柴金剛 王純玲 胡金海

(大慶油田有限責(zé)任公司測試技術(shù)服務(wù)分公司 黑龍江大慶)

阻抗式過環(huán)空找水儀含水率現(xiàn)場問題及建議

柴金剛 王純玲 胡金海

(大慶油田有限責(zé)任公司測試技術(shù)服務(wù)分公司 黑龍江大慶)

文章概述了阻抗式過環(huán)空找水儀的測井原理和結(jié)構(gòu),介紹了在含水率測量過程中的影響因素及其解決方法。在阻抗式過環(huán)空找水測試中個別井含水測試結(jié)果與化驗含水值對比有偏低的現(xiàn)象,通過對油井的脫氣現(xiàn)象和全水頻率曲線錄取過程中出現(xiàn)的問題進行歸類總結(jié),并把測試結(jié)果與實際情況對比,可以得到準確的產(chǎn)量和含水率信息。

含水率;高含水;混相值;氣相

0 引 言

阻抗式過環(huán)空找水儀實用方便、測井成功率高,為地質(zhì)專家們提供了可靠的產(chǎn)液剖面測井資料,解決了產(chǎn)出和流態(tài)較為不穩(wěn)定的井的含水率測量問題,為環(huán)空測井創(chuàng)造了更大的空間。通過60井次的阻抗式過環(huán)空測井,發(fā)現(xiàn)個別井的測量含水值與化驗含水值對比有偏低的現(xiàn)象,本文對這些井的曲線形態(tài)(主要是混相曲線和產(chǎn)液曲線)進行歸類總結(jié),并把所得到的測試結(jié)果與井口量油、取樣化驗含水進行對比來了解測試結(jié)果的準確性并對現(xiàn)場遇到的問題加以總結(jié)。

1 阻抗式過環(huán)空找水儀結(jié)構(gòu)和測井原理

1.1 儀器結(jié)構(gòu)

阻抗式過環(huán)空找水儀由阻抗式含水率計和渦輪流量計(由阻抗傳感器及電路筒)組成。為了測量全水值,在傳感器的下部設(shè)計了一個取樣器。采用傳統(tǒng)的渦輪流量計測量流量,采用電導(dǎo)式傳感器測量含水率,適合于含水率大于50%、以水為連續(xù)相的泡狀流,解決了取樣式儀器由于電極沾污而影響測量的問題,減小了由于井內(nèi)液體波動對測量的影響,受溫度、礦化度影響小。

1.2 測量原理

當(dāng)導(dǎo)電流體從傳感器內(nèi)部流過時,電導(dǎo)傳感器在激勵源的作用下,輸出電壓幅度隨流體阻抗變化的頻率信號經(jīng)放大、整流、頻壓轉(zhuǎn)換、功率放大部分傳輸?shù)降孛?。儀器的測量在集流方式下進行。過流狀態(tài)下測量混相值,取樣狀態(tài)下測量全水值,將全水值與混相值的比值以及測得的流量結(jié)合阻抗式含水率計刻度圖版,即可得到含水率。

1.3 含水率測量范圍

阻抗式含水率計的傳感器必須在水為連續(xù)相時才能正常工作。在某一流量下,當(dāng)含水率低于某一值時(即當(dāng)持水率低于某一值時),水轉(zhuǎn)為非連續(xù)相,此時儀器不能正常工作。定義這一含水率值為該流量的含水率測量下限,將不同流量下的含水率下限連接起來得到含水率測量下限曲線,該曲線與100%含水率之間的范圍為含水率測量范圍。由于含水率測量下限曲線與持水率密切相關(guān),對于阻抗式含水率計,流道不同,含水率測量范圍有所不同而高含水、低產(chǎn)氣條件下儀器測量數(shù)據(jù)是比較精確的數(shù)據(jù);但由于氣體的密度小,在管道流動中,上升速度最快,等量的油氣在流道中流動時,各自所占的流道面積是不一樣的,因而導(dǎo)致儀器響應(yīng)值的變化。所以在固定油水總流量條件下,隨著氣量的增加,儀器響應(yīng)值不斷增大[1]。

2 含水率的影響因素及解決方案

在現(xiàn)場測井過程中,測井電纜絕緣偏低、井下儀器的集流情況、全水取樣桶的封閉情況、測量電極存在原油沾污、測量井出氣或脫氣、供電電流是否達到儀器正常工作狀態(tài)、在低含水井中(含水低于50%)都對含水測量有一定影響。含水率的測量下限取決于流速,流速越低,含水率的測量范圍越寬。

2.1 混相值影響因素分析及解決方案

(1)測量值與化驗含水值、量油一致井的曲線特征

例如X13-22-PB37井,第一測試點的產(chǎn)液、混相曲線隨時間有規(guī)律地變化,其中產(chǎn)液、混相曲線顯示無異常尖峰、漂移現(xiàn)象,測試結(jié)果含水為93.2%、產(chǎn)液60.9 m3/d,化驗含水91.0%,井口量油64 m3/d,與化驗含水值、量油一致。

(2)測量值略高于實際量油值的曲線形態(tài)分析

X13-33-24井,產(chǎn)液曲線平穩(wěn)變化周期均勻有規(guī)律,從產(chǎn)液曲線看不出脫氣現(xiàn)象,測量產(chǎn)液略高于量油,測量產(chǎn)液5.7 m3/d、量油5 m3/d,但混相曲線不規(guī)律、曲線不穩(wěn)定。在15 s～27 s、93 s～110 s處有漂移現(xiàn)象,使測量含水低于化驗含水(測量含水71.4%、化驗含水75.7%)。實際測井中以上現(xiàn)象有時單獨存在有時同時存在,必須結(jié)合井溫曲線對測試結(jié)果進行綜合分析。

又如X13-D5-30井,產(chǎn)液曲線在3 s～12 s、39 s～50 s處有明顯的異常尖峰,分析受脫氣影響,使測量值要高于量油(測量產(chǎn)液46.8 m3/d、量油42 m3/d),混相曲線形態(tài)有輕微的漂移,使得測量含水低于化驗含水(測量含水81.7%、化驗含水85.6%),測量值符合測量誤差。

(3)因嚴重脫氣無法測量含水的井曲線形態(tài)分析

杏12-4-B355井曲線混相頻率值高,曲線有毛刺,分析為氣相干擾嚴重,產(chǎn)液曲線與混相曲線特征相似,測得產(chǎn)液高出量油12.9 m3/d(測量產(chǎn)液44.9 m3/d、量油32 m3/d),化驗含水81.2%,因含水信號超出圖板范圍含水無法測量。

因此,在測井中脫氣現(xiàn)象是造成阻抗式過環(huán)空測井含水偏低的主要因素。為了使測試結(jié)果更加準確,根據(jù)測井曲線形態(tài)結(jié)合井溫曲線進行綜合分析最大限度地減少測試誤差。根據(jù)以上出現(xiàn)的問題對其進行總結(jié)歸納并提出解決辦法,如表1所示。

表1 井口測量流量、含水與量油、化驗含水存在誤差井的共同特征與解決辦法

2.2 全水值影響因素分析及解決辦法

全水頻率值主要受井內(nèi)水礦化度和溫度的影響[2]。通過對資料的統(tǒng)計,發(fā)現(xiàn)很多井的全水值有隨深度遞減的趨勢,與測點溫度結(jié)合(各層的水礦化度無法核實,在這里只能忽略。)推斷全水值與溫度存在如下關(guān)系:

式(1)中,fc為全水值輸出頻率;K為相關(guān)常數(shù);T為井溫值;m為系數(shù)。

在已知兩點的fc和T求出K和m的值,再讀所需測試位置的溫度值T,并把K、m的值帶入公式(1),可計算出該位置的全水值fc[3]。通過與實際測量值對比,結(jié)果與實際結(jié)果比較接近,下面舉例說明。

(1)太1-36井?dāng)M合線性如見圖1所示。計算得出K=-5.0,m=449.5,計算結(jié)果見表2。

圖1 擬合線性

表2 太1-36測點全水值根據(jù)公式計算后得到的結(jié)果

(2)太3-36井?dāng)M合線性如圖2所示。計算得出K=-6.28,m=546.6,計算結(jié)果見表3。

表3 太3-36測點全水值根據(jù)公式計算后得到的結(jié)果

圖2 太3-36井?dāng)M合線性

綜合30口井的擬合線性計算含水誤差的絕對值為3.8%,符合規(guī)定的測量誤差,計算后的測試成果表與實際測試成果表含水變化趨勢一致。試驗井局限于五廠地區(qū)(不包括聚合物驅(qū)油井)。

由上述圖表及根據(jù)全水值曲線的形態(tài)出現(xiàn)的問題總結(jié)全水值測量中存在的問題與解決辦法如表4所示。

表4 全水值測量中存在的問題與解決辦法

3 結(jié)束語

(1)通過實測過程中曲線形態(tài)特征的分析,可以初步判斷測試結(jié)果受氣相干擾的程度,在測井應(yīng)用中收到了良好的效果,對測試結(jié)果的評價起到一定的借鑒作用。

(2)通過曲線形態(tài)特征分析后提出的解決辦法,有效地解決了含水率過低而不能錄取的現(xiàn)象,提高了測井的準確性。

(3)因全水值擬合計算沒有考慮礦化度變化而只考慮溫度,所以它的應(yīng)用有一定的局限性。在五廠地區(qū)測井時能有效地解決單層全水頻率不能錄取的問題。

[1] 胡金海,劉興斌 ,張玉輝,等.阻抗式含水率計及其應(yīng)用[J].測井技術(shù) ,1999,2 3(增刊)

[2] 李 雷.阻抗式含水率計的優(yōu)化設(shè)計[A].中國優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫[C].2007

[3] 劉學(xué)鋒.高流量阻抗式產(chǎn)液剖面測井儀及其應(yīng)用[J].石油儀器 ,2005,19(3)

P631.8+1

B

1004-9134(2010)05-0067-03

柴金剛,男,1981年生,助理工程師。2006年畢業(yè)于中國石油大學(xué)(華東)勘查技術(shù)與工程專業(yè),獲工學(xué)學(xué)士學(xué)位,目前在大慶油田測試技術(shù)服務(wù)分公司監(jiān)測技術(shù)研發(fā)中心工作。郵編:163453

2010-03-20編輯姜 婷)

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