油气井工程测量理论与方法3-2(传感器)
油藏工程3
DST测试图
§3-1 试井及试井分析
对于水井，有： (1)注入能力测试(Injectivity Test－IT)－水井
注水井的注入测试(Injection Test)等价于油井的压力降落测 试。所谓注入测试是指注入时 对注水井所进行的测试。此时 井底压力随时间是逐渐增加的。 注入流量很容易维持恒定，但 其分析比较困难。
(3-43)
上式对t进行微分，得井底压力随时间的变化率：
由于不稳态时的Y函数特征呈直线。当直线受 干扰时，可由干扰的特征来判断地层性质的变化。
左图表示气水或气油边 界的影响，说明井底附 近存在低粘区域。由于 低粘区域传导性高于高 粘区，表现在函数上则 为其值增加。
图A表示井底附近存在高粘区，即有油水或油气边界存在。 图B表示井底附近存在两条断层，渗透率发生突变的情况。
(3)外边界作用阶段 A.如果为无限大油藏(Infinite Reservoir)，径向流动阶段一直 延续下去。 B.若有封闭边界(Closed Outer Boundary)：过渡段，径向流动阶段到 边界影响的阶段； 拟稳态流动阶段(Pseudosteady State)，主要反映封闭边界的影响。 拟稳态流动阶段：任意时刻地层内压力下降速度相等； C.若有定压边界(Constant Pressure Boundary)： 过渡段，径向流动阶段到边界影响的阶段； 稳定流动阶段(Steady State)，主要反映定压边界的影响。 稳态流动阶段：地层内压力不随时间变化；
§3-1 试井及试井分析
油 藏 评 价 分 析 方 法
岩心分析方法 地球物理方法
井点取心处的绝对渗透率，反 映渗透率沿深度的变化，静态 依赖岩心分析和其它资料，精 度不高，静态 流体静止条件下近井地层的 渗透 率 ， 静 态 流动条件下井周围平均渗透 率，用于评价产能，动态参数 流动条件下井周围各层平均渗 透率，大孔道，动态参数 流 动 条 件 下 地 层 的 吸 水 剖 面、 生产剖面
钻井地球物理勘探
钻井地球物理勘探绪论钻井地球物理勘探——在钻孔中进行的各种地球物理勘探方法的总称。
又称为：地球物理测井、矿场地球物理、油矿地球物理。
简称为“测井”。
1 ．石油勘探与开发过程的几个阶段（测井在其中的位置）；1 ）地质调查—查明含油气盆地、提出含油气远景区；2 ）物探—帮助查明盆地状况，通过详查找出有利储油的构造；3 ）钻探—了解地质分层，寻找出油气层；4 ）测井—划分渗透性地层，判别渗透层含油气情况；5 ）试油与采油—为了解油井动态变化及研究井的技术状况，还须进行测井。
测井是贯穿在整个石油勘探与开发过程中的一个不可缺少的环节。
2 ．有关“井”的几个概念1 ）钻井—又称钻孔，井孔，井眼2 ）泥浆—用于将钻井过程中产生的岩屑排出地面；保持对地层产生适当压力，防止发生井喷。
3 ）裸眼井与套管井3 ．测井发展简史（从评价油气层的角度来看）第一阶段：测井始于 1927 年，法国；我国 1939 年在四川首次测井。
仅有普通电阻率法及自然电位法两种测井，只能测量视参数，定性估计储层情况。
第二阶段：研究出一套根据视参数确定岩层电性参数的解释方法—横向测井；1942 年 Archie 提出了研究电阻率、饱和度、孔隙度之间关系的 Archie 公式。
上述进展使储层评价进入半定量阶段。
（介绍孔隙度、饱和度、渗透率概念）。
第三阶段： 50 年代中后期开始，出现一批新型测井方法，使储层评价进入定量阶段。
新出现的测井方法：感应测井、侧向测井、微侧向测井；声波测井；密度测井与中子测井等。
第四阶段： 60 年代以后，计算机技术引入测井；对各种的理参数与储量参数和参数之间的关系有了进一步的认识；解释模型更接近实际地层；综合解释方法成为求解岩石成分及储量参数、饱和参数的主要方法。
4 ．测井可解决的油气勘探开发问题1 ）划分钻孔的岩性剖面，找出含油气储杂层，确定油气层的埋深及厚度；2 ）定量或半定量估计岩层的储杂性能（孔隙度、渗秀率）；3 ）确定岩层的含油气性质（含油气饱和度及油气的可动性）；4 ）研究岩层产状，进行剖面对比，研究岩性变化及构造；5 ）在油田开发过程中，研究油层动态情况（油水分布的变化情况）；6 ）研究钻孔的技术状况（井径、井斜、井温、固井质量）；7 ）研究地层压力、岩石强度等问题。
(完整)1-3感应测井
围岩的视电导率值也从曲线上选取。若围岩 是均匀的，可直接从对应的曲线上读得，若围岩 是不均匀的，则应在靠近目的层的围岩处取值。
2、确定地层真电阻率Rt 视电导率曲线校正后，得到地层电导率，由
下式即可确定地层电阻率。
Rt
1000
t
其中：Rt—地层真电阻率（欧姆米）；
t —地层电导率（毫西门子/米）。
❖ 径向上：靠近线圈系的介质(r＜0.5L)对测量结果影响较 大，表明井内泥浆对测量结果影响很大，且探测深度较 浅。
❖ 无用信号比有用信号幅度高几十甚至上千倍。
3.多线圈系的特性
多线圈系是由许多双线圈系组合而成的。双线圈系的特 性是计算多线圈系特性的基础，也是设计多线圈系的依据。
为了改善线圈系的径向特性和纵向特性，在原来双线圈 系中附加一些线圈，与原来的线圈(主线圈)构成新的线圈对。
设计时，使这些线圈对的有用信号，即主要来自浅部 (井眼和侵入区)和围岩的信号去抵消主线圈对相应部分的无 用信号，从而提高地层及其深部信号的比例，起到“聚焦” 的作用。
4.0.8m六线圈系简介
目前我国使用的感应测井线圈系是六线圈系，线圈系 的排列及圈数如图所示。因为它的主发射线圈T1和主接收线 圈R1的距离是0.8m所以通常也叫做0.8m六线圈系。
(1)线圈系的无用信号应为零； (2)线圈系径向特性应保证使钻孔对测量结果的影响最小; (3)线圈系的纵向特性应使上下围岩对测量结果的影响小， 即分层能力强； (4)为了便于解释，在上下围岩电导率相同的情况下，对 于均匀地层，曲线应是对称的。
1.双线圈系的横向探测特性
地球物理测井：第02章 电阻率测井
I
MN I
I
电位： MN ，则 AN / MN 1, UMN UM
Ra 4 AM AN UMN 4 AM UM
MN
I
I
电极互换原理：
保持电极系中各电极之间的相对位置不变，只改变其功能（供电或 测量），则当测量条件不变时所测曲线完全相同，称为电极互换原理。
补充：理论计算一般用AMN；实际生产中小尺寸电极系用双极供电， 大尺寸电极系用单极供电减小干扰。
深：
Rd LL3
反映原状地层Rt
浅：
Rs LL3
反映侵入带Ri
（3）探测特性
➢ 纵向分辨率：主电流厚度(绝缘环中点O1O2间距)，约0.2 m ➢ 探测半径：横向探测深度，深rd≈1.0 m，浅rs≈0.3 m
2021/7/31
中国石油大学（华东）
23
A0：主电极（供主电流Io） A1、A2：屏蔽电极（供屏蔽电流Is，与Io同极性） M1、M1、M2、M2 ：监督电极 B1、B2：回路电极； N：对比(参考)电极，无穷远处
中国石油大学（华东）
8
有关阿尔奇公式
➢ 意义：将孔隙度测井与电阻率测井联系起来，用于计算 流体饱和度，是测井定量解释油水层的基础。
➢ 适用条件：纯岩石（不含泥质）或含泥质很少的岩石。
➢ 用法：孔隙度测井 ＋ 电阻率测井 ＋ 阿尔奇公式，在水 层（电阻率测井得出R0）可求出Rw；在油层可求出其R0 并进而确定Sw。
电阻率或电导率都是描述物质导电性质的物理量，
电阻率：单位是欧姆米（Ωm)，测井上用符号R表示；(Resistivity) 电导率：单位是姆欧/米（ /m），标准单位是西门子/米(S/m),测
井上用符号σ表示。 (Conductivity)
感应测井及数据处理的理论和仿真
带和围岩影响时的视电导率Ｏ＂ａ可表示为：
Ｏ＂ａ＝吒％＋ｇ吒＋Ｇｉ盯ｆ＋ｑＯ＂ｔ
（１．４）
其中，盯，、眼、盯。、和盯；分别是地层、围岩、泥浆和侵入带的电导率；
Ｇ，、Ｇ、瓯和Ｇ，分别是地层、围岩、泥浆和侵入带的几何因子。当泥
浆、围岩和侵入带的影响可以忽略不记时，吒可以近似等于地层电导率 盯。。此时％的大小，能反应出地层电导率的变化，这就是感应测井的基
集层中储集物的电阻率的高低是判断储集层含油、气的重要标志。
鉴于电阻率测井的重要性，人们设想了多种测量电阻率的方法，如电
极系测井、双侧向测井、微型聚焦测井等。这些测井方法都在一定程度上
实现了电阻率测并任务。但当井中泥浆不导电时（如油基泥浆），这些测
井方法不再有效。为此，人们开发了感应测井方法。
起初，感应测井仅用于油基泥浆和干井，并取得了良好的测量效果。
ｃｉｒｃｕｉｔｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｐａｐｅｒ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｓｏｍｅ ｆａｃｔｏｒｓ ｔｈａｔ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ａｎａｌｙｚｅｄ ａｎｄ ａ ｎｏｖｅｌ
生产井多相流测量技术。第四章,油气井x射线多相流测量技术知识
生产井多相流测量技术。
第四章,油气井x射线多相流测量技术知识1. 引言1.1 概述本文主要介绍了生产井多相流测量技术，重点关注油气井x射线多相流测量技术的知识。
随着石油工业的发展和对油气资源的不断需求，对井口产出的准确测量成为提高生产效率和管理资源的关键。
而多相流测量技术作为一种实时监测工具，具有非侵入性、高精度和反应快等优点，在油气井生产中扮演着重要角色。
1.2 文章结构本文分为四个章节进行阐述。
首先，在引言部分（第一章），我们将概括性地介绍本文内容，并明确文章结构。
接下来，第二章将详细讨论生产井多相流测量技术的基本原理、分类方法以及各种常用的测量器件与设备。
在第三章，我们将从实际应用角度出发，利用已有数据和实验结果进行分析和讨论，并总结出多相流测量技术的优势与挑战。
最后，在第四章，我们将重点聚焦于油气井x射线多相流测量技术，并介绍其原理、应用范围以及发展前景。
1.3 目的本文旨在深入探讨生产井多相流测量技术，特别是油气井x射线多相流测量技术的知识，从而帮助读者全面了解该领域的最新进展和应用情况。
通过对多相流测量技术的详细介绍和实际案例分析，读者可以更加清晰地认识到该技术在石油工业中的重要性，为相关领域的从业人员提供参考和指导。
同时，本文还着眼于这一领域未来的发展趋势，对未来可能出现的新型测量技术进行展望，并呼吁进一步研究与创新以推动该领域的发展。
以上即为文章“1. 引言”部分所涵盖内容，请根据需要适当调整和修改。
2. 正文：第四章，油气井x射线多相流测量技术知识2.1 X射线多相流测量原理X射线多相流测量技术是一种应用于油气井生产中的非接触性测量方法。
其原理是通过向管道内注入X射线，利用X射线在不同物质中的不同衰减特性，从而对油、气和水等多个相态的流体进行定量分析。
2.2 X射线多相流测量仪器及组成X射线多相流测量系统主要由以下几部分组成：- X射线发生器：用于产生高能X射线，并将其注入到管道内。
中国石油大学(北京)测井原理3
一、电法测井1．阵列感应测井原理和主要特征。
阵列感应测井与常规感应测井的优点。
答：阵列感应测井仪AIT (Array Induction Imager Tool)，是基于20世纪40年代道尔(H·DOLL)提出的感应测井几何因子理论发展起来的。
阵列感应测井的最基本原理与普通感应测井原理类似，利用交流电的互感原理，使得在发射线圈中的交流电流在接收线圈中感应出电动势。
由于发射线圈和接收线圈都在井内，发射线圈的交流电流必然在井周围地层中感应出涡流，而这个涡流对接收线圈的感应电动势发生影响。
因此这个电动势与涡流强度有关，即与地层的地层电导率有关。
阵列感应测井通常由一个发射线圈T 和n 对不同电极距的接收线圈S j -R j 组成，S j （补偿线圈）和R j （接收线圈）串联在一起并反向缠绕。
比传统感应测井测量信息多、侵入反映明显、分辨率高、探测深度深、地层电阻率测量准确以及分辨油气水明显等优点，可进行电阻率的井下三维成像。
在油气勘探开发中具有良好的应用前景。
2．深中浅测井怎么组合，什么情况下用什么样组合方式，即应用条件？答：1）双侧向-微球形聚焦测井组合主要用于水基钻井液、低侵和高阻地层的井中：深侧向测井视电阻率R LLd 主要反映地层电阻率变化；浅侧向测井视电阻率R LLs 主要反映侵入带电阻率变化；微球形聚焦测井视电阻率R MSFL 主要反映冲洗带电阻率变化。
通过三条曲线幅度的相对变化，可以快速判断油、气、水层。
(针对井液是否导电)2）双感应八侧向测井组合主要用于油基泥浆，高侵低阻的地层：深感应测原地层，中感应层侵入带，八侧向测冲洗带。
3．阿尔奇公式的物理意义、并说明测井基础研究的基本问题和作用答:形式：0m W F R R a ϕ==，()01n n t w h I R R b S b S ===-，相乘可得到m n t w w R R ab S ϕ=：因此，()1nm w w t S abR R ϕ=。
油气井工程测量理论与方法5-1(信号调制和解调)
cm
cm
a
U cm max U cm min
U cm
U cm
油气井工程测量理论与方法
1.2普通调幅信号的波形 U 如图所示， cm (1 ma cos t ) 是 u o (t) 的振幅，调幅波的包络与调制 信号的形状完全一致，它反映调幅信号的包络线的变化。 由图可见，在输入调制信号的一个周期内，调幅信号的最 大振幅为 U cm max U cm (1 ma ) ，最小振幅为 U cm min U cm (1 ma ) 。
u I (t )
u 为普通调幅波： I (t ) U im (1 ma cos t ) cos ct
油气井工程测量理论与方法
则乘法器的输出电压为
如图所示：
图 单频信号调制时的频谱 三个频率相距很近。由图可以看出，上、下边频分量对 称地排列在载波分量的两侧。调幅波的频谱宽度简称带宽， 用 fbw 表示。显然 fbw ( fc F ) ( fc F ) 2F
因此，调幅电路的作用是在时域实现 u (t ) 和 uc (t ) 相乘，反 映在波形上就是将 u (t ) 不失真地搬移到高频振荡的振幅上，而 在频域则将 u (t )的频谱不失真地搬移到 f c的两边。
油气井工程测量理论与方法
第五章
信号调理
传感器的本身是以一定精确度把被测量转换为与之 有对应关系的便于应用某种物理量的装置。 如将非电量（振动、位移、加速度、光、湿度、温 度…….）转换成电量（如电阻、电容、电感等） ，当然刚 刚还学习了光强的调制。那么这些被转换的电信号通常要 进行某些调理和处理，以便提高信噪比。 （拿出有用的，抛 开无用的） 并把信号转换成更便于处理、 ， 显示和接收的形 式。最终转换为仪表示值或被记录。
油气井工程测量理论与方法4-2(流量计)资料
电磁流量计（续） 外形结构图
电磁流量计（续）
特点及使用
➢电磁流量计的测量管内光滑无阻，所以压力损
失极小。
➢在采用防腐衬里的条件下，可以测量腐蚀性液
体和含有固体颗粒及悬浮物等液体的流体流量。
➢其输出信号与流量之间的关系不受液体的物理
力损失δp
υ
1
p'
1
1
2
3
P1 P2
p'
2
1
2
3
υ
2
图 3-3-2 流 体 流 经 孔 板 时 的 压力和流速变化情况
υ
3
p'
3
δ
p
差压式流量计（续）
节流件入口处的静压力大于出口处的静压力，则在节流
件前后产生了静压差。节流件前后静压差的大小与流量有 关。流量越大，流束的局部收缩和动压能与静压能的转换
例题：
差压式流量计（续）
1． 标准节流件
常用的节流装置如孔板、喷嘴、文丘里管等进 行了标准化，称为“标准节流装置”。即它们 的结构、尺寸和技术条件都有统一标准，有关 计算数据都经过大量的系统实验而有统一的图 表，需要时可查阅有关的手册或资料。按统一 标准规定进行设计制造的节流装置，不必经过 单独标定即可投入使用。
φ b S S'
图3-3-5 法兰取压装置结构
差压式流量计（续）
（2）角接取压
欧洲、德国等规定在孔板前后边缘处取压，
即紧贴节流件上、下游两侧端面取压，称为
角接取压。适用于孔板和喷嘴两种节流装置。 分为环室取压和单独钻孔取压两种方法。
差压式流量计（续）
油气井测试
名词解释：（5*3’）1.油气井生产测试：凡是通过油气井产生流体产物（油、气、水甚至是钻井液浆滤液）而进行的油气井动态参数的测试。
2.引用误差：测量仪器的绝对误差与其应用值之比。
3.满量程误差：用测量范围的上限值作为引用误差。
4.分辨力：指仪器能够在输入信号中检测到的最小变化量。
5.分辨率：指测量系统或显示系统对细节的分辨能力。
6.鉴别力：指测量仪器产生未察觉的响应变化的最大激励变化。
7.准确度：指测量仪器给出的示值接近于真值的能力。
8.精度：指量具仪表类仪器的最小分度值。
9.灵敏度：指测量仪器响应的变化除以对应的激励变化。
10.系统误差：在重复条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值与被测量的真值之差。
11.随机误差：测量值与在重复性条件下对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值之差。
12.粗大误差：指明显超出统计规律预期值的误差。
13.校验：用相对标准来确定测量仪表或测量系统测值读数与机械输入量之间的关系。
14.流量计：指测量流体流量的仪表，能指示和记录某瞬时流体的流量值。
15.计量表（总量计）：指测量流体总量的仪表，能记录某段时间流体的总量值。
16.转子流量计：以节流原理为基础的一种流量测量仪器。
17.节流现象：流体流经孔板时，孔板前后压力差随流量而变化。
18.光纤：在光学模式下承载信息的点对点传输介质。
19.试油：利用一套专用的设备和方法，对井下油、气、水层进行直接测试，并取得有关地下油、气、水层产能，压力，温度和油、气、水样物性资料的工艺过程。
20.钻井中途测试：探井钻井过程中，钻遇油气层或发现重要油气显示时，中途停钻对可能的油气层进行测试。
21.完井测试：指完井之后进行的地层测试，又称为试油气，也就是我们所说的常规试油、普通试油22.静止压力：打开油气层后，不排液或排出少量的液体即关井测压，测得油气层中部静止压力。
23.流动压力：在自喷求产过程中特定的工作制度下所测得的油层中部压力。