测井解释与生产测井课件.ppt
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- 测井 解释 生产测井 课件
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1、生产测井原理生产测井原理(多媒体课件)(多媒体课件)吴 锡 令 (资源与信息学院)(资源与信息学院)引言:引言:生产测井技术应用生产测井技术应用流动剖面测井技术流动剖面测井技术流量流量:涡轮流量计,核示踪流量计涡轮流量计,核示踪流量计密度:密度:压差密度计,伽马密度计压差密度计,伽马密度计持率:持率:电容持水率计,核持水率计电容持水率计,核持水率计温度:温度:电阻温度计,热电偶温度计电阻温度计,热电偶温度计压力;压力;应变压力计,石英压力计应变压力计,石英压力计辅助:辅助:自然伽马仪,磁定位仪,井径仪自然伽马仪,磁定位仪,井径仪钻采工程测井技术钻采工程测井技术水泥胶结评价:水泥胶结评价:声波变
2、密度仪,多扇区声波仪,超声成像仪声波变密度仪,多扇区声波仪,超声成像仪管壁质量检测:管壁质量检测:多臂井径仪,管柱分析仪,超声成像仪多臂井径仪,管柱分析仪,超声成像仪管外流动识别:管外流动识别:温度仪,噪声仪,核示踪仪,核能谱仪温度仪,噪声仪,核示踪仪,核能谱仪地层处理检查地层处理检查 流量计,温度仪,核示踪仪流量计,温度仪,核示踪仪油层监视测井技术油层监视测井技术地层物性评价:地层物性评价:中子、密度、声波测井仪中子、密度、声波测井仪地层含油性评价:地层含油性评价:次生伽马能谱次生伽马能谱+热中子传播时间测井仪,热中子传播时间测井仪,过套管电阻率测井仪过套管电阻率测井仪地层产能评价:地层产能
3、评价:电缆地层测试仪电缆地层测试仪生产测井设备生产测井设备生产测井条件生产测井条件检测含水率过高问题检测含水率过高问题检测油气比过高问题检测油气比过高问题检测油井内技术状况检测油井内技术状况1 油层物理性质及渗流规律油层物理性质及渗流规律生产测井测量目的:生产测井测量目的:监视油气井的生产状况评价油气层的开发动态生产测井应用基础:生产测井应用基础:储层岩石和流体的物理性质储层渗流理论及开发动态油气开采流程示意图油气开采流程示意图1.1 1.1 储层流体物性储层流体物性流体的物理属性流体的物理属性烃类流体的相特性烃类流体的相特性流体物理性质参数流体物理性质参数1.1.1 1.1.1 流体的物理属
4、性流体的物理属性密度:单位体积流体的质量单位体积流体的质量,g/cmg/cm重度:单位体积流体的重量单位体积流体的重量,N/cmN/cm膨胀性:温度改变时流体的体积变化特性温度改变时流体的体积变化特性压缩性:压力改变时流体的体积变化特性压力改变时流体的体积变化特性粘性:流体阻止发生剪切变形和角变形流体阻止发生剪切变形和角变形 的一种特性。成因有两个:的一种特性。成因有两个:分子间内聚力的存在;分子间内聚力的存在;流体层间的动量交换。流体层间的动量交换。确定气体偏差系数的图版确定气体偏差系数的图版1.1.2 1.1.2 烃类流体的相特性烃类流体的相特性烃类的相态烃类的相态:气、液、固态气、液、固
5、态 取决于混合物的组分和不同组分的性质。取决于混合物的组分和不同组分的性质。烃类的相图烃类的相图:P PT T平面图示平面图示 取决于烃类的化学成分和各组分的含量。取决于烃类的化学成分和各组分的含量。开发过程中,随着轻烃成分的采出,重烃成开发过程中,随着轻烃成分的采出,重烃成分相对含量将变大,相图也会不断变化。分相对含量将变大,相图也会不断变化。单组分烃类流体的相图示例单组分烃类流体的相图示例多组分烃类流体的相图示例多组分烃类流体的相图示例1.1.3 1.1.3 流体的物理性质参数流体的物理性质参数流体性质参数及其来源流体性质参数换算方法流体性质参数计算流程流体性质参数及其来源流体性质参数及其
6、来源 地面油、气的密度或比重:地面油、气的密度或比重:PVT分析 气的压缩系数:气的压缩系数:PVT分析或相关计算 油的泡点压力:油的泡点压力:PVT分析或相关计算 气的溶解系数:气的溶解系数:PVT分析或相关计算 地层水矿化度:地层水矿化度:地面分析或Rw换算 井下油、气、水的密度:井下油、气、水的密度:PVT分析、计算或测量 井下油、气、水的粘度:井下油、气、水的粘度:PVT分析或相关计算 油、气、水的体积系数:油、气、水的体积系数:PVT分析或相关计算 油、气、水的表面张力:油、气、水的表面张力:PVT分析或相关计算饱和原油分馏的典型饱和原油分馏的典型PVTPVT数据数据流体性质参数换算
7、方法流体性质参数换算方法换算依据:换算依据:经验相关公式或图版换算关系:换算关系:X=F(,Pwf,Twf)使用条件:使用条件:经验相关关系成立的相应范围流体性质参数计算流程流体性质参数计算流程溶解气系统地面和井下的体积关系溶解气系统地面和井下的体积关系1.2 1.2 储层岩石物性储层岩石物性岩石的物理性质岩石的物理性质岩石物性变化成因岩石物性变化成因岩石物性变化后果岩石物性变化后果1.2.1 1.2.1 岩石的物理性质岩石的物理性质孔隙性孔隙性:渗透性渗透性:含油性含油性:毛细管特性毛细管特性:可压缩特性可压缩特性:1.2.2 1.2.2 岩石物性变化成因岩石物性变化成因水驱冲洗水驱冲洗:粘
8、土变性粘土变性:地层处理改造地层处理改造:1.2.3 1.2.3 岩石物性变化后果岩石物性变化后果储层非均质性更加严重:储层非均质性更加严重:纵、横向上物性差异均会变大开发层间矛盾格外突出开发层间矛盾格外突出:高、低渗层间渗透率级差增大层内流体绕流可能发生:层内流体绕流可能发生:油、水粘度比增加,水驱变差1.3 1.3 生产层的动态生产层的动态油藏开采机制油藏开采机制径向流动方程径向流动方程向井流动特性向井流动特性1.3.1 1.3.1 油藏开采机制油藏开采机制水压驱动气顶膨胀驱溶解气驱重力驱动水驱油藏的开发动态水驱油藏的开发动态气顶膨胀驱油藏的开发动态气顶膨胀驱油藏的开发动态1.3.2 1.
9、3.2 径向流动方程径向流动方程假设条件:假设条件:地层均匀、各向同性、完全打开流动方程:流动方程:rpCrprKrr)(11.3.3 .3.3 向井流动特性向井流动特性产量公式(稳态径向流动):采油指数:)(ln)(2SrrBPPKhQweowfesc)()(ln2wfeweoPPJQSrrBKhJ油层的油层的 IPR IPR 关系关系2 2 管流力学基础及研究方法管流力学基础及研究方法流体运动的描述单相管流多相管流油井内多相管流特性计算方法生产测井流动实验研究2.1 2.1 流体运动的描述流体运动的描述流场流场:流体运动的全部空间流体运动的全部空间 径流场径流场:管道流动管道流动 绕流场绕
10、流场:绕过物体流动绕过物体流动流线流线:同一瞬间流场中连续的同一瞬间流场中连续的 不同位置的流动方向线不同位置的流动方向线 (类比于电场的电力线类比于电场的电力线)欧拉研究法欧拉研究法:研究整个流场内不同位置上研究整个流场内不同位置上 流体质点的流动参量随时间的变化流体质点的流动参量随时间的变化u=u(x,y,z,t),p=p(x,y,z,t)2.1.1 2.1.1 流体力学几个基本概念流体力学几个基本概念总流总流:无数微小流束的总和(一般对流道而言)有效流通截面有效流通截面:总流上垂直于流线的截面流量流量:单位时间内流经有效截面的体积量平均流速平均流速:假定流通截面上各质点流速相等,且其为
11、AQdAvdAVAA2.1.2 2.1.2 工程流体力学基本方程式工程流体力学基本方程式状态方程状态方程:=(P,T,流体)流变方程(本构方程)流变方程(本构方程):=(P,T,流体),=dv/dy流量方程(连续性方程):流量方程(连续性方程):微分形式积分形式动量方程(运动方程):动量方程(运动方程):微分形式221101AVAVVdtdpgdtud 能量方程:能量方程:微分形式(稳定流动)机械能量方程(总流伯努里方程):机械能量方程(总流伯努里方程):应用条件:不可压缩流体稳定流动缓变流sdLduvdvgdzpddq)/(whgvSPzgvSPz222222221111基本方程式的应用基本
12、方程式的应用理论计算应用:理论计算应用:方程方程 1、2、3、4、5+单值性条件联立解出单值性条件联立解出 计算流体力学常采用数值解法计算流体力学常采用数值解法实际工程应用:实际工程应用:方程方程 1、2、3、6+单值性条件单值性条件 限制条件是须满足方程限制条件是须满足方程6的三个条件的三个条件生产测井应用:生产测井应用:明确流动测井需要测量的参量及其规律性联系明确流动测井需要测量的参量及其规律性联系 了解信息采集及分析应该注意的问题了解信息采集及分析应该注意的问题tPvvvzyx,2.2 2.2 单相管流单相管流层流层流:流体在低流速下流体在低流速下 以层状流动,以层状流动,速度剖面呈抛物
13、面。速度剖面呈抛物面。紊流紊流:流体在低流速下流体在低流速下 以涡状流动,以涡状流动,速度剖面近似椭圆面。速度剖面近似椭圆面。雷诺准则雷诺准则:层流:层流:紊流:紊流:/VdRe40002100eeRR2.2.1 2.2.1 圆管中层流的速度分布圆管中层流的速度分布轴向速度轴向速度:平均速度平均速度:中心速度中心速度:)(422rrJvoxoroxorJrdrvrV022821VrJvo242max2.2.2 2.2.2 圆管中紊流的速度分布圆管中紊流的速度分布Nikurades对数分布公式:Prandel指数分布公式:(适用于的紊流)平均流速与中心流速的关系:510eR5.5log756.5
14、yvvvx71)(7.8yvvvxmax82.0vV 2.2.3 2.2.3 稳定流动的发展长度稳定流动的发展长度层流层流 (McComas,1967):L*/d=0.028Re紊流紊流(Krudsen,Katz,1958):L*/d50对于d=125mm的套管,L*6m2.3 2.3 多相管流多相管流多相流动的复杂性多相流动的复杂性:分布复杂分布复杂:流体非均质,有相的分界面。作用力复杂作用力复杂:不仅流体与管壁间有作用力,各相界面间也有作用力。速度复杂速度复杂:各相的速度一般不相等。流型(流动机构):流型(流动机构):混合流体中各相介质的分布状态。2.3.1 两相垂直管流的流型两相垂直管流
15、的流型泡状流动段塞状流动泡状流动雾状流动(乳状流动)2.3.2 两相水平管流的流型两相水平管流的流型泡状流动层状流动波状流动段塞状流动泡状流动雾状流动(乳状流动)2.3.3 各种流型的边界各种流型的边界Ros相图Aziz相图Govier相图判别条件2.3.4 各相介质的持率和含率各相介质的持率和含率 相持率相持率:各相介质的截面分数,又称就地体积分数。相含率:相含率:各相介质的流量比例,又称入口体积分数。相持率与相含率的关系:AdAAAAY01VAAVQQC)11(11YVVC2.3.5 滞留效应和滑动速度滞留效应和滑动速度滞留效应滞留效应:两相混流时重质相速度往往低于轻质相,谓之重质相相对于
16、轻质相存在“滞留”,或称轻质相相对于重质相存在“滑脱”。滞留率:滞留率:轻质相与重质相的平均就地速度之比滑动速度:滑动速度:轻质相与重质相的平均就地速度之差YCYCYYvvvvHssVVVs2.4 油井多相流动特性计算方法油井多相流动特性计算方法流动特性分析目的流动特性分析目的探求流动参量V、Yw与各相表观速度的关系建立解释测井物理量为流动参量的数学模型流动模型处理方法流动模型处理方法均流模型:将两相流动视为一种均匀介质流动分流模型:将两相流动视为各自分开的流动流型分析:对流型描述并按流型建立关系式漂流模型:考虑流型结合单独测试建立关系式2.4.1 漂移流动模型漂移流动模型流动模型:流动模型:
17、模型应用:模型应用:首先判别流动机构,然后确定相分布系数以及平均漂移速度。smsjmosVVVVVCYV2.4.2 滑脱流动模型滑脱流动模型流动模型:流动模型:模型应用:模型应用:首先估计滑动速度,然后确定表观速度。smssmsVVVVYYVYV)1(思考题生产测井的测量对象是什么?测井目的何在?流动剖面测井需要测量哪些参量?应用特点是啥?单相管流的速度分布有哪几种形式?多相管流的介质分布有哪几种流型?试对漂移流动模型和滑脱流动模型进行分析比较。3 3 流流 量量 测测 井井Q =v AVo,Vg,Vw Yo,Yg,Yw井径流速测井密度 持水PVT压力 温度 流流 量量 测测 井井涡轮流量计测
18、井核流量计测井配注剖面测井 3.1 3.1 涡轮涡轮流量计测井流量计测井工作原理工作原理敞流测量敞流测量集流测量集流测量 3.1.1 3.1.1 涡轮流量计工作原理涡轮流量计工作原理作用原理作用原理:管内流体线性运动=涡轮旋转运动稳态方程稳态方程:响应方程响应方程:3211rVMtgVrrffif)()(thfVVKRPSN3.1.2 3.1.2 敞流测量敞流测量仪器测量仪器测量井的条件:稳定流动仪器条件:带扶正器连续测量:上、下应反转曲线8-10条井下刻度井下刻度目的:回归确定K、Vth方法:交会应用:检查测井资料质量估计视流速lineVRPS 敞流测量资料解释敞流测量资料解释定性分析定性分
19、析:确定流体产出或吸入层位确定流体产出或吸入层位 判断流体性质变化判断流体性质变化 估算各层流量比例估算各层流量比例定量解释定量解释:分层读值分层读值 计算流动响应计算流动响应 确定视流速确定视流速 确定平均流速确定平均流速 计算体积流量计算体积流量 确定分层流量确定分层流量流量计的性能流量计的性能 (1)典型的刻度 正转与反转的直线截距大致以原点对称;反转斜率略小于正转直线斜率(一般为70%)。(2)异常门限速度 涡轮轴承安装的太紧。(3)异常截距 反转与速度轴交于原点右侧;正转与速度轴交于原点左侧。(4)异常的反转直线斜率 反转斜率大于正转斜率(可能遇阻)3.1.3 3.1.3 集流测量集
20、流测量仪器测量仪器测量井的条件:稳定流动仪器条件:带集流器定点测量:记录35分钟资料解释资料解释读值:停抽法或平均法计算流量:查图或公式应用特点应用特点可测较低流量可由RPS直接求流量测量流动剖面不连续3.2 3.2 核核流量计测井流量计测井测量原理:测量原理:采用“标记法”标记物:标记物:核同位素溶液探测器:探测器:伽马探头测量方法:测量方法:定点测量连续测量跟踪测量3.2.1 定点测量定点测量测量测量:选点喷射测量解释解释:记录点记录点:两个探头中点流速流速:流量流量:应用应用:适用于高流速WddCCVCQtLVtCPPfvf)(4/223.2.2 连续测量连续测量测量测量:恒速移动喷射测
21、量解释解释:记录点记录点:两个探头中点流速流速:流量流量:应用应用:适用于低流速PfvlinefCVCQHLHVV3.2.3 跟踪测量跟踪测量测量测量:选点喷射测参考曲线测跟踪曲线解释解释:记录点记录点:两深度中点流速流速:应用应用:适用中、低流速niaifiiaiVnVtHV113.3 3.3 配注剖面配注剖面测井测井测量原理:测量原理:采用“标记法”标记物:标记物:放射性同位素微球探测器:探测器:伽马探头测量方法:测量方法:测GR基线释放活化悬浮液测示踪曲线解释方法:解释方法:“面积法”应用特点:应用特点:假设条件往往不能成立常受管壁沾污和大孔道影响测量原理:测量原理:根据电磁感应原理,根
22、据电磁感应原理,导体切割磁力线会有导体切割磁力线会有动生电动势:动生电动势:当水中导电离子流经探头当水中导电离子流经探头磁场时,接收电极中将产磁场时,接收电极中将产生与流体速度相关的信号生与流体速度相关的信号从而实现对流量的测量。从而实现对流量的测量。电磁流量计测量原理示意图电磁流量计测量原理示意图 3.4 3.4 电磁流量计测井电磁流量计测井SSNNbbaaa-a b-b 四接收电极四接收电极N-N s-s 四发射磁极四发射磁极LdlBvE)(电磁流量计应用特点电磁流量计应用特点思考题简述涡轮流量计的工作原理。敞流式涡轮流量计测井为什么要进行井下刻度?怎样刻度?导流式涡轮流量计测井的应用特点
23、有哪些?核流量计测井有哪几种测量方法?各自的适用范围是什么?采用放射性示踪载体法测配注剖面,可能存在的问题有哪些?试对图4-11所示的污水回注剖面测井曲线(数据见表4-1)分析解释。Q =v AVo,Vg,Vw Yo,Yg,Yw井径流速测井流体识别:流体识别:密度密度 持水持水PVT压力 温度4 4 流体识别测井流体识别测井测井目的:识别井内流体类型识别井内流体类型 求解各相流体比例求解各相流体比例测量方法:密度:密度:压差密度计测井压差密度计测井 伽马密度计测井伽马密度计测井 持水:电容持水率计测井持水:电容持水率计测井 放射性持水率计测井放射性持水率计测井其它方法:管外流体识别:管外流体识
24、别:噪声测井噪声测井 氧活化水流测井氧活化水流测井4.1 4.1 压差密度计测井压差密度计测井测量仪器的组成测量仪器的组成:两个相差2ft的压敏波纹管压缩箱和伸缩腔充满煤油测量依据测量依据:总压力梯度 重力梯度 摩阻梯度 加速梯度工作原理工作原理:仪器内腔充满的煤油 与井眼流体的密度差异 通过压敏箱作用于磁棒 换能线圈输出相关信号仪器测量仪器测量:了解井斜、出砂情况:以免妨碍仪器测量 居中、恒速平稳、重复测量dzVdVDVfgdzdP2cos2 仪器刻度仪器刻度 分别测量空气和水的密度井下刻度在已知密度的含水层进行测量 测量响应测量响应速度相摩阻相)1(FKfGr流体密度资料解释资料解释:定性
25、判别气、油、水,识别流体的类型 划分流体界面 定量计算持率 应用特点应用特点:全井眼探测 不能用于水平井和大斜度井1lhllhhfYYYY井径差异造成曲线跳跃4.2 4.2 伽马密度计测井伽马密度计测井仪器结构仪器结构伽玛源、记数管、测量油道方法原理方法原理:利用流体对伽马射线的吸收特性 当 油、气、水的质量吸收系数相等 由 从而LIIeIILlnln00AZKevE/,60碳、氢、氧、铍以及碳、氢、氧、铍以及原油、甲烷、水的质量吸收系数原油、甲烷、水的质量吸收系数 仪器测量仪器测量:居中、限速(电缆速度不能超过2030ft/min)重复测量,套管接箍进行深度校正仪器优点仪器优点:在斜井中,仪
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