光纤探针阻抗传感器涡轮组合测井仪三目流解释方法

早期的油气水三相流测井解释方法需要有密度参数,但放射性密度计早已停用,而压差密度计在流量100 m3/d以下的套管内,测量密度的分辨率极低无法应用.提出了一种基于光纤探针、阻抗传感器和涡轮流量计的组合测井仪,对该仪器在油气水三相流模拟实验装置上进行实验,分别建立光纤探针、涡轮流量计及阻抗传感器在三相流下的响应规律图版,通过图版插值的方法建立油气水三相流解释方法.实验结果表明,不同气量下涡轮响应与光纤探针响应关系曲线、涡轮响应与油水两相流量关系曲线、油水两相含水率与油水两相流量关系曲线,可用于解释气相流量、油水两相流量及油水两相含水率.     

光纤探针阻抗传感器涡轮组合测井仪三相流解释方法

早期的油气水三相流测井解释方法需要有密度参数,但放射性密度计早已停用,而压差密度计在流量100 m~3/d以下的套管内,测量密度的分辨率极低无法应用。提出了一种基于光纤探针、阻抗传感器和涡轮流量计的组合测井仪,对该仪器在油气水三相流模拟实验装置上进行实验,分别建立光纤探针、涡轮流量计及阻抗传感器在三相流下的响应规律图版,通过图版插值的方法建立油气水三相流解释方法。实验结果表明,不同气量下涡轮响应与光纤探针响应关系曲线、涡轮响应与油水两相流量关系曲线、油水两相含水率与油水两相流量关系曲线,可用于解释气相流量、油水两相流量及油水两相含水率。     

水平井油水两相流持水率测量方法实验研究

持水率是水平井产液剖面测井的关键参数之一,水平井油水两相流流型由于受到井筒斜度影响复杂多变,导致准确测量持水率非常困难。根据中国水平井的开发特点,采用集流式测井方案,利用环形阵列电导传感器与周向阵列电导探针传感器组合的持水率测量实验样机,在水平井多相流模拟实验装置上对油水两相流持水率测量方法开展了动态实验研究。分析模拟井筒倾斜角对持水率测量传感器输出响应的影响,计算持水率测量误差。实验结果表明,在流量为3～200 m³/d时,持水率的测量范围为30%～100%;当油水两相流总流量小于60 m³/d时,持水率的测量结果要进行井筒倾斜角的校正;当油水两相流总流量大于60 m³/d时,持水率的测量结果受井筒倾斜角的影响可忽略。研究结果为水平井产液剖面油水两相流的持水率测量提供了一种新方法。     

基于CAT的水平管油水两相流动成像算法改进

针对电容阵列测井仪(CAT)水平井油水两相流测井资料,已有的基于高斯权重的改进多相流动成像算法的成像效果严重依赖于数据的来源,对来自某仪器的数据展示出了好的效果,而另外某仪器的数据成像效果很差。分析了已有算法的不足,指出设计成像算法时需要考虑12个探头的响应不一致性,充分考虑流型的特点。给出了水平管及近水平管油水两相流动试验的结论:当总流量不大于300m3/d时,流型是相间界面光滑层流和界面波动层流。对水平井油水两相流动,提出了仅对界面附近区域进行局部插值的成像算法。实测数据的处理结果表明了该算法的有效性、稳定性。     

涡轮流量计对水平三相流的实验响应

对涡轮流量计在模拟井中水平条件下获取的实验数据从不同气流量、同一含水率下的油水总流量与涡轮响应的关系;同一油水总流量、不同含水率配比下的气流量与涡轮响应的关系及不同密度下的油、气、水总流量与涡轮响应的关系等3个方面进行了分析.结果表明,油水两相含水率在50%～100%范围内,同一气流量下,涡轮响应与油水两相流量呈线性关系;不同气量下所得到的各个涡轮流量计的响应与油水总流量关系直线的斜率(即涡轮K值)近于相等,但各直线的截距随气流量的增加而增大.在油水总流量相同的情况下涡轮响应与气流量呈线性关系,该线性关系不受油水两相含水率的影响或受油水两相含水率的影响小.不同密度下的涡轮K值随密度增加而增大.三相流下要获得准确的流量还需进行密度校正.     

气体对伞集流涡轮流量计流量测量影响实验研究

在三相流实验装置上采用伞式集流器对涡轮流量计在气/水两相流及油/气/水三相流中进行实验,获得了涡轮流量计在气/水两相流及油/气/水三相流条件下的实验数据,分析气体对涡轮流量计测量流量的影响。在气体流量较低时,涡轮流量计与液相流量的响应关系受油水两相含水率的影响较小,可以将油/气/水三相的流量测量问题简化成气/水两相的流量测量问题。气体会对涡轮流量计产生较大的测量误差,当气体流量为3m3/d、液相流量小于10m3/d的条件下以及气体流量大于3m3/d的条件下,液相流量测量误差大于10%。     

光纤探针-阻抗三相流测井仪在三相流中的试验及分析

为满足产出油井对三相流测井仪器总流量测量范围宽、气量测量范围宽、高含水下测量精度高且环保的需要,设计并研制了光纤探针-阻抗三相流测井仪。该仪器由光纤探针、阻抗含水率计和涡轮流量计组合,采用光纤探针测量气相响应、阻抗含水率计测量含水率、涡轮流量计测量总流量响应。仪器通过模拟井标定建立各参数在三相流下的响应图版,总结出响应图版之间的交绘关系,形成解释方法。对仪器进行了现场试验,验证了重复性、一致性及适用性。在三相流井中,光纤探针-阻抗三相流测井仪与两相流测井仪器进行了对比试验。试验分析表明,仪器重复性、一致性及适用性非常好,对油气水三相流的定量测量,较两相流测量结果能更准确地给出产层的产液和含水率情况。     

皮球集流油气水三相流涡轮流量计测量模型研究

基于皮球集流涡轮流量计与放射性密度-持水率计组合仪在油气水三相流流动环中的动态测量结果,建立了预测三相流总流量的涡轮流量计物理模型,该模型考虑了等效"气液"滑脱速度及流型影响.由于流型转变与两相流运动波传播特性密切相关,还提出了基于"气液"两相流运动波传播速度特征的流型划分准则,并利用该准则在不同流型区域内提取了气相漂移速度及相分布系数2个重要的流动特性参数.最后,将研究所得的三相流流动特性与涡轮流量计物理模型相结合,给出了具有较高精度的三相流总流量预测结果,表明利用集流型涡轮流量计仍然可以有效地测量油气水三相流总流量.     

基于电磁法高含水油井产液剖面测井仪现场应用

介绍基于电磁法的高含水油井产液剖面测井仪器,通过模拟井油水两相流动态实验评价仪器的流量测量范围及精度。分析该仪器在聚合物驱以及三元复合驱产出井的现场应用实例。该仪器工作稳定可靠,故障率低,可以提供可信的油水两相流产液剖面测量数据;电磁流量传感器相对涡轮流量传感器在测量通道内无可动部件及阻流元件,在涡轮易卡死油井和三元复合驱高黏度油井中具有明显的应用优势,提高了测井成功率。     

基于阵列涡轮和阵列持率仪的水平井油水两相流量解释方法

水平井油水两相在井筒中的流动和分布状态与垂直井有极大不同,为解决水平井多相流测量难题,普遍采用阵列式传感器在井筒径向截面上测量流体的持水率和流速信息.由于中国陆地油田产量低、含水率范围广,亟需进行阵列式传感器测井仪的适用性研究.基于模拟实验装置,采用电容阵列、电阻阵列和改进型涡轮阵列仪器进行水平井油水两相不同流量不同含水率的模拟测量;利用采集的实验数据,求取阵列涡轮中各涡轮的响应系数,建立流速响应数学模型,得到各涡轮附近的局部流速;分析电容阵列和电阻阵列的响应特征,求取局部持水率,采用反距离权重插值法求取平均持水率.根据实验数据分析,得出基于阵列涡轮和阵列持率仪的分层流解释模型,该模型对水平井油水两相的流量解释具有一定的适用性.     

近水平小管径油水两相流流型实验

为了研究水平井中测井仪器通道内油水两相流流动特性,利用水平小管径实验模拟井装置,通过改变倾斜角度、流量和入口含水率这3个变量对油水两相流流型进行全面系统研究。使用高速摄像机对有机玻璃井筒内流体进行拍摄,直观地反映流体的流动状态,将观察到的流型进行分类,研究流体流动特性。实验确定了近水平小管径内7种流型:光滑分层流、波状分层流、水包油和水层、水包油、油包水和水包油、油包水和水层、油包水,得到近水平7种角度下小管径两相流流型图,总结小管径两相流流动规律。对水平井仪器内部流体流动特性进一步认知,为测井仪器研发、改进以及测井解释提供参考依据。     

近水平小管径油水两相流量和含水率测量响应规律实验研究

在产出剖面测井中,井下油水两相流的流量和含水率是两个重要的测量参数。实验针对±5°内多个倾斜角度条件下,近水平Φ20mm小管柱内油水两相流动及其对测量仪器的影响进行了研究,总结了涡轮传感器测量流量及阻抗传感器测量含水率的响应变化规律,并从流动机理及测量条件出发分析测量影响因素,对水平井测量和解释具有很好的参考和指导意义。     

微波持水率测量方法研究

相位法持水率测量仪器在高含水条件下取得了明显好于电容法持水率测量的效果,但较低的频率限制了灵敏度的进一步提高和仪器小型化.采用双同轴传输线结构和正交相位检测技术,实现了微波相位法持水率测量.在三相流动实验装置上开展了油水两相流动实验.实验条件为常温常压、流量为10 m3/d时油水比例从0～100％测量点的变化情况及仪器响应情况.当流量大于10 m3/d、含水大于60％时该仪器能反映含水的变化;当流量小于10 m3/d时,由于漂流效应的影响,仪器反映含水变化情况的能力较弱.该仪器在低流量测量方面的能力尚待完善.给出的模型和公式可以将仪器测得的相位信息转化为持水率信息.实验结果说明微波持水率仪器能够有效识别流体,在高含水条件下能够准确地提供持水率信息.     

水平井油水两相分层流分相流量测量方法

为了准确测量和评价水平井油水产出剖面,将水平井油水两相流动态测量实验和数值模拟相结合,建立了水平井油水两相分层流分相流量测量方法。实验中将微涡轮和微电容组合测井仪置于井筒截面不同高度处同步测量局部流体速度和持水率,研究了油水两相分层流水平井中不同总流量和含水率情况下5个测量点处涡轮及电容传感器的响应特性。采用持水率插值成像算法确定局部流体性质和油水分界面高度,将局部流体速度的涡轮测量值与数值模拟计算值相结合建立了过流截面速度场分布最优化计算模型,进而实现了水平井油水两相分层流分相流量的测量。5个测量点处流体速度的实验测量值和理论计算值基本一致,计算的总流量和含水率与实验设定值也基本吻合,表明该方法具有较高的准确度。图15表1参14     

阻抗传感器在近水平油水两相管流的实验研究

生产测井动态监测中水平井受井身结构、井简流动状态、重力影响等因素影响使得流动介质分布、速度分布、流体的流型、流速削面、油水的分布状态等与垂直井有很大的不同.设计了小管径多相流实验装置,实验介质是柴油和水,设置了分别为3～60 m3/d的10种流量,含水率变化范围10%～100%;分别为85°、88°、90°、92°、95°等近水平状态下的5个角度对阻抗传感器进行了实验.实验结果表明,流量大于10 m3/d时的流型是分相的泡状流,阻抗的相埘响应不受角度的影响,响应规律与垂直井类似;流量低于10 m3/d时的流型是层流,阻抗的相对响应同时受到流量、含水率、角度的影响,在同一角度下受流量和含水率的影响;受油水滑脱现象影响.低流量下的相对响应高于高流量的,持水率高于含水率;受角度的影响,在90°、92°、95°时输出的相对响应出现了向下的趋势,85°、88°时输出的相对响应出现了向上的趋势.实验传感器是仪器短节,排除了集流伞漏失对流体流型的影响,完全反映流体在传感器内流道的真实流动状态,高速摄像机记录了流体随流量和含水率的变化.     

水平井油水两相流型测量实验

为了考察生产测井仪器测量对于水平油井内的流体分布影响,利用柴油和自来水作为实验介质,在多相流动模拟实验装置上进行了油水两相水平流动测量实验.通过实验测量和观察,油水两相的分布可分为4类:水平层状流和波状流、水平泡状流、水平沫状流和水平乳状流.利用实验数据绘制出流型图,建立了流型转换的关系式,可以在油水两相流动测井条件下识别和预测流体的流型.     

国外可视化油井产出剖面测井技术

前言传统的产出剖面测井,国内经几十年的发展,已经形成一系列集流和非集流方式的测井仪器。集流型仪器存在的主要问题是产量低的层位解释不准;非集流型仪器由于受流态影响,在油水两相流动条件下资料解释的可信度很低,三相流动条件下更是无法解释。产出剖面测井存在的主要矛盾是流态对测量的影响,在高斜度和水平井中,重力分离矛盾更为突出。改变以往的测量理念,发展能描述流态特证的传感器,使传感器微型化,缩小探测范围,仅判断油、气和水的分布和各相流速,使用阵列技术使持率和流速可视化。     

水平井及大斜度井油水两相流动模型研究

水平井及大斜度井中由于存在重力分异,油水两相流流型、局部流速和局部持水率沿管径方向发生了复杂的变化,致使其流量和持水率测量及多相流分相流量解释非常困难,在垂直井生产测井解释中得到广泛应用的常规漂移模型已经不能解决其流动剖面解释问题。对水平井及大斜度井中的油水两相流动进行了实验研究和半理论分析,在对多相流动环路模拟实验资料分析的基础上对漂移模型进行了修正,分别针对井斜角和持水率对相分布系数和油滴上升极限速度进行改进,确定了相关计算公式。采用改进的漂移模型预测了多相流动环路模拟实验环境下的油相表观速度,并与实验数据进行了对比分析,计算结果与实验很好地吻合,发现该模型对小于50m3/d的低流量油水两相分相流量计算平均相对误差为18.86%,大于100m3/d的中高流量油水两相分相流量计算平均相对误差为8.49%,能够满足生产测井产出剖面解释的要求。相关参数的改进扩大了漂移模型的应用范围,提高了水平井及大斜度井筒中油水两相产液剖面测井的解释精度。     

截面电导相关流量计在低流量下的响应特性

针对目前油田低产液井数量增多,测试难度不断变大的问题,研制一种可以在低流量下进行测试的流量测井仪。在电导相关流量测量原理基础上,对仪器传感器结构进行改进,用于低流量条件的测量。对截面相关流量测井仪在多相流实验装置进行油水两相流动态模拟实验,总结出截面电导相关流量测井仪在油水两相流低流量下的响应规律。实验数据分析表明,截面电导相关流量测井仪在油水两相流下的最佳测量范围为10 m^3/d以下。     

低流量下截面电导相关流量计的响应特性分析

对石油资源开采是国家能源发展所依赖的基础,但是随着石油资源逐渐枯竭,国家油田低产液井的数量也不断增加,石油开采急需研发可在低流量测试的测井仪,辅助石油开采有针对性的落实。仪器设计应坚持电导流量测量原理,改进传感器,便于针对低流量情况测量。对于截面流量测井仪,文章对其在多相流实验装置开展油水动态模拟实验,通过实验得到:截面电导相关流量测井仪在油水两相流低流量下存在的响应规律,发现截面电导相关流量测井仪受油水两相流影响,在10m³/d范围内测量效果最好。