流量测井1讲解课件

1、油气开发测井基础主讲：谢润成学时：32(理论)+8(实习)四、流量测井产出剖面测井的目的和意义1、确定一口井是否有效地生产，判断出现无效情况的可能原因及影响因素 油层改造（压裂、酸化、封堵等）效果检查； 套管漏失、层间水窜或气窜引起的产层或油井的动态变化； 射孔质量不好或误射、流体倒灌现象导致产液剖面的不合理变化以及未预料到的地层特性改变。2、定期监测油层的动态变化，了解各类油层动用状况 平面上和纵向上的油水分布，在制定开发区调整方案和开展储层动态评价研究中显得尤为重要。流量测井涡轮流量计（中高流量产气井、产液井、部分注水井）集流伞式流量计（中低流量产液井）示踪流量计（中低流量产液井）同位素示

2、踪（注水井）微波流量计 流动成像涡轮流量计工作原理：涡轮流量计是利用井内流体推动涡轮旋转从而记录涡轮转速来确定井内流体的流速的。因此对于井径已知的产液井和注水井，可以计算出分层产液量和全井产液量以及分层注水量和全井注水量。涡轮流量计由涡轮和电子线路两部分组成，它是利用磁耦合和光电转换的原理进行工作。作用：多层合采时，由流量剖面确定出哪些层产油、气，各层的产量，出水层段；措施后的流量变化和效果分析；注入剖面中的流量分布；管外窜流情况、评价井的产能等。 涡轮流量计是利用流体动量矩原理实现流量测量的。由动量矩定理可知，当涡轮旋转时，其运动方程为：连续流量计 实验和实际应用表明，当仪器与流体的相对速度

3、v较高时，涡轮响应与v有良好的线性关系，式N=K(vvth)成立。当v较低时，涡轮响应为非线性。全井眼流量计敞流式流量计：有连续流量计和全井眼流量计两种，其特点是可以稳定速度移动仪器，连续地沿井身进行测量流动剖面，可以在较宽的流量范围内使用。连续流量计的叶片直径较小，仅测量流道中心部分流体，低压、低动量气体倾向于绕过涡轮，而不使涡轮转动。为了改进横剖面测量，全井眼流量计（右图）采用折叠式叶片，下井通过油管时合拢，测量时可以张开，反映流道截面上约80%的流体的流动，从而改善了测量性能。导流式流量计：有封隔式流量计、伞式流量计两种，其特点是在探测深度先封隔原有流道，把井内流体导入仪器内腔后集流测量

4、，主要用于测量低流量的油气井。1、涡轮流量计的类型7封隔式流量计伞式流量计导流式流量计早期的导流式流量计采用皮囊封隔器（左图），可在没有射孔炮眼的部位，密封流道进行测量，但是封隔器易损坏，操作不方便。伞式流量计（右图）采用金属片和尼龙布构成伞式封隔器，提高了使用寿命和测井成功率，但由于金属片不能和井下管壁完全密封，仍有少量流体由间隙流过，计量的流量值误差较大。后来在金属伞的外面又加一个胀式密封圈（又称为胀式流量计），克服了封隔器易损和密封问题，能用于气流或液流，对于多油气层的井测试特别有用。2、敞流式涡轮流量计（1）仪器测量过程 测量注入剖面或产出剖面，要求在稳定注入或生产条件下进行。通过观察

5、井口压力和流量有无变化来推知井内流动是否稳定。测量时，仪器从油管或油-套环空下到射孔井段，扶正器使仪器居中，以合适的恒定速度上提或下放仪器进行测量，按井深连续记录涡轮的每秒转数以及电缆移动速度。为了选择合适的测量速度和检验井下刻度，仪器往往需要停在产出或吸入流体的层段上部进行点测，记录测量深度和涡轮转速。 实际测量时，涡轮流量计常和温度计、压力计等组合下井，同时测量多个参数。特别是深度控制测井项目磁定位器和自然伽马仪，作为测井资料与井下管柱以及裸眼井资料深度对比的依据，每次测量都必不可少。敞流式流量计仪器优点：可以获取连续变化的流动剖面，且测井工艺简单。适用于高流量的单相流，多相流动条件下连续

6、流量计的应用效果变差。多道生产测井仪PLT的示意图（2）井下刻度测井资料井下刻度图 即建立仪器响应频率和流体速度之间的精确关系，也就是确定前式中的K和vth。井下刻度实际上相当于室内刻度，由于K和vth与流体性质和摩阻有关，而井下不同深度的流体性质可能不同，测量之前又不可能知道，所以需要在井下实际测量过程中进行刻度。图4-11（3）测井资料的定性分析目的：判断流体产出或吸入的层位，估计体积流量的大小1）曲线重叠法 将涡轮正转和反转曲线在零流量层重叠起来，根据两条曲线幅度差的大小和中心线的偏移方向，可以估计流体速度大小和粘度变化情况。 如果已知涡轮正转刻度线的斜率Kp与反转刻度线的斜率Kn，则读

7、出测点处两条曲线的幅度差RPS后，可按下式估算混合流体的体积流量：一口产油井的全井眼流量计测量曲线由上图可见，流体粘度变化对涡轮流量计测量结果影响很大。如果单用一个方向的涡轮转速曲线，必然导致错误判断。零流量层2）相对流量指示法常量右图为一口单相生产井的连续流量计测井实例。该井测量井段套管内径无变化，测速稳定，因此不用作井径校正，可根据（4-11）式，按下述步骤简单图解：（1）在测井图上根据零流量层响应画出零流量线；（2）把零流量线和全流量线之间按比例等分，标注成总流量的百分数；（3）计算每层上方和下方相对流量之差，确定各层的相对产量；（4）用地面总产量（22000bbl/d）乘以各层相对比例

8、，估计每层绝对产量。单相生产井中连续流量计测井曲线零流量线全流量线（4）测井资料的定量解释目的：求准井下各个层位的体积流量，采用“多次测量解释法”多次测量解释法：同时利用涡轮流量计正、反转动的测量资料，要求现场测量时必须选择合适的测井速度，以保证仪器向上测量与向下测量录取到正、反两个方向的涡轮转速资料，并且每个测点必须有四至五次上测及相同数量下测的资料。 多次测量解释法首先通过线性回归求出流动响应曲线，确定各测点的视流速，然后进行速度剖面校正，计算各层的体积流量。主要步骤如下： 1）求流动响应曲线 井下刻度可以视为图解法求流动响应曲线，其特点是简便直观，但精确度较差。定量解释必须采用计算法。2

9、）确定视速度启动速度vt高灵敏度连续涡轮流量计测井刻度图电缆速度轴流动响应线涡轮转速轴C测点在井底静液柱中B测点包括正反转资料A测点仅包括反转资料哈里伯顿全井眼流量计测井确定视流速示意图求始动速度比始动速度比反映了仪器结构的非对称性求视速度单相视速度校正图版高灵敏度流量计在单相流动中的校正图版，套管内径3in，叶片外径1.35in，拟合公式为：3）速度剖面校正，求平均速度v1-3-3184）计算体积流量5）确定分层流量6）将井下流量换算为地面流量 涡轮流量计测井只能求出混合流体的总流量，要求出各相流体的分层流量，必须结合流体密度测井和持水率测井，通过多相流动分析解释。（5）多次测量法实例基本情

10、况：产气量为0.34106m3d），凝析油产量为79.5m3d，有15个射孔层段。尽管有凝析油产出，但气油比很大，因此可近似按单相流动分析。转子流量计响应数据表定义下测测速为正，上测电缆速度为负。在层段1216，上测时涡轮转数为负，由负变为正是逐渐的，如上测测速为62ft/min（18.9m/min）时，至深度为11040ft（3665m）时，涡轮转子响应为0，0响应段大约为100ft（30m），此后在深度10940ft（3335m）处，转子开始反转。流量计测井曲线电缆速度轴涡轮转速轴第13层的正反转交会图电缆速度轴电缆速度可用于确定启动速度vthVth=5.4ft/min转子流量计测井解释结

11、果表体积流量管子常数地面产量3、导流式涡轮流量计（绝对流量计）测井 封隔式流量计和伞式流量计都带有机械导流装置，测井时仪器封隔流道，迫使井内流体全部或部分混合，加速流过一定内径的导流器喉道，作用于涡轮传感器。由于导流器内喉道的横截面积已知，通过实验可以直接建立涡轮转速与体积流量之间的关系，所以这种流量计又称为绝对流量计。导流式涡轮流量计测井解释只需选用合适的图版，将记录的涡轮响应换算为体积流量。 （1）仪器的测量 导流型涡轮流量计一般只能点测，测井工艺远比连续型仪器复杂。封隔式流量计测井时，测点应选在套管上没有射孔炮眼或腐蚀变形的部位，使皮囊胀开后能将流道封死，所有流体都经过集流器总成。测前首

12、先输入一个标准频率信号，调节测量线路和灵敏度，对仪器进行校准。通过在每一射孔层段的上部和下部逐点测量，就可以录取解释所必需的资料。由于封隔器的皮囊承受的压力差有限，封隔式流量计只能测量低流量。 伞式流量计用金属旋翼代替封隔器皮囊，下井时旋翼折叠，使仪器能够通过油管下入井内；测量时马达驱动旋翼张开，封隔流道，集流后测量录取资料。流量计的金属翼片可以伸入射孔炮眼或腐蚀孔洞，因此测点选择不受套管射孔和腐蚀变形影响，有利于检查射孔层段内的非均质性。由于金属旋翼可以承受较大压力差，伞式流量计不仅用于测量低流量，还可用于测量较高流量。导流式涡轮流量计测井优点：测井响应只受流体密度和粘度变化的轻微影响。即使

13、对于密度特别低的天然气，涡轮响应变化也不大。对于流体粘度变化的影响，一般校正量很小。如后图实验曲线所示，当流体粘度从1mPas变化到60mPas时，所求流量的校正值不超过15%。解释结果受油、气、水之间滑动速度影响很小。由于导流器喉道的横截面积很小，大多数井的流量在流体经过涡轮时的平均速度相当高，因此，与任何一种通过的流体速度相比，油、气、水彼此之间的滑动速度变得较弱，可以按均流模型简单求解各相流量。导流式涡轮流量计测井局限性：只能定点测量，工艺复杂，操作不便；机械装置封隔流道会在一定程度上干扰井内原有的流动条件，测量结果和实际流动条件下可能有一些差异，另外封隔不好时测井解释结果会造成假象；不

14、能提供井下流动剖面的连续变化情况。因此，一般在不适宜敞流式涡轮流量计测井的条件下，才使用导流式涡轮流量计测井。导流器喉道 （2）测井资料的解释 封隔式流量计和伞式流量计都称绝对流量计，读出测井记录的涡轮每秒转数，选用合适的实验关系图版，便可求得相应的体积流量。 右图为为斯仑贝谢公司封隔式流量计的实验关系曲线。使用时由涡轮转速读数在纵坐标上找点，作水平线与相应规格的仪器和流体粘度实验曲线相交，交点对应的横座标值即是该转速下的体积流量。如果流体粘度不为1或60mPaS，则可在两条曲线间内插或外推，并且即使粘度线选得不太合适，所得结果误差也不大。 我国以陆相油气藏为生，油气井的平均产液量只有40m3

15、/d左右，80%以上的油井依靠有杆泵抽油生产，因此主要依靠导流式涡轮流量计测量产出剖面。封隔式流量计的解释图版体积流量27X井产出剖面测井成果图 放射性示踪测井采用放射性示踪剂标记井内的探测目标，应用方法与研究对象有关。对于井下有配注机械装置的注入井和裸眼完井条件下，由于井下有封隔器阻挡或者由于井径难以准确知道，涡轮流量计无法测量井下的流量剖面。这时，可将放射性同位素混进注入流体，作为示踪载体指示井下各层段或油水界面的放射性异常，然后用伽马探测器测出井下流量剖面。 放射性示踪测井的基本组成包括放射性材料的使用和伽马射线探测器的记录。放射性同位素具有较强的伽马放射性，利用携带放射性同位素的载体，

16、人为地提高井内被研究对象的放射性强度，用伽马探测器测量并记录这种异常，便可推断与引起异常有关的问题。1、放射性示踪测井常用放射性同位素的特性测量基本过程：配制示踪剂，在注入水中加入吸附有放射性同位素（银Ag110、锌Zn65、 碘I131）的固相载体(骨质活性炭)活化液；在注入示踪剂之前，测量一条GR曲线；注入示踪剂，由于固体颗粒选择得比一般孔喉大，注入后示踪剂颗粒滤积在井壁上，滤积量大小与地层的吸水量多少有关；注入示踪剂后在测一条GR曲线，用于对比分析，确定各层吸水量。2、放射性示踪测井应用 （1）套管配注剖面测井 在合理选用放射性同位素和载体，并正确施工的条件下，地层的吸水量与活化载体的累

17、积量成正比。施工前，用伽马探测仪下井，先测一条自然伽马曲线Jr1；注入活化悬浮液后，再测一条示踪伽马曲线Jr2。相对吸水量的计算公式是： 由于放射性测井受时间常数的影响，若v过大，则解释时应对测井曲线的深度和幅度进行校正。另外，注入活化悬浮液后会对套管造成放射性污染，使Jr2基线抬高，在用Jr2和Jr1做叠合图时，应根据污染情况适当校正。每个吸水层两条曲线的异常面积增量，可用求积仪确定。优点：释放示踪剂比较简单，能够连续测量。缺点： 在多层合注时，如果层间渗透性差异较大，则难以选择适合于各层条件的固相载体； 所受影响因素较多，因而影响到应用精度，特别是井下管柱和偏心配水器、封隔器等的放射性污染

18、影响很大。放射性同位素载体法测吸水剖面的自然伽马重叠曲线图 （2）套管外流动探测 凡是怀疑有窜槽的油水井，都应该及时找窜。根据找窜目的和找窜层段长短，放射性示踪找窜有两种方式可供选择：一种是全井段施工定时法测量，另一种是下管柱分层段测量。放射性示踪测井定时找窜： 先测一条GR参考曲线。接着用放射性同位素配制成浓度为0.51mCi/m3的活化液，并将其压入找窜层段。然后，按照一定的时间间隔，用自然伽马仪多次测井。根据记录图上自然伽马异常，查出示踪剂的通道，便可确定窜槽位置。全井段定时法放射性示踪测井分析进入4号层不吸水层进入1号层示踪剂残积吸水层 （3）检测地层处理（如堵水）效果 当出现误射孔、窜槽或油井中部分层段出水情况时，都需要二次注水泥进行封堵。若在水泥中加入少量放射性同位素作示踪剂，则可： 用示踪