第四章-NEW-石油工程测井-生产测井和电缆地层测试器

石油工程测井

第四章 生产测井 (P92-105) Production Logging一、生产测井的概念、分类及用途 二、油气田开发监测的生产测井组合 三、应用实例

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一、生产测井PL的概念、分类及用途1)生产测井是监测油气田开发动态的主要技术手段，包括用于完

井后注入井和生产井的测井技术；2)国外习惯上将生产测井作为流动剖面测井的代名词，有的也将 采油气工程测井纳入生产测井 (即工程测井包含了生产测井) ; 3)在我国，生产测井泛指油气田投产后，整个生产过程中的井下 一系列的地球物理观测。

4)PL是在套管井中进行测井，具有仪器外径小、承高温高压、耐腐蚀能力强，测速慢等特点，有点测和连续测量两种方式。

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5)PL重要任务就是测量生产井和注入井内的流 体流动剖面，测量参数包括流体的速度(流量)、 密度、持水率、温度、压力等。测量目的是了解 各射孔层段产出或吸入流体的性质和流量，以便 对油井产状和油层开采特征作出评价。6)PL主要目的：评价油气管内外流体的流动和井的完 成情况。用途：为油气田储层评价、开发方案的编制和调 整、井下技术状况的检测、作业措施实施和效果评价提供 依据。

7)根据测量的对象和应用范围，PL大致可分为 生产动态测井、产层监测评价测井和工程技术测 井三大类。

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8)PL主要有:流体流量测井(Flowmeter);流体密度测井(Fluid Densimeter);持水率测井(Water Hold-up meter);温度测井(TL);压力 测井(Pressure meter);CHFR,RTS,RST,TDT,C/O,RFT/MDT,RMT,MIT 测量对象为井内流体。 划分井筒注入剖面和产出剖面；

流动剖面测井系列

评价地层的吸入或产出特性； 找出射开层的水淹段和水源； 研究油气井的产状和油气藏动态。 测量对象为油气产层。

生 产 测 井

划分水淹层；

储层监测测井系列

监视(油水和油气)界面的移动； 确定地层压力和温度； 评价地层So的变化情况。 测量对象为井身结构。 检查水泥胶结质量； 监视套管技术状况； 确定井下水动力的完整性；

采油工程测井系列

评价地层酸化、压裂、封堵等作业效果。

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二、现场油气田开发监测的生产测井组合监测任务 井的种类 地层状况 井中流体 主要方法 辅助方法

划分产出剖 面、评价地 层生产性质

自喷井、气举 井、机抽井

正 常

井温计、压力计、 油、气、 流体密度计、持水 率计、流量测井 水 (涡轮流量计、核 流量计、脉冲中子 氧活化) 油、气、 中子寿命测井仪、 水 井温计 油、气、 次生伽马能谱仪、 水 井温计 油、气、 脉冲中子仪、井温 水 计、流体密度计、 持水率计、流量计

GR、接箍 定位仪、 井径仪

监测油水界 面、气水

界 面位移、划 分水淹层、 评价地层含 油气性

盐水水 金属套管(未射 淹 孔) 淡水水 淹 金属套管(已射 盐水或 孔) 淡水水 淹

GR、接箍 定位仪、地层密度仪

非金属套管(未 盐水或 射孔) 淡水水 淹

油、气、 感应测井仪、侧向 水 测井仪、补偿中子 测井仪，CHFR

GR

一般生产测井采用采用组合方式测量

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1.流量计测井(Flow-meter)单位时间内通过S的体积流量 流量测井通过测取与流体速度相关的信息，间接获得通过 任意井筒截面的流体流量，即Q 首先获得流体速度信息 N(r/s);N=K(V-Va)

然后求出平均流速 V ; 再与截面积相乘得到流体的体积流量 Q=V*S 式(4-1)

流量计测井类型：涡轮流量计、核流量计、脉冲中子氧活化。 涡轮流量计:连续流量计,全井眼流量计,伞式流量计和胀式流量计 核流量计：利用人工放射性同位素做标记物, 来观察井下流体流 量剖面的一种测井方法，仅用于井筒流量太小而不能使涡轮有效 转动的低流量井中. 脉冲中子氧活化: 基于脉冲中子与氧元素的相互作用，测活化水 流的 射线强度(D1,D2,D3,D4)。

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连续流量计 CONTINUOUS FLOWMETER SPINNER

全井眼流量计 CAGED FULLBORE FLOWMETER (3/6ARM)

P93 fig4-1

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流量测井(flowmeter)- Spinner-type flowmeter

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流量测井(Flowmeter) 当流体流量超过某一数值后，涡轮转速与流 速成线性关系，通过记录涡轮转速，可推算 出流体的流量: N=K(V-Va) 频率响应即理论方 程，V-流体相对仪器的流度(合成速度)=Vt+Vf

涡轮转动受流体流速、粘度和密度的影响。 当流速一定时，流体的粘度增大，涡轮转数 变小；流体密度增大，涡轮转数增大。

1)利用涡轮转速与测井速度交会图求 取涡轮的启动速度Va;2)根据涡轮流量 计的响应公式计算流体速度V;3)根据下 述公式(4-2)计算流量Q。

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涡 轮 P94-FIG4-5 流 量 计 组 合 测 井 资 料 曲 线

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涡轮流量计测井资料

测 井 速 度 涡轮转速

某井3422~3437m井段涡轮转速与测井速度图

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核流量计---流量测井(P95 fig4-7 ) 核流量计-放射性示踪流量计。在井筒流量太小 而不能使涡轮有效转动的低流量井中应用广泛。 喷射器为一个或两个，可同时携带水溶性和油溶 性示踪剂; 喷射器与邻近探测器间距(源距)为 0.5m,两个探测器的间距为2m。 伽马探测器可以有1-3个，2个探测器常用。用于 记录示踪剂到达这2个探测器位置处的时间差Δt。

核流量计测井是利用人工放射性同位素 作标记物来观测井下流体流量剖面的一种测 井方法，主要应用于井筒流量太小而不能使 涡轮有效转动的低流量井中。

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核流量计---流量测井 放射性示踪流量计，视井内流体流速的不同，有点测法和连续

测量法。 点测方式下，通过记录示踪剂到达两个探测器所用时间Δt,

可得到测点处的流速：V=L/Δt。

连续测量方式下，若仪器移动速度为Vt、两个探测器间距为L, 则从记录的曲线上读出:每次喷射示踪剂后,两个探测器记录到 异常信号的深度间隔ΔH,就可以计算得到ΔH中点处的流速：

V=Vt· ΔH/(L-ΔH) 怎样算测点的流量 Q 使用公式(4-2)

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脉冲中子氧活化流量计-流量测井Oxygen activation flowmeter 在井内流动的流体中，只有水含氧元素。 氧活化水流测井采用脉冲活化技术：1)用很短的活化时间(2s或10s)使井内流体中的氧元素活化； 2)用较长的采集时间(60s)探测流动的活化水； 3)根据源到探测器的距离和活化水通过探测器所用的时间计算 出水的流速: V=L/Δt

氧原子活化后放射出的射线能量高，射线穿透能力强，因此，氧活化水流测井可以探测井筒内或套管外水的流动。

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流量测井 (p96-fig4-9)探测器4 中子发生器

脉冲中子氧活化流量计

探测器1 探测器3

探测器2探测器2 探测器1 中子发生器 探测器3

探测器4

监测注入剖面和产出剖面 测量流速

流量测井应用—p92--97

探测泄漏和窜槽

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2. 流体密度测井(Fluid densimeter) 生产井中的流体主要有油、气、水三种流体，它们在密度上有明

显差别。流体密度测量就是用密度计测量流体密度，通过测量流 体密度达到区分产液剖面性质的目的。 仪器主要有压差密度计和伽马密度计。

压差密度计-Differential Pressure Fluid Density Tool 压差密度计又称密度梯压计,利用 两个相距2ft的压敏波纹管，测量 井筒内流体两点间的压力差值。 对摩阻损失不大的井眼，测出的压 力梯度正比于流体密度。

p g h gd cos

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伽马密度计：类似于地层密度测井 射线与物质作用 伽马密度计：利用不同流体对伽马射线的吸收特性不同,来

测定流体的密度。

ln I 0 ln I L

流体密度测井资料的应用 识别流体类型 划分流体界面探测，见图4-1 分析多相流产液剖面—确定持液率Yh,YL

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3. 持水率测井(Water hold-up meter) 持水率测量方法主要有电容法持水率计和放射性低能伽

马持水率计。 电容法持水率计(Capacitance water hold-up tool)

测井是利用油气与水的介电特性差异(水的相对介电常数为60~80,油气的相对介电常数为1.0~4.0)实现对

流体成分的区分和测定水的含量。 放射性低能伽马持水率计利用不同流体对低能γ光子的

吸收特性来测量混合流体的密度，从而实现对流体成分的区分。

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4. 温度测井 (TL Temperature Meter) 用电缆将温度仪下入井内，测量记录某一深度的井温或 沿井

剖面的温度变化。 有普通井温仪、纵向微差井温仪、径向微差井温仪三种 类型。 普通井温仪测量井下各深度点流体的温度值，测量曲线反 映了井内温度梯度的变化情况。

微差井温曲线反映井轴上一定距离之间的两点的温度差异， 并以较大的比例进行记录，测量结果更能体现井内局部的 温度梯度变化情况。 径向微差井温测量套管内壁同一深度上相隔180°之间的 温度差，若套管内壁有温度差，则旋转测量的径向微差仪 器便会发现这种变化。

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1)将TL曲线同地温梯 度线对比或多次测 量曲线进行比较。 2)在某一地层，如果 地温梯度保持一定， 则TL曲线为一斜直 线，梯度微差井温 为一垂直线段；若 地温梯度有异常，则TL曲线不为一斜直 线，梯度微差井温也 有明显变化。

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温度测井(Temperature Meter) Application温度测井资料可用于 ①确定产层温度和注入 层温度. ②了解井内流动状态， ③划分注入剖面 ④确定产气、液口位置 ⑤检查管柱泄漏、窜槽 ⑥评价酸化、压裂效果

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