长江大学生产测井期末考试重点

一．绪论思考题

1.生产测井定义：

答：生产测井是指在套管井中完成的各类测井，包括注采剖面测井、工程测井及套管井地层评价测井。

2.生产测井分类及其作用：

答：分类：注采剖面测井、工程测井、套管井地层评价测井。作用：监测井眼几何特性及注采动态。3.生产测井研究对象及任务：

答：研究对象有井筒(注采剖面测井）、套管（工程测井）、储层（套管井地层评价测井）。他们的任务分别是分析注入的水或聚合物前缘的变化、直接观察到流体界面的动态位置、得到井眼及井周几何特性变化规律及现状信息。

4.生产测井与勘探测井的区别：

答：勘探测井被称为是寻找油气田的“眼睛”，指在寻找石油过程中进行的测井，或者说是在裸眼井中所进行的测井；而生产测井被称为是开发的“医生”，指为原有生产服务所进行的测井，或者说是在套管井中所进行的测井。

二．笔记

1.表观速度：

答：表观速度是假定管子中的全部过流断面只被两相混合物中的一相占据时的流动速度，即某一相流体的体积流量与管道过流断面面积的比值，也称为折算速度。

2.持率：

答：指两相流中某一相面积占过流断面总面积的份额，如持气率Yg=Ag/A.

3.滑脱速度：

答：指多相流动中某两相流体实际速度的差值。

4.雷诺数：

答：流体惯性力与粘滞力的比值，Re=Dvρ/μ，其中D为套管内径，v为平均流速，ρ为流体密度，μ为流体粘度。

5.速度剖面校正系数：

答：指管子中流体的平均流速与管子中心流速的比值系数，Cv=Vm/Va.

6.推导持率和含率的关系（以气、水两相为例）。

由含率：

Cw=Qw/Qm

=Qw/(Qw+Qg)

=1/(1+Qg/Qw)

=1/[1+(Qg/A)/(Qw/A)].

由持率：

Yw=Aw/A,A=Aw/Yw

Yg=1-Yw=Ag/A,A=Ag/(1-Yw)

原式：

Cw=1/{1+[Qg(1-Yw)/Ag)]/(QwYw/Aw)｝,

于是，Cw=1/[1+Vg(1-Yw)/(VwYw)].

7.推导油、气、水三相中Rp与Rs、Rw之间的关系。

地面收集的气（Q收集）=游离态的气（Qg）+溶解在油中的气（Q油溶）+溶解在水中的气（Q水溶）RpQo=Qg+RsQo+RswQw

Qg=RpQo-RsQo-RswQw

其中Qo、Qw——油、水的地面产量

三．笔记

1.粘度（流体）：

流体在流动时，其分子间产生内摩擦而引起的阻力大小的量度。

2.界面张力（流体）：

界面张力也叫流体的表面张力，就是流体与空气间的界面张力，也指单位界面积上将分子自相内移至表面需要做的功。

3.涡轮流量计的分类及其适用范围：

分类：涡轮流量计分为连续流量计和集流式流量计；

适用范围：连续流量计适用于中、高产井，集流式流量计适用于低产生产井和抽油井。

四．井下流量测井

1.涡轮流量计测井时为什么要分上测和下测两种方式多次测量?

答：这样测量的目的是进行线性刻度确定视流体速度；而且由于流体粘度和涡轮的非对称性结构，通过上测和下测两种方式多次测量来减小误差，提高误差。

2.PPT上的思考题：下表给出了全井眼流量计在一口油井中A、B的RPS测量值，利用上下混合测量最小二乘法求取A、B两点的视流体速度Va？

答：因为该井为油井，即生产井。利用上下混合测量最小二乘法，在Excel下进行线性拟合回归。

其中，得到A点的拟合方程为：

v1=-20.73n+289.62

得到B点的拟合方程为：

v1=-24.587n+224.74

（v1表示电缆速度，n表示涡轮转速）

又因为可以将拟合线与v1轴的交点（即拟合线截距）视为视流体速度Va.

所以，A点的视流体速度Vaa=289.62ft/min.

B点的视流体速度Vab=224.74ft/min.

五．井下流量测井2

1.集流伞式流量计和示踪流量计测量过程中应注意哪些问题？

答:集流伞式流量计在测量时应注意:

a.所用伞的流量测量上限应高于井下最高流量；

b.定点准确，位于射孔井段之间，测量时间足够，保证测井资料准确可靠；

c.保证伞完全打开并与井壁无泄漏。

示踪流量计在测量时应注意：

井径变化、流体粘度、探头间示踪剂的损失和流体流量变化的影响，保证在射孔层之间测到两个明显的伽马峰。

2.为什么说电磁流量计只适用于注水井而不适用于油井？

答：因为电磁流量计是利用电磁感应原理来测出管中流体的平均流速，进一步求得流体的流量。它主要用于测量电导率大于10^(-2)s/m的单相流体，不适用于气体，蒸汽；而且被测流体内不应有不均匀气体和固体，不应有大量的磁性物质。注水井中的流体属于单相流体，而油井中有流体大部分都为油气水的混合物。所以说电磁流量计只适用于注水井而不适用于油井。

六．流体密度及持水率测量

1.电容持水率计的测量原理及测量方式？

答：电容持水率计主要利用水介质与油气介质的介电常数差异，油气水混合物的电介质特性随油与水的含

量不同而变化，并导致内外探头间的电容不同，因此可以通过测量电容值得到持水率；测量方式有连续型和取样型两种。

2.对比分析放射性密度计、低能源持水率计、GHT持气率计的测量原理？

答：

（1）放射性密度计：利用流体对伽马射线的吸收特性，记录发生康普顿散射的光子数目；

（2）低能源持水率计：利用低能光子穿过油气水混合物时油水的质量吸收系数不同而进行持水率测量的；（3）GHT持气率计：利用高能光子与流体发生光电效应与康普顿效应而测量持气率的。

七．温度测井

1.温度测井中的温标有哪些？并写出它们之间的转换公式。

答：

（1）常见的温标有华氏温度、列氏温度、摄氏温度、热力学温度。

（2）热力学温度与摄氏温度的转换公式：Tk=273.15+tc.

摄氏温度与华氏温度的转换公式：tc=5/9(tf-32).

2.温度测井的分类及测试方式？

答：（1）分类：电阻式温度测井、热电偶温度测井。

（2）测试方式：井温梯度测井、微差井温测井、径向微差温度测井。

3.温度测井资料的主要应用有哪些？

答：（1）流体井温曲线半定量解释；（2）确定产层位置；（3）检查窜槽；（4）确定地下井喷段和水泥返高；（5）确定水力裂缝。

八．压力测井

1.压力测井的测量方式及应用？

答：

压力测量方式分两种类型：梯度测量和静态测量。梯度测量是在流体流动或关井条件下沿井眼测量某一目的深度上的压力；静态测量是在仪器静止，流体可以流动也可以在关井条件下。

应用：梯度测量是生产测井采集数据的方式，所测数据主要用于套管、油管流动状态分析；静态测量是试井压力分析采集数据的方式，所测数据主要用于确定储集层参数。

2.压力测井仪的分类及测量原理？

答：压力测井仪的分类：应变式压力计、石英晶体压力计。

测量原理：应变式压力计：当压力空腔承受压力时，空腔的外部筒体产生弹性形变，这一形变传递至应变线圈，从而导致线圈的电阻发生变化。然后再通过解调器变换为直流电压，最终以数字形式显示压力值；石英晶体压力计：井筒压力改变时，谐振腔的频率将发生变化。在确定压力与频率的关系后，就可以从测出的谐振频率换算出压力值。

九．生产测井总结题（重点）

解答过程：

（1）由主题干中所给的回归方程：RPS=0.115(V1-10)，得视流体速度:Va=10m/min.

（2）Yw=(Pm-Po)/(Pw-Po)=(0.9-0.8)/(1-0.8)=0.5，又Yw=Aw/A=0.5,

Aw=(1/2)A，Ao=(1/2)A.

（3）由Cv=Vm/Va=0.83，Vm=8.3m/min，Vm=Vso+Vsw=8.3

（4）滑脱速度Vsow=Vo-Vw=4.5，

(Qo/Ao)-(Qw/Aw)=4.5，

(Qo/A)-(Qw/A)=2.25，

Vso-Vsw=2.25.

（5）由题意知管子常数：

Pc=(1/4)*3.14*(D^2-Dt^2)*24*60*

(10^(-4))=(1/4)*3.14*(12.5^2-5^2)*24*60*(10^(-4))m*m*min/d.

由（3）和（4）得到：

Vso=5.275(m/min)

Vsw=3.025(m/min)

于是，有：

Qo=Vso*Pc=5.275*(1/4)*3.14*(12.5^2-5^2)*24*60*(10^(-4))

=78.30(m^3/d).

Qw=Vsw*Pc=3.025*(1/4)*3.14*(12.5^2-5^2)*24*60*(10^(-4))

=44.90(m^3/d).

十．注入剖面测井

1.简述放射性同位素示踪测井的基本原理？

答：示踪注入剖面测井是在注入井正常注水的情况下，将放射性同位素示踪剂注入到井内。随着注入水的流入，示踪剂滤积在注入层的岩石表面上，然后用自然伽马测井仪测取示踪曲线，曲线上显示出的放射性强度的差异，显示了注入量的大小，通过对比注入示踪剂前后测得的自然伽马曲线，即可得出各注水层的注水量。

2.沾污类型？

答：由于注入水质差、套管内壁粗糙、微球沉降等因素，因此示踪剂除滤积在地层表面之外，也会沾污在井筒管柱的某些部位，导致示踪曲线上产生一些与注水量无关的假异常，把这种现象称为放射性“沾污”。从形成的原因划分，分为吸附沾污和沉淀沾污两大类。另外由于注入水酸化的影响，会造成油管和套管表面受到腐蚀，同时井筒壁面不清洁等因素均会导致同位素成片沾污。

十一．中子测井1

1.测井中的两种中子源是什么？

答：（1）同位素中子源，也叫连续中子源，产生5Mev左右的连续快中子。（2）加速器中子源，也叫脉冲中子源，产生14Mev左右的脉冲快中子。

2.快中子与物质发生哪些反应？

答：（1）快中子与物质的非弹性散射：快中子与物质中的靶核发生反应，被靶核吸收形成复核，而后再放出一个能量较低的中子，靶核仍处于激发态，即处于较高能级，这种作用过程叫非弹性散射。这些处于激发态的核，常常以发射伽马射线的方式放出激发能而回到基态；（2）快中子的弹性散射：高能中子在发射后的极短时间内，经过一、两次非弹性碰撞而损失掉大量的能量。此后，中子已没有足够的能量再发生非弹性散射和(n,p)核反应，只能经弹性散射而继续减速；（3）热中子在岩石中的扩散和俘获：快中子减速为热中子后，不再减速。此后，中子与物质的相互作用不再是减速，而是在地层中的扩散。热中子在介质中的扩散与气体分子的扩散类似，即从热中子密度大的区域向密度小的区域扩散，直到被介质的原子核俘获为止；（4）快中子对原子核的活化：快中子除与原子核发生非弹性散射外，还与某些元素的原子核发生(n,a)、(n,p)、(n,r)核反应（a为阿尔法射线、r为伽马射线），其中（n,a）、(n,p)具有较大的反应截面。这些核反应产生的新的原子核，有些是反射性核素，以一定的半衰期衰变，并发射贝塔粒子和伽马粒子。

3.简述中子寿命测井原理？

答：中子寿命测井是在测井时，用脉冲中子源向地层发射能量为14Mev的中子，测量经地层慢化而又返回井眼内的热中子或者俘获伽马射线，根据计数率随时间的衰减，算出地层的热中子宏观俘获截面或寿命。

十二．中子测井2

1.简述中子寿命测井的响应方程及解释的体积模型？

答：（1）含泥砂岩解释的体积模型：SIGMA=SIGMAma*（1-&-Vsh）

+SIGMAsh*Vsh+&*Sw*SIGMAw+&*(1-Sw)*SIGMAh.

（2）纯砂岩解释的体积模型：SIGMA=SIGMAma*（1-&）+&*Sw*SIGMAw+&*(1-Sw)*SIGMAh.

2.简述碳氧比能谱测井的原理及适应条件？

答：（1）原理：向地层发射快中子，同时记录分析快中子与地层中的碳元素、氧元素的原子核发生非弹性散射作用而产生的伽马射线能谱。

（2）适应条件：适用于中高孔隙度（一般可以大于10%）的任何地层，不受地层水矿化度的影响，不受井斜的影响。

◇一、课程在本专业的定位与课程目标

（1）课程在本专业的定位

生产测井是一门多学科交叉渗透的、综合性的技术学科，主要是应用物理学的方法和原理去研究解决有关地质和工程问题，由此了解整个油区的开发动态，从而为调整、优化油气藏开发方案及提高原油采收率提供科学依据。

长江大学是一所以本科教育为主，大力开展研究生教育的综合性大学。结合学校办学层次，生产测井原理课程定位为湖北省品牌专业勘查技术与工程的核心专业课程，也是石油工程、地球物理学、资源勘查工程等其它本科专业的必修或选修课程，主要为石油行业培养生产测井高级技术人才。（2）课程目标

通过课程学习，使勘查技术与工程专业学生全面掌握生产测井基本方法理论、生产测井资料处理解释和综合应用等方面的基础知识和基本技能，初步具有发现问题、分析问题和解决问题的能力；使石油工程、地球物理学、资源勘查工程等专业学生掌握生产测井基本方法理论，掌握生产测井技术在石油勘探开发中的综合应用等方面的基础知识和基本技能。

此外，作为本课程在研究生阶段的延续课程《套管井测井评价》，则重点使学生掌握生产测井前沿理论方法，能独立从事生产测井科学研究工作能力。

◇二、知识模块顺序及对应的学时

《生产测井原理》的教学内容和课程体系以培养面向21世纪的勘查技术与工程人才、造就工程实践和创新能力强的人才为目标来设置。课程以培养学生的学习能力，使学生全面掌握生产测井基本方法理论，生产测井资料处理解释和综合应用等方面的基础知识和基本技能，初步具有发现问题、分析问题和解决问题的能力为目的。引导学生自主学习、创新性学习，教学过程中对于生产测井前沿性内容采取研究式、讨论式的方式进行以激发学生的潜力。考虑到勘查技术与工程专业需要和生产测井在此专业中的定位，删除了各门课程中重复或陈旧的内容。课程体系如下图所示。

理论教学具体内容与学时分配如下：

(1)绪论（2学时）

简要讲述生产测井研究对象、研究目的、方法手段，与其它专业课程的关系与差别，生产测井发展历程和趋势。

(2)第一章生产测井及信息处理基础（6学时）

内容包括油田开发基础、油藏流体向井流动、油气水在垂直管道中的流动、油气水物性参数。(3)第二章井下流量测井）（4学时

内容包括涡轮流量计、连续流量计、示踪流量计、层流中的放射性示踪测井、其它流量测量方法。

(4)第三章流体密度及持水率测量（6学时）

内容包括放射性流体密度计、压差密度计、电容法持水率计、微波持水率计、低能源持水率计、电导法含水率计、流动成像仪。其中电导法含水率计、流动成像仪等内容以讨论式学习方式。

(5)第四章温度测井（4学时）

内容包括温度测井原理、温度测井定性解释。

(6)第五章压力测井及资料分析（4学时）

内容包括压力成因、井下压力计与压力测量、试井与压力资料的应用、钻柱测试分析、电缆地层测试资料分析、组件式地层动态测试器。其中钻柱测试分析、电缆地层测试资料分析、组件式地层动态测试器等内容采取专题研究式方式学习。

(7)第六章产出剖面测井信息综合分析（6学时）

内容包括产出剖面测井解释程序、DDL型生产测井产出剖面解释、抽油机井油水两相流动、油水两相流动井下刻度解释方法、三相流动产出剖面测井资料解释、油气水三相流动最优化处理方法。(8)第七章水平井生产测井技术（2学时）

内容包括水平井完井技术、水平井中的流型、水平井产出剖面、水平井现场测井。其中水平井产出剖面、水平井现场测井等内容要求学生课外自主学习。

(9)第八章注入剖面测井（4学时）

内容包括注水剖面测量原理、同位素示踪注水剖面测井信息处理、注蒸汽剖面测量、注聚合物剖面测量。其中注蒸汽剖面测量、注聚合物剖面测量等内容要求学生课外自主学习。

(10)第九章套管井地层参数测井（6学时）

内容包括中子测井的核物理基础、中子寿命测井、碳氧比能谱测井、过油管储层评价测井。其中过油管储层评价测井等内容采取专题研究式方式学习。

(11)第十章生产测井资料应用（2学时）

内容包括注采系统调整实例、在区块开发调整中的应用、用注采剖面资料确定剩余油分布、注采剖面在油藏数值模拟中的应用、油藏数值模拟在油田开发调整中的应用。其中注采剖面在油藏数值模拟中的应用、油藏数值模拟在油田开发调整中的应用等内容要求学生课外自主学习。

(12)第十一章套管工程检测测井（2学时）

内容包括油井的井身结构及井口装置、井径测井、磁测井仪器、噪声测井、井下超声电视测井、连续测斜仪、沉降监测测井、其它工程测井。其中井下超声电视测井、连续测斜仪、沉降监测测井、其它工程测井等内容要求学生课外自主学习。

(10)第十二章射孔工艺原理（自学）

内容包括跟踪射孔原理、过油管射孔原理、油管输送射孔原理、聚能射孔弹原理和射孔枪、水平井射孔技术、其它射孔工艺、井壁取心。本章内容要求学生课外自主学习。

◇三、课程的重点、难点及解决办法

“生产测井原理”课程的主要内容包括生产测井基础、生产动态监测方法、注采剖面资料解释方法、套管井储层参数评价方法、工程测井方法、生产测井综合地质应用等六个方面。其中核心内容是生产动态监测与评价方法。

(1)课程重点

课程重点包括多相管流理论、生产井生产动态监测与评价方法、套管井储层参数测量方法、生产测井资料综合应用等。

(2)课程难点

主要有三个方面，一是如何构建生产测井必须的基础知识，使学生掌握油田开发基础、油藏流体向井流动、流体在垂直管道中的流动、油气水物性参数等基础理论，为后期学习生产测井方法和资料评价方法奠定扎实的基础。二是各种井下参数测量方法与物理学基础之间联系的掌握。三是油气藏动态监测与静态评价之间关系的理解。

(3)解决的办法：

1)课堂教学：《生产测井原理》由于实践性强，在课堂教学过程中特别应该强调理论与实践的结合、基本概念基础理论和学科新技术的结合。在教学手段上采用传统教学方法和多媒体教学手段的有机结合，生动展现抽象知识点，便于学生理解和接受。教学中配合使用录像教学手段，根据教学内容播放相关的教学录像片，提高学生感性认识。

2)网络教学：建立教师与学生网上交流渠道，开展网上讨论。同时，课程的电子文档、讲稿、教学计划、参考文献及各类生产测井技术论文、习题和课程重点、难点等都在网上发布。教师与学生、学生与学生之间可利用讨论、邮件等方式进行交流。

3)实践教学：教学过程穿插生产测井实验，帮助学生理解并掌握理论知识。课程结束后，进行一周的课程设计和一周的现场实习，让学生深入生产测井现场，了解生产测井过程和资料处理解释流程，对实测资料进行手工解释和计算机处理解释，巩固所学知识。

4)改革教学方法：应用现代教学手段，避免教师“满堂灌”的教学方式，为学生提供发表个人见解和相互讨论的机会，重视启发式、讨论式和开放式教学。此外，聘请国内外学者来校专题研讨生产测井前沿技术，既提高学生学习兴趣，也让学生了解课程的前沿状况。