生产动态测井解释新技术(PPT 131页).ppt

1、生产动态测井解释新技术,引言,注入剖面测井,产出剖面测井,地层参数测井,目 录,工程测井技术,生产测井新技术,一、生产测井在油气田开发中的应用,1、油气田开发的阶段划分,国内：,勘探,开发,生产,国外：,资金投入,利润回收,2、勘探与开发阶段地层的主要差别,勘探：So、Sw、K、P、是常数,开发：So、Sw、K、P、Fw是变量,3、生产测井被誉为油田开发的“医生”,生产测井指下套管后进行的所有测井,注入剖面(注水、聚合物、氮、二氧化碳、蒸汽),产出剖面(油水、气水、油气水),工程测井(窜槽、套管变形腐蚀、酸化压裂、地热测井等),一、生产测井在油气田开发中的应用,3、生产测井被誉为油田开发的“医

2、生”,生产测井作为“医生”所采用的工具,流量计(示踪、涡轮、集流与半集流伞、电磁) 压力计，温度计，密度计(压差、放射性) 持水率计(电容、微波、低能源、电成像) MDT，RFT，CBL，WFL等,产液剖面测试工艺示意图,偏心井口,油 层,环形空间,4.生产测井解决的问题： 井眼：注入剖面和产出剖面； 套管和水泥环：套管检测和固井质量评 价测井，找窜找漏； 管外地层：地层参数测井。 生产测井和试井，射孔： 生产测井：井周小区域的地层参数； 一定区域的地层的平均参数。,一、生产测井在油气田开发中的应用,三、生产测井的作用,油（气）生产井的生产动态资料，包括油井的分层产液量，分层产水量；产出流体性

3、质及分层压力等。 注水井的注水动态资料，包括分层注水量，注水强度等。 了解套管外储层流体性质的变化，包括确定油、气、水层及其界面，确定油层水淹程度和剩余油饱和度等地质参数。 提供完井固井水泥胶结质量评价，评价储层间的封隔情况。 提供油（水）井的工程监测资料，包括检测套管节箍、套管损伤、腐蚀、变形，找漏找窜，评价压裂、酸化和封堵效果等。,二、国内外发展现状、趋势及面临的课题,1、国外,Schlumberger(FlowView成像仪，RST改进的持水率仪),Baker Atlas(电阻、电感持水率仪，RST持水率仪),Halliburtion(全井眼持水率测量),Computalog(硬件) s

4、ondex,2、国内,硬件(大庆、华北、江汉、715，719，22),方法软件(大庆油田、长江大学、石油大学，CPL CIFLOG),3、发展趋势,测量仪器的改进与更新,解释模型的改进及精度的提高,资料应用(从单井到平面),1 吸水剖面测井 反映注水井各射孔注水层位自然注水情况和配注后分层 段及分小层的注水情况，显示出各个注水层位之间的注 水矛盾； 反映每个注水层不同部位的注水情况，显示出同一注水 层不同部位的注水矛盾，反映地层的非均质性； 测井资料还能有条件地反映有关注水井的技术状况。 进而分析出油井分层产液状况。,三、生产测井解决的问题,2 产出剖面测井： 划分产液剖面，了解生产动态； 时

5、间推移测井，监测生产动态； 注、采剖面对应分析，指导油水井 (井组、区块 ) 调剖挖潜； 有条件地反映油井工程技术状况。 为采取增产措施提供依据。,三、生产测井解决的问题,概 述,三、生产测井解决的问题,概 述,3 储层评价测井： 确定储层水淹情况、剩余油分布特征； 指示动用层和未动用层，判断水淹程度，挖掘层 间的潜力； 时间推移测井，监测已开发产层动态情况。 为调整开发方案、提高采收率提供依据。,三、生产测井解决的问题,三、生产测井解决的问题,4 工程测井： 监测套管的损伤、腐蚀及变形； 检查管柱结构； 验证管外窜槽，判断出水层位； 确定漏失位置； 评价酸化、压裂作业效果等。 为修井作业提供

6、设计依据, 并可检查施工效果。,三、生产测井解决的问题,概 述,概述,注入剖面测井,产出剖面测井,地层参数测井,目 录,工程测井技术,生产测井新技术,1、解决问题：测量注水井各射孔层段的相对吸水量、判断吸水程度，同时利用五参数吸水剖面测井探测大孔道的具体层位、检验死嘴、封隔器及底球的工作状态。,2、测量原理：,3、录取参数： 三参数：伽玛、磁定位、井温 五参数：伽玛、磁定位、井温、流量、压力,4、测量方式： 连续测量、点测,注入剖面测井,5、施工管柱要求,喇叭口的深度位置最好设计在施工层位上方，以满足五参数测井要求。,注入剖面测井,吸水量计算： 面积法 最大值法,图 放射性同位素载体法吸水剖面

7、测量 1吸水层；2同位素曲线；3自然伽玛曲线,一、基本原理,注入剖面测井,了解注入井各小层的吸水状况，为采油厂调剖提供可靠依据。 检查调剖效果：调剖前后分别测井可检查调剖效果。 检查管外窜流。 检查井下工具到位及工作情况。 分析油井出水情况。 分析油层水淹状况，为调整油田开发方案提供依据。 进行浅部找漏。,二、主要用途,注入剖面测井,三、注入剖面测井系列,注入剖面测井,非射孔井段 大幅度同位素异常,射孔井段吸水,射孔井段吸水,非射孔井段大幅度同位素异常,四、应用实例：找窜,注入剖面测井,LN2-3-15(2008年）,LN2-3-15(2010年）,伽玛与同位素曲线包络面积,4757-4763

8、.6,4757-4763.6,注入剖面测井,四、应用实例,注入剖面测井,四、应用实例,利用流量、伽马、接箍、温度和压力组合测井 克服了单一方法的局限性，通过综合解释，提高了测试精度。 改进了同位素载体：平均密度由原来1.20g/cm3降低为1.03-1.08g/cm3，测井质量明显提高。,注入剖面五参数组合测井,注入剖面测井,四、应用实例：,存在大孔道的地层处，静态井温在大量吸水的地层会显示较大的低温异常，结合地层系数大、注水时间长、注入排量高等特点，可识别出大孔道层。,识别大孔道层,注入剖面测井,四、应用实例：注入剖面五参数组合测井,用于注水、注聚井(分层配注和笼统注入)注入剖面测量，并可找

9、窜、找漏。,注入剖面测井,四、脉冲中子氧活化测井,南1-丁5-P138井,实例：笼统注入井，油管下到层位下，流体为油套环形空间内向上流动的聚合物。四个射孔层段中，葡2层段吸入量最高，绝对吸入量为241.2m3/d，占全井吸聚量的79.7%。,葡2层段吸入量241.2m3/d,注入剖面测井,四、脉冲中子氧活化测井,概述,注入剖面测井,产出剖面测井,地层参数测井,目 录,工程测井技术,生产测井新技术,产出剖面测井,三、产出剖面测井系列,涡轮流量计（中高流量产气井、产液井、部分注水井） 集流伞式流量计（中低流量产液井） 示踪流量计 （中低流量产液井） 同位素示踪（注水井） 超声流量计 涡街流量计 温

10、度流量计 流动成像, 流量计,产出剖面测井,三、产出剖面测井系列,全井眼流量计（用于大直径的井眼）,外径: 111/16(43mm) 最小井眼尺寸: 1.81 最大井眼尺寸：10（with caliper） None (without caliper) 测量范围: 0200RPS 分辨率: 0.1rps 精度： 2%,产出剖面测井,三、产出剖面测井系列,涡轮流量计的工作原理,管内流体线性运动 涡轮旋转运动 涡轮流量计是利用流体动量矩原理实现流量测量的。由动量矩定理可知，当涡轮旋转时，它的运动方程为：,式中：J为涡轮的转动惯量； d/dt为涡轮旋转角加速度； T为推动涡轮旋转的力矩，即驱动力矩；

11、 Ti为阻碍涡轮旋转的各种阻力矩。,产出剖面测井,三、产出剖面测井系列,连续涡轮流量计,产出剖面测井,三、产出剖面测井系列,连续涡轮流量计,产出剖面测井,三、产出剖面测井系列,视流体速度求取,伞式流量计（低流量、集流型）,特点： 集流、点测、低流量、 斜井中避免层流； 仪器性能： 外径: 111/16(43mm) 适用井眼尺寸: 27 测量范围: 0200RPS 分辨率: 0.1rps 门槛速度: 3.1m/min 精度： 2% 最大流量： 3500bpd,产出剖面测井,三、产出剖面测井系列,集流伞流量计,伞式流量计标定实验,持水率30% 流量10方/天,持水率30% 流量30方/天,示踪流量

12、计的结构如右图所示。仪器上装有一个放射性溶液喷射器，它把少量的溶液喷入流体中去，在喷射器的上部（用于生产井）安装了两个放射性探测器。,示踪流量计测量原理,产出剖面测井,三、产出剖面测井系列,示踪流量计原理,1、单探头追踪法 流速的计算方法为：,式中 L为两次测量示踪剂段塞位移的距离（峰值的深度差）; t为段塞位移所需的时间。,示踪流量计,2、静止测量法 流速的计算方法为：,式中 L为喷射器至探头的距离，为固定值，t 为示踪剂随流体通过这两点间的时间，为变量。,示踪流量计原理,示踪流量计,主要技术指标: 测量范围 ： 0 1.25 gm/cc 精度 ：0.03 gm/cc 分辨率：0.01 gm

13、/cc 仪器直径： 1 11/16”(43mm) 1 1/2” (38mm) 1 3/8”(35mm),用 途： a.多相流产出剖面 b.流体识别 c.水平井/高斜度井测量,2、流体识别测井,放射性流体密度仪,主要技术指标: 分辨率 ：1% 有效范围 ：含水率10 48% 仪器直径： 1 11/16”(43mm) 1 1/2”(38mm) 1 3/8”(35mm),用 途：a.多相流产出剖面测井 b.油/气/水持率计算 c.定量分析高气油比无水井,2、流体识别测井,电容持水率计,电容含水率计高含水测量机理研究,结论：在导电的水为连续相时，工作于低频的电容传感器只 敏感于碰撞到于电极表面绝缘介质

14、层的油。仪器响应 强烈地依赖于流速。,油、水两相流的含水率测量,产出剖面测井,三、产出剖面测井系列,不同的流量下电容含水率计响应与含水率关系，流动介质：柴油/自来水（纵轴：相对响应；横轴：含水率%）。,水为连续相时传感器灵敏度与总流量的关系（纵轴：灵敏度，单位含水率的相对响应；横轴：总流量，m3/d）,电容含水率计高含水测量机理研究,油、水两相流的含水率测量,产出剖面测井,三、产出剖面测井系列,阿特拉斯电容含水率计的图板,目前用于研究两相流动的模型有三种： 均流模型 分流模型 漂流模型。 目前较为普遍的方法是用漂流模型和滑脱模型进行生产测井资料处理。,产出剖面测井,四、产出剖面解释模型,气液两

15、相流动生产测井解释滑脱模型是将气液两相流动看成是各自分开的流动，每相介质有其平均流速和独立的物性参数。研究流动截面上气、液平均速度差可以得到气液两相流滑脱模型。,产出剖面测井,四、产出剖面解释模型, 滑脱模型：,气液两相介质的流速不相等、流速和持气率又沿截面径向变化的流动为漂移流动模型。 气液两相流动漂移流动模型是朱伯（Zuber）和芬德勒（Findly）等人通过对气液流动截面上速度分布和浓度分布的考察研究提出来的，测井解释模型可表示如下,式中，vb为平均漂移速度。要想得到气相表观速度vsg和液相表观速度vsl，关键在于确定相分布系数Co和平均漂移速度(又称漂移通量)vb。,产出剖面测井,四、

16、产出剖面解释模型, 漂流模型：,泡状流动:C0 = 1.2，由Harmathy公式确定：,Vl =1.53g(l-g)/l20.25,段塞流动:C0=1.2，用Taylor泡上升速度取代：,Vl =0.345g(l-g)/l20.25,过渡流:C0 = 1.0，用Taylor泡上升速度限代：,Vl =0.345g(l-g)/l20.25,环雾状流动：漂流速度近似为0，气液分布均匀，Yg Cg,产出剖面测井,四、产出剖面解释模型, 漂流速度：,改进的井下刻度技术,(Yw,Cv,Vs),(Yw,Cv,Vs),(Yw,Cv,Vs),全流量层,零流量层,利用已知参数求准全流量层的持率、速度剖面校正系数

17、和滑脱速度，再利用零流量层的特性，最后用全流量层和零流量层的值分别刻度出其它个层的持率、速度剖面校正系数和滑脱速度(相当于环境校正)，求出其油气水的流量。,产出剖面测井,滑脱模型：,滑脱速度校正系数：,速度剖面校正系数：,五、改进的井下刻度技术,产出剖面测井,六、三相流动优化解释方法,Qo,Qg,Qw-油气水的流量。 Yo,Yg,Yw-油气水的持率。 Qm表示油气水的质量。 Vm表示平均流速。 有以上定义可得到下式：,Ag,Ag,Ag,气 Vq,油 Vo,Vsgo,水 Vw,Vsgw,Vsow,图1油、气、水速度分布模型图,滑脱模型的建立,TEMP,HYDR,PRES,RPS,FDEN,.,Q

18、w1,Qg1,Qo1,Qw,Qg,Qo,Qwn= Qw,Qgn=Qg,Qon=Qo,Qw2,Qg2,Qo2,实测曲线,理论响应方程反演曲线,当0,以滑脱模型为理论基础，以优化技术为数学算法，通过构造流量、持水、流密、流压和温度等测量参数对未知数油气水流量的理论响应方程，加上约束条件，不断调整油气水流量值直到理论响应值与实测值的差达到最小即认为求得了油气水的流量。,产出剖面测井,六、三相流动优化解释方法,极小化目标函数：,惩罚函数：,C、R为参数的可信度和仪器的分辨率； r为惩罚因子，逐步递减； G和S为约束函数； t和q分别为约束函数G和H的加权系数； M和T分别为理论值和实测值; N为测量参数个数(=5,流量、密度、持水、温度、流压) 当K趋于无穷大时，惩罚函数p趋于f,产出剖面测井,六、三相流动优化解释方法,理论响应方程：,流量：,可信度 分辨率 0.750.95 0.1 0.8 0.02 0.7 0.05,密度：,持率：,产出剖面测井,六、三相流动优化解释方法,理论响应方程：,温度：