阻抗式过环空找水仪含水率现场问题及建议

柴金刚 王纯玲 胡金海

(大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司 黑龙江大庆)

阻抗式过环空找水仪含水率现场问题及建议

柴金刚 王纯玲 胡金海

(大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司 黑龙江大庆)

文章概述了阻抗式过环空找水仪的测井原理和结构,介绍了在含水率测量过程中的影响因素及其解决方法。在阻抗式过环空找水测试中个别井含水测试结果与化验含水值对比有偏低的现象,通过对油井的脱气现象和全水频率曲线录取过程中出现的问题进行归类总结,并把测试结果与实际情况对比,可以得到准确的产量和含水率信息。

含水率;高含水;混相值;气相

0 引 言

阻抗式过环空找水仪实用方便、测井成功率高,为地质专家们提供了可靠的产液剖面测井资料,解决了产出和流态较为不稳定的井的含水率测量问题,为环空测井创造了更大的空间。通过60井次的阻抗式过环空测井,发现个别井的测量含水值与化验含水值对比有偏低的现象,本文对这些井的曲线形态(主要是混相曲线和产液曲线)进行归类总结,并把所得到的测试结果与井口量油、取样化验含水进行对比来了解测试结果的准确性并对现场遇到的问题加以总结。

1 阻抗式过环空找水仪结构和测井原理

1.1 仪器结构

阻抗式过环空找水仪由阻抗式含水率计和涡轮流量计(由阻抗传感器及电路筒)组成。为了测量全水值,在传感器的下部设计了一个取样器。采用传统的涡轮流量计测量流量,采用电导式传感器测量含水率,适合于含水率大于50%、以水为连续相的泡状流,解决了取样式仪器由于电极沾污而影响测量的问题,减小了由于井内液体波动对测量的影响,受温度、矿化度影响小。

1.2 测量原理

当导电流体从传感器内部流过时,电导传感器在激励源的作用下,输出电压幅度随流体阻抗变化的频率信号经放大、整流、频压转换、功率放大部分传输到地面。仪器的测量在集流方式下进行。过流状态下测量混相值,取样状态下测量全水值,将全水值与混相值的比值以及测得的流量结合阻抗式含水率计刻度图版,即可得到含水率。

1.3 含水率测量范围

阻抗式含水率计的传感器必须在水为连续相时才能正常工作。在某一流量下,当含水率低于某一值时(即当持水率低于某一值时),水转为非连续相,此时仪器不能正常工作。定义这一含水率值为该流量的含水率测量下限,将不同流量下的含水率下限连接起来得到含水率测量下限曲线,该曲线与100%含水率之间的范围为含水率测量范围。由于含水率测量下限曲线与持水率密切相关,对于阻抗式含水率计,流道不同,含水率测量范围有所不同而高含水、低产气条件下仪器测量数据是比较精确的数据;但由于气体的密度小,在管道流动中,上升速度最快,等量的油气在流道中流动时,各自所占的流道面积是不一样的,因而导致仪器响应值的变化。所以在固定油水总流量条件下,随着气量的增加,仪器响应值不断增大[1]。

2 含水率的影响因素及解决方案

在现场测井过程中,测井电缆绝缘偏低、井下仪器的集流情况、全水取样桶的封闭情况、测量电极存在原油沾污、测量井出气或脱气、供电电流是否达到仪器正常工作状态、在低含水井中(含水低于50%)都对含水测量有一定影响。含水率的测量下限取决于流速,流速越低,含水率的测量范围越宽。

2.1 混相值影响因素分析及解决方案

(1)测量值与化验含水值、量油一致井的曲线特征

例如X13-22-PB37井,第一测试点的产液、混相曲线随时间有规律地变化,其中产液、混相曲线显示无异常尖峰、漂移现象,测试结果含水为93.2%、产液60.9 m3/d,化验含水91.0%,井口量油64 m3/d,与化验含水值、量油一致。

(2)测量值略高于实际量油值的曲线形态分析

X13-33-24井,产液曲线平稳变化周期均匀有规律,从产液曲线看不出脱气现象,测量产液略高于量油,测量产液5.7 m3/d、量油5 m3/d,但混相曲线不规律、曲线不稳定。在15 s～27 s、93 s～110 s处有漂移现象,使测量含水低于化验含水(测量含水71.4%、化验含水75.7%)。实际测井中以上现象有时单独存在有时同时存在,必须结合井温曲线对测试结果进行综合分析。

又如X13-D5-30井,产液曲线在3 s～12 s、39 s～50 s处有明显的异常尖峰,分析受脱气影响,使测量值要高于量油(测量产液46.8 m3/d、量油42 m3/d),混相曲线形态有轻微的漂移,使得测量含水低于化验含水(测量含水81.7%、化验含水85.6%),测量值符合测量误差。

(3)因严重脱气无法测量含水的井曲线形态分析

杏12-4-B355井曲线混相频率值高,曲线有毛刺,分析为气相干扰严重,产液曲线与混相曲线特征相似,测得产液高出量油12.9 m3/d(测量产液44.9 m3/d、量油32 m3/d),化验含水81.2%,因含水信号超出图板范围含水无法测量。

因此,在测井中脱气现象是造成阻抗式过环空测井含水偏低的主要因素。为了使测试结果更加准确,根据测井曲线形态结合井温曲线进行综合分析最大限度地减少测试误差。根据以上出现的问题对其进行总结归纳并提出解决办法,如表1所示。

表1 井口测量流量、含水与量油、化验含水存在误差井的共同特征与解决办法

2.2 全水值影响因素分析及解决办法

全水频率值主要受井内水矿化度和温度的影响[2]。通过对资料的统计,发现很多井的全水值有随深度递减的趋势,与测点温度结合(各层的水矿化度无法核实,在这里只能忽略。)推断全水值与温度存在如下关系:

式(1)中,fc为全水值输出频率;K为相关常数;T为井温值;m为系数。

在已知两点的fc和T求出K和m的值,再读所需测试位置的温度值T,并把K、m的值带入公式(1),可计算出该位置的全水值fc[3]。通过与实际测量值对比,结果与实际结果比较接近,下面举例说明。

(1)太1-36井拟合线性如见图1所示。计算得出K=-5.0,m=449.5,计算结果见表2。

图1 拟合线性

表2 太1-36测点全水值根据公式计算后得到的结果

(2)太3-36井拟合线性如图2所示。计算得出K=-6.28,m=546.6,计算结果见表3。

表3 太3-36测点全水值根据公式计算后得到的结果

图2 太3-36井拟合线性

综合30口井的拟合线性计算含水误差的绝对值为3.8%,符合规定的测量误差,计算后的测试成果表与实际测试成果表含水变化趋势一致。试验井局限于五厂地区(不包括聚合物驱油井)。

由上述图表及根据全水值曲线的形态出现的问题总结全水值测量中存在的问题与解决办法如表4所示。

表4 全水值测量中存在的问题与解决办法

3 结束语

(1)通过实测过程中曲线形态特征的分析,可以初步判断测试结果受气相干扰的程度,在测井应用中收到了良好的效果,对测试结果的评价起到一定的借鉴作用。

(2)通过曲线形态特征分析后提出的解决办法,有效地解决了含水率过低而不能录取的现象,提高了测井的准确性。

(3)因全水值拟合计算没有考虑矿化度变化而只考虑温度,所以它的应用有一定的局限性。在五厂地区测井时能有效地解决单层全水频率不能录取的问题。

[1] 胡金海,刘兴斌 ,张玉辉,等.阻抗式含水率计及其应用[J].测井技术 ,1999,2 3(增刊)

[2] 李 雷.阻抗式含水率计的优化设计[A].中国优秀硕士学位论文全文数据库[C].2007

[3] 刘学锋.高流量阻抗式产液剖面测井仪及其应用[J].石油仪器 ,2005,19(3)

P631.8+1

B

1004-9134(2010)05-0067-03

柴金刚,男,1981年生,助理工程师。2006年毕业于中国石油大学(华东)勘查技术与工程专业,获工学学士学位,目前在大庆油田测试技术服务分公司监测技术研发中心工作。邮编:163453

2010-03-20编辑姜 婷)

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