水平井生产测井中国石油大学

水平井生产测井1水平井概述

2水平井的分类

3水平井完井技术

4水平井入井技术

一水平井技术水平井概述1主要适用地区近海地区、边远地区及环境敏感等区域开发的油田。2钻井目的尽可能多的钻穿油层，提高油井单井产量或注入量，从而获得更高的采收率，降低油田开发成本。3发展我国水平井产油量逐年递增。4水平井测井主要项目主要进行自然伽玛、自然电位、双感应电阻率、声波和井斜方位测井1水平井概述

2水平井的分类

3水平井完井技术

4水平井入井技术

一水平井技术水平井按形成分为两类：1.新钻井从地面新钻的井，水平井段长度为300~1300m2.侧钻井从现有的井横向侧钻出来，长度为30~210m

(1)超短曲率水平井水平井按曲率半径分为四类：(2)短曲率水平井(3)中曲率半径水平井-----是钻水平井的主要方法特征:半径为300~800ft，造斜角为6°~20°/100ft。水平井段长度1000~4000ft(4)长曲率半径井1水平井概述

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3水平井完井技术

4水平井入井技术

一水平井技术

裸眼完井割缝衬管完井衬管加管外封隔器完井水泥固井后射孔完井完井方式的选择对油井的生产动态有重要影响。水平井在选择完井方式时，同时也要考虑增产措施、生产机理、井下作业及修井等可能发生的井下作业工作。

水平井完井方式3）衬管加管外封隔器完井：将衬管与管外封隔器一起下，将水平段分割成若干段，这样可沿着井段进行增产措施和生产控制。大多数水平井并非都是水平的，有许多弯曲段并呈曲线状，下多个管外封隔器较为困难。4）水泥固井后射孔完井：只可能在中、长曲率水平井中实施。

短曲率水平井可采用裸眼或割缝衬管完井，中、长曲率水平井，既可采用裸眼方式，又可采用割缝衬管或衬管加管外封隔器完井，有时也用水泥固井后射孔方法完井。1水平井井概述述2水平井井的分分类3水平井井完井井技术术4水平井井入井井技术术一水水平井井技术术生产测测井仪仪器入入井技技术在直井井或倾倾斜角角不大大的斜斜井中中：靠仪器器重力力下入入井底底目的的层进进行测测井。。在水平平井中中：依依靠重重力仅仅能下下入到到井斜斜约为为40°～60°°处，，需要要借助助于工工具将将生产产测井井仪器器传送送到水水平井井段。。水平井井中常常用下下入仪仪器的的技术术有：：1油管（（钻杆杆）输输送湿湿接头头法2连续续油管管传送送法3牵引引器传传送法法套管套管套管鞋PCL测井旁通电缆（在钻杆外）套管鞋电缆（在钻杆处）PCL工具循环孔湿接头测井仪器钻杆传输测井作业示意图井口电缆侧向滑轮1油管（（钻杆杆）输输送湿湿接头头法套管套管套管鞋PCL测井旁通电缆（在钻杆外）套管鞋电缆（在钻杆处）PCL工具循环孔湿接头测井仪器钻杆传输测井作业示意图井口电缆侧向滑轮1油管（（钻杆杆）输输送湿湿接头头法钻杆传传输测测井作作业的的三个个步骤骤：钻杆将将仪器器送入入目的的层段段上方方湿接头头对接接（井井下仪仪与地地面系系统建建立联联系））测井作作业油管（（钻杆杆）输输送湿湿接头头法技术成成熟，，可在在套管管井中中完成成了RMT双源源距碳碳氧比比、固固井质质量、、温度度、压压力测测井。。完成成一口口2000米水水平井井测井井，10/根钻钻杆要要连接接和拆拆卸400余次次。累累计测测试平平均时时间15——20小时时，需需要作作业队队配合合。随钻测测井工工艺技技术绝绝大部部分是是采用用钻杆杆传输输测井井工艺艺，(包括括：Halliburton和Schlumberger的的LWD以以及及Sperry-sun的的FEWD)1油管（（钻杆杆）输输送湿湿接头头法将连续续油管管作业业技术术与水水平井井测井井技术术进行行集成成。利利用了了连续续管作作业机机的下下推力力和上上拉力力。8mm的钢钢管，，其柔柔性较较好，，可以以像电电缆一一样缠缠绕在在一个个电缆缆车上上。连续油油管优优点是是可在在长、、中、、短曲曲率半半径水水平井井中测测井，，缺点点是组组合的的仪器器不能能过重重，过过重时时易损损坏连连续油油管。2连续油油管传传送法法3牵引器器传送送法井下牵牵引器器（俗俗称爬爬行器器）用用于在在套管管井中中推动动生产产测井井下井井仪器器在井井的水水平段段或大大斜度度段运运行而而顺利利到达达测量量层段段，从从而不不必使使用连连续油油管。。牵引器器有两两对驱驱动齿齿轮，，每对对齿轮轮对称称于牵牵引器器轴心心，两两对驱驱动齿齿轮互互成90°°，牵引引器驱驱动马马达内内部有有两个个电机机，一一个带带动丝丝杆打打开驱驱动臂臂；另另一个个带动动驱动动齿轮轮在管管道内内臂上上滚动动，从从而把把仪器器推入入目的的层段段。牵引器器原理理1、生产产测井井一般般使用用单心心电缆缆，当当用牵牵引器器把仪仪器向向井底底传送送时，，不能能给连连在其其下面面的仪仪器供供电，，因此此不能能进行行下放放测量量，这这可能能会导导致解解释分分析的的困难难。2、牵引引器采采用马马达等等机械械结构构来推推动仪仪器，，当井底底存在在沉沙沙或缝缝、洞洞时，，会使使牵引引器推推送仪仪器失失败。。牵引器器的缺缺点旁通出出套管管鞋后后的作作业安安全问问题长裸眼眼条件件下传传输测测井工工艺大斜度度状态态下的的对接接问题题；电缆保保护问问题超深、、超长长裸眼眼水平平井钻钻杆传传输测测井主要工工艺技技术难难题二、水水平井井中生生产测测井研研究1流型2确定持持率3水平井井仪器器特征征响应应4斜井仪仪器特特征响响应5仪器串串选择择6解释注注意事事项流型对对比说明:在水平平井和和斜井井中，，由于于经质质相与与重质质相的的分离离，流流型与与垂直直井中中有较较大差差异，，斜井井与水水平井井相似似。与直井井相比比，水水平井井重力力与井井轴方方向垂垂直、、明显显的井井斜变变化及及井周周围空空间的的非对对称性性造成成井筒筒流动动状态态非常常复杂杂。由由于重重力作作用使使轻质质相与与重质质相的的分离离，流流型与与垂直直井中中有较较大差差异，，如下下图所所示。。1.Russell油水两两相流流实验验观察察2.Hasson气水两两相流流实验验观察察3.H.D.Beggs流型分分类国外研研究美国H.D.Beggs流型分分类：：分相流流.间断流流.均布流流分相流流包括层层状流流、波波状流流和环环状流流；间断流流包括段段塞流流和段段状流流；均布流流包括泡泡状流流和雾雾状流流。分析：：当气体体的流流量较较小时时，气气体和和水分层流动，，气体体在上上半部部，水水在下下半部部，界界面为为平面面接触触。随随着气气相流流量的的逐渐渐增加加，气气体便便水面面形成成波动；气体流流量进进一步步增加加形成成段塞流流和段段状流流；之后随随着气气体流流量的的进一一步增增加，，依次次形成成泡状流流、环环状流流和雾雾状流流。同一口口井中中不可可能同同时出出现上上述各各类流流型，，具体体情况况取决决于气气和水水的流流量。。说明:实实线为为原始始流型型分界界线虚线为为作了了修正正的流流型分分界线线修正后后的流流型包包含了了分相相流和和间断断流之之间的的过渡渡流图中x轴为含含液率率(含含水率率)，，y轴为费费劳德德数。。确定流流型边边界:实验给给出的的流型型图（1））分分流相相λL<0.01及NFR<L1，或λλL≥0.01及NFR<L2（2））过过渡流流λL≥0.01和L2≤NFR≤L3（3））间间断流流0.01≤≤λL≤0.4和和L3<NFR≤L1或λL≥0.4和和L3<NFR≤L4（4））均均布流流λL<0.4和和NFR≥L1或λL≥0.4和和NFR>0.4确定流流型边边界:倾角为为50°时时，持持液率率达到到最大大值。。确定持持液率率:水平流动类型abc分相流间断流均布流0.980.8451.0650.48460.53510.58240.08680.01730.06091对于水水平管子的的持液液率：：计算管管子角角度为为的的持液液率校正系系数y：确定持持液率率:2对于角角度为为井井的的流动动：NLV＝液体速速度，，无因因次；；d、e、f、g的取值值见参参数取取值表表，与与流型型和流流动方方向有有关。。计算出出c值后，，若c<0，则令c=0y=1+0.3c3对于垂垂直井井的流流动计算参参数取取值表表持液率率的确确定计算持持液率率水平井井中，，由于于油、、气、、水里里层状状分离离流动动，因因此流流量计计、持持水率率计的的响应应结果果具有有一定定的纵向片面性性：低含水水井中涡涡轮和和持水水率计计暴露露在油油中，，因此此所测测信号号主要要反映映油的的流量量及油油的电电容响响应，，而很很少反反映另另一相相水的的流动动及含含量。。高含水水率情况况，涡涡轮和和持水水率计计主要要暴露露在下下部的的水中中，反反映水水的流流动情情况。。水平井井中的的仪器器响应应及图图版制制作建议:水平井井中采采用集流式式涡轮流流量计计。测量时时油、、气、、水必必须通通过金金属集集流伞伞，然然后进进入集集流通通道，，所以以涡轮轮测得得的RPS值反反映了了油气气水总总的流流动情情况。。装置:水平井中(内径为4in)模拟井测试管管中仪器:伞式流量计和和放射性密度度方法:改变总流量，，在每一个流流量点从10%至90%更换含水率;采用自来水模模拟地层水，，用密度为0.82g/cm³的柴油模拟拟原油响应曲线的特特点:含水率和流量量的变化范围围很大，但响响应的线性关关系良好。涡轮流量计的的响应实验从右图可以观观察到，尽管管含水率和流流量的变化范范围很大，但但响应的线性性关系良好。。当总流量小于900bbl/d(143m3/d）时，油水是分分离的；当总流量大于这一流量时，，油水混合在在一起流动。。但是，不管油油水是否分离离，用集流伞伞式流量计都都可以取得有有效的测量结结果。说明:放射性密度计计与伞式流量量计同时测量量的实验结果果如图所示。。横坐标表示示含水率（（水的流量量与总流量量的比值）），纵坐标标表示仪器器响应的百百分数（Fr）。四条曲线对对应着四种种不同的总总流量308、514、857和1028bbl/d放射性密度度计的响应应分析:随着流量的的增加，曲曲线逐渐接接近45°°线，说明明大于某一一流量时，，油水呈乳乳状混合流流动状态，，低于这一一流量时，，油水呈层层状分离状状态。fo,fw分别表示油油、水的频频率响应fm表示在流体体中的频率率响应1.伞式流流量计的RPS为3.95流量400bbl/d。2.Fr为0.5，，Fr为0.5处处画一条水水平线与流流量分别为为308bbl/d、、514bbl/d的两条曲线线相交，通通过交点作作垂线与横横坐标的交交点对应着着两个含水水率值，利利用内插值值方法可以以计算出Fr为0.5时时的含水率率利用流量计计和密度图图版计算含含水率电容法持水水率计响应应与含水率率之间的关关系，如图图所示，三三条曲线表表示不同的的流量，数数值分别为为308、、514和和857bbl/d。当含水率小小于0.4时，含水率率与仪器响响应之间呈呈线性关系系；当含水率大大于0.4时，随着含含水率增加加，值增长长缓慢，灵灵敏度降低低说明与垂直直井的响应应相似。电容持水率率计的响应应电容法持水水率计响应应与含水率率关系斜井中的仪仪器响应及及图版制作作模拟井筒内内径为2.5in，，倾斜角为为45°把流体电容容持水率计计、流体密密度计和伞伞式流量计计下入倾斜斜的模拟井井筒中与水平井类类似，伞式式流量计的的响应直线线的斜率为为：0.025RPS/(bbl/d)伞式流量计计的响应说明：每一条曲线线对应一个个流量值，，分别为:308、514、857、1028、、1543和2055bbl/d持水率的值值可用测得得的混合密密度和油、、水密度确确定。流体密度响响应图版流体电容的的响应图版版若油水的密密度和差别别不大，则则要改用电电容持水率率计确定持持水率值产出剖面仪仪器串选择择井下温度、、压力、流流量、持率率是了解井下下生产动态态的关键参参数，由于于水平状态态下井内多多相流体的的流动状态态极为复杂杂，因此水水平井中录录取和应用用最多的是是温度和压力，但这两个个参数只能能用于定性性分析；目目前还没有有能够准确确给出水平平段某一截截面分流量量的测井系系列，传统统的生产测测井组合仪仪在水平井井的应用中中都存在缺缺陷。流量仪选择择在筛管完井井的水平井井中，流体会通通过环形空空间旁通，，在斜度较较大的井段段，可能会会导致水沿沿下侧倒流流现象，若若割缝衬管管外侧泥岩岩跨塌，井井眼会严重重扩大，流流速下降。。这时可采用示踪流流量计。在斜井中，涡轮流量量计不适于于上下多次次测量，主主要是因为为仪器无法法靠重力作作用下测；；而且涡轮轮流量计有有机械转动动部分，经经常会出现现机械损伤伤现象，造造成测试失失败，因此此国外推出出了新的流流量测量方方式。如过油管储层层饱和度测测井仪的RSTProWFL方式，相速速探头PVS仪器，储层层监测仪的的SPFL方式等均可用于于测量斜井井、水平井井中水相的的流速，也也可用于测测量油气水水三相的持持率，主要要优势是不不受层状流流动的影响响。产出剖面仪仪器串选择择持率仪器器选择在垂直井井使用的的持率仪仪器如电电容法持持水率仪仪器，流流体密度度仪器等等，都采采用居中中测量，，这些仪仪器反映映的都是是流道中中央的流流体，在在水平井井中不能能很好居居中，只只能反映映井眼轨轨迹低侧侧端的流流体。在水平井井中应采采用全井眼测测量仪器器如持气气率仪或或持水率率成像仪仪器。产出剖面面仪器串串选择仪器串选选择示例例水水平井井以射孔孔方式完完井时，，仪器串串选择如如图所示示。如果是其其它完井井方式，，需增加加井斜仪仪、井径径仪、流流体成像像仪和能能谱水流流仪。产出剖面面仪器串串选择水平井中中油气水水呈层状状分离状状态。套套管外下下部沉淀淀钻井碎碎屑或其其它重矿矿物，在在套管外外上部出出现水泥泥胶结的的渗透水水，这会会导致水水泥胶结结失效，，可能出出现窜槽槽通道。。割缝衬管管完井时时，割缝缝衬管和和地层之之间的环环形空间间中容易易发生窜窜流，流流体会通通过环形形空间旁旁通。在在割缝衬衬管中，，不推荐荐使用集集流式流流量计。。图水平井中中胶结的衬衬管横截面面水平井生产产测井资料料解释注意意事项水平井中流流动状况：：水平井中的的重力作用用使流动呈呈层状分布布，若井眼眼倾斜差异异较大，上上部容易形形成气塞，，下部容易易形成水塞塞。水平井可能能有的井段段倾角大，，井筒向上上倾斜，最最高处为气气，形成气气堵；有的地方倾倾角小，井井筒向下倾倾斜，最低低处为水，，会形成压压力台阶。。水平井生产产测井资料料解释注意意事项段塞流态情情况下水平平井段稳定定生产测井井值左图是压力力和连续涡涡轮流量计计记录的定定点数值，，点表示实实测值，实实线为平均均值，横轴轴表示时间间。测点的波动动表示流动动极不稳定定。图段塞流流态情况下下水平井段段稳定时的的生产测井井值左图是某井井中用涡轮轮流量计测测得的流量量曲线。由由于该井采采用割缝衬衬管完井，，所以井径径变化较大大，第一道道中是裸眼眼井井径，，曲线显示示井径的变变化幅度较较大。标号为１的的地方井径径扩大，但但转数增大大，说明其其下部有较较多的流体体产出。由由于水平井井筒弯曲较较多，井筒筒扩径较严严重，导致致流量曲线线变化较为为复杂，解解释起来也也较为困难难。图在下有割割缝衬管的的水平井中中测得的流流量计曲线线下有割缝衬衬管的水平平井中的流流量计曲线线9、静夜夜四无无邻，，荒居居旧业业贫。。。12月月-2212月月-22Sunday,December18,202210、雨中中黄叶叶树，，灯下下白头头人。。。11:46:2811:46:2811:4612/18/202211:46:28AM11、以以我我独独沈沈久久，，愧愧君君相相见见频频。。。。12月月-2211:46:2811:46Dec-2218-Dec-2212、故故人人江江海海别别，，几几度度隔隔山山川川。。。。11:46:2811:46:2811:46Sunday,December18,202213、乍乍见见翻翻疑疑梦梦，，相相悲悲各各问问年年。。。。12月月-2212月月-2211:46:2811:46:28December18,202214、他乡乡生白白发，，旧国国见青青山。。。18十十二二月202211:46:28上上午午11:46:2812月月-2215、比不不了得得就不不比，，得不不到的的就不不要。。。。十二月月2211:46上上午12月月-2211:46December18,202216、行动动出成成果，，工作作出财财富。。。2022/12/1811:46:2811:46:2818December202217、做前前，能能够环环视四四周；；做时时，你你只能能或者者最好好沿着着以脚脚为起起点的的射线线向前前。。。11:46:28上上午午11:46上上午11:46:2812月月-229、没有失失败，只只有暂时时停止成成功！。。12月-2212月-22Sunday,December18,202210、很多事事情努力力了未必必有结果果，但是是不努力力却什么么改变也也没有。。。11:46:2811:46:2811:4612/18/202211:46:28AM11、成功就就是日复复一日那那一点点点小小努努力的积积累。。。12月-2211:46:2811:46Dec-2218-Dec-2212、世间成成事，不不求其绝绝对圆满满，留一一份不足足，可得得无限完完美。。。11:46:2811:46:2811:46Sunday,December18,202213、不知知香积积寺，，数里里入云云峰。。。12月月-2212月月-2211:46:2811:46:28December18,202214、意志志坚强强的人人能把把世界界放在在手中中像泥泥块一一样任任意揉揉捏。。18十十二二月202211:46: