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。     

气相介入对伞集流涡轮流量计及阻抗含水率计响应影响

针对油气水三相流条件下产液剖面测井问题,在大庆油田多相流模拟实验装置上进行三相流条件下阻抗式含水率计的响应规律实验,考察气相介入对伞集流涡轮流量计及阻抗式含水率计流量和含水率测量的影响,得到油气水三相流情况下涡流流量计及阻抗含水率传感器的响应特性。实验结果表明,气相介入对伞集流涡轮流量计及阻抗含水率计测量液相流量和含水率有较大影响,使流量测量值偏高,含水率测量值偏低;液相流量越低,二者测量值误差越大。给出了2口井现场测井实例,为现场测井工程师在生产测井中产气井的测试提供借鉴。为进一步提高油气水三相流条件下的产出剖面测井质量提出了建议。     

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%。     

BP神经网络在脱气井产出剖面测井解释中的应用

油井开发后期,因流压降低脱气,井筒中的两相流动变为三相流动,原有的测井解释方法已不再适应。为了研究三相流产出剖面相关参数计算方法,在模拟井进行三相流产出剖面测井实验。模拟实验采用由涡轮流量计、电导探针含水率计及压差密度计组成的多参数组合仪进行。实验在三相流模拟井中获得3个原始参数:涡轮转数、持水率及混合密度。应用时间序列统计分析方法在时域中提取压差密度计响应值的6个特征量。用这6个特征量及实验获得的3个原始参数,共9个反映三相流动特性的特征量作为输入向量,运用BP人工神经网络进行训练,对总流量、液相流量及含水率进行预测,效果良好。将该方法应用于现场试验井,取得良好效果。     

阻抗传感器在全集流下的不同流态中的响应规律对比分析

文章通过对阻抗含水率传感器在油/水、气/水两相流及油/气/水三相流条件下进行的动态实验数据处理与分析,总结阻抗传感器分别在在油/水、气/水两相流及油/气/水三相流条件下的响应规律,并进行对比分析,找出不同流态下滑脱速度所产生的影响,为阻抗含水率计的改进以及三相流的测量提供必要的理论和实验保证.     

基于高速摄像与多参数结合的油水两相流流型实验分析

通过在垂直小管径多相流实验装置上的实验,利用高速摄像机拍摄了油/水两相流多种流动状态下的高速摄像图片,对不同流量及不同含水率下拍摄的图片进行了流型划分。在垂直小管径实验装置上进行了差压传感器及阻抗传感器在油水两相流中的实验。差压传感器在油/水两相流中的实验结果体现了油/水两相流流型的变化规律,差压值出现波峰的含水率范围可确定为流型转换的过渡区域;阻抗含水率传感器在油/水两相流中的含水率测量下限可确定水为连续相范围。通过高速摄像与差压传感器及阻抗传感器相结合,综合分析得到了垂直小管径油水两相流流型图。     

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.     

大庆油田产出剖面测井技术研究与进展

总结了在大庆油田已工业化应用的主要产出剖面测井技术和仪器,对一些技术作了较详细的介绍:适用于低产液量测量的、经优化设计和低流量区间分段刻度的涡轮流量计,电容法过流式含水率计,以及流量测量下限很低、油水分辨率较高的多电极分离式低产液测井仪;适于高含水产出剖面测量的阻抗/电导式含水率计;对特低和特高含水率测量性能良好的同轴电磁波相位含水率计;以低能光子吸收法测量三相流持率和平均密度为核心的三相流测井技术;五参数组合测井技术;产出剖面连续测井技术;针对聚合物驱特点的流体取样技术;建立了误差传递函数的产出剖面两相流测井资料优化解释技术等.简要介绍了新技术研发情况.     

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。     

国内产液剖面测井技术面临的挑战与取得的新进展

针对国内陆上油田产液剖面测井技术面临的挑战和亟待解决的问题,重点开展了高含水井、低产液井、水平井及油气水三相流条件下测井技术研究,开发出了应用于高含水油井的高分辨率含水率计和油水两相流电磁流量计、应用于低产低渗油田的分离式产液剖面测井仪、用于三相流测井的光纤探针持气率计、应用于水平井的水平井测井新技术及针对特殊管柱工艺的同层注采储存式含水率计。借助大型多相流装置进行实验研究,对仪器结构进行了优化设计,并开展了现场试验,为解决多相流产液剖面测井难题奠定了方法基础。     

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.     

遥测三相流产出剖面组合测井仪

介绍一种过环空三相流多参数组合测井仪。通过采用单相流计量仪的涡轮流量计测量体积流量,其流动回路实验结果表明,涡轮仪表常数k与流动密度ρn之间存在线性关系。传感器的测量原理是利用^109Cd放射源发射的γ和X射线分别确定三相平均密度和持水率,针对不同的配比流动密度和含气率分别作出持水率与实配含水率及流量的关系图版。井温和井下压力的测量分别采用铂电阻传感器和应变传感器测量。根据测得的涡轮转数、密度、持水率、井温和压力等参数计算三相总流量、流动密度、含水率、含油率、含气率等,进而得到油、气、水三相的分相流量,最后得到三相产出剖面成果。经大庆油田现场10井次试验获得的三相产出剖面测井资料证明,其仪器的测量重复性好,测量值与井口计量符合较好,与生产层情况的对比分析也证实了仪器测量的准确性和可靠性。     

遥测三相流产出剖面组合测井仪

介绍一种过环空三相流多参数组合测井仪。通过采用单相流计量仪的涡轮流量计测量体积流量 ,其流动回路实验结果表明 ,涡轮仪表常数 k与流动密度ρn之间存在线性关系。传感器的测量原理是利用1 0 9Cd放射源发射的γ和 X射线分别确定三相平均密度和持水率 ,针对不同的配比流动密度和含气率分别作出持水率与实配含水率及流量的关系图版。井温和井下压力的测量分别采用铂电阻传感器和应变传感器测量。根据测得的涡轮转数、密度、持水率、井温和压力等参数计算三相总流量、流动密度、含水率、含油率、含气率等 ,进而得到油、气、水三相的分相流量 ,最后得到三相产出剖面成果。经大庆油田现场 10井次试验获得的三相产出剖面测井资料证明 ,其仪器的测量重复性好 ,测量值与井口计量符合较好 ,与生产层情况的对比分析也证实了仪器测量的准确性和可靠性     

垂直管径内油水两相流流型与涡轮传感器间特性实验研究

涡轮传感器作为流量计被广泛应用在测井仪器中,油水两相流流动对涡轮传感器测量的影响以及涡轮传感器对油水两相流流动特性的影响对产出剖面测井作用很大.通过垂直小管径实验装置中涡轮传感器在油水两相中响应频率的测量及PCI信息采集系统对涡轮响应频率信号进行分析.利用高速摄像的方法在涡轮传感器上下两端进行拍摄,记录并分析油水两相流流动特性.结果表明,涡轮传感器在油水两相流中的转动受流型影响很小,但油水两相流动特性受涡轮传感器影响较大.油水总流量10 m3/d时,涡轮传感器对流体流动特性影响最小.油水总流量小于10 m3/d时,涡轮传感器对油滴的聚集效果大于打散效果,过涡轮传感器后油滴粒径变大,数量变少;油水总流量大于10 m3/d时,涡轮传感器对油滴的打散效果大于聚集效果,油滴粒径变小,数量较多.据此,更直观地分析仪器通道内涡轮传感器对油水两相流流动特性的影响,为测井新仪器的制造与优化提供有利的依据.     

用于油水两相流流量测量的分流式电磁流量计

介绍了应用于油水两相流流量测量的分流式电磁流量计的结构及分流方法,并用分流式电磁流量计在油水两相流模拟井中进行了流量测量及标定实验。实验数据分析结果表明,分流式电磁流量计可以应用于高含水油水两相流的流量测量,与未采取分流设计的电磁流量计相比,采取分流测量的方法能有效地降低电磁流量计的流量测量下限,拓宽了含水率应用范围;采取分流设计后,低流量低含水时的仪器响应波动变小,流量测量相对误差变小,更有利于流量的测量。该研究为电磁流量计在油水两相流流量测量中的应用奠定了基础。     

涡轮流量计在气/水两相流下响应规律的实验研究

文章通过对涡轮流量传感器在多相流实验装置进行气/水两相流实验,总结出伞集流过环空涡轮流量计在气/水两相流下的响应规律。在气/水两相流条件下,涡轮在低流量和高流量时有不同的规律,在水流量为10m^3/d以上,保持气量不变,涡轮响应与水流量呈线性关系,并且随着气量的增加,涡轮响应与水流量关系直线的斜率（即涡轮K值）增加。在低液量下（〈10m^3/d）涡轮更敏感于气,气量达到20方以上时,对水失去了分辨率。在水流量低于10m^3/d时,涡轮响应值波动大,水流量10m^3/d以上时,随着流量增大,波动越来越小。     

用于低产液井产液剖面测量的无可动部件流量计

针对砂卡和井内流体异物对涡轮流量计的影响,利用压差传感器敏感于应力变化的原理,设计出压阻式集流型流量计。该流量计上的压差传感器两端感压面的一端置于静止的水中、一端置于流道中与流体流动方向垂直,保证压差传感器只敏感于流体的冲量变化,建立起传感器阻抗输出与流量变化的对应关系,形成无可动部件流量计。将压阻式流量计与含水率计相结合形成的产液剖面测井仪在模拟实验装置上进行了两相流实验,表明仪器有很好的重复性,具有较低的流量测量下限,并将该测井仪进行了现场试验,结果表明仪器在极低的产液量下有响应。     

伞集流油气水三相流涡轮流量计统计模型研究

伞集流器存在非均衡及非线性的油气水三相流流体漏失,致使伞集流后测量通道内流型复杂多变,建立三相流涡轮流量计物理模型存在困难.基于伞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试验结果,建立了三相流涡轮流量计统计测量模型,该模型考虑了三相流等效"气液"滑脱速度及流动密度因素,回避了复杂流型对测量模型影响.该模型预测三相流总流量过程相对简单,且具有良好的计算结果收敛特性.检验结果表明,伞集流涡轮流量计与放射性密度-持水率计组合测量可以有效地测量油气水三相流总流量.