NEW石油工程测井生产测井和电缆地层测试器学习教案课件.pptx

1、会计学1NEW石油工程测井生产测井和电缆地层石油工程测井生产测井和电缆地层测试器测试器1)生产测井是监测油气田开发动态的主要技术手段，包括生产测井是监测油气田开发动态的主要技术手段，包括用于完用于完井后井后注入井和生产井注入井和生产井的测井技术；的测井技术；2)国外习惯上将国外习惯上将生产测井生产测井作为作为流动剖面测井流动剖面测井的代名词，有的也将的代名词，有的也将采油气工程测井采油气工程测井纳入生产测井纳入生产测井(即工程测井包含了生产测井即工程测井包含了生产测井)；3)在我国，生产测井在我国，生产测井泛指油气田投产后，泛指油气田投产后，整个生产过程中的井下整个生产过程中的井下一系列的地球

2、物理观测。一系列的地球物理观测。4)PL是在套管井中进行测井，具有仪器外径小、承高温高压、耐是在套管井中进行测井，具有仪器外径小、承高温高压、耐腐蚀能力强，测速慢等特点，有腐蚀能力强，测速慢等特点，有点测和连续测量两种方式。点测和连续测量两种方式。第1页/共80页 5)PL5)PL重要任务就是重要任务就是测量测量生产井和注入井内的流生产井和注入井内的流体流动剖面，测量参数包括流体的体流动剖面，测量参数包括流体的速度速度(流量流量)、密度、持水率、温度、压力等密度、持水率、温度、压力等。测量目的测量目的是了解是了解各射孔层段产出或吸入流体的性质和流量，以便各射孔层段产出或吸入流体的性质和流量，以

3、便对油井产状和油层开采特征作出评价。对油井产状和油层开采特征作出评价。7)7)根据测量的对象和应用范围，根据测量的对象和应用范围，PLPL大致可分为大致可分为生产动态测井、产层监测评价测井和工程技术测生产动态测井、产层监测评价测井和工程技术测井三大类。井三大类。第2页/共80页测量对象为井内流体。划分井筒注入剖面和产出剖面；评价地层的吸入或产出特性；找出射开层的水淹段和水源；研究油气井的产状和油气藏动态。测量对象为油气产层。划分水淹层；监视(油水和油气)界面的移动；确定地层压力和温度；评价地层So的变化情况。测量对象为井身结构。检查水泥胶结质量；监视套管技术状况；确定井下水动力的完整性；评价地

4、层酸化、压裂、封堵等作业效果。8)PL主要有主要有:流体流量测井流体流量测井(Flowmeter);流体密度测井流体密度测井(Fluid Densimeter);持水率测井持水率测井(Water Hold-up meter);温度测井温度测井(TL);压力测井压力测井(Pressure meter);CHFR,RTS,RST,TDT,C/O,RFT/MDT,RMT,MIT第3页/共80页监监 测测 任任 务务井井 的的 种种 类类地层状况地层状况井中流体井中流体主主 要要 方方 法法辅助方法辅助方法划分产出剖划分产出剖面、评价地面、评价地层生产性质层生产性质自喷井、气举自喷井、气举井、机抽井井

5、、机抽井 正正 常常油、气、油、气、水水井温计、压力计、井温计、压力计、流体密度计、持水流体密度计、持水率计、流量测井率计、流量测井（涡轮流量计、核（涡轮流量计、核流量计、脉冲中子流量计、脉冲中子氧活化）氧活化）GR、接箍、接箍定位仪、定位仪、井径仪井径仪监测油水界监测油水界面、气水界面、气水界面位移、划面位移、划分水淹层、分水淹层、评价地层含评价地层含油气性油气性金属套管金属套管(未射未射孔孔)盐水水盐水水淹淹油、气、油、气、水水中子寿命测井仪、中子寿命测井仪、井温计井温计淡水水淡水水淹淹油、气、油、气、水水次生伽马能谱仪、次生伽马能谱仪、井温计井温计金属套管金属套管(已射已射孔孔)盐水或盐

6、水或淡水水淡水水淹淹油、气、油、气、水水脉冲中子仪、井温脉冲中子仪、井温计、流体密度计、计、流体密度计、持水率计、流量计持水率计、流量计GR、接箍、接箍定位仪、定位仪、地层密度仪地层密度仪非金属套管非金属套管(未未射孔射孔)盐水或盐水或淡水水淡水水淹淹油、气、油、气、水水感应测井仪、侧向感应测井仪、侧向测井仪、补偿中子测井仪、补偿中子测井仪，测井仪，CHFRGR一般生产测井采用采用组合方式测量一般生产测井采用采用组合方式测量第4页/共80页第5页/共80页P93 fig4-1第6页/共80页流量测井流量测井(flowmeter)-Spinner-type flowmeterSpinner-ty

7、pe flowmeter第7页/共80页V-V-VaVa(Flowmeter)1)1)利用涡轮转速与测井速度交会图求利用涡轮转速与测井速度交会图求取涡轮的启动速度取涡轮的启动速度VaVa；2)2)根据涡轮流量根据涡轮流量计的响应公式计算流体速度计的响应公式计算流体速度V V；3)3)根据下根据下述公式述公式(4-2)(4-2)计算流量计算流量Q Q。第8页/共80页P94-FIG4-5P94-FIG4-5第9页/共80页某井某井342234223437m3437m井段涡轮转速与测井速度图井段涡轮转速与测井速度图测井速度测井速度涡轮转速涡轮转速第10页/共80页喷射器与邻近探测器间距喷射器与邻近

8、探测器间距(源距源距)为为0.5m,0.5m,两个探测器的间距为两个探测器的间距为2m2m。核流量计测井是利用人工放射性同位素核流量计测井是利用人工放射性同位素作标记物来观测井下流体流量剖面的一种测作标记物来观测井下流体流量剖面的一种测井方法，主要应用于井筒流量太小而不能使井方法，主要应用于井筒流量太小而不能使涡轮有效转动的低流量井中。涡轮有效转动的低流量井中。第11页/共80页第12页/共80页Oxygen activation flowmeter第13页/共80页中子发生器中子发生器探测器1探测器2探测器3探测器4探测器1探测器2探测器3探测器4第14页/共80页(Fluid densim

9、eter)cosgdhgp第15页/共80页LIIlnln0第16页/共80页(Water hold-up meter)第17页/共80页第18页/共80页第19页/共80页温度测井温度测井（Temperature Meter）温度测井资料可用于温度测井资料可用于确定产层温度和注确定产层温度和注入层温度入层温度了解井内流动状态了解井内流动状态，划分注入剖面划分注入剖面确定产气、液口位确定产气、液口位置置检查管柱泄漏、窜检查管柱泄漏、窜槽槽评价酸化、压裂效评价酸化、压裂效果果 Application第20页/共80页 P101-fig4-15P101-fig4-15TLTL有哪些应用？有哪些应用

10、？第21页/共80页(Pressure Meter)第22页/共80页第23页/共80页1)DST1)DST钻杆地层测试器钻杆地层测试器2)2)电缆地层测试器电缆地层测试器第24页/共80页电缆地层测试器电缆地层测试器（Wireline Formation Testing）第25页/共80页测试时间测试时间压压力力地层压力地层压力泥泥浆浆柱柱压压力力第一预测室第一预测室P P1 1第二预测室第二预测室P P2 2PP1 1PP2 2RFTRFT实测曲线特征实测曲线特征TT1 1TT2 2q q1 1q q2 2第26页/共80页RFTRFT实测资料的应用实测资料的应用 *地层压力梯度与地层流体

11、密度的关系地层压力梯度与地层流体密度的关系 关系为关系为:PFG=:PFG=*1.422 1.422 （3 3）式中式中 PFG-PFG-地层压力梯度地层压力梯度(Psi/m)(Psi/m)；-地层流体密度地层流体密度(g/cm(g/cm3 3)。第27页/共80页RFRFT T实实测测资资料料的的应应用用RFTRFT压力测试资料分析判别流体性质压力测试资料分析判别流体性质第28页/共80页RFTRFT采集的流体样品的应用采集的流体样品的应用第29页/共80页第30页/共80页第31页/共80页脉冲中子氧活化测井资料中子发生器探测器1探测器2探测器3探测器4中子发生器探测器1探测器2探测器3探

12、测器4第32页/共80页测量的产水量为27.5方/日脉冲中子氧活化测井资料第33页/共80页脉冲中子氧活化测井资料 3468.5米米的的产水产水量量为为38.7方方/日日第34页/共80页 3462.5米的米的产水量产水量39.4方方/日日;3468.5米、米、3462.5米所米所测产水量分测产水量分别为别为38.7方方/日、日、39.4方方/日日;产水量基本产水量基本一致说明产一致说明产水井段位于水井段位于3468.53474米米。脉冲中子氧活化测井资料脉冲中子氧活化测井资料第35页/共80页脉冲中子氧活化测井资料第36页/共80页脉冲中子氧活化测井资料第37页/共80页脉冲中子氧活化测井资

13、料第38页/共80页3419.03419.0米、米、3406.13406.1米、米、33763376米与米与3450.63450.6米处产水量米处产水量一致，因此，可以一致，因此，可以推论在推论在3450.63450.6米以米以上井段没有地层水上井段没有地层水产出，该井目前的产出，该井目前的气水界面在气水界面在34503450米米左右。左右。脉冲中子氧活化测井资料第39页/共80页 压力温度流量测井第40页/共80页 压力温度流量测井EXCEL第41页/共80页Q1Q1井井335433543366m3366m井段流量涡轮转速与测井速度图井段流量涡轮转速与测井速度图压力、温度、流量测井压力、温度

14、、流量测井vvvKNa)(第42页/共80页Q1Q1井井337833783381m3381m井井段流量段流量涡轮转涡轮转速与测速与测井速度井速度图图Q1Q1井井338333833396m3396m井段井段流量涡轮转流量涡轮转速与测井速速与测井速度图度图第43页/共80页Production Logging1.PL 定义、分类、用途？定义、分类、用途？PL测流体哪些参数测流体哪些参数(5变量变量)?2.流量测井原理流量测井原理(频率响应频率响应)公式？井筒下流体识别测公式？井筒下流体识别测井有哪些方法？有几种密度测井方法？应用？井有哪些方法？有几种密度测井方法？应用？3.持水率测井资料用何用途？

15、持水率测井资料用何用途？4.温度测井有哪些仪器？普通温度测井，微差温度测温度测井有哪些仪器？普通温度测井，微差温度测井和径向微差温度测井的应用？井和径向微差温度测井的应用？5.压力测井原理及其应用？压力测井原理及其应用？6.地层测试器测量步骤，它可获取哪些资料？有哪些地层测试器测量步骤，它可获取哪些资料？有哪些仪器类型？仪器类型？写出地层压力梯度与流体密度的转换公写出地层压力梯度与流体密度的转换公式？式？第44页/共80页Production Logging1.简述三种流量测井原理简述三种流量测井原理2.流体识别测井有哪些方法，流体密度测井有何应用？流体识别测井有哪些方法，流体密度测井有何应用

16、？有几种密度测井方法？有几种密度测井方法？3.GR密度测井，压差密度测井原理及其应用密度测井，压差密度测井原理及其应用4.持水率测井测井资料用何用途？持水率测井测井资料用何用途？5.温度测井的原理，普通温度测井、纵向微差温度测井温度测井的原理，普通温度测井、纵向微差温度测井和径向微差温度测井的应用和径向微差温度测井的应用6.压力测井原理及其应用。压力测井原理及其应用。1 流量测井流量测井（Flowmeter）2 流体密度测井流体密度测井（Fluid densimeter）3 持水率测井持水率测井（Water hold-up meter）4 温度测井温度测井（Temperature meter）

17、5 压力测井压力测井（Pressure meter）第45页/共80页流量测井流量测井（flowmeter）生产测井测量的流量是指单位时间内通过任意井筒生产测井测量的流量是指单位时间内通过任意井筒截面的各种流体的截面的各种流体的体积流量体积流量，是表征油气井动态变化和，是表征油气井动态变化和评价油气层生产特性的一个重要参数。评价油气层生产特性的一个重要参数。流量测井过程中流量测井过程中首先获得流体速度信息，然后求出平均流速，再与井筒首先获得流体速度信息，然后求出平均流速，再与井筒截面积相乘得到流体的体积流量截面积相乘得到流体的体积流量1、涡轮流量计、涡轮流量计 Spinner-type flo

18、wmeter2、核流量计、核流量计 Radioactive flowmeter3、脉冲中子氧活化流量计、脉冲中子氧活化流量计 Oxygen activation flowmeter第46页/共80页流量测井流量测井（flowmeter）spinner-type flowmeter第47页/共80页流量测井流量测井（flowmeter）Spinner-type flowmeterPrinciple 当流体的流量超过某一数值后，涡轮的转速同流速成当流体的流量超过某一数值后，涡轮的转速同流速成线性关系，因此通过记录涡轮的转速，可以推算出流体线性关系，因此通过记录涡轮的转速，可以推算出流体的流量。不同

19、类型的涡轮流量计的测量原理都是一样的的流量。不同类型的涡轮流量计的测量原理都是一样的，都是把经过流动截面的流体的线性运动变成涡轮的旋，都是把经过流动截面的流体的线性运动变成涡轮的旋转运动。当流体流过涡轮叶片时，流体流量作用在涡轮转运动。当流体流过涡轮叶片时，流体流量作用在涡轮的叶片上，驱使涡轮转动。根据动量矩守恒和转动定律的叶片上，驱使涡轮转动。根据动量矩守恒和转动定律，可推导出涡轮流量计的，可推导出涡轮流量计的频率响应为频率响应为：)(aKN 第48页/共80页流量测井流量测井（flowmeter）spinner-type flowmeterPrinciple 当仪器在井内以恒速当仪器在井内

20、以恒速vtvt测量时，流体与仪器测量时，流体与仪器的相对速度的相对速度v v是是v vt t和井内流体速度和井内流体速度v vf f的合速度，的合速度，即即 ft 涡轮的转动受流速、流体粘度和流体密度的影响大。涡轮的转动受流速、流体粘度和流体密度的影响大。当流速一定时，流体粘度增大，涡轮转速减小；当流速一定时，流体粘度增大，涡轮转速减小；当流速一定时，流体密度增大，涡轮转速增大。当流速一定时，流体密度增大，涡轮转速增大。第49页/共80页流量测井流量测井（flowmeter）Spinner-type flowmeterApplication of Log Data1)1)利用涡轮转速与测井速度

21、交会图求取涡轮的启动速度利用涡轮转速与测井速度交会图求取涡轮的启动速度v va a；2)2)根据涡轮流量计的响应公式计算流体速度根据涡轮流量计的响应公式计算流体速度v v；3)3)根据下述公式计算流量根据下述公式计算流量Q Q。SQS-S-流动截面积流动截面积第50页/共80页流量测井流量测井（flowmeter）Spinner-type flowmeterApplication of Log Datamin/158.5mva 第51页/共80页流量测井流量测井(flowmeter)Radioactive flowmeter 核流量计测井是利用人工放射性同位素作标记物来观核流量计测井是利用人工

22、放射性同位素作标记物来观测井下流体流量剖面的一种测井方法，测井下流体流量剖面的一种测井方法，主要应用于井筒主要应用于井筒流量太小而不能使涡轮有效转动的低流量井中。流量太小而不能使涡轮有效转动的低流量井中。核流量计由核流量计由放射性示踪剂喷射器放射性示踪剂喷射器和伽马探测器组成和伽马探测器组成，根据井的类型（，根据井的类型（生产井、注水井）和流量大小，流量生产井、注水井）和流量大小，流量计有不同的装配结构和测量方式。由计有不同的装配结构和测量方式。由一个喷射器和两个探测器组。喷射器一个喷射器和两个探测器组。喷射器与邻近探测器间距（源距）为与邻近探测器间距（源距）为0.5m,0.5m,两两个探测器

23、的间距为个探测器的间距为2m2m。第52页/共80页Radioactive flowmeterRadioactive flowmeter流量测井流量测井PrinciplePrinciple 点测方式下，通过记录示踪剂到达两个探测点测方式下，通过记录示踪剂到达两个探测器所用时间间隔器所用时间间隔t,t,可得到测点处的流速可得到测点处的流速(v)(v)：tLv 式中：式中：L L两个探测器的间距两个探测器的间距 连续测量方式下，若仪器移动速度为连续测量方式下，若仪器移动速度为v vt t、两、两个探测器间距为个探测器间距为L,L,则只需从记录的曲线上读出每则只需从记录的曲线上读出每次喷射示踪剂后两

24、个探测器记录到的异常信号的次喷射示踪剂后两个探测器记录到的异常信号的深度间隔深度间隔H,H,就可以计算得到就可以计算得到H H中点处的流速：中点处的流速：HLHvvt 第53页/共80页流量测井流量测井（flowmeter）oxygen activation flowmeterPrinciple 氧活化水流测井过程中，首先氧活化水流测井过程中，首先采用能量超过采用能量超过10MeV10MeV的快中子使井内的快中子使井内流体中的氧元素活化，活化时间很流体中的氧元素活化，活化时间很短短(2s(2s或或10s)10s)；然后用较长的采集时；然后用较长的采集时间间(60s)(60s)探测流动的活化水放

25、射出的探测流动的活化水放射出的伽马射线，根据源伽马射线，根据源(中子发生器中子发生器)到到探测器的间距和活化水通过探测器探测器的间距和活化水通过探测器所用的时间可以计算出水的流速。所用的时间可以计算出水的流速。测量仪包括测量仪包括1 1个脉冲中子发生器个脉冲中子发生器和和3 3个或个或4 4个伽马探测器，根据井筒个伽马探测器，根据井筒内水流方向的不同，测井仪可以装内水流方向的不同，测井仪可以装配成不同的结构。配成不同的结构。第54页/共80页流量测井流量测井（flowmeter）oxygen activation flowmeterApplication of Log Data 已知探测器到中

26、子源的距离已知探测器到中子源的距离L,L,通过测量氧活化通过测量氧活化水经过探测器的平均时间水经过探测器的平均时间t t可求出水流的速度。可求出水流的速度。tLv 测量氧活化水经过探测量氧活化水经过探测器的平均时间测器的平均时间t t时，必时，必须首先确定背景组分和固须首先确定背景组分和固定氧活化组分，并从总计定氧活化组分，并从总计数率中扣除，然后由剩余数率中扣除，然后由剩余信号确定信号确定t,t,t t可以加可以加权平均法确定：权平均法确定：00)()(21dttftdttftta第55页/共80页流体密度测井流体密度测井（fluid densimeter）Differential pres

27、sure densimeterPrinciple 压差密度计利用两个相隔一定距离（常为压差密度计利用两个相隔一定距离（常为2ft2ft）的压敏波纹管，测量井筒内这两点间流体的压差值。对摩阻损失不大的井眼，测出的压力梯度正比于流体密度。）的压敏波纹管，测量井筒内这两点间流体的压差值。对摩阻损失不大的井眼，测出的压力梯度正比于流体密度。cosgdhgp 式中：式中：d d一压敏波纹管间距；一压敏波纹管间距；井斜角；井斜角；h h一压敏箱间的垂直高差；一压敏箱间的垂直高差；g g一重力加速度一重力加速度总压力梯度总压力梯度=静压梯度摩阻梯度加速度梯度静压梯度摩阻梯度加速度梯度 由于压敏箱间距一般较小

28、，因此速度变化很小，加速度梯度可以忽略不计由于压敏箱间距一般较小，因此速度变化很小，加速度梯度可以忽略不计 。当流速低于。当流速低于60m/min60m/min时，可认为压差密度计测量值仅与静压梯度有关，反映流体密度大小。时，可认为压差密度计测量值仅与静压梯度有关，反映流体密度大小。第56页/共80页流体密度测井流体密度测井（fluid densimeter）Radioactive densimeterPrinciple 伽马密度计的测量原理与地层密度测井仪类似伽马密度计的测量原理与地层密度测井仪类似，利用流体对伽马射线的吸收特性测定流体密度。，利用流体对伽马射线的吸收特性测定流体密度。伽马射

29、线穿过物质，与物质发生光电效应、康普顿伽马射线穿过物质，与物质发生光电效应、康普顿效应和电子对效应，射线强度衰减服从指数规律效应和电子对效应，射线强度衰减服从指数规律 ：LeII 0式中：式中：I I。-穿过物质前的伽马射线强度；穿过物质前的伽马射线强度；I-I-穿过物穿过物质后的伽纷射线强度；质后的伽纷射线强度；L-L-穿过物质的厚度，穿过物质的厚度，cm;-cm;-所测物质对伽马射线的质量吸收系数，所测物质对伽马射线的质量吸收系数，cmcm2 2/g;-/g;-所测物质的体积密度，所测物质的体积密度，g/cmg/cm3 3。LII lnln0 第57页/共80页流体密度测井流体密度测井（f

30、luid densimeter）压差密度计其优点是可以探测整个流动截压差密度计其优点是可以探测整个流动截面，但是当井筒斜度较大或水平时，测量分辨率面，但是当井筒斜度较大或水平时，测量分辨率会降低甚至无效。伽马密度计测量的是井筒内流会降低甚至无效。伽马密度计测量的是井筒内流经仪器流道的那部分流体，其缺点是只能探测流经仪器流道的那部分流体，其缺点是只能探测流动截面的一部分；优点是在井筒斜度较大或水平动截面的一部分；优点是在井筒斜度较大或水平时，仍可进行有效测量，只是此时测量结果受各时，仍可进行有效测量，只是此时测量结果受各相流体重力分异影响较大。相流体重力分异影响较大。第58页/共80页流体密度测

31、井流体密度测井（fluid densimeter）压差密度计和伽马密度计得到的流体密度资料压差密度计和伽马密度计得到的流体密度资料都可以用于定性分析进入井眼的流体类型、划分流都可以用于定性分析进入井眼的流体类型、划分流体界面和定量确定两相流中的持液率。体界面和定量确定两相流中的持液率。1.1.识别流体类型识别流体类型 一般而言，在射开层段的边缘上，压差密度计一般而言，在射开层段的边缘上，压差密度计读数的变化表明可能有流体进入井筒内；如果有明读数的变化表明可能有流体进入井筒内；如果有明显数量的自由气进入油、水液柱中，测值会变低；显数量的自由气进入油、水液柱中，测值会变低；如果有水进人油或气相中，

32、测值会变高。但要特别如果有水进人油或气相中，测值会变高。但要特别注意将流体进入与井筒内流体界面处发生的密度变注意将流体进入与井筒内流体界面处发生的密度变化区分开。化区分开。第59页/共80页2.2.划分流体界面划分流体界面 在停产井中，气、油、水会按密度分离在停产井中，气、油、水会按密度分离，此时，利用压差密度曲线可以准确划分流，此时，利用压差密度曲线可以准确划分流体界面。体界面。第60页/共80页3.3.确定持液率确定持液率 生产井中，压差密度计测井读数经校正后生产井中，压差密度计测井读数经校正后得到井内混合流体密度得到井内混合流体密度f f。对于两相流动，若。对于两相流动，若井下重质相密度

33、井下重质相密度h h和轻质相密度和轻质相密度L L已知，假定已知，假定两相持液率为两相持液率为Y Yh h和和Y YL L，则有：，则有：1LhLLhhfYYYY LhLfhY 重质相密度和轻质相密度一般取自重质相密度和轻质相密度一般取自PVTPVT资料或由资料或由井口数据换算到井底条件求得。井口数据换算到井底条件求得。第61页/共80页持水率测井持水率测井（water hold-up meter）（一）电容法持水率计（一）电容法持水率计 电容法持水率计利用油气与水的介电特性差异电容法持水率计利用油气与水的介电特性差异测定水的含量。测定水的含量。由于碳氢化合物与水具有显著不同由于碳氢化合物与水

34、具有显著不同的介电常数（水的相对介电常数为的介电常数（水的相对介电常数为60-80,60-80,油气的相油气的相对介电常数为对介电常数为1.0-4.01.0-4.0），因此，电容法持水率计），因此，电容法持水率计把流体介电特性的差异转换为电容量的大小，从而把流体介电特性的差异转换为电容量的大小，从而实现对流体成分的区分。实现对流体成分的区分。（二）放射性持水率计（二）放射性持水率计放射性持水率计测井既可利用低能放射性持水率计测井既可利用低能光子的吸收特性测量井底持水率，又光子的吸收特性测量井底持水率，又可利用低能可利用低能光于的吸收特性测量混光于的吸收特性测量混合流体的密度。合流体的密度。第6

35、2页/共80页温度测井温度测井（temperature meter）目前采用的井下温度计主要有电阻温度计、目前采用的井下温度计主要有电阻温度计、PNPN结温度计和热电偶温度计。电阻温度计是温度测井结温度计和热电偶温度计。电阻温度计是温度测井仪最常采用的一种温度计，多采用桥式电路，它利仪最常采用的一种温度计，多采用桥式电路，它利用不同金属材料电阻元件的温度系数差异，来间接用不同金属材料电阻元件的温度系数差异，来间接求得温度的变化。求得温度的变化。金属导体的电阻率与温度的一般关系为：金属导体的电阻率与温度的一般关系为：2cTbTa 式中：式中：-电阻率，电阻率，m;T-m;T-温度，温度，；a a

36、、b b、c-c-与金属材料性质有关的常数，由试验确定。与金属材料性质有关的常数，由试验确定。第63页/共80页Principle温度测井温度测井（Temperature meter）电阻温度计多采用铂电阻电阻温度计多采用铂电阻R R1 1作灵敏臂，采用康铜作灵敏臂，采用康铜电阻电阻R R2 2、R R3 3、R R4 4作固定臂，构成测温电桥。当温度恒作固定臂，构成测温电桥。当温度恒定时，定时，R R1 1=R=R2 2=R=R3 3=R=R4 4=R=R0 0；当温度变化时，固定臂电；当温度变化时，固定臂电阻基本不变，而灵敏臂电阻阻基本不变，而灵敏臂电阻R R1 1将由于其铂金属材料电将由

37、于其铂金属材料电阻率的变化而变化，结果电桥的平衡条件被破坏。阻率的变化而变化，结果电桥的平衡条件被破坏。IUKTTMN 0保持电流保持电流I I恒定，测出恒定，测出U UMNMN，就可得到变化，就可得到变化后的温度。后的温度。第64页/共80页温度测井温度测井（Temperature meter）(1)(1)普通井温仪测量井下各深度点流体的温度值，测量普通井温仪测量井下各深度点流体的温度值，测量曲线反映了井内温度的变化情况。曲线反映了井内温度的变化情况。(2)(2)微差井温曲线反应井轴上一定距离之间的两点的温微差井温曲线反应井轴上一定距离之间的两点的温度差别情况，并以较大的比例进行记录，测量结

38、果更度差别情况，并以较大的比例进行记录，测量结果更能体现井内局部温度梯度变化情况。在某一地层，如能体现井内局部温度梯度变化情况。在某一地层，如果地温梯度保持一定，则普通井温曲线为一斜的直线果地温梯度保持一定，则普通井温曲线为一斜的直线微差井温为一垂直线段；若地温梯度有异常则井微差井温为一垂直线段；若地温梯度有异常则井温曲线不再为一斜的直线，微差井温也会有明显变化温曲线不再为一斜的直线，微差井温也会有明显变化。(3)(3)径向微差井温仪测量套管内壁同一深度上相隔径向微差井温仪测量套管内壁同一深度上相隔180180之间的温度差，若套管内壁有温度差，则旋转测之间的温度差，若套管内壁有温度差，则旋转测

39、量的径向微差仪器便会发现这种变化。量的径向微差仪器便会发现这种变化。Output of the curves第65页/共80页温度测井温度测井（Temperature meter）温度测井资料可用于温度测井资料可用于确定产层温度和注确定产层温度和注入层温度入层温度;了解井内流动状态了解井内流动状态;划分注入剖面划分注入剖面;确定产气、液口位确定产气、液口位置置检查管柱泄漏、窜检查管柱泄漏、窜槽槽评价酸化、压裂效评价酸化、压裂效果果 Application第66页/共80页压力测井压力测井（Pressure meter）压力测井是用电缆将压力计下入井内测压力测井是用电缆将压力计下入井内测取井眼内

40、流体的流动压力、静止压力以及地取井眼内流体的流动压力、静止压力以及地层内流体压力及其变化的测井方法。层内流体压力及其变化的测井方法。利用各油气层或同一油气层不同部位测得利用各油气层或同一油气层不同部位测得的压力资料，可以整理得到压力梯度曲线，的压力资料，可以整理得到压力梯度曲线，进而可以判断流体性质、确定流体界面的位进而可以判断流体性质、确定流体界面的位置。处于同一水动力系统的油气层，只有一置。处于同一水动力系统的油气层，只有一条压力梯度曲线。条压力梯度曲线。第67页/共80页Principle压力测井压力测井（Pressure meter）应变压力计：应变压力计：利用应变电阻片的应变效应测利

41、用应变电阻片的应变效应测量井下压力及其变化。量井下压力及其变化。应变效应：应变效应：指导体产生机械变形时，电阻随指导体产生机械变形时，电阻随之变化的现象。应变电阻片受到外力作用，产之变化的现象。应变电阻片受到外力作用，产生机械变形时，其电阻将发生变化，且电阻变生机械变形时，其电阻将发生变化，且电阻变化的大小取决于所受作用力的大小。化的大小取决于所受作用力的大小。第68页/共80页Principle压力测井压力测井（Pressure meter）石英晶体压力计是目前精度和分辨率最高石英晶体压力计是目前精度和分辨率最高的井下压力计，它利用石英晶体的压电效应来的井下压力计，它利用石英晶体的压电效应来

42、检测井下压力及其变化。检测井下压力及其变化。石英是一种压电晶体，在外力作用下，其内石英是一种压电晶体，在外力作用下，其内部正负电荷中心将发生相对位移，产生极化现部正负电荷中心将发生相对位移，产生极化现象，晶体表面将呈现出与被测压力成正比的束象，晶体表面将呈现出与被测压力成正比的束缚电荷，且晶体表面产生的电荷密度与作用在缚电荷，且晶体表面产生的电荷密度与作用在晶体上的压力成正比，而与晶体的尺寸晶体上的压力成正比，而与晶体的尺寸(厚度、厚度、面积面积)无关；压力卸出，晶体表面的电荷将自然无关；压力卸出，晶体表面的电荷将自然消失。消失。第69页/共80页压力测井压力测井(Pressure meter

43、)Application第70页/共80页电缆地层测试器电缆地层测试器（Wireline Formation Testing）电缆地层测试器电缆地层测试器是在原有地层流体取样器的基础上是在原有地层流体取样器的基础上，吸收钻杆地层测试器的功能发展起来的一种测井方法，吸收钻杆地层测试器的功能发展起来的一种测井方法。斯仑贝谢公司斯仑贝谢公司SLB：RFT (Repeat FOrmation Tester)MDT(Modular Formation Dynamics Tester)阿特拉斯公司阿特拉斯公司ATLAS：FMT(Formation Multi一一Tester)哈里伯顿公司哈里伯顿公司HLB

44、HLB：SFT (Seleetive Formation Tester)CWFT(Cased Well Formation Tester)第71页/共80页电缆地层测试器电缆地层测试器（Wireline Formation Testing）Tool Configuration 地层测试器一般由地面控制和记录地层测试器一般由地面控制和记录系统、井下仪器、采样及样品分析等附系统、井下仪器、采样及样品分析等附属设备属设备三大部分构成三大部分构成。其中，重复式地层测试器其中，重复式地层测试器RFTRFT的井的井下仪器包括下仪器包括液压控制系统和测试取样系液压控制系统和测试取样系统统。测试取样系统是地层

45、测试器最重要。测试取样系统是地层测试器最重要部分，由预测试和样品采集两大部分组部分，由预测试和样品采集两大部分组成。前者对被测试的地层特性成。前者对被测试的地层特性(地层压地层压力、渗透率等力、渗透率等)进行分析；后者主要用进行分析；后者主要用于采集地层流体，并对地层压力、渗透于采集地层流体，并对地层压力、渗透率及流体样品作分析。率及流体样品作分析。第72页/共80页电缆地层测试器电缆地层测试器The Processing of Measurement1)1)由由SPSP或或GRGR曲线将井下仪器定位，再利用地面仪器的曲线将井下仪器定位，再利用地面仪器的深度记录装置校正仪器至预定地层深度，使深

46、度记录装置校正仪器至预定地层深度，使吸管吸管对准对准测试部位。测试部位。2)2)通过地面控制仪器启动井下仪器中的通过地面控制仪器启动井下仪器中的液压液压系统，将系统，将封隔器推靠井壁，这时原来处于关闭状态的封隔器推靠井壁，这时原来处于关闭状态的吸管吸管(即取即取样管样管)将穿透泥饼紧贴地层将穿透泥饼紧贴地层。在密封装置作用下，。在密封装置作用下，吸管吸管周围井壁会形成一个密封区周围井壁会形成一个密封区。第73页/共80页 3)3)打开取样阀，打开取样阀，活塞回抽时活塞回抽时流体通过取样器内的过流体通过取样器内的过滤带滤带(防止固体颗粒进入造成堵塞防止固体颗粒进入造成堵塞)，顺次流入两个容量，顺

47、次流入两个容量均为均为10cm10cm3 3的预测试室。的预测试室。4)4)当地层流体以当地层流体以一定流量一定流量进进入入预测室后，地面操作人预测室后，地面操作人员可通过员可通过压力变化及充满时间压力变化及充满时间定性估计渗透率。如果操定性估计渗透率。如果操作人员认为该测试点的流体需要取出，则打开作人员认为该测试点的流体需要取出，则打开密封阀密封阀(5,6)(5,6)，让流体进，让流体进入入一个取样筒；如果预测试后认为不必取一个取样筒；如果预测试后认为不必取样，样，就打开平衡阀就打开平衡阀(3)(3)，收拢仪器，收拢仪器，移至下一个测试点。，移至下一个测试点。收拢仪器的同时，收拢仪器的同时，

48、RFTRFT能够自动抽空预测试室能够自动抽空预测试室，为测试下，为测试下一层做好准备。一层做好准备。电缆地层测试器电缆地层测试器The Processing of Measuration第74页/共80页Wireline Formation Testing Wireline Formation Testing Application of Data 记录的是每个测点压力随时记录的是每个测点压力随时间的变化曲线。间的变化曲线。图中，第一道为图中，第一道为模拟压力曲模拟压力曲线线；第二道为时间记录；第三道；第二道为时间记录；第三道中中4 4条曲线是数字压力记录，条曲线是数字压力记录，分分别显示每一

49、时刻压力数据的千位别显示每一时刻压力数据的千位、百位、十位和个位数，、百位、十位和个位数，因此，因此，某一时刻的压力值应为某一时刻的压力值应为四条曲线四条曲线读数之和读数之和。此外，测井原图还常在第一此外，测井原图还常在第一道显示电动机每分钟转数。道显示电动机每分钟转数。第75页/共80页The Application of DataRFTRFT在每个测量点可以记录到三种压力信息：在每个测量点可以记录到三种压力信息：1)1)静液压静液压(井筒内液柱压力井筒内液柱压力)2)2)关井压力关井压力(地层压力地层压力)3)3)取取20ml20ml流体所产生的瞬时压力流体所产生的瞬时压力电缆地层测试器电

50、缆地层测试器(Wireline FormationWireline Formation Testing Testing）第76页/共80页电缆地层测试器电缆地层测试器Application RFT压力曲线具有以下特征：压力曲线具有以下特征：1)1)在在a a点点，RFTRFT记录到的是井内流体柱的压力记录到的是井内流体柱的压力(裸眼井裸眼井中为井筒内液柱压力中为井筒内液柱压力)。2)2)随着随着仪器推靠井壁，在封隔器仪器推靠井壁，在封隔器对井壁的挤压作用下，压力将上升。对井壁的挤压作用下，压力将上升。b b点是封隔器与泥饼点是封隔器与泥饼接触时由于泥饼被压缩而引起的压力升高。接触时由于泥饼被压