产出剖面测井信息综合分析.

本章论述生产测井产液剖面的确定方法。把流量、含水率（持水率）、密度、温度、压力及其它参数（套管接箍、自然伽马）测井资料组合起来，可以综合分析生产井各产层油、气、水的产出量及各相的含量。第六章产出剖面测井信息综合分析不同情况下应选用的参数产出剖面测井系列的选取是根据生产井的类型进行的。对于单相生产井，通常选用流量计、温度计、压力计三个参数即可；对于抽油井，由于仪器要通过油套环形空间下入产层，因此要选择外径小于1英寸的仪器。抽油井一般为低产井，若为油水两相流动，应选用集流式流量计，此外还要选用持水率计，若油水密度差较大可选用密度计、温度计、压力计；若流动压力小于泡点压力，则井下为油气水三相流动，此时必须选用集流流量、密度、持水率、压力、温度五个参数。在抽油机井中，若流量较高，可选用连续流量计。自喷井中，对于高产井可以选用连续流量计（流量通常应大于50立方米/日），小于这一数值时，应选用集流式流量计。自喷井中，若为油水两相流动，可选用流量、密度、压力、温度四个参数，若油水密度相差较小，则应用持水率计取代密度计。若为油气水三相流动，则必须选用全部五个参数（流量、密度、持水率、温度、压力），此外要测量自然伽马和套管接箍两个深度控制参数。不同情况下应选用的参数图6-1多道生产测井仪PLT的示意图左图为斯仑贝谢CSU生产测井组合仪PLT的示意图，最下端为全井涡轮流量计。产出剖面测井包括油水两相；气水两相；油气两相和油气水三相流动。无论是自喷井、气举井，还是抽油井或电泵井，流量、持水率、密度、温度、压力五个或其中几个参数的综合处理过程如下。第一节产出剖面测井解释程序产出剖面测井的目的主要是了解注采井网中各小层的状况。解释前要了解所测井的井下生产状况、位置、该井的生产史、相应构造上原始的油气分布状态，生产井的完井参数、地面油气水的产量、生产和射孔层位、喇叭口位置、管柱结构、套管尺寸等。然后分析测井曲线综合图，初步掌握油水产出部位，产出量，油水含量，了解井下流体状况。通过定性分析，可以对该井产出剖面有个初步了解，可以控制定量解释的结果，提高分层产量及各相含量的精度。一、定性评价与读值图6-2气水两相测井曲线综合图图6-2是一口气水两相流动的综合测井曲线，流量曲线说明上面射孔层气水产出总量大于下面射孔层的产出量；密度曲线说明下面一层产气量大于上面一层；温度曲线在下部射孔层，出现负异常是由气全吸热膨胀所致，上面一层虽有气产出但由于井筒温度已经下降，所以温度曲线通过上一射孔层时没有明显异常显示，在井底层段，密度值为1.0，说明井底为静水柱。流量曲线在静水柱中较为平滑，在上部由于为气水两相流动，套管内的三维空间上由于粘度和密度及流速分布不均所以流量曲线有起伏跳动现象，流量曲线在上面一层之上的全流量层跳动幅度较大说明气的流量比下面大。1.对图6－2的分析对自喷井或气举井而言，在各解释层中读取各条曲线在该层段上的平均值，即可得到流量、压力、密度、温度等参数的解释数值，定量解释时作为曲线输入数据输入。因为气举井和自喷井在测井过程中的产量和压力相对稳定。2.自喷井和气举进的读值方法对于抽油机井，仪器通过油套环形空间下入油管鞋以下的生产层段进行测井时，抽油泵在运动。由于常用的泵为单作用泵（上冲程抽液），所以通常将上冲程作为有效冲程，抽油泵工作时的瞬时流量和活塞运动的速度成正比：(6-1)式中K为单位换算系数，A为活塞面积。cKAVqqcV3.抽油机井的读值方法由上式可知，q的变化和抽油泵活塞运动变化规律一样。活塞下冲程不抽液、故抽汲流量为零，但由于续流影响，井下流量不为零，而是逐渐减小，所以井下流量是随着抽油泵工作呈周期性变化的，如图6-3所示。图6-3涡轮流量计测井曲线3.抽油机井的读值方法实际测得的振荡曲线表明，其周期与抽油泵一个冲次的时间完全吻合，流量曲线的波峰在上冲程时出现。在下冲程时，抽油泵虽停止工作，但动液面没有发生变化（生产压差没有变化），所以油井仍在生产，因此流量曲线不为零。实际应用表明，抽油泵工作过程中压力也存在一定的波动、波动幅度为0.03~0.07Mpa。在以上情况下，涡轮流量计曲线的读值方法通常分为三种：（1）停抽法、（2）面积法、（3）平均取值法。4.涡轮流量计曲线的读值方法测井时，使抽机泵突然停止，由于动液面尚未恢复，所以此时压差仍为生产压差，因此认为停抽瞬间的油井产量与正常生产时基本相同，即瞬间停抽取得的流量就为抽油时的流量图6-4生产压差大、采液指数小的井涡轮流量计测井曲线1.停抽法对于生产压差小、采油指数大的井停抽后曲线下降很快，取值很困难，不适宜用“停抽法”取值。面积法是取曲线上相间的两个波谷低点横坐标轴作垂线，计算该段曲线与横轴围成的面积，然后用该段的面积除以两垂线间时间长度，将得到等面积矩形的高度，此高度对应的读数即为涡轮流量计的读数。式中h为读数，A为阴影面积，b为时间长度。(6-2)bAh2.面积法该方法与面积法类似，在一定时间内记录了总频率累计频数，除以取值时间即可得到相应的涡轮流量计读数。由于波形曲线是不对称变化，因此要求取值时间是单个冲次的倍数。3.平均取值法在计算流量、持水率、滑脱速度、地表和井下流量换算解释过程中，需要油气水的高温高压物性参数。由于每个解释层的温度和压力不同，因此每一层都应对这些参数进行计算。由于产层通常分布在沿井筒几十米的层段上，所以实际计算时，通常选择这些产层分布的中点为目的进行压力、温度取值与计算，计算结果为该深度处的物性参数。应用时可在整个生产层段使用计算结果。二、油气水物性参数计算应用高压物性参数公式计算时需要已知的参数为：地面油、气、水的产量；地层水的矿化度；地面油的比重（API）；地面天然气的比重（），射孔层段中点处的流体温度流体压力。gr1.计算高压物性参数需知的参数2.油气水的高压物性参数油相的参数包括：油的井下密度；油的泡点压力；油的地层体积系数；溶解气油比；地层油的粘度；油的压缩系数；游离气油比。若计算出的泡点压力小于读值点处的压力，则井下为油水两相流动。否则为油气水三相流动。气的参数包括：气体和偏差系数；气体的地层体积系数；气体的密度；气体的压缩系数。若为三相流动，还要计算井下全流量层位处气体的流量。水的参数包括：溶解气水比；井下水的密度；水的地层体积系数；水的密度。解释层各相总流量的计算方法取决于采用流量计的类型。若为集流伞式流量计，则可直接用查图版的方式计算出总流量。若为示踪流量计或连续流量计，首先要计算视流体速度，然后计算速度剖面校正系数，最后计算流量。三、解释层总流量计算如图所示，图中纵坐标为由曲线所得的涡轮转数，横坐标为流量，图版中的参数为仪器型号和流体粘度。不同仪器因涡轮的结构不同，响应曲线的斜率不同。图6-6集流式流量计响应曲线1.用集流伞式流量计计算流量(6-3)式中Q—某解释层的总流量；D—套管内径；d—仪器外径；Cv—速度剖面校正系数；Va—视流体速。Pc—管子常数，可表示为：(6-4)avcavVCPVCdDQ2)(412)(41dDPc2.用示踪流量计或连续流量计对于示踪流量计，视流体速度为：(6-5)式中表示示踪峰间的距离；表示峰值间的时间差。tHVaHt3.示踪流量计的视流体速度实例：连续涡轮流量计测井曲线图中划分了六个解释层（Z0—Z5），作如图6-8所示的交会图。作交会图所用的记录数据如表7-1所示。表中列出了6个层的涡轮转数和电缆速度。图6-8涡轮流量计交会图解释层测量次数电缆速度CVELZ0Z1Z2Z3Z4Z5顶部深度0.0243524192410237823662345底部深度0.0242724122400237323612335第一次测量10.3293-1.73-0.88-0.300.6831.0471.250第二次测量30.4213-5.20-3.90-3.82-2.79-2.38-2.19第三次测量39.6117-6.73-5.40-5.29-4.05-3.80-3.64第四次测量48.0437-8.33-6.97-6.85-5.83-5.39-5.33第五次测量-10.3621.8733.4193.4984.7485.1385.421第六次测量-42.5148.3989.8239.94411.1311.5512.07第七次测量-49.5129.81711.1911.2512.5913.1113.45第八次测量-25.9365.1086.5626.6707.8518.3138.688第九次测量-30.9906.1637.6217.7328.7859.2459.552表6-1应用实例上例是用斯伦贝谢公司的CUS全井眼流量计测得的。分别对正转和反转数据分开拟合回归求取流体速度：（6-6）（6-7）（6-8）cuuddddakkbkbkbV11)(22)(liliiliiliVVNRpsVRpsVNk22)(liliiliiliVVNRpsVRpsVNb求取流体速度式(6-6)-(6-8)中,、分别为上、下测拟合线的斜率，由式（6-7）分别拟合得到；、分别为上、下测拟合线的截距，由式（6-8）拟合得到。N为正转或反转资料点的个数；、分别为第i次测量的电缆速度和涡轮转数。ukdkdbubliViRps各参数的意义DDL型连续流量计作交会图时，通常把涡轮转数作为横坐标，电缆速度作为纵坐标，计算时可直接把交会线与电缆速度轴的交点（截距）作为视流体速度（两相流动）。(6-9)在单相流动中：(6-10)(6-11)式中由式（6-9）计算，为起动速度，k为交会线的斜率。222)(iiiliiliaRpsRpsNRpsVRpsVVtaaVVV')5.145.15(10ktV'aVtV4.DDL型连续流量计求视流体速度视流体速度计算出后，要乘上一校正系数Cv才可得到一平均流速，单相流动中求取校正系数的方法是直接查找图版。当为层流时，Cv值为0.5，紊流时；Cv值分布在0.78至0.82之间。DDL型高灵敏度流量计计算Cv的公式为：（3英寸内径套管）（5英寸内径套管）aVveC14175.07344.011aVveC1.0037.1115.求取校正系数多相流中，油气水在套管横截面上的分布不均，因此速度分布带有较大的随机性，图6-9是气水两相流动中Va/Vm（1/Co）与持水率yw及水的表观速度的实验关系（DDL型高灵敏度流量计）。纵坐标为持水率yw，横坐标为1/Co，0、7.2cm/s为水的表观速度（平均流速），图中Cv的变化范围为0.1～1.44之间，出现了Cv大于1的现象。说明套管中间流速小于平均流速，也说明流速分布的复杂性。6.多相流中的情况图6-9Co’与持水率和水表观速度um的实验曲线图6-9a油气水在套管横截面上的区域分布示意图把套管截面分成如图6-9a中A、B两个区域，A表示涡轮叶片覆盖区，对于不同的流型来说，这两个区域中油气水的浓度分布不同。对于段塞状流动，区A中为气塞或油气水塞体，区域B中为油气水混合物；对于过渡流动，区域A和区域B中为不稳定的混合体；对于雾状流动，区域A和区域B的油气水分布相同。实际测量时，叶片落在区域A中，所测流速为区域A中心附近的平均速度。7.从套管截面分析流速如图7-10实验，叶片覆盖面积为9.2cm2，套管截面面积为126.6cm2。叶片覆盖面积占套管面积的7.3%，因此所测流速只反映套管截面上这一区域的视流速，据图示把Cv与yw关系列于下表中：流型持水率ywCo^(1/Co)泡状流动0.750.1~1.39泡塞过渡流动0.65~0.751~1.39段塞流动0.15~0.651~1.5环雾流动0.151~1.1实验图7-10产液、含水波动曲线由表中可知，对于不同的流型，Cv值不同。Cv值大于1,说明中心流速小于平均流速，用单相流动理论无法解释，这一现象主要发生在泡状流动向段塞状流动转变的区域，由液塞下落造成。实验对于集流式涡轮流计，由于涡轮的叶片覆盖了整个通道，所以可以认为Cv为1.0。