新型超声波流量计测井技术及解释方法研究

新型超声波流量计测井技术及解释方法研究中原石油勘探局地球物理测井公司二○○六年三月超声波流量计测试原理直读式超声波流量计测井工艺测井资料图面的改进及资料的解释技术超声波流量测井组合仪测井情况测井实例经济效益分析结论前言直读式的、启动排量低，受外界因素影响小测试套管或油管内流量的变化，可以快速准确的计算注水井各偏心水嘴或光管井各吸水层的吸水量。五参数吸水剖面涡轮流量计启动排量高，受外界因素影响大，测井工艺复杂，精度不高为了适应油田开发的需要，引进了一种新型的流量测井技术-超声波流量计，它是目前较为新型的流量测井仪器，五参数吸水剖面超声波流量计超声波流量计测井第一部分★测井原理★主要技术指标与涡轮流量计对比分析★超声波流量计的优越性超声波流量计基本原理两个超声波换能器相对而放，都既可做发射探头又可做接收探头，通过电子线路控制，两个换能器同时发射与相位均相同的声波脉冲，并且在发射停歇期接收经过流体传播后的声波脉冲。两束声波脉冲在流体中传播的距离相等，但一束声波顺流传播，另一束逆流传播，受到流体流动的影响，到达接收探头时，两束声波在相位上存在差异。超声波流量计就是采用超声波测量电路测量超声波在流体中顺逆流传播的速度差，速度差使顺逆流传播的超声波出现相位差，进而得到流体速度声波流体声波流体流体上超声波换能器下超声波换能器图1超声波测井原理示意图施工管柱设计第三部分高压注水井：井口注水压力较高，一般大于30MPa，全井井况较好。常压注水井：井口注水压力一般小于30MPa，全井井况较好。偏心配水井：为分层配注井。高含水油井：综合含水高达98%。根据井的生产特点及地质要求设计出了超声波流量计测井施工的各种管柱类型射孔井段大于30米喇叭口防喷井口套管油管射孔井段封隔器防喷井口套管配水器油管射孔井段球座第四部分测井系列优选超声波流量计测量偏心配水器的进水量自然伽马+磁定位+流温+超声波流量计测量五参数吸水剖面自然伽马+磁定位+井温+超声波流量计+流体压力+同位素测量油气井产出剖面自然伽马+磁定位+井温+超声波流量计+压力+流体密度+持水率超声波流量计优选超声波流量计5½英寸套管中测量换能器间距250mm的超声波流量计2½英寸油管中测量换能器间距400mm的超声波流量计超声波流量计下井仪器主要技术指标序号对比项目涡轮流量计超声波流量计1仪器外径36.5mm38mm2最高耐温176℃150℃3最高耐压122.5MPa100MPa4启动排量25.0m3/d2.0m3/d4测量范围5-10000m3/d0-1024m3/d5测量精度小于0.3m/min≤2.5%6信号传输方式曼码传输串行仪器总线超声波流量计技术指标优越性：启动排量低优越性超声波流量计与涡轮流量计测井条件对比无可动部件、没有机器摩擦、灵敏度高仪器体小、工作稳定不受井壁结垢、油污流体性质影响超声波流量计涡轮流量计涡轮由于受涡轮的几何形状、叶轮悬挂处的摩擦力影响大受井壁状况、流体性质影响大超声波流量计与涡轮流量计对比优越性启动排量低（2.0m3/d），适合低注水量的注水井吸水剖面测井超声波流量计测井效率高，一次下井就可以完成测井任务超声波流量计涡轮流量计启动排量高（35.0m3/d），不适合低注水量的注水井吸水剖面测井测井中，仪器要以不同的测速做相等次数的上测和下测，消除受涡轮的几何形状、叶轮悬挂处的摩擦力、流体产生的扰动和流体性质的影响超声波流量计与涡轮流量计测井技术对比测井技术超声波流量计注水井注水稳定时，在射孔层上部及射孔层之间点测，再在测量井段内连续测量组合曲线，测井速度一般10m/min，尽量减少测速不稳造成的影响注水井注水稳定时，在射孔层上部及射孔层之间点测，然后以不同的测速进行相等次数的上测和下测组合测井涡轮流量计第五部分超声波流量计测井效率高信息直观化文51-191测井解释成果对比图超声波流量计计量准确度高油管仪器(38mm)油管仪器测量与井口对比胡12-104井井口计量注水量和超声波流量计测量注水量对比表仪器号：2005008序号井口计量超声波流量计时间压力(MPa)注水量(m3/d)时间井口压力(MPa)实测流量(m3/d)测量深度(m)118:4011.8190.018:4511.8182.43464.76219:0511.0161.019:7111.0158.44464.76319:2710.5124.019:3110.5118.26465.07419:529.7108.019:509.7103.37465.07520:509.272.020:559.267.16480.67621:308.544.021:338.542.38480.67721:507.618.021:517.617.05480.67超声波流量计计量准确度高套管仪器(43mm)油管仪器测量与井口对比胡12-104井井口计量注水量和超声波流量计测量注水量对比表仪器号：2005008序号井口计量超声波流量计时间压力(MPa)注水量(m3/d)时间井口压力(MPa)实测流量(m3/d)测量深度(m)114:2011.5158.414:5211.5162.512222.0215:519.596.015:519.593.792221.55316:049.072.016:088.571.682221.55416:228.543.216:308.543.92221.55516:448.043.216:518.044.762222.51测井资料图面的改进超声波流量计图面显示流体速度曲线，根据公式：πR2×24×60×Va=FLOW其中：R—油管或套管半径mmVa—流体速度m/minFLOW—流量m3/d计算出产层上下流量的差值，即为该层的吸水量原来改进后对地面系统进行了改造，，把流速与流量的换算关系直接输入计算机，测井原始图上显示的直接就是流量曲线。第六部分资料解释技术流量计资料解释方法超声波流量计超声波流量计计算偏心配水器的进水量偏心水嘴上下定点流量之差（或连续流量的差值），即是偏心水嘴的吸水量计算各小层吸水量按地层物性分层系，用流量计解释方法分成若干个单元，而各单元（各层系）内则用同位素解释方法进行定量计算。层间间隔大于2m、且流量计曲线在层间有相应变化，可用流量计方法解释；而层间间隔较小、流量计曲线在层间无明显变化的，则可用流量计解释方法将其归为一个单元，该单元内用同位素方法解释。对于偏心配水井，用流量计法解释每个配水器的吸水量（每个配水器控制的层段为一个单元），每个配水器控制的层段内各层的吸水量用同位素法解释。超声波流量计流量计资料解释方法高含水油井产出剖面产层上下定点流量（或连续流量）的差值即为该产层的产液量，根据持水率曲线计算小层的含水率，进而求得小层的产水量和产油量套管找漏找窜测井漏点上下定点流量（或连续流量）的差值即为该漏点的漏失量，根据同位素显示分析窜槽位置。注水管柱中封隔器、配水器、水力锚、喇叭口全部立体化，图中的标注说明计算机化，解释数据与吸水图形一一对应，成果直观化。原解释软件生成的吸水剖面注水管柱为平面图，封隔器、配水器等井下工具没有立体感，影响了图面的美观超声波流量计资料解释软件的完善和改进文51-191测井解释成果图比图庆6-1井吸水剖面测井成果图偏2封隔器偏1第七部分第八部分测井应用情况在油田内部9口井上进行了测井，其中三口井（文51-191、濮3-159、濮3-115）与涡轮流量计进行了对比测井，从测的原始资料分析，均符合Q/ZCJ-J03-010-2004《国产数控生产测井原始资料质量》标准，后来到青海油田进行测井技术服务，共测井15井次。具体测井情况见下表测井情况超声波流量计序号井号测井日期测量井段（m)油压（MPa）注水量（M3/d）1卫古12005.5.202225.0-3190.0//2005.5.262卫95-1012005.6.72654.0-2799.014.0803明侧1492005.6.101695.0-1900.015.9804卫2-62005.6.142652.0-2857.06.0605濮5-1172005.8.72630.0-2786.026.080.06文51-1912005.8.82500.0-2720.027.0140.07胡12-1042005.9.2定点480.67定点2220//8濮3-1592005.8.172556.0-2665.022.060.09濮5-1772005.8.263150.0-3375.0气井10濮3-1282005.8.182400.0-2658.011中2862005.8.1210.0-500.06.830.012跃2-312005.7.233590.0-3800.019.0150.013新74042005.8.7330.0-750.03.670.0测井情况超声波流量计序号井号测井日期测量井段（m)油压（MPa）注水量（M3/d）1479022005.8.6620.0-820.08.650.01577082005.8.12620.0-850.08.354.016跃13-62005.11.43000.0-3400.023.039.017跃2-312005.11.143590.0-3730.018.0138.018跃16-52005.11.153290.0-3490.020.0120.019跃8-52005.11.213300.0-3400.015.0110.020跃2-12005.11.203480.0-3600.015.0120.021跃16-72005.11.233200.0-3160.012.5125.022跃12-52005.11.263200.0-3500.014.0177.023跃17-72005.11.243190.0-3500.018.0110.024跃12-272005.11.253100.0-3420.015.0176.02579012005.11.30900.0-1200.06.040.02676052005.11.29620.0-1040.06.050.0精确计算各偏心水嘴的进水量为进行动态调配提供帮助解释成果濮3-159测井成果图正常注水时，油压22.0MPa日注水量60m3偏1进水量2.6m3/d偏3进水量95.47m3/d偏2未进水解释成果与涡轮流量计对比，显示超声波流量计启动排量低的优势文51-191井正常注水时，泵压28.5MPa，油压27.0MPa，日注水量140m3/d涡轮流量计偏2不吸水偏3吸水量为130m3/d超声波流量计偏2少吸水，吸水量为12.9m3/d偏3主吸水，吸水量为116.1m3/d经济效益分析耗用时间约为10个小时第九部分测井时使用涡轮流量计，正常情况下测一口五参数吸水剖面（井深约3000米）使用超声波流量计耗用时间约为5个小时测井效率提高了1倍，同时减少了电缆的磨损，仪器的耗损，测一口井与原来对比可以节约成本约2万元。由于超声波流量计测井成功率高，测井效率高，可以节约成本，具有良好的推广应用前景，今年已到陕北、青海等外部市场进行测井技术服务，必能为公司创造可观的经济效益测一口五参数吸水剖面的测井费用约为5.5万元，2005年为公司创产值137.5万元。经济效益分析☆超声波流量计的应用提高了油田五参数吸水剖面的测井水平,进一步满足油田内外部市场的需求☆超声波流量计无可动部件、没有机器摩擦、灵敏度高等优点,是涡轮流量计不可比拟的结论☆通过在油田动静态井中的对比试验,超声波流量计测的原始测井资料达到了标准要求☆通过科研攻关及项目研究,超声波流量计测井技术水平不断提高.资料解释方法及解释软件不断完善.资料解释符合率得到提高附图1濮3-115井超声波流量组合测井成果图技术应用注氮气产出剖面测井技术胡侧5-74井日产液33.3方，日产油0.7吨，含水98%主产水措施后日增油4.6吨，含水下降50%。自喷井、气举井产出剖面测井技术第五部分★测井原理★下井仪器及技术指标★该技术优点★测井技术的应用自喷井、气举井产出剖面测井技术测井原理主要引用