生产测井原理-第七章 - 图文

第七章 产出剖面测井信息综合分析

本章论述生产测井产液剖面的确定方法。把流量、含水率（持水率）、密度、温度、压力及其它参数（套管接箍、自然伽马）测井资料组合起来，可以综合分析生产井各产层油、气、水的产出量及各相的含量。产出剖面测井系列的选取是根据生产井的类型进行的。对于单相生产井，通常选用流量计、温度计、压力计三个参数即可；对于抽油井，由于仪器

要通过油套环形空间下入产层，因此要选择外径小于1英寸的仪器。抽油井一般为低产井，若为油水两相流动，应选用集流式流量计，此外还要选用持水率计，若油水密度差较大可选用密度计、温度计、压力计；若流动压力小于泡点压力，则井下为油气水三相流动，此时必须选用集流流量、密度、持水率、压力、温度五个参数。在抽油机井中，若流量较高，可选用连续流量计。

自喷井中，对于高产井可以选用连续流量计（流量通常应大于50立方米/日），小于这一数值时，应选用集流式流量计。自喷井中，若为油水两相流动，可选用流量、密度、压力、温度四个参数，若油水密度相差较小，则应用持水率计取代密度计。若为油气水三相流动，则必须选用全部五个参数（流量、密度、持水率、温度、压力），此外要测量自然伽马和套管接箍两个深度控制参数。

气田的生产井大都为自喷井，且井下一般图7-1 多道生产测井仪PLT的示意图 为气水两相流动。由于气水间的密度相差较大，

所以气井中只需测量流量、密度、温度、压力四个参数即可，没有必要测持水率参数。由上述可知，在产出剖面测井中，选用什么测井系列要具体问题具体分析，对这些资料进行综合解释时根据不同的测井系列采用不同的解释方法。图7-1是斯仑贝谢CSU生产测井组合仪PLT的示意图，最下端为全井涡轮流量计。

第一节 产出剖面测井解释程序

产出剖面测井包括油水两相、气水两相、油气两相和油气水三相流动，无论是自喷井、气举井，还是抽油井或电泵井。流量、持水率、密度、温度、压力五个或其中几个参数的综合处理过程如下。

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一、定性评价与读值

产出剖面测井的目的主要是了解注采井网中采油生产井每个小层的产出情况，是产水还是产油或气，产水量有多高，高渗透层是否发生了注入水或气体突进，注入的水是否到达了生产井，是否起到了驱油的作用，等等。在解释之前首先要了解所测井可能的井下生产状况要了解所解释的井在井网构造上的部位和该井的生产史、相应构造上原始的油气分布状态，生产井的完井参数、地面油气水的产量、生产和射孔层位、喇叭口位置、管柱结构、套管尺寸等。

掌握以上信息后，对测井曲线综合图进行分析，初步掌握油水产出部位，产出量，油水含量，若有气产出，曲线的振动幅度较大，了解井下是油水两相流动，还是三相流动。有的井上边解释层为三相流动，下边解释层为两相流动。通过定性分析，可以对该井产出剖面有个初步了解，做到心中有数，对进一步定量解释有较强的辅助作用。可以控制定量解释的结果，提高分层产量及各相含量的精度。

若为定点测量，可通过各参数的定点记录值了解各层的产出情况。图7-2是一口气水

图7-2 气水两相测井曲线综合图

两相流动的综合测井曲线，从流量曲线上看上面射孔层的变化幅度比下面射孔层大一些，说明上面射孔层气水产出总量大于下面射孔层的产出量，密度曲线在下面一射孔处下降幅度较大，说明下面一层产气量大于上面一层，温度曲线在下部射孔层，出现负异常是由气

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全吸热膨胀所致，上面一层虽有气产出但由于井筒温度已经下降，所以温度曲线通过上一射孔层时没有明显异常显示，在下面一层以下的井底层段，密度值为1.0，说明井底为静水柱。流量曲线在静水柱中较为平滑，在上部由于为气水两相流动，套管内的三维空间上由于粘度和密度及流速分布不均所以流量曲线有起伏跳动现象，流量曲线在上面一层之上的全流量层跳动幅度较大说明气的流量比下面大。

通过定性分性，对该井的生产状况有了初步了解，这样在定量计算时就可以进一步提高解释精确度。

生产测井定量解释的解释层段与裸眼井的解释层段划分不同。裸眼井是逐点解释的。套管井的读值解释层段是分段进行的，一般来说在生产着的射孔层之间为解释层段，该段可以是几米，也可以是十几米左右，取决于两个生产层的间隔，该同一解释上，流量、密度、持水、压力、温度等各参数基本不变或变化幅度很小。通常情况下有几个生产层也就选几个解释层，解释层位于相应生产层的上方，同一生产层中可包含一个或几个射孔层，若射孔层间的距离较小不容易识别（入口效应），则划分解释层时同一生产层可包括两个或两个以上的射孔层。

图7-2中可划分为两个解释层，第一个解释层可在12200~12240ft之间选择一段距离，第二个解释层只能在12260~12270ft之间选择。在各解释层中读取各条曲线在该层段上的平均值，即可得到流量、压力、密度、温度等参数的解释数值，定量解释时作为曲线输入数据输入。

以上读值方法是对自喷井或气举井而言的，气举井和自喷井在测井过程中的产量和压力相对稳定。对于抽油机井，仪器通过油套环形空间下入油管鞋以下的生产层段进行测井时，抽油泵在运动。由于常用的泵为单作用泵（上冲程抽液），所以通常将上冲程作为有效冲程，抽油泵工作时的瞬时流量q和活塞运动的速度Vc成正比

q?KAVc （7-1）

式中K为单位换算系数，A为活塞面积。由上式可知，q的变化和抽油泵活塞运动变化规律一样。活塞下冲程不抽液、故抽汲流量为零，但由于续流影响，井下流量不为零，而是逐渐减小，所以井下流量是随着抽油泵工作呈周期性变化的，如图7-3所示。实际测

图7-3涡轮流量计测井曲线

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得的振荡曲线表明，其周期与抽油泵一个冲次的时间完全吻合，流量曲线的波峰在上冲程时出现。在下冲程时，抽油泵虽停止工作，但动液面没有发生变化（生产压差没有变化），所以油井仍在生产，因此流量曲线不为零。实际应用表明，抽油泵工作过程中压力也存在一定的波动、波动幅度为0.03~0.07Mpa。

在以上情况下，涡轮流量计曲线的读值方法通常分为三种：停抽法、面积法、平均取值法。

停抽法：测井时，使抽机泵突然停止，由于动液面尚未恢复，所以此时压差仍为生产压差，因此认为停抽瞬间的油井产量与正常生产时基本相同，即瞬间停抽取得的流量就为抽油时的流量。如图7-4所示。具体方法是抽油机停止工作后，在波动到平滑的拐点处取

图7-4生产压差大、采液指数小的井涡轮流量计测井曲线

图7-5伞式流量计原始测井曲线

流量计的测量值。停抽法适用于生产压差大采油指数小的井。这类井停抽后曲线下降较缓

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慢，停抽后曲线开始振荡，让其稳定后再取值也致产生较大误差。图7-4中停抽半小时后，流量计的读数从42Hz下降到40Hz，下降幅度很小，相对误差为5％。

面积法：对于生产压差小、采油指数大的井停抽后曲线下降很快，取值很困难，不适宜用“停抽法”取值。面积法是取曲线上相间的两个波谷低点横坐标轴作垂线，计算该段曲线与横轴围成的面积，然后用该段的面积除以两垂线间时间长度，将得到等面积矩形的高度，此高度对应的读数即为涡轮流量计的读数

h?A （7-2） b式中h为读数，A为阴影面积，b为时间长度。图7-5即为面积法取值的一个实例。 平均取值法：该方法与面积法类似，在一定时间内记录了总频率累计频数，除以取值时间即可得到相应的涡轮流量计读数。由于波形曲线是不对称变化，因此要求取值时间是单个冲次的倍数。

二、油气水物性参数计算

在计算流量、持水率、滑脱速度、地表和井下流量换算解释过程中，需要油气水的高温高压物性参数。由于每个解释层的温度和压力不同，因此严格讲每一层都应对这些参数进行计算，实践表明，由于产层通常分布在沿井筒几十米的层段上，所以实际计算时，通常选择这些产层分布的中点为目的进行压力、温度取值与计算，即若最上部射孔层位的上端深度为1000米，最下部射孔层下端的深度为1040米，则中点的深度为1020米，计算时以1020米深度处的压力、温度读值为依据进行计算，计算结果为该深度处的物性参数。应用时可在整个生产层段使用计算结果。

应用第二章中高压物性参数公式计算时需要已知的参数为：地面油、气、水的产量；地层水的矿化度；地面油的比重（API）；地面天然气的比重（rg），射孔层段中点处的流体温度和流体压力。

计算结果包括：油气水的高压物性参数。

油相的参数包括：油的井下密度；油的泡点压力；油的地层体积系数；溶解气油比；地层油的粘度；油的压缩系数；游离气油比。若计算出的泡点压力小于读值点处的压力，则井下为油水两相流动。否则为油气水三相流动。

气的参数包括：气体和偏差系数；气体的地层体积系数；气体的密度；气体的压缩系数。若为三相流动，还要计算井下全流量层位处气体的流量。

水的参数包括：溶解气水比；井下水的密度；水的地层体积系数；水的密度。

三、解释层总流量计算

解释层各相总流量的计算方法取决于采用流量计的类型。若为集流伞式流量计，则可直接用查图版的方式计算出总流量。如图7-6所示，图中纵坐标为由曲线所得的涡轮转数， 横坐标为流量，图版中的参数为仪器型号和流体粘度。不同仪器因涡轮的结构不同，响应曲线的斜率不同。

若为示踪流量计或连续流量计，首先要计算视流体速度，然后计算速度剖面校正系数，最后计算流量

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Qg’——地面游离气的产量； Qw’——地面水的产量； Qo’——地面油的产量；

?mi——第i层的油气水混合密度，由密度曲线取得； ?m100——全流量层的混合密度，由密度曲线确定； Vai——第i层的视流体速度； ?mi——第i层的混合粘度； D——套管内径； Pc——管子常数。

在利用上述公式计算时，要把各参数的单位进行统一，计算混合粘度的常用公式为：

?m??wyw??oyo??gyg (7-16)

?o、?w、?g、yo、yw、yg分别表示油气水的粘度和持率。

实际应用表明，利用上述方法计算Cv可以对测井环境的影响进行有效校正。若为两相流动，则上述计算中的一项计算时为零。若为油水两相流动，则Qg、yg为零。在油气水三相流动中，由于地面产出的气包括游离气，溶解在油中的气及溶解在水中的气。所以计算Qg'时应采用以下公式：

Qg'?Qo'(Rp?Rs?RswQw'/Qo') (7-17)

即把游离气从地面产气的总量中单独分离出来。

四、油气水持率的计算

对于油水、气水、油气两相流动，采用密度计算持率时，可采用以下公式： 油水两相流动

yw??m??o (7-18)

?w??oyo?1?yw (7-19)

气水两相流动

yw??m??g (7-20)

?w??gyg?1?yw (7-21)

油气两相流动

yo?446

?m??g (7-22)

?o??gyg?1?yo (7-23)

气水、油气两相流动中，气水或油气之间的密度差较大，因此利用(7-20)至(7-23)之间的公式计算出的yw、yg、yo值可靠性较高，

对于油水两相流动，由于?o、 ?w差别较小，因此利用式(7-18)和(7-19)计算出的yw

和yo值误差较大，因此对于油水两相流动，常采用持水率计测井方法确定持水率和持油率。由于常用持水率计有电容持水率计、低能源持水率计等，因此可因仪器不同而采用不同方法计算持水率。若把电容持水率计的输出频率看作与持水率计呈线性关系，则：

yw?Cps?CpsoCps?Cpso (7-24) ?Cpsw?Cpso0.86(Cpsw?Cpsg)yo?1?yw (7-25)

式中Cpsw、Cpso分别表示仪器在全水、全油中的刻度值，由于气的介电常数与油相似，应用时常用空气的Cpsg代替Cpso，但要加一系数0.86。Cps表示测井响应值，这些参数在计算前要作压力、温度校正(见持水率测量一节)。由于当持水率从0变化到1时，流型将从乳状变化到泡状流动，所以输出频率与持水率间呈非线性响应。图7-11是一国产电容持水率计的刻度曲线，纵坐标为仪器响应的输出(电压或频率)，横坐标为持水率，图中显

图7-11 标定曲线

示持水率为35%时为流型的过渡点，即从油连续向水连续的过渡点，在该过渡点的两侧，响应为线性。在这种情况下，可直接用查图版的方法确定持水率。或者在持水率为35％的两侧用线性方法计算持水率(式7-24)，但此时Cpsw和Cpso值应发生变化，

当yw?35%

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yw?

Cps?Cpso?0.35 (7-26)

Cps35?Cpsoyo?1?yw

当 yw?35%

yw?Cps?Cps35?0.65?0.35 (7-27)

Cpsw?Cps35yo?1?yw

式中Cps35表示持水率为35％时的响应值。由上式分析知，式(7-24)只能作为近似计算yw的计算公式，推荐应用式(7-26)和式(7-27)计算持水率，对于不同的仪器，若知道其它相关的响应值，可以用该值取代Cps35，此时式(7-26)、(7-27)中的0.35、0.65两个数值要变为相应已知点的数值。江汉石油学院的研究人员提出用井下刻度方法计算取代 yw=0.35拐点的方法，主要原因是不同厂家生产的仪器拐点不同，计算方法如下

yw?Cps?Cps100(1?yw100)?yw100 (7-28)

Cpsw?Cps100VV4V1yw100?1?[1?m?(1?m)2?so] (7-29)

2VsVsVsnVs?1.53yw100[g?(?w??o)?2w]0.25 (Nicolas公式) (7-30)

n?1.0~2.0

式中yw100表示全流量层的持水率，式(7-29)是由滑脱速度模型得到的，即

Vso?yoVm?yo(1?yo)Vs (7-31)

Vsy0?(Vm?Vs)yo?Vso?0 (7-32)

对一元二次方程(7-32)求解，即可得式（7-29），也可以采用漂移流动模型求yw100。

2yw100?1?21.53yw[Vsog?(?w??o)2?w (7-33)

]0.25?1.2Vm448

以上计算的是泡状流动情况，对于乳状流动，Vs?0，持水率与全含水率相等，此时

yw?Cps?Cpso?yw100 (7-34)

Cps100?Cpsoyo?1?yw

yw100?Cw100 (7-35)

式中Cw100表示全流量层的含水率。

对于油气水三相流动，要同时使用密度和持水率资料才能得到各相的持水率，由均流模型知，

yo?yg?yw?1? (7-36) ??y??y??y??ggwwm?oo所以 yg?yw(?w??o)?(?o??m) (7-37)

?o??gyo?1?yw?yg (7-38)

式中的持水率yw用式(7-34)近似求取。 若采用低能源放射性持水率计，则

I??o?mLIo (7-39) yw?(?o??w)?wLln式中I、I0表示源外和探头处的放射性强度度计数率，L为探头长度，?o、?w为油、水的伽马射线质量吸收系数，?w为水的密度，?m为混合密度，由放射性低能源密度计测得

?m?ln(I10/I1) (7-40)

?L式中I10、I1为伽马射线能量在60Kev以上是时，源和探头处的伽马射线强度计数率，?为相应的质量吸收系数，此时油气水三者的质量吸收系数，此时油气水三者的质量吸收系数相等。

五、流型判断

判断是油水两相流动还是油气水三相流动的主要标准是看流动压力是否大于泡点压力。在一口井中通常可能是两相流动或者三相流动。地面产油气水井在泡点压力小于井下流动压力时，井下为油水两相流动，反之井下呈油气水三相流动。一口井中的目的层段，

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若压力变化较大，则可能存在下部为油水两相流动，上部为油气水三相流动这种复杂现象。若井口只产油水，则井下只可能为油水两相流动。若井口产气水，则井下也只可能是气水两相流动。若井口产油和气，则由于可能存在静水柱，因此井下可能是油水两相流动，或者为油气水三相流动。若井口只产油，则井下通常为存在静水柱的油水两相流动；对于井口产气和水的气井，则井下通常为气水两相流动，有的井会出现下部产水，上部产气的单相、气水两相流动情况，可以从密度曲线中识别是否为这一流动现象；若气井的井口只产气，由于静水柱存在，井下一般为气水两相流动；若井口只产水，由于水的密度比油和气的密度大，所以井下只可能是单相水流动。

由上述分析可知，井下是单相流动、两相流动还是三相流动，要根据井口产出流动性质、泡点压力和密度等测井资料综合分析确定。

生产井中常见的流动是油水、气水及油气水三相流动。对于油水两相流动，用测井资料判断其流型的主要方法是用持水率资料。

yw?0.4 泡状流动 yw?0.25～0.4 段塞状流动

yw?0.25 乳状流动(雾状流)

泡状流动中油水存在滑脱速度，水为连续相；乳状流动中，油为连续相，水为分散相，滑脱速度为零，持水率与含水率相等，实际应用时，可把yw?0.3作为泡状与乳状流动的边界，段塞状流动不太明显(图7-12)。

对于气水两相流动，用测井资料判断流型的方法主要是利用持气率资料

yw?0.25 泡状流动 yw?0.25～0.85 段塞状流动 yw?0.85 沫状流动

或用密度测井资料判断

?m?0.692g/cm3 泡状流动

～0.5074 g/cm3 段塞状流动 ?m?0.692 ?m?0.507 4g/cm3 沫状流动

各流型流动形态如图7-13所示。气的流量发生变化后，流型从泡状流动逐步过渡到环雾状流动。实际应用中，可采用全流量层的气液流量判断气水井全流量层的流型，对ROS方程取?w=1 g/cm3，?=30dyn/cm，D=15cm，得：

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Vsg?yg[Vm?(1?yg)Vsgw?yoVsow] (7-53) Vsw?Vm?Vsg?Vso (7-54) 采用上式确定各相表观速度要解决的首要问题是确定油水、气水之间的滑脱速度，目前还没有可靠的确定方法。可以用气液两相流动计算滑脱速度的方法近似估计气水间的滑脱速度，并以为油水间的滑脱速度为零。

对式(7-52)至式(7-53)变形得到各相含量与持率的关系： Co?yo?Kox (7-55) Cg?yg?Kgx (7-56) Cw?1?Co?Cg (7-57) Kox?(1?yo)Vsow?yoVsgwVm(1?yg)Vsgw?yoVsowVm (7-58)

Kgx? (7-59)

式中Co、Cg、Cw为解释层的含油率、含气率和含水率，Kox、Kgx为滑脱速度校正系数。采用集流式流量计后，由于Vm值比原来增大20倍以上，所以Kox、Kgx值大幅度减小，此时近似认为 Kox?Kgx?0，所以：

Cw?yw Co?yo

Cg?yg

即采用集流式仪器时，可以认为油气水含量与油气水持率近似相等。 七、产层各相产量计算

油气水的表观速度计算出后，即可得到该解释层油气水各相的流量，即：

Qo?PcVso

Qg?PcVsg Qw?PcVsw

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若有N个解释层(从上至下)，则相邻两个解释层各相的产量表示为：

Poi?Qoi?Qo(i?1)

Pgi?Qgi?Qg(i?1) Pwi?Qwi?Qw(i?1)

i=1，?，N

式中，Qoi、Qgi、Qwi表示各解释层油、气、水的流量；Poi、Pgi、Pwi分别表示第i个解释层与第i+1个解释层之间油、气、水的产量。各产层各相的产率表示为：

Cpoi?Poi (7-60)

Poi?Pgi?PwiCpgi?PgiPoi?Pgi?Pwi (7-61)

Cpwi?Pwi (7-62)

Poi?Pgi?Pwi式中，Cpoi、Cpgi、Cpwi分别表示第i个解释层与第i+1个解释层之间油、气、水的含量。

图7-17 三相流成果图

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Cpoi、Cpgi、Cpwi与Co、Cg、Cw的主要差别为，前者是产层中的油气水含量，反应了

地层中的油气水含量分布，后者为各解释层中的油气水含量，反映套管中各相的分布情况。 若为两相流动，只计算三相中的两相即可，计算结束后，利用Qoi、Qgi、Qwi； Poi、Pgi、Pwi可绘制出如图7-17所示的成果图。

第二节 DDL型生产测井产出剖面解释

上一节描述了产出剖面资料解释的基本过程，无论是国产仪器，还是引进仪器，对于不同类型的仪器，综合解释程序都可归纳为这一过程。DDL型仪器是由哈里伯顿公司生产的用于测量产出剖面的生产测井仪器，包括DDL-Ⅱ、DDL-Ⅲ、DDL-Ⅴ及Excell-2000型等多种型号，主要用于自喷井测量，井下仪器包括高灵敏度连续涡轮流量计、电容持水率计ˉ放射性密度计、温度计、石英晶体压力计等。解释方法采用实验图版法，把仪器下入地面模拟井中，采集实验数据，然后制作解释图版，利用该图版对测井数据进行解释。

一、单相流动

单相流动中，计算Cv的图版如图2-44、图2-45所示。RPS与电缆速度的交会图如图

图7-18 电缆速度交会图

7-18所示。启动速度Vt的计算公式为：

k?15.5Vt?10管子常数Pc为：

14.5

1桶/天Pc?[?D2?0.2541]?1.7811() (7-63)

4英尺/分458

式中0.2541为涡轮所占的等效面积(平方英寸)，D为套管内径，单位为英寸，实际应用时，应对单位进行转化。

二、气水两相流动 1、解释方法

气井通常以气水两相流动自喷方式生产。DDL型解释模型及过程主要通过三张解释图版完成的。如图7-19、图7-20、图7-21所示。

图7-19中，横坐标是解释层位处的定点每秒计数率(Cps)，纵坐标为由密度测井资料得到的持水率，图中上面一条曲线表示。水的表观速度为14.2英尺/分钟，下面一条表示水的表观速度为0英尺/分钟。利用该图，用Cps和yw数据代入，可以估计水的表观速度，交会点落在两条曲线之间或0英尺/分钟的曲线之下，则水的表观速度估算为0；若交会点落在14.2英尺/分钟的曲线之上，则水的表观速度为14.2英尺/分钟。用图7-19确定了水的表观速度之后，图7-20、图7-21就采用对应于水的表观速度曲线进行解释，这三张图版适用于内径为5.047英寸的自喷井。

图7-19气水流动速度校正模数选择

图7-20气水流动速度剖面校正系数与持水率的关系

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图7-21气水流动表观速度与持水率的关系

水的表观速度估计并确定后，用选定的表观速度曲线代入图7-20，图中横坐标表示速度剖面校正系数的倒数(1Cv?VaVm)，纵坐标表示持水率。用已知的持水率值代入，并与已确定的水的表观速度曲线相交，在横坐标上即可得到速度剖面校正系数，因此，

Vm?CvVa

图中曲线在持水率为0.7左右发生弯曲，是流型从泡状向段塞状流动过渡引起的；在持水率为0.4左右，曲线发生第二次弯曲变化，同样是由流型从段塞状向沫状流动过渡引起的。解释过程流型的变化隐含在实验图版中。

Cv和Vm确定后，把持水率yw和Vm代入图7-21，就可求出水的表观速度，图中有三条曲线，分别表示水的表观速度为0、14.2、28.4ft/min的相关关系，若(Vm、yw)交会点落在三条线上，则对应的就是相应的表观速度，若落在0、14.2、28.4ft/min的曲线之间，则需要用内插方法确定水的表观速度。例如，若交会点落在14.2、28.4 ft/min的曲线之间，通过该点作yw的水平线并与14.2、28.4 ft/min的曲线相交，对应交点的横坐标分别为Vm1和Vm2，所以，

Vsw?14.228.4?14.2 (7-64) ?lgVm2?lgVm1lgVm?lgVm1Vsw?28.4?14.2?(lgVm?lgVm1)?14.2 (7-65)

lgVm2?lgVm1Vsg?Vm?Vsw (7-66) Qw?PcVsw (7-67)

Qg?PcVsg (7-68)

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若交会点落在28.4或0ft/min的曲线之外，则需要用外插法求Vsw。 2、应用实例

该实例是引自7-2的一口自喷气水两相井的测井实例，解释层位于10830ft和10865ft两个深度处，解释层处流压为1710psi，套管内径为4.892英寸，气体比重为0.68，水的矿化度为100,000ppm，流动温度为210oF。气体的分析结果如表7-2a所示。

由图中分析可知临界温度Tc=367.5oR，临界压力Pc=670.0psi，所以，

Tr?T210?460??1.824 Tc367.5P1710??2.55 Pc670Pr?查表求偏差系数Z值为0.92。

表7-2a 气体分析结果 组分 甲烷(CH4) 乙烷(C2H6) 丙烷(C3H8) 异丁烷(C4H10) 正丁烷(C4H10) 异戊烷(C5H10) 正戊烷(C5H12) 正己烷(C6H14) 正庚烷(C7H6)

摩尔百分数 0.91549 0.04805 0.01962 0.00492 0.00420 0.0025 0.0010 0.00182 0.00240 Tc?R 343 550 666 733 765 830 847 914 972 Pc，psi 673 708 617 533 551 482 485 414 397 YiTc 314.01 26.43 13.07 3.61 3.21 2.08 0.85 1.66 2.33 367.5 Yipc 616.12 34.02 12.11 2.61 2.31 1.21 0.49 0.79 0.95 670.61 Bg?5.04?0.92?(T?460)

P5.04?0.92?(210?460)??1.817（桶/千立方英尺）

1710?g?0.0012231rg Bg?0.0432?1710?0.68?0.08g/cm3

(210?460)?0.92461

?w?10exp[(3.05?10?7?ppm?1.795)/(1?1.063?10?6?T2?1.87?10?5?T)

?(1?2.4?10?6?P?1.4?10?5?T?0.0047)?62.4]

?10exp[(3.05?10?7?100000?1.795)/(1?1.063?10?6?2102?1.87?10?5?210)

?(1?2.4?10?6?1710?1.4?10?5?210?0.0047)?62.4]

?1.04

对该井曲线读值，结果列于表7-3中。

表7-3 生产测井数据工作报表 深度测井图格 2.3 10820 10820 rg=0.68 dw=1.03 dg=0.08 ppm=100,000 Bg=1.817 Z=0.92 7.7 3.2 5.9 3.6 5.2 4.2 5.9 3.7 CPS 电缆速度 80 －80 60 －60 40 －40 20 －20 0 29.6 温度 210°F 压力 1710磅/英寸2 管子常数PC 33.025 英Va=142英尺/分 斜率 30.7 密度 0.45 尺Yg=0.61 Yw=0.39 Vm=142/1.95=72.8 Vw=14.3 Vg=58.5 BFPD=2404 BGPD=1932 BWPD=472 测井图格 －1.8 4.7 －0.3 2.4 0 3.0 1.0 3.0 2.0 CPS 80 －80 60 －60 40 －40 20 －20 0 16 深电缆速度 2度温度 210°F 压力 1710磅/英寸 管子常数PC 33.025 Va=39.8英尺/分 斜率 26 密度 0.7 Yg=0.35 Yw=0.65 英Vm=40/1.55=25.7 Vw=10.7 Vg=15 尺BFPD=849 BGPD=496 BWPD=353 对表中的流量测量结果作交会图(图7-22)分别得到10820ft、10865ft两个深度处视流体 速度为142ft/min和40 ft/min，持水率yw分别为：

yw?0.45?0.08?0.39

1.04?0.08462

yw?0.7?0.08?0.65

1.04?0.08表中的Rps用图格表示(1图格=8Rps)。

下面以10865ft的取值为例说明相应的解释过程。

⑴、把yw=0.6和Cps=16代入图7-19，该交点落在0和14.2两条曲线之间，因此，采用0ft/min进入图7-20和图7-21。

⑵、用yw=0.6进入图7-23与0ft/min曲线相交得VaVm=1.55，

图7-22 高分辨率涡轮流量计测井数据交会图 Vm?39.81.55?25.7

⑶、用yw=0.65和Vm=25.7进入图7-21，用内插方法得：

Vsw?lg25.7?lg8.4?14.2?10.7ft/min

lg37?lg8.4Vsg?25.7?10.7?15ft/min

⑷、计算管子常数Pc

11Pc?[?D2?0.2541]?[??4.8922?0.2541]?33.025桶/天/英尺/分

44⑸、计算Qw、Qg

Qw?33.025?10.7?353桶/天

Qg?33.025?15?496桶/天

对于另一深度点，重复计算可以得到：

Va?1.95 VmVsw?14.3ft/min

Vsg?58.5ft/min

463

Qw?472桶/天

Qg?1932桶/天

⑹、各解释层的产量 第一层(上面一层)

产水量 Pw=472－353=119桶/天 产气量 Pg=1932－496=1436桶/天 第二层(下面一层)

产水量Pw=Qw=353桶/天 产气量 Pg=496桶/天 ⑺、地面条件下各层产量 第一层 Pw′=119/1=119桶/天

Pg′=1436/1.817=790桶/天 第二层 Pw′=427/1=427桶/天 Pg′=496/1.817=273桶/天 ⑻、产层各相含量计算(井底条件下) 第一层(上面一层)

119=7.6％

119?14361436 产气率 Cpg==92.4％

119?1436产水率 Cpw=第二层(下面一层)

353=41.6％

353?496496产气率 Cpg==58.4％

353?496产水率 Cpw=

⑼、成果图绘制

利用所得到的Pw、Pg、Qw、Qg值可绘制出如图7-23所示的气水产出剖面成果，图中第一道(左侧)显示Qg、Qw曲线，在射孔层处用斜线表示，该道中有两条折线，第一条是Qw曲线，第二条是Qw+Qg曲线，这两条曲线表示井筒中气水流量的大小；第二道(右侧)是Pw、Pg曲线，曲线所围成的面积或幅度的大小表示产水量和产气量。如果需要，还可以把原始曲线列入图中。成果图直观显示出了两个射孔层(产层)的产气情况，油气田管理人员利用这

464

图7-23 气水井的生产剖面实例 一剖面可以掌握这两个产层的生产情况及开采动态，以便对该气层进行有效可靠的管理。另外，可以把定量计算结果与原始测井曲线图(图7-2)进行对比，两者显示基本吻合，图7-2显示上一射孔层的下部有流体产出，流体密度由0.7下降到0.45，说明有气体产出；下面一射孔层下部涡轮转数升高、流体密度由1下降到0.7说明有气体产出，且两个射孔层都是下部产出，其它部位可能是不生产，或者是未射开，这需要用工程测井进一步证实。图7-23的定量计算表明两个层都有气体产出，同时伴有水产出，上面一层主要产气，下面一层主要产水。

三、油气两相流动

油气两相流动的测量与解释和气水两相流动相似，测井时采用涡轮流量计、流体密度

图7-24气油两相流动中持油率与Cps的关系

图7-25气油两相流动中持油率与Va/Vm的关系

465

图7-26气油两相流动中持油率与Vm的关系

计、井温仪和压力计即可。由于气与油的介电常数近似相等，所以电容响应输出频率大致相同，因此油气两相流动测量中，不采用电容法含水率计。

图7-24、图7-25、图7-26是由模拟实验井中得到的实验解释图版。图7-24有三条曲线，分别对应于油的表观速度0、14.2、28.4ft/min，纵坐标为油的持率，横坐标为解释层涡轮流量计的定点计数率，持油率yo表示为

?m??g yo??o??g应用时，若(Cps、yo)交会点落在28.4ft/min的曲线之上，则选用Vso=28.4ft/min的曲线进入图7-25；若交会点落在28.4和14.2ft/min的曲线之间，则选用Vso=14.2ft/min进入图7-25；若交会点落在14.2曲线和0曲线之间或者落在0曲线之下，则选用Vso=0ft/min进入图7-25。

Vso选定后，进入图7-25，从yo处作水平线与选定的Vso线相交，读取对应的横坐标Va/Vm(1/Cv)，并由此得到Vm=CvVa。

Vm得到之后，进入图7-26，用(Vm, yo)作交会点，然后采用与气水两相流动相似的内插或外插方法求取Vso、Vsg及Qo、Qg、Po、Pg、Po′、Pg′，最后作出相应的成果图。

与气水两相流动不同的是，图7-26中有五条曲线，分别对应于油的表观速度为0、14.2、28.4、56.8和71ft/mi。

四、油水两相流动

确定油水两相流动产出剖面所需的测井项目通常应包括流量、含水、流体密度、压力

466

和井温五个参数，由于油与水的密度相近，用密度资料识别持水率的分辨率降低，所以通常不测流体密度。

DDL型系列仪器的油水两相流动资料处理模拟井实验图版如图7-27、图7-28、图7-29所示。

图7-27水的拟表观速度的选择

图7-28测量的持水率与Va/Vm 的关系图

467

图7-29测量的持水率与总表观速度的关系

图7-27中横坐标为视流体速度Va，纵坐标为持水率yw，yw的计算方法为

yw?1?Cps?Cpsw (7-69)

0.86(Cpsg?Cpsw)式中的Cps表示测井值，Cpsw、Cpsg分别表示水和气的标定刻度值，如图7-30所示。0.86表示油与气之间持率的倍数，如图7-31所示。

468 图7-30 含水率的刻度实例 图7-31含水率响应频率与持水率的关系 图7-27中的Va的计算方法是采用公式(7-9)。Va和yw计算出来后，用(Va、yw)进入图7-27，根据交会点的位置，采用与气水两相流动相类似的方法确定水的表观速度，即交会点落在28.4ft/min的曲线上方，水的表观速度选为28.4；落在28.4和14.23曲线之间时，水的表观速度选14.23；落在14.23和8.54之间时，水的表观速度选为8.54；落在3.85和8.54之间或者落在3.85之下时，水的表观速度选为3.85。

水的表观速度确定后，进入图7-28，用yw作水平线与所选定的水的表观速度曲线相交，通过交点作垂线，在横坐标上得到VaVm (1Cv)，

Vm?CvVa

Vm(Vt)确定后，用(Vm、yw)进入图7-29，作水平线，利用与式(7-64)、式(7-65)、式(7-66)、式(7-67)、式(7-68)类似的方法确定Vsw、Vso、Qw、Qo。

归纳起来，DDL型仪器油水两相流动解释步骤为： 1、曲线定性分析；

2、曲线数字化、并作Rps-Vl交会图，计算Va； 3、计算yo、yw；

4、利用图版(7-27)、(7-28)、(7-29)计算水、油的表观速度； 5、计算管子常数Pc及解释层的流量； 6、对于每一个解释层，重复步骤1~5； 7、计算分层产量。

图7-32 油水两相测井曲线

469

图7-32是一口油水自喷井的测井实例，该井套管内径为4.95英寸，外径为5.5英寸，所产气的比重为0.56，原油的API比重为36，分离器的温度为83oF，分离器压力为105psi，泡点压力为4970psi，水的矿化度为85000psi，解释层划分为两个，深度分别为10280英尺和10320英尺。

表7-4列出了各解层的测井数据和解释层数据。在10210英尺处，持水率yw表示为：

yw?1?23500?16800?0.24

0.86(27100?16800)表7-4生产测井数据表 GG=0.56 Pb=4970 do=0.647 API=36 Ps=105 Bo=1.43 Ppm=85000 Ts=83°F Rs=655 dw=1.02 转数(转/－0.8 5.5 0.1 4.5 0.5 3.8 1.6 3.1 2.6 CPS 秒) 电缆速度 80 －80 60 －60 40 －40 20 －20 0 20.8 含水率计CPS测井 =23500，CPS水=16800，CPS气=27100 VA=59.6英尺/分，温度 223°F，压力3950磅/英寸2，管子常数33.823 Ysw=0.24， Yso=0.76 Vm=59.6/1.25=47.7， Vsw=19.3， Vso=28.4 BFPD 1613.4 BOPD 960.6 BWPD 652.8 转数(转/－2.2 3.8 －1.5 3.0 －0.6 2.3 －0.1 1.5 1.0 秒) 电缆速度 80 －80 60 －60 40 －40 20 －20 0 含水率计CPS测井 =21847 管子常数33.823 VA=21.3 ， 温度 225°F， 压力4000磅/英寸2 Ysw=0.43， Yso=0.57 Vm=21.3/2.79=7.6 Vsw=0 BFPD 257 BFPD 257 －2.8 3.0 －2.2 2.1 －1.5 1.6 －0.6 0.6 80 －80 60 －60 40 －40 20 －20 转数(转/秒) 英尺电缆速度 10210英尺 10280CPS 8 英尺 103200 0 VA=0 CPS测井 =16800 rg'?rg[1?0.5912API?Tsc?lg(Psc)?10?4] 114.7105)?10?4]?0.56 114.7?0.56?[1?0.5912?36?83?lg(470

] Rs?[(rg'?P1.0937)/27.64]?10[10.393?[36/(223?460)]

?655立方英尺／桶

Bo?1?(0.0004677Rs)?0.000011?(T?60)API(T?60)API?[0.1337?10?8?Rs?]rgrg ?1?(4.677?10?4?655)?(1.1?10?5?10478)?(0.1337?10?8?655?1047) 8?1.43

用交会图法计算出该层的Va为95.6英尺/分，将(59.6，0.24)代入图7-27，交点落在14.23

和28.46曲线之间，用14.23英尺／分曲线表示水的表观速度曲线。用yw=0.24和14.23的曲线进入图7-28得到Cv=1／1.25

Vm?59.6/125?47.7英尺／分

用资料点(47.7，0.24)进入图7-29，交会点落在14.23和28.46曲线之间，用内插法得到水的表观速度值：

Vsw?lg47.7?lg38?(28.48?14.23)＋14.23

lg72?lg38?19.3英尺／分

Vso?47.7?19.3?28.4

1Pc??(4.952?0.2541)?1.7811?33.823

4Qw?19.3?33.823?652.8桶／天(BWPD) Qo?28.4?33.823?960.6桶／天(BOPD)

同理可得下面解释层油水的流量分别为

Qw'?0 Qo'?257

所以第一个产层的产水、产油量为

Pw?652.8?0?652.8桶／天 Po?960.6?257?703.6桶／天

471

第二个产层的产水、产油量为

Pw'?0

Po'?257桶／天

换算到地面条件下时，

Pw?652.8/1?652.8桶／天 Po?703.6/14.3?492桶／天

Pw'?0

Po'?257/1.43桶／天

五、油气水三相流动

DDL型产出剖面解释模型目前还没有直接计算油气水各相流量的解释图版，处理方法是将油气水三相流动看作是气液两相流动，然后采用加权平均方法计算出油气水各自的流量。具体方法是首先把油看作为水，按气水两相流动的图版进行解释，然后再把水看作油，按气油两相流动的图版进行解释，最后把气水、气油两相流动的解释结果进行加权平均处理。下面是具体步骤。

1、两相流动校正

首先假定油气水三相流动中的液体(油、水)为水(yl=yw)，此时根据图7-19、7-20、7-21、可以求出Vm和Vsw，求出的Vsw即为液体全为水时的液相表观速度，用Vlw表示，此时，Vm用Vtm表示。

同样，假定油气水三相流动中的液体(油、水)全为油(yl=yo)，此时利用图7-24、7-25、6-26可以求出Vto和Vlo。

Vtw、Vto、Vlw、Vlo求出后，在Vtw和Vto之间用yw/yl内插求出Vm，在Vlw和Vlo之间内插求出Vl。Vm、Vl求出后，气的表观速度Vsg表示为：

Vsg?Vt?Vl

用Vl和yw代入图7-33中可以求出Vl中水的百分含量，即Vsw/Vl，这样就可以求出Vsw值，所以：

Vso?Vl?Vsw

以上是DDL型生产测井仪器三相流动产出剖面解释的思路，具体计算方法如下。 2、计算方法

472

图7-33 含水率计刻度图版

（1）、计算油气水的物性参数

?o、?g、?w、Bo、Bg、Bw

（2）、计算Va及Rps和电缆速度交会线的斜率。 （3）、计算yw1

利用含水率测井图上的油水刻度求yw1

ym??wyw??oyw1??og1???

g??o（4）、利用含水率测井图上的气/水刻度求yw2。 （5）、yw?(yw2?yw1)?yg1?yw1。 （6）、ym??wyw??oyw??og???。

g??o（7）、yo?1?yg?yw。

（8）、yl?yo?yw或yl?1?yg。

473

（9）、用Cps和yl代入图7-19确定是使用0曲线还是使用14.2曲线。 （10）、在图7-20中，用yl和对应曲线确定VaVtw，Vtw?Va(VaVtw)。 （11）、在图7-21中，用yl和Vtw确定Vlw。

（12）、利用油气两相流动解释图版中的图7-24确定是使用0曲线还是14.2曲线，代入值为Cps和yl。

（13）、利用图7-25确定VaVto，计算Vto?Va(VaVto)。

（14）、利用图7-26，代入yl和Vto确定Vlo。 （15）、计算Vm?Vto?yw?(Vto?Vtw)。 ylyw?(Vlo?Vlw)。 yl（16）、计算Vl?Vlo?（17）、Qt?Pc?Vm，Ql?Pc?Vl。

（18）、用图7-33，代入Vl和yw，计算液相中的含水率Cw。 （19）、Qw?Ql?Cw，Qo?Ql?Qw。 （20）、对所有深度重复以上步骤。 3、应用实例

该例原始测井图如图2-27所示，是一口三相流动井的测井实例，该井的射孔层段有两层，第一层深度分布是5502~5514英尺，第二层的深度分布是5581~5588英尺，解释层段的深度分别为5480英尺和5550英尺，生产套管内径为3.068英寸。油气水物性参数输入参数为：

rg=0.75 API=29

ppm=160000 Pb=3694psi TsC=100℉ PsC=100psi

474

图2-27显示两个射孔层均有气体产出，持水率曲线显示有烃产出，密度曲线显示两层都有气体产出，井温曲线在上部射孔层处有异常显示，说明产气量较大，在下部射孔层处，温度曲线异常幅度较小，说明产气量较小。

从测井曲线上读取的数据及解释结果如下表7-5所示。

表7-5 测井数据表 测井图格 0.3 12.8 0.8 12.2 4.5 10.3 电缆速度 80 -80 60 -60 40 -40 温度 236℉ 压力 885 Va 80.4 ?m= 0.4 yl=0.38 ulw 18.6 ulo =30 yg=0.62 uto 126 ul =22.5 utw =62 yw=0.25 Yw/Yl 0.66 Qg=1327 Qo=394 测井图格 -4.9 8.4 -2.6 6.3 -2.1 4.8 电缆速度 80 -80 60 -60 40 -40 温度 236℉ 压力 885 Va 18.2 ?m= 0.78 yl=0.76 ulw 13.3 ulo =0 yg=0.24 uto 6.1 ul =10.3 utw =14.6 yw=0.59 Yw/Yl 0.79 Qg=50 Qo=116 利用输入参数计算所得的油气水物性参数为： Z=0.84

?g=0.05g/cm3

Bg=3.73桶/千立方英尺 ?w=1.07 g/cm3 Rs=131立方英尺/桶 Bo=1.17

?o=0.81 g/cm3 由持水率数据得出：

5.0 20 -0.6 20 8.5 6.5 CPS -20 0 52 PC 21.929 Swc=0.20 yo=0.13 ut =83 Qw=99 3.4 0.8 CPS -20 0 6.4 PC 21.929 Swc=0.49 yo=0.17 ut =12.6 Qw=110 yw1?0.2 yw2?0.29

yg1?0.4?(1.07?0.2)?0.81?0.2?0.81?0.6

0.05?0.81yw?(0.29?0.2)?0.6?0.2

?0.025

475

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