水平井生產(chǎn)測井培訓(xùn)課件

水平井生產(chǎn)測井1水平井概述

2水平井的分類

3水平井完井技術(shù)

4水平井入井技術(shù)

一水平井技術(shù)水平井概述1主要適用地區(qū)近海地區(qū)、遙遠地區(qū)及環(huán)境敏感等區(qū)域開發(fā)的油田。2鉆井目的盡可能多的鉆穿油層，提高油井單井產(chǎn)量或注入量，從而獲得更高的采收率，降低油田開發(fā)本錢。3開展我國水平井產(chǎn)油量逐年遞增。4水平井測井主要工程主要進行自然伽瑪、自然電位、雙感應(yīng)電阻率、聲波和井斜方位測井1水平井概述

2水平井的分類

3水平井完井技術(shù)

4水平井入井技術(shù)

一水平井技術(shù)水平井按形成分為兩類：從地面新鉆的井，水平井段長度為300~1300m從現(xiàn)有的井橫向側(cè)鉆出來，長度為30~210m

(1)超短曲率水平井水平井按曲率半徑分為四類：(2)短曲率水平井(3)中曲率半徑水平井-----是鉆水平井的主要方法特征:半徑為300~800ft，造斜角為6°~20°/100ft。水平井段長度1000~4000ft(4)長曲率半徑井1水平井概述

2水平井的分類

3水平井完井技術(shù)

4水平井入井技術(shù)

一水平井技術(shù)

裸眼完井割縫襯管完井襯管加管外封隔器完井水泥固井后射孔完井完井方式的選擇對油井的生產(chǎn)動態(tài)有重要影響。水平井在選擇完井方式時，同時也要考慮增產(chǎn)措施、生產(chǎn)機理、井下作業(yè)及修井等可能發(fā)生的井下作業(yè)工作。

水平井完井方式3〕襯管加管外封隔器完井：將襯管與管外封隔器一起下，將水平段分割成假設(shè)干段，這樣可沿著井段進行增產(chǎn)措施和生產(chǎn)控制。大多數(shù)水平井并非都是水平的，有許多彎曲段并呈曲線狀，下多個管外封隔器較為困難。4〕水泥固井后射孔完井：只可能在中、長曲率水平井中實施。

短曲率水平井可采用裸眼或割縫襯管完井，中、長曲率水平井，既可采用裸眼方式，又可采用割縫襯管或襯管加管外封隔器完井，有時也用水泥固井后射孔方法完井。1水平井概述

2水平井的分類

3水平井完井技術(shù)

4水平井入井技術(shù)一水平井技術(shù)生產(chǎn)測井儀器入井技術(shù)在直井或傾斜角不大的斜井中：靠儀器重力下入井底目的層進行測井。在水平井中：依靠重力僅能下入到井斜約為40°～60°處，需要借助于工具將生產(chǎn)測井儀器傳送到水平井段。水平井中常用下入儀器的技術(shù)有：1油管〔鉆桿〕輸送濕接頭法2連續(xù)油管傳送法3牽引器傳送法套管套管套管鞋PCL測井旁通電纜（在鉆桿外）套管鞋電纜（在鉆桿處）PCL工具循環(huán)孔濕接頭測井儀器鉆桿傳輸測井作業(yè)示意圖井口電纜側(cè)向滑輪1油管〔鉆桿〕輸送濕接頭法套管套管套管鞋PCL測井旁通電纜（在鉆桿外）套管鞋電纜（在鉆桿處）PCL工具循環(huán)孔濕接頭測井儀器鉆桿傳輸測井作業(yè)示意圖井口電纜側(cè)向滑輪1油管〔鉆桿〕輸送濕接頭法鉆桿傳輸測井作業(yè)的三個步驟：鉆桿將儀器送入目的層段上方濕接頭對接〔井下儀與地面系統(tǒng)建立聯(lián)系〕測井作業(yè)油管〔鉆桿〕輸送濕接頭法技術(shù)成熟，可在套管井中完成了RMT雙源距碳氧比、固井質(zhì)量、溫度、壓力測井。完成一口2000米水平井測井，10/根鉆桿要連接和拆卸400余次。累計測試平均時間15—20小時，需要作業(yè)隊配合。隨鉆測井工藝技術(shù)絕大局部是采用鉆桿傳輸測井工藝，(包括：Halliburton和Schlumberger的LWD以及Sperry-sun的FEWD)1油管〔鉆桿〕輸送濕接頭法將連續(xù)油管作業(yè)技術(shù)與水平井測井技術(shù)進行集成。利用了連續(xù)管作業(yè)機的下推力和上拉力。8mm的鋼管，其柔性較好，可以像電纜一樣纏繞在一個電纜車上。連續(xù)油管優(yōu)點是可在長、中、短曲率半徑水平井中測井，缺點是組合的儀器不能過重，過重時易損壞連續(xù)油管。2連續(xù)油管傳送法3牽引器傳送法井下牽引器〔俗稱爬行器〕用于在套管井中推動生產(chǎn)測井下井儀器在井的水平段或大斜度段運行而順利到達測量層段，從而不必使用連續(xù)油管。牽引器有兩對驅(qū)動齒輪，每對齒輪對稱于牽引器軸心，兩對驅(qū)動齒輪互成90°，牽引器驅(qū)動馬達內(nèi)部有兩個電機，一個帶動絲桿翻開驅(qū)動臂；另一個帶動驅(qū)動齒輪在管道內(nèi)臂上滾動，從而把儀器推入目的層段。牽引器原理1、生產(chǎn)測井一般使用單心電纜，當用牽引器把儀器向井底傳送時，不能給連在其下面的儀器供電，因此不能進行下放測量，這可能會導(dǎo)致解釋分析的困難。2、牽引器采用馬達等機械結(jié)構(gòu)來推動儀器，當井底存在沉沙或縫、洞時，會使牽引器推送儀器失敗。

牽引器的缺點旁通出套管鞋后的作業(yè)平安問題長裸眼條件下傳輸測井工藝大斜度狀態(tài)下的對接問題；電纜保護問題超深、超長裸眼水平井鉆桿傳輸測井主要工藝技術(shù)難題二、水平井中生產(chǎn)測井研究1流型2確定持率3水平井儀器特征響應(yīng)4斜井儀器特征響應(yīng)5儀器串選擇6解釋本卷須知流型比照

說明:在水平井和斜井中，由于經(jīng)質(zhì)相與重質(zhì)相的別離，流型與垂直井中有較大差異，斜井與水平井相似。與直井相比，水平井重力與井軸方向垂直、明顯的井斜變化及井周圍空間的非對稱性造成井筒流動狀態(tài)非常復(fù)雜。由于重力作用使輕質(zhì)相與重質(zhì)相的別離，流型與垂直井中有較大差異，如以下圖所示。1.Russell油水兩相流實驗觀察2.Hasson氣水兩相流實驗觀察流型分類國外研究美國流型分類：分相流.間斷流.均布流分相流包括層狀流、波狀流和環(huán)狀流；間斷流包括段塞流和段狀流；均布流包括泡狀流和霧狀流。分析：當氣體的流量較小時，氣體和水分層流動，氣體在上半部，水在下半部，界面為平面接觸。隨著氣相流量的逐漸增加，氣體便水面形成波動；氣體流量進一步增加形成段塞流和段狀流；之后隨著氣體流量的進一步增加，依次形成泡狀流、環(huán)狀流和霧狀流。同一口井中不可能同時出現(xiàn)上述各類流型，具體情況取決于氣和水的流量。

說明:

實線為原始流型分界線虛線為作了修正的流型分界線修正后的流型包含了分相流和間斷流之間的過渡流圖中x軸為含液率(含水率)，y軸為費勞德數(shù)。確定流型邊界:實驗給出的流型圖〔1〕

分流相λL<0.01及NFR<L1，或λL≥0.01及NFR<L2〔2〕

過渡流λL≥0.01和L2≤NFR≤L3〔3〕

間斷流0.01≤λL≤0.4和L3<NFR≤L1或λL≥0.4和L3<NFR≤L4〔4〕

均布流確定流型邊界:傾角為50°時，持液率到達最大值。確定持液率:水平流動類型abc分相流間斷流均布流0.980.8451.0650.48460.53510.58240.08680.01730.06091對于水平管子的持液率：計算管子角度為的持液率校正系數(shù)y：確定持液率:2對于角度為井的流動：NLV＝液體速度，無因次；d、e、f、g的取值見參數(shù)取值表，與流型和流動方向有關(guān)。計算出c值后，假設(shè)c<0，那么令c=0yc3對于垂直井的流動計算參數(shù)取值表

持液率確實定計算持液率水平井中，由于油、氣、水里層狀別離流動，因此流量計、持水率計的響應(yīng)結(jié)果具有一定的縱向片面性：低含水井中渦輪和持水率計暴露在油中，因此所測信號主要反映油的流量及油的電容響應(yīng)，而很少反映另一相水的流動及含量。高含水率情況，渦輪和持水率計主要暴露在下部的水中，反映水的流動情況。水平井中的儀器響應(yīng)及圖版制作建議:水平井中采用集流式渦輪流量計。測量時油、氣、水必須通過金屬集流傘，然后進入集流通道，所以渦輪測得的RPS值反映了油氣水總的流動情況。裝置:水平井中(內(nèi)徑為4in)模擬井測試管中儀器:傘式流量計和放射性密度方法:改變總流量，在每一個流量點從10%至90%更換含水率;采用自來水模擬地層水，用密度為3的柴油模擬原油響應(yīng)曲線的特點:含水率和流量的變化范圍很大，但響應(yīng)的線性關(guān)系良好。渦輪流量計的響應(yīng)實驗從右圖可以觀察到，盡管含水率和流量的變化范圍很大，但響應(yīng)的線性關(guān)系良好。當總流量小于900bbl/d(143m3/d〕時，油水是別離的；當總流量大于這一流量時，油水混合在一起流動。但是，不管油水是否別離，用集流傘式流量計都可以取得有效的測量結(jié)果。說明:放射性密度計與傘式流量計同時測量的實驗結(jié)果如下圖。橫坐標表示含水率〔水的流量與總流量的比值〕，縱坐標表示儀器響應(yīng)的百分數(shù)〔Fr〕。四條曲線對應(yīng)著四種不同的總流量308、514、857和1028bbl/d放射性密度計的響應(yīng)分析:隨著流量的增加，曲線逐漸接近45°線，說明大于某一流量時，油水呈乳狀混合流動狀態(tài)，低于這一流量時，油水呈層狀別離狀態(tài)。fo,fw分別表示油、水的頻率響應(yīng)fm表示在流體中的頻率響應(yīng)

流量400bbl/d。2.Fr為0.5，F(xiàn)r308bbl/d、514bbl/d的兩條曲線相交，通過交點作垂線與橫坐標的交點對應(yīng)著兩個含水率值，利用內(nèi)插值方法可以計算出Fr為0.5時的含水率利用流量計和密度圖版計算含水率電容法持水率計響應(yīng)與含水率之間的關(guān)系，如下圖，三條曲線表示不同的流量，數(shù)值分別為308、514和857bbl/d。當含水率小于0.4時，含水率與儀器響應(yīng)之間呈線性關(guān)系；當含水率大于0.4時，隨著含水率增加，值增長緩慢，靈敏度降低說明與垂直井的響應(yīng)相似。電容持水率計的響應(yīng)電容法持水率計響應(yīng)與含水率關(guān)系斜井中的儀器響應(yīng)及圖版制作模擬井筒內(nèi)徑為2.5in，傾斜角為45°把流體電容持水率計、流體密度計和傘式流量計下入傾斜的模擬井筒中與水平井類似，傘式流量計的響應(yīng)直線的斜率為：RPS/(bbl/d)傘式流量計的響應(yīng)說明：

每一條曲線對應(yīng)一個流量值，分別為:308、514、857、1028、1543和2055bbl/d持水率的值可用測得的混合密度和油、水密度確定。流體密度響應(yīng)圖版流體電容的響應(yīng)圖版假設(shè)油水的密度和差異不大，那么要改用電容持水率計確定持水率值產(chǎn)出剖面儀器串選擇

井下溫度、壓力、流量、持率是了解井下生產(chǎn)動態(tài)的關(guān)鍵參數(shù)，由于水平狀態(tài)下井內(nèi)多相流體的流動狀態(tài)極為復(fù)雜，因此水平井中錄取和應(yīng)用最多的是溫度和壓力，但這兩個參數(shù)只能用于定性分析；目前還沒有能夠準確給出水平段某一截面分流量的測井系列，傳統(tǒng)的生產(chǎn)測井組合儀在水平井的應(yīng)用中都存在缺陷。流量儀選擇在篩管完井的水平井中，流體會通過環(huán)形空間旁通，在斜度較大的井段，可能會導(dǎo)致水沿下側(cè)倒流現(xiàn)象，假設(shè)割縫襯管外側(cè)泥巖跨塌，井眼會嚴重擴大，流速下降。這時可采用示蹤流量計。在斜井中，渦輪流量計不適于上下屢次測量，主要是因為儀器無法靠重力作用下測；而且渦輪流量計有機械轉(zhuǎn)動局部，經(jīng)常會出現(xiàn)機械損傷現(xiàn)象，造成測試失敗，因此國外推出了新的流量測量方式。如過油管儲層飽和度測井儀的RSTProWFL方式，相速探頭PVS儀器，儲層監(jiān)測儀的SPFL方式等均可用于測量斜井、水平井中水相的流速，也可用于測量油氣水三相的持率，主要優(yōu)勢是不受層狀流動的影響。產(chǎn)出剖面儀器串選擇持率儀器選擇在垂直井使用的持率儀器如電容法持水率儀器，流體密度儀器等，都采用居中測量，這些儀器反映的都是流道中央的流體，在水平井中不能很好居中，只能反映井眼軌跡低側(cè)端的流體。在水平井中應(yīng)采用全井眼測量儀器如持氣率儀或持水率成像儀器。產(chǎn)出剖面儀器串選擇儀器串選擇例如

水平井以射孔方式完井時，儀器串選擇如下圖。

如果是其它完井方式，需增加井斜儀、井徑儀、流體成像儀和能譜水流儀。產(chǎn)出剖面儀器串選擇水平井中油氣水呈層狀別離狀態(tài)。套管外下部沉淀鉆井碎屑或其它重礦物，在套管外上部出現(xiàn)水泥膠結(jié)的滲透水，這會導(dǎo)致水泥膠結(jié)失效，可能出現(xiàn)竄槽通道。割縫襯管完井時，割縫襯管和地層之間的環(huán)形空間中容易發(fā)生竄流，流體會通過環(huán)形空間旁通。在割縫襯管中，不推薦使用集流式流量計。

圖水平井中膠結(jié)的襯管橫截面水平井生產(chǎn)測井資料解釋本卷須知

水平井中流動狀況：水平井中的重力作用使流動呈層狀分布，假設(shè)井眼傾斜差異較大，上部容易形成氣塞，下部容易形成水塞。水平井可能有的井段傾角大，井筒向上傾斜，最高處為氣，形成氣堵；

有的地方傾角小，井筒向下傾斜，最低處為水，會形成壓力臺階。

水平井生產(chǎn)測井資料解釋本卷須知段塞流態(tài)情況下水平井段穩(wěn)定生產(chǎn)測井值