，工程师，现主要从事油气田开发与勿态监测工作。RobNorth.Profilingandqualifyingcomplexmultiphaseflow.SchlumbergerOilfieldReview,2004,Aut

5、umn：113.井仪器迎者液流方向移动.仪器本身对流动F扰小.测址数据更精确。1.2水平井多相流动测量方案与宜井相比.水平井井下流动较为岌杂，多相流并不以混合状态存在，而是受井斜和流ht等多因索的影响,呈水平层流为主的岌杂流态.用于宜井的在井筒中居中测技的常规生产测井仪器不能满足其产出剖面测址的需要.测井仪器组合主要包括基本测魅短节（PBMS）和流体扫描成像测井仪（ESI）,可提供压力、温度、自然伽马、磁性定位以及水平井井下分层流速和分层三相持率等数据。由于重力作用FSI会在井筒中保持难宜.在2个仪器臂及本体上有5个微转子流贵计、6个FlowVicw电阻探针和6个Ghost光学探针5,分别测h

6、t水平井分层流动速度剖面及局部的持水率和持气率，所有传感器在与宜井相比.水平井井下流动较为岌杂，多相流并不以混合状态存在，而是受井斜和流ht等多因索的影响,呈水平层流为主的岌杂流态.用于宜井的在井筒中居中测技的常规生产测井仪器不能满足其产出剖面测址的需要.测井仪器组合主要包括基本测魅短节（PBMS）和流体扫描成像测井仪（ESI）,可提供压力、温度、自然伽马、磁性定位以及水平井井下分层流速和分层三相持率等数据。由于重力作用FSI会在井筒中保持难宜.在2个仪器臂及本体上有5个微转子流贵计、6个FlowVicw电阻探针和6个Ghost光学探针5,分别测ht水平井分层流动速度剖面及局部的持水率和持气率

7、，所有传感器在图2ESI流体扫描成像仪及工作状态示意图光学探针图4持率测原理示意图时间流动方向图3持水率测原理示意图相同深度上同时进行测缺（图2）.1）持水率测量持水率通过电阻探针进行测仙（图3）.探针测ht流体的导电率，利用二进制进行数据传输。如果探针接触的是水（导电介质）.则电路短路；如果探针接触的是油或气则电路断路。根据电路单位时间内接通的时间W计算出持水率（匕,）=短路时间/总时间。2）持气率测量持气率通过光学探针进行测址（图4）.利用光学原理测ht从探针尖端反射回来的光线强度并利用二进制进行数据传输当探针接触代体时-光线几乎100%反射；当探针接触油或水时.反射回来的光线很弱。根据单

8、位时间内光线强弱反射的时间比即可计算出持气率（匕）=强反射时间/总时间.3）流速测量FSI的流扯计在流动截面上有5个微转子流量:计，利用悬置于流体中的转子在流体的推动下转动，可反映被测流体的瞬时流蛾和累计流ht从而计算出流速。每个涡轮所测的流速即视为该区域的平均流速。1.3水平井多相流动解释理论常规居中测ht的涡轮流缺计测址的仅是管壁中央的流体表观速度v,（图5）.但在参与城终的流M计算前.还需通过流速校正因子人转换为流体平均速度确同时需考虑各相间的滑脱速度由于水平井段多为夏杂的分层流动.需要通过夏杂的滑脱速度模型和实我解释模板进行间接求解"。而FSI集成r多个传感器，宜接测址流动截

9、面的多个参数，极大地简化r后期解释的算法和难度同时提高了解释精度。涡轮H役管柱径涡轮测lit范围O作涡轮测段范图图6多涡轮流计流速计鼻示意图图5常规涡轮流计测示意图1) 流速计算如图6所示.按涡轮的数量和分布方式将水平流动截面在垂向上分为i个区域，每个测井速度下区域i的流速S为：p,=(Rg/S,)vBV(1)式中：v为区域，范闱内的平均流速.m/min；%.,为每个测井速度下第，个转子的响应.r/s；为转子速度的门限值.m/min,5为测井速度.m/min；S,为通过转子校正后获得第，个转子的斜率，(r/s)/(m/min).则整个水平流动截面的平均流速为：土=(£A,E)/

10、87;,(2)ii式中：为整个截面的平均流速，m/min；A.为区域,的面积，m2.A,可由管柱内径及涡轮的数址和分布方式得出.2) 持率计算假定各相流体的持率在区域i中各自处处相等，则：匕=(/IXYpO/NA，(3)ii式中X为油相、水相或气相的持率atyp(D为区域i内的各相持率，l区域i内的持水率yw(n和持气率匕由区域，内的电阻探针和光学探针直接测量.持油率yo(i)=i-yw(i)-YM(n.3) 流量计算假定在区域，内的各相流体间不存在滑脱效应，即同一区域内各相速度处处相等，则：<7p=习A,XYp(i)Xv(4)i式中血为油相、水相或气相在工况下的流W.m3/de通过PV

11、TC压力、体积、温度)转换即可求得对应地面条件下的产技。由于FS1有5个在垂向上均匀分布的涡轮，因此，=1,2,3,4,5,相应的A,可由管柱内径和仪器儿何尺寸求得。2应用实例A井为珠江II盆地文昌油用新近系珠江组的一口开发水平井，造斜点460m.完钻斜深2676m.水平段长721m.采用05%in(lin=O.0254m)优质筛管完井.泵抽生产，生产测井前产液250m3/d,含水率68%.2.I现场作业完成前期准备匚作后,该井进行了产出剖面测井作业.MaxTRAC在进入防砂管柱前通电工作.顺利跨越防砂封隔器台阶并牵引测试工具申完成了整个水平井段的测鼠,获得r一下一上两趣测址数据及12个点测数

12、据，质址良好。测试过程中地面设备可实时回放地下流动状况(图7).2.2资料解释使用生产测井解释软件Emeraude进行了定址解释.A井在井下不脱气.为油水两相流动.从井斜-持率剖面上可看出水平井井下流动状态受井斜的影响很大。根据FSI测址结果并结合裸眼并解释结果划1915.5m1915.5m2353.2m图7A井水平井段分层流动状态示意图分了4个产液层段：水平井趾端的3、4号产层为主要的产出段，产液技占全井段的85.9%.产水址占全井段的95.5%；1.2砂产层由于物性相对较差,在生产压差不足0.IMPa的情况下，产液比例仅占全井段的14.1%（表l）o表IA井水平井段分段产出比例（地面产量）

13、分层深度斜厚洛透率产水ht产油般产液般含水率产水比例产油比例产液比例序号/m/m/ml)/(m3d11'/(m*d1)(mJd')/%/%/%/%119672000.633.6613.55.622006204539496.30.6719.8420.513.30.518.58.532374.12488.6114.S27727.8463.5491.3830.520.859.137.942537.22647.6110.4130.899.915.77115.6786.474.814.748.0合计297.5133.65107.41241.061

14、001001002.3措施验证通过生产测井r解产液剖面后，a井进行r控水作业。通过下入分采管柱并封堵3、4号产层段后，该井含水率持续降至3.6%并保持了30余天.初期日增油约80mVd（图8）。控水后的生产情况与生产测井解释结果基本一致，羚证了产出剖面测井的准确性。硕I10040030020010002012-01012012-02-0102012-03-012012-0401201205-01201206-01%/*¥妃604020II期（年-月-M）图8A井控水作业后生产曲线图3结论1）往复卡紧式井下爬行器MaxTRAC作业效率高、适应能力强，可应用于井下管柱结构复杂的水平井生产

15、测井作业。2）流体扫描成像测井仪FSI通过集成的多个涡轮和传感器同时测量水平井流动截面上不同深度的流速及各相持率，解决了居中测量的常规测井仪器在水平井或斜井中出现性能指标下降及响应结果产生纵向片面性等问题。同时，不同传感器测量得出的同一水平井流动截面的不同目标参数，极大地简化了水平井产出剖面测井解释的算法和难度，同时提高了解释精度。参考文献11郭宏志.李冬梅.Flagship在中高含水期水平井中的应用研究口.西南石油大学学报（自然科学版）.2009.（2）,107-110.Q2jTallalTSM.A1AbdullatifMM.ZeybekMittal.Identificationofwate

16、rentrywithnewintegratedproductionloggingtoolinchallenginghorizontalwellsfRj.DohaQatar.2005.C3jRicardoUOosthuizen.AhmedAlNaqi»Khala（Al-a/.Horizontal-well-productionloggingexperienceinhcavyoilenvironmentwithsandscreen：acasefromKi】waitJ.SPE1O532712007.4郭海岐.刘军铮,戴家才，等.水平井产出剖面解禅模型及图版J.中国科学（D辑：地球科学）.2008,38（S2»146150.:编辑黄丹(上接第69页)2)该校正方法已计算机程序化，并集成在自主研发的生产测井解释软件中.在海上油田得到r较好的应用。参考文献】！郭海敏.生产测井导论LM.北京：石油L业出版社，2003.32400.2jSongSJordanC>GeorgiD.TheoreticalandexperimentalstudiesonthedeterminationoftheaveragefluidvelocityfromspinnerflowmeterresponsesA.SPWLA37thAnnualLoggingSymposium