第四章溫度測井

1、溫度測井原理溫度測井原理 井筒地層溫度分布規(guī)律井筒地層溫度分布規(guī)律 溫度測井的現(xiàn)場應用實例溫度測井的現(xiàn)場應用實例 溫度測井溫度測井 溫標 內容 華氏 攝氏 蘭氏 熱力學 列氏 符號 單位 K F t R t R c t K T R T R 預備知識：預備知識： 溫標就是為定量表示物體的溫度，根據(jù)標準溫度 （定義定點）、標準溫度計和內插公式所確定的溫度 計的標度。 下表列出了幾種常用的溫標： 1.1 電阻式溫度儀電阻式溫度儀 溫度測井儀溫度測井儀 電阻式溫度儀電阻式溫度儀是利用金屬絲 的電阻與溫度的函數(shù)關系測量井 筒溫度的，一般情況下是溫度上 升金屬的電阻增加。 儀器的結構如右圖所示，熱 敏電阻

2、隨溫度的變化通過電橋電 路轉成電壓信號、頻率信號傳至 地面 。 溫度梯度和微差井溫測井溫度梯度和微差井溫測井 微差井溫曲線微差井溫曲線 1.1 電阻式溫度儀電阻式溫度儀 熱電效應示意圖熱電效應示意圖 1.2 熱電偶溫度儀熱電偶溫度儀 1、2兩點的溫度不同時， 回路中就會產生熱電勢，因 而就有電流產生，電流表就 會發(fā)生偏，這一現(xiàn)象稱為熱 電效應（塞貝克效應），產 生的電勢、電流分別叫熱電 勢、熱電流。 （1）熱電效應）熱電效應 適用范圍：適用范圍： 注蒸汽井和高溫井 圖圖1 1 注入井或生產井的溫度特性注入井或生產井的溫度特性圖圖2 2 井眼內的熱交換問題井眼內的熱交換問題 （2）井筒溫度分布）

3、井筒溫度分布 1. 注入井或生產井的溫度特性（見圖1） 2. Ramey方程 Ramey根據(jù)圖2建立了井筒生產或注入條件下的溫度分布 特性。條件是井筒流動，地層不流動，流體具有不可壓縮性。 )()( 1 22 )( D T Dr T r rrr P Dr a r T Dr wC t T C Pf P 油藏體積單元油藏體積單元 （3）注入層或生產層深度處的井眼溫度）注入層或生產層深度處的井眼溫度1 對著注入層或生產層的地方，由于有流動存在，要發(fā) 生熱交換，焦耳湯姆遜（Joule-Thomson）現(xiàn)象非常明顯。 要計算相應井筒內的溫度，首先要確定井筒周圍地層內 的溫度分布。設厚度為、半徑為dr（右

4、圖）的圓形單元油藏， 能量平衡方程為 ： Dkr q dr dP 2 ) 2 ( 2Dkr q Dr q Q fr )( 21 PPqQ fr 1 r D 注入井中流動和關井溫度測注入井中流動和關井溫度測 井井 右圖是只有一個注入層的注 入井溫度測井曲線 對于不可壓縮流體單相徑向流動，壓力場與溫度場無關，壓力 梯度可直接用達西定律計算： 由以上兩式可得到單位體積的摩擦熱量： 對上式從內半徑 到外半徑進行積分可 得厚度為 體積單元內因摩擦產生的熱量 （3）注入層或生產層深度處的井眼溫度）注入層或生產層深度處的井眼溫度2 HJT P T K)( )( 1 V T V T c K P P JT JT

5、 K （4）產氣層位處的井眼溫度）產氣層位處的井眼溫度 見右圖，見右圖，氣體流動造成的低溫異常氣體流動造成的低溫異常 產氣層中，氣體的溫度變化可用焦耳湯姆遜系數(shù)來定義： 對于不同組分的氣體， 不 同，可采用熱力學數(shù)據(jù)或下列狀態(tài) 方程計算： D D D D DD D t T r T rr T 1 2 2 （5）溫度恢復測試）溫度恢復測試1 假設：假設： （）儲層是以井眼為軸的圓柱形； （）熱流只是由熱傳導引起； （）地層的熱學性質不隨溫度變化； （）地層是均質無限大地層； （）在地層中沒有垂向熱流； （）地表面溫度不發(fā)生變化； （）井眼中的熱流忽略不計。 在這一假設條件下，描述井眼周圍地層瞬間溫

6、度的熱擴 散方程表示為： dttPq TT tTT DDws tt t D wfi Dwsi DD D )()(1 )( t tt tbtTT P DDDwsDws log)()( * Dws T t tt tb h q TT P Dwsws log)( 2 * * ws T i T )( * DDBwsi tmTTT Ehlig-Economides對相應的壓力方程求解，并用溫度取 代壓力得： 在無量綱Horner時間較小時，在半對數(shù)坐標系中， 可 近似看成一條直線，直線的方程為： 且： m、 確定后，可確定 ： （5）溫度恢復測試）溫度恢復測試2 DB T D T 25 PD t 225.

7、 1/ )(tttP 80 PD t 52/ )(tttP 100 PD t 105/ )(tttP （5）溫度恢復測試）溫度恢復測試3 與 的擬合關系曲線如下圖： 溫度測井的解釋方法分兩種： 1.定量方法： 利用Ramey方程計算井內各點的流量； 2.定性方法： 從溫度曲線的形狀推斷井剖面的一般性質。 2.1 定量分析定量分析 dD dT TT Z W WG )(66. 1tfCQz Pff 測井解釋實例（測井解釋實例（Witterholt-TixierWitterholt-Tixier溫度溫度 測井解釋）測井解釋） 將以下兩式合并即可計算出相應層的流量。下圖是這一 方法的實例。 （1 1）

8、Romero-JuarezRomero-Juarez法的應用法的應用 Romero-JuarezRomero-Juarez應用實例應用實例 假定兩個射孔層間距足夠 大，解釋分以下幾個步驟：解釋分以下幾個步驟： （）選擇射孔層段之間 的中間點為取值點； （）確定取值點處的曲 線斜率； （）計算每一測點處取 值，井溫與地熱溫度之間的差 值； （）計算Z值。若各取值 點處的巖石和流體性質相近， 則每個測點處流量之比與Z值 之比相同。 產氣井的測井曲線 產氣井的測井曲線 （2 2） 產氣井井溫測井實例產氣井井溫測井實例 圖圖2 2 注水井：增加注入量與注入時間對井溫測井注水井：增加注入量與注入時間對井

9、溫測井 的影響的影響 2.2 溫度測井定性解釋溫度測井定性解釋1 圖圖1 1 注水井：改變地面注水溫度對井溫測井的影響注水井：改變地面注水溫度對井溫測井的影響 各種流量的井溫測井各種流量的井溫測井 2.2 溫度測井定性解釋溫度測井定性解釋2 生產井：不同生產時間的井溫測井生產井：不同生產時間的井溫測井 生產井：生產油氣水的井溫測井生產井：生產油氣水的井溫測井 左：等值質量流量；右：等值體積流量左：等值質量流量；右：等值體積流量 2.2 溫度測井定性解釋溫度測井定性解釋3 井溫曲線反映出關井條件下的井下液流井溫曲線反映出關井條件下的井下液流 2.3 用井溫測井檢查竄槽用井溫測井檢查竄槽 （1）注

10、入井的關井井溫曲線）注入井的關井井溫曲線 用靜態(tài)（關井）井溫測井確定注入層段用靜態(tài)（關井）井溫測井確定注入層段 注入井關井后的測井曲線注入井關井后的測井曲線 圖圖2 2 產液井產液井單點入井，從油管產出單點入井，從油管產出 圖圖1 1產液井井溫測井（雙點入井）產液井井溫測井（雙點入井） （2）用溫度測井確定產層位置）用溫度測井確定產層位置 1 （2）用溫度測井確定產層位置）用溫度測井確定產層位置 2 圖圖3 3 產氣井產氣井單點入井單點入井 （3）用井溫檢查竄槽）用井溫檢查竄槽1 圖圖2 2 產液井中套管壁外有向上的流動產液井中套管壁外有向上的流動 圖圖3 3 產液井中套管壁外有向下的流動產液

11、井中套管壁外有向下的流動 （3）用井溫檢查竄槽）用井溫檢查竄槽2 圖圖4 4 產氣井中套管壁外有向上的氣流產氣井中套管壁外有向上的氣流 圖圖5 5 產氣井中套管壁外有向下的氣流產氣井中套管壁外有向下的氣流 （3）用井溫檢查竄槽）用井溫檢查竄槽3 圖圖6 6 注水井套管外有竄流的情況注水井套管外有竄流的情況 圖圖7 7 在竄槽氣井中的生產測井在竄槽氣井中的生產測井 （3） 用井溫檢查竄槽用井溫檢查竄槽4 圖圖9 9井溫測井顯示出套管外存在氣竄井溫測井顯示出套管外存在氣竄 圖圖8 8 套管外有油氣流的井溫測井曲線套管外有油氣流的井溫測井曲線 （3）用井溫檢查竄槽）用井溫檢查竄槽5 由溫度測井確定水泥返高位置由溫度測井確定水泥返高位置 發(fā)生地下井噴的溫度測井發(fā)生地下井噴的溫度測井