水平井产液剖面解释方法研究
水平井产液剖面解释方法研究
水平井产液剖面解释方法研究康清清彭小明（成都理工大学信息工程学院，四川成都610059）[摘要]：建立了水平井随流量变化的气水、油水两相的流型图，给出了产液剖面的解释模型，并利用模型和测井仪器串对某口水平井进行了解释，解释结果和实测结果基本一致。
[关键词]：水平井；流型；产液剖面；解释模型；持率；相速度由于重力分异作用、井倾斜度变化引起了水平井的流型发生了巨大的变化，使其井眼流型极其复杂。
流型的巨大变化使传统的测井仪器不再适用于水平井中，对产液剖面的解释也不再有效。
需要新的测井仪器来测量各个参数，也需要新的解释模型来解释来对水平井的产液剖面进行正确的解释。
通过研究，更加明确了水平井的流型和参数测量的一些仪器以及解释模型，并通过实例来解释，取得了较好的结果。
1 水平井中的流型在可控制的流体回路及油和水流速相同的情况中进行的两相实验（如图1）说明井眼偏移（890-910）对流型的巨大影响。
图1 流动回路试验在90°情况下，油和水的速度和持率几乎是相等的。
在偏移小于90°的情况下，水（重质相）的速度降低，油的速度增加。
持水率增加，持油率减少。
若有气体存在将会出现段塞流。
当井的偏移大于90°时，流体仍然是明显成层的，由于水具有大的流体密度，水比油的速度快。
持水率减少，持油率增加。
在不同的流量下，水平井会有不同的流体形态，下面主要以前人的试验结果为前提，得到了不同的流量条件下，不同的油-水和空气-水下的流型。
我们由试验数据得到的流型图2与图3。
从图2我们可以得到：在水相流动较低的情况下，流型分为四种：层状流（气水界面光滑），波纹层状流（界面呈波纹状），波状流和环雾流。
流型的过渡是随着气的流量增大依次转变的。
层状流中，气体的流量很低，占据了管子的上半部，气水界面光滑；随着气体的增加，气水界面上产生波纹，这就形成了波纹界面层状流；随着气体的进一步增加，气水界面产生了很大的波动，这就是波状流；随着气体流量继续增大时，气体在中间，套管壁上为液膜，这就是环状流，同时中间的气体含有雾状水滴，这就是雾状流。
水平井连续油管输送存储式产液剖面测试技术应用
靠井 口防喷盒 控制 ， 提放 连 续 油 管 带 动 测试 仪 器 进 行产 液 剖面测 试 。对 于 非 自喷 井 ， 将 连 续 油 管管 柱 下 至 目的层段 后 ， 通过 气举 诱导 流体 ， 使地 层 流体 流
靠连续油管井 口易控制等特性 ， 实现水平 井产液剖
面测试 。
数据信号采集采 用井 中测取存储 ， 地 面 回放。
利用 仪 器 内置 的 电池 和存 储 器 实 现 仪器 数 据 存 储 。
［ 作者简介 ］ 徐昊洋 ， 男， １ ９ ８ ９年出生， ２ ０ １ ３年毕业于长江大学石油工程专业 ， 现从 事钻井 、 修井工作 。
文章编号 ： １ ０ ０ ４ —４ ３ ８ ８ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ３ —０ ０ ４ ６—０ ３
０ 引
言
产液 剖面测 试 采集 的数 据 直 接存 储 在 井 下 仪 器 中 ，
在地 面提 取 出采集 数 据 后 ， 通 过 校 对伽 玛 与磁 定 位
产 液 剖面测 试 是 指在 油 气 井 生 产 的状 况 下 ， 对
第２ ３卷
第 ３期
徐昊洋等 ： 水平井连续油管输送存储式产液剖 面测试技术应用
４ ７
涡轮流量 计 的主 要 元件 是 涡 轮 ， 涡 轮 轴 上 固定
一
（ ２ ） 压 力计 ： 采 用 内部 温 度 校 正 实 时校 正压 力 。
个永 久磁 铁 ， 其 两边 为感应 线 圈。测 井时 ， 可 以进
探究油田高含水期水平井产液剖面测井技术的应用
油田高含水开发期，更多的会应用水平井，为提高油田开发的效率，就需要对水平井进行懂爱测试，以充分了解水平段的产液状况，其中产业剖面测井技术是当前测井找水方法中最为直观且实际的方法。
通过动态监测出水规律，能够有效指导油田开发方案的制定与调整，实现对堵水等措施提供充足的依据，从而提高水平井开发的水平。
一、产业剖面测井技术概述产液剖面测井主要是在产油气井正常生产过程中，对储层产液性质信息进行检测。
具体而言就是通过涡轮流量或者是示踪流量来计算分层中的产液量，通过对持水率曲线（有时加测流体密度、持气率）的计算，结合实验室图版来计算分层产液的性质，其中井温和压力曲线可以对分析产出段定性，而磁定位和自然伽马曲线可以用来做深度的校正，以更好的了解井内管串结构。
要注意的是，通常对水平井产业剖面测井的解释，需要与井眼轨迹以及阵列电容持水率CAT、阵列电阻持水率RAT还有示踪流量和井温等相关测井资料来进行综合的分析。
二、水平井产液剖面测井所需仪器与应用1.水平井测井爬行器输送工艺当前，水平井产业剖面测井的主要工艺有管具输送法、爬行器输送法以及挠性管输送法。
其中管具输送法的工艺存在一定的不足，在应用中有所限制，难以进行水平井产出剖面、注入剖面等带压的测井项目施工。
而挠性管技术对于水平井生产测井施工而言，相对价格又比较高。
因此在当前的水平井测井工作中，广泛采用的是爬行器输送工艺。
通常爬行器系统由三个部分组成。
首先是高效的电机供电，能够确保爬行器进行双向爬行，同时也能够与地面进行实时的通讯。
采用的爬行器通常有MaxTrac爬行器与SONDEX公司所生产的爬行器。
其中MaxTrac爬行器的液压制动腿，能够针对井内套管或者是油管的尺寸来改变伸缩半径，伸开后就能够卡住井壁并沿着仪器的方向进行滑动，从而到达测试层。
这一一起的牵引力比较大，能够很好的适应不同直径的套管，井筒内的岩屑基本不会对其产生影响。
Sondex爬行器主要是提供了一个办法，通过单芯电缆能够在水平井和大斜度井中下放仪器和装置。
水平井常规测井资料解释方法研究
300目前，在进行油气开发的过程中，水平井技术已经得到了广泛的应用，且有效的提高了油气资源的开采效率和开采产量，同时，也使得油气资源的开采成本得到了一定程度的降低。
但是，由于测井环境的差异，使得在进行水平井开采油气资源的过程中会出现设备响应差别，即会产生不同类别的测井资料，由于目前并没有针对该种测井资料的解释软件，使得测井资料得不到有效的解释，这给油气开采带来了极大的困扰[1]。
目前，针对水平井测井资料解释而言，大多数油田单位都是采用了直井解释方法，这些方法并不完全适用于水平井。
因此，针对该领域存在的上述问题，本次研究将从测井资料解释的难点出发，对其解释方法进行深入研究，为水平井开采技术的进一步使用奠定基础。
1 水平井测井解释面临的问题目前，在进行测井工作解释的过程中，油田单位均采用直井解释模型，该种解释模型在应用的过程中，首先假设测井设备几乎与地层相互垂直，同时假设井筒的形状为圆柱体。
对于水平井而言，这些条件显然是不满足的，同时，仪器所处的地层周围将会呈现出各向异性的特征，受到地层沉积规律的影响，地层也将会呈现出非均质特征，一般情况下，井筒的形状将会呈现出椭球型的特征。
这些特征正是水平井与直井之间存在的相互差异。
对于水平井而言，如果使用直井的测井解释模型，必然会出现解释差异[2]。
目前，国内外学者对水平井的测井解释问题进行了深入研究，也取得了一定的成果，开发了部分软件，但是这些成果的适用性相对较差，同时，这些成果在进行地层反演、解释误差校正的过程中存在极大的效果较差问题，这是进行水平井测井资料解释过程中面临的重大问题。
2 水平井测井资料解释方法研究2.1 使用三角函数方法确定地层界面在对测井资料进行解释的过程中，首先需要确定地层中各个层面所处的深度，这样才能为油藏的描述奠定基础。
一般情况下，通过使用多项式求解的方式，可以确定地层中的构造情况，通过与已经获取的测井资料进行不断的校正，可以使得地层层面的确定误差大大降低。
水平井产液剖面测井方法与工艺
1、选择最安全的美国连续油管输送测井
自喷水平井测井
用∮ 1.5英寸连续 油管内穿∮5.6mm 电缆，设计带涡流 喷孔的（油管与仪 器）电缆配接头， 靠连续油管柔性弹 力和液氮喷射力过 油管/套管输送测 井仪器进入水平井 底，电动张收滚轮 扶正器和笼式集流 伞，用不同测速， 上提仪器测井。
机抽水平井测井
滚轮扶正器
4、SONDEX公司的八参数组合生产测井资料处理与解释
地面采集部分
持气率与管子直径的响应曲线
FDR刻度图版
持水率仪器响应曲线
应用实例
结束语
我国测井行业通过近几年的技术引进、消化、攻关与 生产实践，水平井（大斜度井）生产测井技术有了长足 的发展与进步，水平井测井也取得了较好的生产应用效 果，但在该领域还面临很多技术难题，如何进一步提高 水平井动态监测工艺水平、发展水平井测井手段、研究 水平井测井资料解释方法，以提高水平井测井施工成功 率和资料解释精度，更好地满足油气田水平井动态监测 的需要，是今后一个时期内水平井生产测井的主要发展 方向。
液力输送水平井注硼中子寿命测井解释成果图示4井下爬行器输送方式参数测量范围精度分辨率温度012505001压力0mpa40mpa05fs001mpa流量0m3d140m3d202m3d磁定位变化大于2v耐温125耐压40mpa测量仪器及主要技术指标第三部分江汉大宇公司水平井测井技术第三部分江汉大宇公司水平井测井技术1选择最安全的美国连续油管输送测井用15英寸连续油管内穿56mm电缆设计带涡流喷孔的油管与仪器电缆配接头靠连续油管柔性弹力和液氮喷射力过油管套管输送测井仪器进入水平井底电动张收滚轮扶正器和笼式集流伞用不同测速上提仪器测井
用∮ 5/8英寸连续 油管内穿∮5.6mm 电缆，设计带涡流 喷孔的（油管与仪 器）电缆配接头， 靠连续油管柔性弹 力和液氮喷射力经 偏心井口，过环空 输送测井仪器进入 水平井底，电动张 收滚轮扶正器和笼 式集流伞，用不同 测速，上提仪器测 井。
浅析水平井生产测井解释方法研究
浅析水平井生产测井解释方法研究在油田开采过程中，采用水平井生产技术，能够提高石油资源的利用率，保证油气采收率。
基于此，本文主要分析水平井生产测井解释方法，希望能够给油气开发的相关工作人员提供一定的参考与帮助。
标签：水平井；生产测井；解释方法由于水平井具有安全稳定、操作简单、成本较低等特点，已经被人们广泛应用于各大油田当中。
为了有效保证石油的生产质量，采用水平井生产测井方法具有至关重要的作用。
因此，本文主要研究水平井生产测井解释方法，从而促进水平井测井资料能够更加快速的得到应用。
1 水平井生产测井模型的建立在建立水平井生产测井模型的过程当中，层流分支模型的建立具有非常重要的作用，水平井生产测井模型的建立主要依靠于层流分支模型的建立。
在建立层流分支模型的过程当中，为了保证石油等资源能够得到更好的利用，将轻流相与重流相分开，要保持轻流相在上部流动，重流相在下部流动。
动量守恒方程如下：在动量守恒方程当中，Ao、Aw分别代表的是油气相与水相的流动面积，So、Sw、Si分别是油气井筒截面周长与油管井筒的接触面积、水井与油气筒的接触面积、井筒与油气的接触和油水混合接触周长。
Θ是油气井筒与水相之间的倾斜角。
油气密度与水相密度用Po与Pw表示。
在建立模型的过程当中，需要根据油气与水相的实际情况，采用合理的计算方式，为了保证进一步提高计算数据的准确性，在计算完毕之后，需要进行二次核算，从而保证模型建立工作能够更加顺利的进行。
2 水平井生产测井解释方法研究2.1 水平井生产测井流体基础数据为了有效保证水平井生产模型的稳定性，需要确保测井数据的精确性，并详细了解井筒内部的液体流动状态，在保证液体稳定流动的条件下，将油气与水相分离开来，通常情况下，油气应该在上面，水相在下面。
根据大量的研究数据表明，油气与水相的分离界面一共有三种形态，分别是水平的、波浪状与水汽状的，在实际应用当中，水汽状与波浪状常常混合在一起。
测井解释人员采用水平井生产测井解释方法时，需要严格控制油气与水相的分离界面，减少油气的浪费，提高油气与水相的利用率。
产液剖面测井技术在塔河油田的应用
产液剖面测井技术在塔河油田的应用摘要：产液剖面测井技术是一项比较成熟的生产测井技术，但是在塔河油田的开发过程中，依然接受着严峻的挑战；胜利测井公司针对塔河油田的水平井、超深井、高硫化氢井等井况复杂井，逐渐摸索出一套适合、有效的产液剖面测井工艺，本文介绍了胜利测井公司在塔河油田的部分产液剖面测井实例，对了解储层的产液情况效果明显。
关键词：产液剖面测井施工工艺水平井引言塔河油田的储层多是奥陶系碳酸盐岩油藏，常需要对裸眼完井井段酸化压裂，在地层中建立人工酸蚀裂缝，沟通井筒周围的储集体，为了了解酸压效果，各段产液情况，需进行产液剖面测井，以下选择几口在塔河油田的产液剖面测井实例，供生产测井技术人员交流、探讨。
1 产液剖面测井技术简介产液剖面测井资料是在油井正常生产条件下获得的有关储层产液性质的信息，测井参数主要包括：自然伽马、磁定位、井温、压力、持水率、流量、流体密度、持气率等。
利用涡轮流量或者示踪流量计算分层产液量，利用持水率曲线（有时加测流体密度、持气率）结合实验室图版计算分层产液性质，井温、压力曲线用来定性分析产出段，自然伽马和磁定位曲线用来深度校正、了解井内管串结构。
水平井产液剖面测井需要结合井眼轨迹以及阵列电容持水率cat、阵列电阻持水率rat以及井温、示踪流量等测井资料综合分析。
2 测井施工工艺2.1密闭施工工艺针对塔河油田的生产井井口情况：高油压、高气量、高含硫化氢，需要配备达到耐压要求的防喷设备：防喷控制头、防喷管、防掉器、井口防喷器、注脂系统等，确保施工安全。
在冬季施工还需对注脂系统缠绕加热带保温，保证密封脂的正常注入。
2.2测前施工设计测前了解到井内高含硫化氢的井应使用防硫电缆；高压井、超深井、硫化氢浓度不高的井也应进行详细的施工设计，优化入井仪器系列，尽量减少入井时间，最大程度降低对电缆、井下仪器的损伤，保证测井的一次成功率。
气举产液过程中应尽量维持地层出液稳定，保证测井资料的正常录取。
[实用参考]集流方式的水平井产液剖面测井技术及应用
![[实用参考]集流方式的水平井产液剖面测井技术及应用](https://img.taocdn.com/s3/m/47d564035a8102d276a22fe6.png)
目录
1、引 言 2、测井仪器 3、施工工艺
4、实验研究 5、解释方法 6、应用实例 7、结 论
引言
水平井开 日益 发技术 成熟
分公司努 力攻关
集流方式 水平井产 出剖面测 井组合仪
器
为油田开 发提供技 术支持及 措施依据
水平井产 出剖面测 井解释方 法
理论+ 实验
2
PⅠ2 32.4 1674 24.7 2.8 7.3 7822 21.25 5.4 0
3
PⅠ2 20.2 1724 21.9 2.1 5.5 7812 21.25 5.4 1.0 47.6
4
PⅠ2 34.0 1752 19.8 19.8 51.5 7765 22.39 4.4 4.4 22.2
5
PⅠ2 11.6 1786 0
仪器外径 耐压、耐温
流量 含水率
电压+张力+温度 +压力+接箍+速度
6参数
井下牵引器技术指标表
仪器技术指标 Φ 38mm
80MPa、150℃ 3～240（m3/d）
0～100%
测量精度 /
±0.5℃、0.05% ±5% ±10%
测井施工工艺
生产方式
测井工艺
自喷井生产 抽油机井生产
电泵井生产 气举井生产
实验研究
2.实验认识
①国内水平井产液剖面测量需要采用集流方式 ； ②含水率测量须采用适应低含水和高含水传感器组合测量 ； ③含水率低于50%情况下，电容方法具有较大的分辨率；含水率高于 50%情况下，阻抗方法具有较大的分辨率，两种方法结合可以解决0100%含水率的测量问题； ④流动管道角度的变化对含水率的响应有着一定的影响； ⑸含水率瞬态响应信号反映了更加丰富的油水多相的流动信息。
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水平井产液剖面解释方法研究
康清清彭小明
（成都理工大学信息工程学院，四川成都610059）
[摘要]：建立了水平井随流量变化的气水、油水两相的流型图，给出了产液剖面的解释模型，并利用模型和测井仪器串对某口水平井进行了解释，解释结果和实测结果基本一致。
[关键词]：水平井；流型；产液剖面；解释模型；持率；相速度
由于重力分异作用、井倾斜度变化引起了水平井的流型发生了巨大的变化，使其井眼流型极其复杂。
流型的巨大变化使传统的测井仪器不再适用于水平井中，对产液剖面的解释也不再有效。
需要新的测井仪器来测量各个参数，也需要新的解释模型来解释来对水平井的产液剖面进行正确的解释。
通过研究，更加明确了水平井的流型和参数测量的一些仪器以及解释模型，并通过实例来解释，取得了较好的结果。
1 水平井中的流型
在可控制的流体回路及油和水流速相同的情况中进行的两相实验（如图1）说明井眼偏移（890-910）对流型的巨大影响。
图1 流动回路试验
在90°情况下，油和水的速度和持率几乎是相等的。
在偏移小于90°的情况下，水（重
质相）的速度降低，油的速度增加。
持水率增加，持油率减少。
若有气体存在将会出现段塞流。
当井的偏移大于90°时，流体仍然是明显成层的，由于水具有大的流体密度，水比油的速度快。
持水率减少，持油率增加。
在不同的流量下，水平井会有不同的流体形态，下面主要以前人的试验结果为前提，得到了不同的流量条件下，不同的油-水和空气-水下的流型。
我们由试验数据得到的流型图2与图3。
从图2我们可以得到：在水相流动较低的情况下，流型分为四种：层状流（气水界面光滑），波纹层状流（界面呈波纹状），波状流和环雾流。
流型的过渡是随着气的流量增大依次转变的。
层状流中，气体的流量很低，占据了管子的上半部，气水界面光滑；随着气体的增加，气水界面上产生波纹，这就形成了波纹界面层状流；随着气体的进一步增加，气水界面产生了很大的波动，这就是波状流；随着气体流量继续增大时，气体在中间，套管壁上为液膜，这就是环状流，同时中间的气体含有雾状水滴，这就是雾状流。
从图3可以知道，油水两相下的流型不同于气水两相下的流型。
在油流量很小和水流量业很小的情况下，流型为分层流，当油流量不变时，随着水流量的增加，油以泡状的形式分布于连续相水相中；当油流量和水流量都属于中等时，主要是分层流，但是当油流量中等时，随着水流量的增加，流型由分层流转变为段塞流；随着油流量和水流量的进一步增加，出现混相流。
图2 空气-水混合物在1.026in内径水平管道中的关于流量的流型
图3 18.0mPa.s，相对密度为0.834的油水在0.806in内径水平管道中的流型
从上面的图中我们很容易知道，在两相流动中，水平井中的流型主要以分层流为主，而垂直井中的流型为混相流。
2 产液剖面解释模型和原理
2.1 层流液片模型
层流是水平井中最主要的流型之一，可以应用层流液片模型来对产液剖面进行解释。
水平井层流液片模型是建立在经典的流体压降公式基础上，加上界面拖动摩擦的原理。
具体的模型理论为：
图4-18 层流液片模型
2.2 各项参数测量
2.2.1 总的体积流量：可以利用转子流量计和连续流量计来得到总的体积流量。
它们记录流量计的转速。
总的体积流量从下面每一个流量计公式中得到：
Vt = RPS/Slope + Vx – CS 式中Vt为流速；RPS 为转子响应；Vx为临界转速；CS 为电缆速度；Slope为转子流量计刻度响应斜率。
2.2.2 相持率：大量的油田可以知道，FloView测量水的持率和Ghost测量持气率可以很好的用于生产解释。
2.2.3 相流速：RST和WFL结合可以得到很好的水流速度结果。
PVL可以通过测量油溶和水溶示踪剂在分相流动中的流动情况来计算油、水的流速。
气体的速度可以通过FloView的记录的气体的记速率和Ghost的泡点个数来进行数学上的处理或者有效的假设，得出气塞或者说气泡的速度。
2.2.4 流量：在不同的流相中，可以通过层流模型和以上的分析来获得生产测井所需要的油、气、水三相的产量。
另外，流体-井径成像仪能建立整个两相流体剖面。
此仪器也能从计泡率中测出烃的体积流量。
当流量计被水退影响时，这是非常有价值的。
除了以上外，还有FSI（流体扫描成像系统）可以得到持率、相速度和流量的剖面图。
可以给以上的测量结果作为补充和参考。
3 解释实例与效果：
我们应用的是新疆的某口水平井。
利用测井仪器串Flagship来测量数据，采用层流液片模型来进解释。
利用全井眼流量计得到总的流量，利用Floview和RST都得到了持水率，结果显示它们的结果很一致，用GHOST得到持气率，从而由持油率=1-持水率-持气率，得到持油率。
用WFL得到水流速度，从而由层流液片模型可以计算出产水量。
应用表4-1可以得到原油流量、产气量。
大约90％的原油是从根部到3935m井段流入到井筒中的，大部分的水是从3935 到3805 m井段流入到井筒中的，这是地层垂向上最深的井段。
地层含水从3935m到井段根部开始下降。
大部分的气体在流动压差最大的井段根部释放出来。
它的结果与的面地实际结果进行对比，得到:
总产液量相差了26%，而气油比和含水相一致，误差在测量和解释模型精度范围之内。
可以认为解释方法可行。
表4 TZ4-7-H8井生产测井产液剖面分段解释结果（地面产量）
图4 Flaship示意图
参考文献：
[1] 郭海敏,《生产测井导论》,石油工业出版社 2003.4
[2]Chris Lenn,Fikri J.Kuchuk and Justin Rounce.Horizontal Well Performance Evaluation and Fluid Entry Menchanisms.SPE 4908
[3] B.E.Theron and T.Unwin.Stratified Flow Model and Interpretation in Horizontal Wells.SPE 36560
[4] 侯明月,郭海敏,戴家才,何亿成,戴月祥,水平井生产测井解释方法研究.测井技术2004.2。