动态监测技术解释与评价

动态监测技术解释与评价第1页，共57页，2023年，2月20日，星期日第一部分测试技术的应用评价第二部分资料解释的应用分析第三部分测试技术发展方向提纲第2页，共57页，2023年，2月20日，星期日第一部分测试技术的应用评价第3页，共57页，2023年，2月20日，星期日分层注水井测试调配技术分注井在线验封测试技术油水井压力温度测试技术国内测试技术第4页，共57页，2023年，2月20日，星期日水井测试调配工作进行了几十年的发展改进，从最初的投球测试到现在的各种先进测试仪器的应用，已经发生了质的飞跃。测试调配技术按照水井管柱结构分，大致可以分为偏心分层注水测试调配技术和空心分层注水测试调配技术，其采用的测试仪器及原理基本相同，只是由于井下配水工具不同而采用的工作方式不同。1、分层注水井测试调配技术第5页，共57页，2023年，2月20日，星期日1、分层注水井测试调配技术分层注水井测试调配技术投球测试技术电磁流量计测试技术超声波流量计测试技术井下智能流量测调技术浮子流量计测试技术涡轮流量计测试技术水量测试、调配工作作相互独立水量测试、调配工作作一体化水井调配技术第6页，共57页，2023年，2月20日，星期日

投球测试是采用水量”递减逆算法“求各层吸水量。测试时，从下至上进行投球，每投一次测试球，就堵死测试球以下层段的水量。投球测试由于测试误差大已被逐渐淘汰，目前只应用于流量计还不能满足要求的高温、高压分层注水井的测试中。1.1投球测试技术1、分层注水井测试调配技术第7页，共57页，2023年，2月20日，星期日浮子流量计又称转子流量计，是以浮子在垂直锥形管中随流量变化而升降，从而改变流通面积来进行测量的体积流量仪表。浮子流量计适用于小管径和低流速，结构简单，缺点是：精度低、资料解释人为因素多、误差大等问题，已逐渐被其他先进测试仪器所取代。（106浮子流量计）1.2浮子流量计测试技术1、分层注水井测试调配技术第8页，共57页，2023年，2月20日，星期日涡轮流量计是一种机械式传感流量计，在井下工作时，霍尔传感器产生与涡轮转速同步的脉冲信号传入单片机内，单片机则根据下井前计算机设置的延时时间、采样间隔定时工作，然后将数据送入数据存储器保存。仪器测试完返回地面后，通过转换器与计算机串行口相连。仪器接收到计算机发送的回放指令后，将存储的数据送入计算机中，根据流量计标定文件进行数据处理，得到井下实际流量值。1.3涡轮流量计测试技术1、分层注水井测试调配技术第9页，共57页，2023年，2月20日，星期日1.4.1测试工艺原理

电磁流量计的测量原理是基于法拉第电磁感应定律。当流体在磁场中作切割磁力线运动时，流体中的带电粒子受到洛伦兹力的作用，感应出与流速成正比的感生电动势，由此定律可推导出流体的体积流量：

Q＝Л×D×U/4BU:感应电压；B：磁场强度；D:测量管道的内径；Л：圆周率1.4电磁流量计测试技术1、分层注水井测试调配技术第10页，共57页，2023年，2月20日，星期日1.5.1测试工艺原理存储式超声波流量计的流量感应部分由导流管、以及流道上下两端各安装一个超声波换能器组成。当超声波换能器被施加一定频率的电压脉冲时，即发生一定频率的超声波。存储式超声波流量计就是通过控制两个超声换能器的发送和接收，测试液体的流速，进而计算出流体的体积流量。1.5存储式超声波流量计测试技术1、分层注水井测试调配技术第11页，共57页，2023年，2月20日，星期日分层注水井管柱按照配水工具的类型，可以分为偏心和同心管柱。偏心管柱调配主要是使用偏心打捞器将堵塞器逐个捞出，更换相应大小的陶瓷水嘴，从而达到地质配注要求；同心管柱则是采用同心打捞工具将配水器芯子逐个捞出，然后调整水嘴大小重新下入，满足地质配注要求。通过上面的介绍可以看出，目前油田主流的测试调配技术都是独立的，测试只是调配的前提和后期标定，而调配则是实现配注要求的手段。随着科学技术的发展，这种相对独立的测试调配方式必将发生转变，向着井下测调一体化发展。1.6水井调配技术1、分层注水井测试调配技术第12页，共57页，2023年，2月20日，星期日1.7井下智能流量测调技术井下智能流量测调技术，是在目前偏心分注工艺基础上，不改变井下工具内部结构，只改变偏心配水器偏孔堵塞器的结构（可调水嘴）。在进行注水调配前，将原有堵塞器改为可调水嘴。井下智能流量测调技术是一种集测、调为一体的新型测试技术，该测试技术的特点是一次下井可同时完成测试流量和注水量调配。1、分层注水井测试调配技术第13页，共57页，2023年，2月20日，星期日根据测试方法分为两种方式：（1）井下钢丝存储式自动测调技术；（2）井下电缆可视式实时测调技术；1.7井下智能流量测调技术1、分层注水井测试调配技术第14页，共57页，2023年，2月20日，星期日2、分注井验封测试技术随着油田进入中高含水开采阶段，挖潜对象逐步转向薄差油层，注水结构的调整要求分层注水进一步细化，并相继出现不同的问题。如：地层出砂、三采注聚转后续水驱、管柱结垢等问题，造成分层注水井封隔器的密封性能越来越差，密封性能直接影响分层注水效果。因此，分层测试过程中经常需要验证各级封隔器的密封性能，简称验封。通常，用测压卡片验证封隔器的密封性。第15页，共57页，2023年，2月20日，星期日分注井在线验封测试技术第一级配水器投死嘴验封测试技术双压力计验封测试技术三参数压力流量验封测试技术堵塞器压力计验封测试技术2、偏心分注井验封测试技术适应于偏心配水管柱适应于偏心配水管柱空心配水管柱第16页，共57页，2023年，2月20日，星期日2.1第一级配水器投死嘴验封测试技术原理：用投捞工具将偏1堵塞器（配水芯子）捞出后，投死嘴后，改变井口工作制度关-开-关，验证最上一级封隔器密封状况。优点：不需要专门的验封仪器，操作简单。缺点：1、只能验证第一级封隔器的密封性能；2、无原始资料依据，需要几家共同到现场认证；3、验封需反复投捞，时间长，效率低。2、分注井验封测试技术第17页，共57页，2023年，2月20日，星期日2.2双压力计验封测试技术原理：使用上下两支压力计（或上部双传感器压力计），中间连接一个主体通道密封段，组装好的仪器下到井底，从下到上分别坐在相应验封层段的配水器内，井口改变工作制度，取出仪器回放，通过上下测试曲线随井口工作制度变化，下压力计测试曲线是否变化，再结合分层水量测试资料，综合判断封隔器是否密封。钢丝封隔器密封段配水器下压力计上压力计2、偏心分注井验封测试技术第18页，共57页，2023年，2月20日，星期日2.3三参数压力、流量验封测试技术配水器泄压式密封段流量压力计下压力计实测曲线封隔器密封封隔器不密封2、偏心分注井验封测试技术第19页，共57页，2023年，2月20日，星期日2.4堵塞器压力计验封测试技术

原理：验封时需要将对应层位的偏心配水器偏孔内的堵塞器（水嘴）拔出，再投入堵塞器压力计。通过改变井口工作制度（关-开-关或开-关-开），使井筒压力产生明显变化，若堵塞器压力计所测量的油套环形空间的压力随工作制度的改变而改变的，则其上下两级封隔器不密封；反之，则密封。2、偏心分注井验封测试技术第20页，共57页，2023年，2月20日，星期日3、油水井压力温度测试技术

随着油田开发进人中后期，对测试资料准确度的要求越来越高，过去的机械式压力计（弹簧管式压力计、弹簧式压力计，其它型机械压力机），由于存在精度低、滞差大、走时短等诸多缺点，已经不能适应油田开发试井解释的需要，已经被淘汰。目前在油田测试领域应用非常广泛的是电子压力计，电子压力计类型有直读和存储两种方式，主要用于流压、静压、压力恢复、压降测试。近几年随着压力检测技术的不断研究、发展，又开发出两种压力检测技术，分别是（1）固定式毛细管分层测压技术；（2）永久式光纤分层压力测试技术。第21页，共57页，2023年，2月20日，星期日油水井压力温度测试技术存储式压力温度测试技术地面直读压力温度测试技术仿堵塞器型压力计压力温度测试技术常规测试工艺压力计压力温度测试技术井下永置式压力温度测试技术电缆车试井车压力温度测试技术固定式毛细钢管测压技术永久式光纤压力测试技术3、油水井压力温度测试技术第22页，共57页，2023年，2月20日，星期日3.1存储式压力计压力温度测试技术存储式电子压力计，由井下仪器部分和地面处理部分两部分组成。根据井下工艺管柱不同，以及测试工艺的不同分为两种测试技术。一种是常规测试压力温度测试技术；另一种是仿堵塞器型电子压力计测试技术。3、油水井压力温度测试技术第23页，共57页，2023年，2月20日，星期日3.2地面直读压力温度测试技术

地面直读压力温度测试技术，主要由单芯铠装传输电缆、井下电子压力计和地面、温度测读系统三部分组成。根据测试工艺的不同分为两种测试技术。一种是电缆试井车压力温度测试技术；另一种井下永置式电子压力计测试技术。3、油水井压力温度测试技术第24页，共57页，2023年，2月20日，星期日3.2地面直读压力温度测试技术3.2.1电缆试井车地面压力温度测试技术原理：单芯铠装电缆盘在试井绞车上，井下压力计供电有地面电源供电，测试时，压力计与马笼头相连接，将直读压力计下到井内预定深度，通过压力传感器将被测压力转换成与压力成一定关系的电信号，经单芯电缆传输至地面，经地面压力温度测读系统将信号放大，经模/数转换成数字形式，实时显示，打印、绘图、处理、保存。测试完成后，将单芯电缆起出盘在试井绞车上。3、油水井压力温度测试技术第25页，共57页，2023年，2月20日，星期日3.2地面直读压力温度测试技术3.2.1电缆试井车地面压力温度测试技术特点：（1）在测试过程中，压力温度数据可直接在地面仪表上显示，因此测试人员可根据测试资料适时终止或延长测试时间。（2）采样率可根据需要由地面仪表控制调整。（3）可以随时掌握仪器在井下的工作状态，避免因仪器故障而造成的损失。3、油水井压力温度测试技术第26页，共57页，2023年，2月20日，星期日3.2地面直读压力温度测试技术3.2.1电缆试井车地面压力温度测试技术适应性：电缆试井车地面压力温度测试技术（1）油井流静压测试；（2）采油井环空压力测试；（3）采油井不停抽分层压力温度测试采油井不停抽测试示意图3、油水井压力温度测试技术第27页，共57页，2023年，2月20日，星期日3.2.2井下永置式电子压力计测试技术原理：将压力计装入特殊装置内（保护装置），与油管相连接，通过油管的下放，将电缆固定在油管管柱上，将压力计下到井内预定深度，通过压力传感器将被测压力转换成与压力成一定关系的电信号，经单芯电缆传输至地面，经地面压力温度测读系统将信号放大，经模/数转换成数字形式，实时显示，打印、绘图、处理、保存。3、油水井压力温度测试技术第28页，共57页，2023年，2月20日，星期日3.2.2井下永置式电子压力计测试技术特点：（1）采用电缆将压力温度传输到地面接收装置，实现对抽油机井的压力温度等数据的实时监测。（2）该技术与试井技术相比，不用通过复杂的测试工艺和关井测试，能解决抽油机井试井施工费用高、影响产量的问题。适应性：适用于任何井况的采油井监测（包括电泵井）。3、油水井压力温度测试技术第29页，共57页，2023年，2月20日，星期日3.3固定式毛细钢管测压技术井下固定式毛细管测压技术是以氮气为传导介质的新型油井生产动态测试装置。测试系统由地面和井下两大部分组成，地面由氮气源、空气压缩机、氮气泵、井下泵控制柜、数据采集控制器组成；井下部分由毛细管保护器、双管封隔器、井下泵、传压阀等组成。可以完成稳定试井和不稳定试井的单层测试和分层测试，实现油井的长期动态监测。3、油水井压力温度测试技术第30页，共57页，2023年，2月20日，星期日3.3固定式毛细钢管测压技术原理：毛细管测压系统基本原理是帕斯卡定理，它是利用密闭式传压筒同毛细钢管相连接，传压筒内充满惰性气体(氮气)，该传压筒同毛细钢管一同下入井下被测位置，为保证井液不会充满传压筒而进入毛细钢管，传压筒内的惰性气体要定期进行补充，以维持井液与高压气体接触的气液面平衡。根据帕斯卡定理，井液压力与传压筒内的气体压力相等，通过毛细管内气体将传压筒内的压力传递到地面上，在地面上读出气体压力与毛细管内气柱压力之和即为井下被测点压力。3、油水井压力温度测试技术第31页，共57页，2023年，2月20日，星期日3.3固定式毛细钢管测压技术特点：(1)地面直读，实时显示。传感器和数据记录仪置于地面，以数字、曲线形式实时进行井下压力输出和监测，便于现场及时进行压力分析，指导生产。(2)连续监测，跟踪分析。地面数据采集器采用大容量(6万个数据点)的存储器，实现各采集通道的设置和压力计算修正，进行长期压力监测，同时能与自动化系统配合，实现无人自动数据录取监测。(3)能够开展压力恢复、压力降落、系统试井、干扰试井等多种项目的试井，进行开发动态跟踪监测、储层性质评价和油水井生产状况监测。3、油水井压力温度测试技术第32页，共57页，2023年，2月20日，星期日3.3固定式毛细钢管测压技术特点：(4)实现单层测试和分层测试。(5)适合电泵、螺杆泵、自喷井、抽油井、水井等多类型油水井的测试。(6)高温试井。耐温高达370℃，可广泛应用于中深层系和热采井、注聚井等特殊高温井中。(7)地面校验。传感器置于地面，可定期对其进行校验，以确保其精度。(8)使用寿命长，可重复利用。长期监测井下压力，同时毛细钢管可以回收进行重复利用。3、油水井压力温度测试技术第33页，共57页，2023年，2月20日，星期日3.4永久式光纤压力测试技术原理：井下永久式光纤压力测试技术是近几年发展比较快的油水井测试应用技术。它是由地面系统、井下系统组成。地面系统由光电调解、数据采集、光缆绞车、井口穿越；井下系统由井下传感器、井下光缆、光缆连接器、光缆保护、分层测试工具；测试系统采用了布拉格光栅测试原理。该技术利用一根光缆串联多只传感器，可以同时测量井下多点温度、压力数据，非常适合注蒸汽驱油井、海上油井、水平井、高温高压油井的长期生产动态监测。3、油水井压力温度测试技术第34页，共57页，2023年，2月20日，星期日3.4永久式光纤压力测试技术

特点：①光纤绝缘、工作不带电，本质安全②不受电磁干扰，长期稳定可靠③耐高温、耐高压，耐腐蚀，使用寿命长④防爆，防雷击，安全性高⑤以光为传感信号，精确度高，长期漂移小⑥体积小、重量轻、易安装⑦可实现准分布式、分布式测量，易于组网3、油水井压力温度测试技术第35页，共57页，2023年，2月20日，星期日第二部分测试资料解释的应用分析提纲第36页，共57页，2023年，2月20日，星期日目前偏心分注井测试成果的应用主要在油矿按照测试成果的压力比进行分水，从而掌握单层注水量。因此测试水量、压力的准确程度直接影响着地质开发的准确程度。加强测试成果的分析力度是掌握油藏动态变化的首要任务。1、流量测试资料的解释分析第37页，共57页，2023年，2月20日，星期日精度相符程度1、仪器自身的设计精度2、井筒、介质适应性3、仪器配件的影响1、与计量站水表2、与实际注水压力3、与历次测试成果对比压力分注井测试成果1、井筒因素2、水质因素3、地层因素4、封隔器状况水量压力下降压力上升温度1、地层因素2、井筒因素第38页，共57页，2023年，2月20日，星期日

精度1、仪器自身的设计精度2、井筒、介质适应性3、仪器配件的影响(一)测试水量第39页，共57页，2023年，2月20日，星期日精度电磁流量计流量测量精度为2%，在水质达标、井筒正常的状况下，流量测量精度较准确。为保证测量精度，仪器出现异常随时送检，在正常情况下每年对流量、压力校验一次。电磁流量计与超声波流量计是以净化污水为测量介质，当流体的粘度、成分发生改变后，测量精度有所下降或无法测量。不适宜在注聚井，机杂、含油超标井测试。第40页，共57页，2023年，2月20日，星期日

电磁流量计与超声波流量计的流量测量均采用探头探测流速与整个管道内流速成对应关系，从而推算出被测管道流量。当因结垢导致管径变细后，井筒内流体的流速发生变化，导致测量水量变高，水量出现偏差。

电磁流量计超声波流量计聚合物结垢油污结垢测试精度下降精度第41页，共57页，2023年，2月20日，星期日

相符程度1、与计量站水表2、与实际注水压力3、与历次测试成果

判断测试成果是否合格的一个重要标准就是相符程度，与计量站水表显示水量是否相符，与实际注水压力是否相符，与历次测试成果对比，进而推断出与实际注水状况的相符程度。第42页，共57页，2023年，2月20日，星期日相符程度

测试成果的压力对比，是以最高压力（或达到配注的中压）与地面水量、压力进行对比的，但在实际测试过程中，压力的间隔并不均匀：在水嘴较小的井，会出现控压不降水，可能控制2MPa压力，水量不下降，或仅下降5—10m3/d。注入量（m3/d）AB压差（△P）这也符合汽穴现象的特点：在强吸水层，水嘴较小，在水嘴喉部以后可能产生汽穴现象，其嘴损曲线如图，直线AB就是汽穴现象的结果。摘自石油工业新技术及标准规范手册——石油开采标准规范第43页，共57页，2023年，2月20日，星期日1、井筒因素2、水质因素3、地层因素4、封隔器状况测试成果压力反映的是当前注水量的对应压力，受井筒状况（结垢）、水质（机杂、含油）、地层（酸化有效期、暂时性堵塞）的影响会造成压力上升；封隔器状况发生改变时导致压力非正常下降。压力

压力下降

压力上升(二)测试压力第44页，共57页，2023年，2月20日，星期日

目前影响测试资料判断的主要是压力下降。压力下降分为正常下降和非正常下降。正常的压力下降通过纵向对比可以排除。压力下降正常异常测试对井筒正常环境造成扰动导致的压力上升，在扰动消除后压力恢复封隔器状况发生改变压力下降酸化增注改造后压力下降水嘴放大后压力下降第45页，共57页，2023年，2月20日，星期日目前偏心分注井使用的电磁流量计与超声波流量计采用三参数（水量、压力、温度），部分流量计为双参数（流量，温度），其中的温度曲线，可以间接地判断井下流量。温度1、地层因素2、井筒因素(三)测试温度第46页，共57页，2023年，2月20日，星期日井温曲线

从曲线可以看出，井温曲线随井深逐渐升高，至井底，因无吸水量，温度达到最高。第47页，共57页，2023年，2月20日，星期日2、测压资料的解释分析(1)检测或环空井测压出现的压力异常情况(2)分层测试压力出现的异常情况第48页，共57页，2023年，2月20日，星期日

随着油田进入中高含水开采阶段，挖潜对象逐步转向薄差油层，注水结构的调整要求分层注水进一步细化，并相继出现不同的问题：地层出砂、管柱结垢等问题，造成分层注水井封隔器的密封性能越来越差，密封性能直接影响分层注水效果。因此，分层测试过程中经常需要验证各级封隔器的密封性能，简称验封。通常，用测压卡片验证封隔器的密封性。3、验封资料的解释分析第49页，共57页，2023年，2月20日，星期日

日常测试调配过程中，当发生油套压以及注水压力的变化时，根据相邻水嘴嘴损及吸水情况并结合历次测试成果，来定性分析封隔器的密封性能。若水嘴接近，水量变化不明显，则无法直接从测试成果进行判断，需借助验封仪器进行验证。第50页，共57页，2023年，2月20日，星期日

现场常用的分注工艺中，防返吐配水器、注聚同心分注井缺乏有效的验封工艺，无法判断封隔器状况，只能结合历次测试成果并与同位素资料进行结合后推断。

目前的验封方式均为定性判断，较为先进的是分层流压验封技术，由过去的被动验封改变为测试时直接验封工作方式，及时发现井下封隔器的工作状况。第51页，共57页，2023年，2月20日，星期日第三部分测试技术发展方向提纲第52页，共57页，2023年，2月20日，星期日

通过上面的阐