生產測井原理教學教案課件下載.ppt.ppt

1、第七章,水平井生產測井技術,水平井鉆井的主要目的是提高原油的采收率或者是降低油田開發(fā)成本，有的地方是為了避開地面重要建筑物。水平井與垂直井的主要區(qū)別是井筒中的流型發(fā)生了較大變化，另外由于井眼的傾斜導致下井方式、測井手段及測井方法都相應發(fā)生了很大變化，本章主要描述水平井的完井方式、水平井流型、儀器響應及資料處理方法。,水平井鉆井的目的是盡可能多的鉆穿油層，提高油井單井產量或注入量，從而獲得更高的采收率。 一般情況下，水平井平行于油藏層面。但對大傾角油層和垂直裂縫的油層來說，水平井要橫穿這些油層。,第一節(jié) 水平井完井技術,0 水平井示意圖,圖7 垂直層面直井與平行層面水平井示意圖,圖7 垂直油藏層

2、面的水平井,水平井完井方式通常采用下套管注水泥射孔完井、裸眼井完井或割縫襯管完井，完井方式主要取決于油藏物性和該地區(qū)的實際經驗。水平井主要適用于以下情況： 1、在近海地區(qū)、邊遠地區(qū)及環(huán)境敏感的區(qū)域，鉆水平井既可以提高產量也可以節(jié)約鉆井費用。 2、提高采收率，特別是在熱采提高采收率開采時，水平井段可與油藏大面積接觸，因此注汽井可提高采收率。 3、水平井可用于低滲氣田開采，也可用于高滲氣藏開采。,1.1 水平井應用,水平井的形成可分為兩類：一是從地面新鉆的井，通常水平井段長度為3001300米長；另一類井為側鉆井，是從現有的井，橫向側鉆出來，長度為30210米。 水平井和側鉆井技術可分為四類，主要

3、取決于曲率半徑，曲率半徑即由直井過渡到水平井的半徑。,1.2 水平井的幾個概念,半徑為ft，造斜角為4560/ft。側鉆水平距離為710ft長。在同一深度上，可以鉆幾口井向外輻射出去，井徑為2ft左右。,（1）超短曲率水平井,（2）短曲率水平井,曲率半徑為2040ft，造斜角為25/ft。水平段既可從套管中側鉆出去，也可在裸眼井中直接鉆出去，水平井段長度可達1000ft。,（3）中曲率半徑水平井,半徑300800ft，造斜角為620/100ft。此方法是鉆水平井的主要方法，水平井段長度可達20004000ft。通常用裸眼、割縫襯管或襯管加管外封隔器完井，有時也用水泥固井射孔方法完井。 曲率半徑

4、為10003000ft，造斜角為260/100ft。這一鉆井方法所形成的水平距離可達4000ft以上。,（4）長曲率半徑水平井,圖7 不同的鉆井技術示意圖,c中等曲率（R=300800ft，L=1004000ft）； d長曲率（R1000ft，L=10004000ft）,a超短曲率（R=12ft，L=100200ft）； b短曲率（R=2040ft，L=100800ft）；,（5）不同的鉆井技術示意圖,在致密巖石地層中，可采用裸眼方式完井，裸眼完井的缺點是不能實施增產措施，難于控制注入量和產量。 割縫襯管完井的主要做法是在水平井段下入割縫襯管以防止井眼坍塌，通常使用的三種襯管是穿孔襯管、割縫襯

5、管和礫石充填襯管。割縫襯管的主要缺點是難以進行有效的增產措施。 襯管及分段隔開放式完井是將襯管與管外封隔器一起下，將長平段分割成若干段，此方法將提供有限的分隔段。這樣可沿著井段進行增產措施和生產控制。這一方式完井可以進行增產措施。,1.3 水平井完井技術,圖7a 水平井完井技術示意圖,1.3 水平井完井技術,對于致密的地層，可以考慮裸眼辦法完井，如對于致密的石灰?guī)r地層可以應用裸眼方法完井。 用短曲率半徑鉆成的井可采用裸眼或采用割縫襯管完井。對于采用中長曲率半徑的水平井，既可采用裸眼辦法，又可采用割縫襯管或水泥射孔完井。 為了減少鉆井時的地層傷害，可以采用負壓鉆井。同時也可以用一些特殊的泥漿，如

6、低固相或無固相的聚合物泥漿。,1.地層的巖性,3.鉆井液,2.鉆井方法,1.4 完井的幾個問題,在水平井和斜井中，由于輕質相與重質相的分離，流型與垂直井中有較大差異. 水的表觀速度較低時（小于0.1英尺秒），為均質泡狀流動。隨著油相表觀速度的增加，油泡開始聚集形成大油泡流動（段塞流），最后形成霧狀流。,第二節(jié) 水平井中的流型,圖 18.0厘泊，比重0.834的油與水在0.806英寸管道中的流型,0-1 油水兩相流形圖,圖a 空氣水混合物在1.026英寸管道中的流型,0-2 氣水兩相流形圖,在水相流動較低的情況下，流型分為四種：層狀流，波紋層狀流，波狀流和環(huán)霧流，流型的過渡是隨著氣的流量增大依次

7、轉變的。 層狀流中，氣體的流量很低，占居了管子的上半部，氣水界面光滑；隨著氣體的增加，氣水界面上產生了波紋，這就形成了波紋界面層狀流；隨著氣體流量的進一步增加，氣水界面產生了大的波動，這就是波狀流；氣體流量繼續(xù)增大時，氣體在中間，套管壁上為液膜，這就是環(huán)狀流，同時中間的氣體含有霧狀水滴，這就是霧狀流。,0-3 水相流動較低時四種流型,在水相流量中等的情況下，此時，氣體流速較低，不連續(xù)的變形氣泡浮在管子上部，氣體流速增加時，這些氣泡聚集形成氣體段塞，稱為段塞狀流動，這一流型是從泡狀流向環(huán)霧狀流型過度的一種流型。 氣體的流量進一步增加時最后形成環(huán)霧狀流動，泡狀和段塞狀流動中，氣液之間存在著較大的滑

8、脫速度，環(huán)霧狀流動中，氣體和霧滴的流速近似相等。,0-4 水相流動中等時的流型,水平井中的流型分為三種流動： （1）分相流； （2）間斷流； （3）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。,圖7 水平管道中的流型,0-5 水平井中流型的分類,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，氣體使水面形成波動；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上述各類流型，具體情況取決于氣和水的流量。,0-6

9、各流型出現的條件,利用實驗模型進行水平井流型實驗，觀察相應流體的流型并測量持水率，各參數的變化范圍為： （） 氣體流量，0300MSCF/d； （） 水的流量，030gal/min； （） 平均系統(tǒng)壓力，3595Psi； （） 管子直徑，英寸和1.5英寸； （） 持水率，0.87； （） 壓力梯度，0.8Psi/ft； （） 傾斜度，9090； （ 8 ） 水平流型。,2.1 流型實驗及流型圖,（1）流型實驗,圖7 水平管中的流型圖,圖7 歸一化兩相流摩阻系數,圖7 持液率與管子傾斜度的關系,（1）流型實驗,流動類型的范圍為： (1) 分相流 0.01及NFRL1或 0.01及NFRL2 (2

10、) 過度流 0.01和L2NFRL3 (3) 間斷流 0.01 0.4和 L3 NFRL1 或 0. 4和 L3 NFRL4 (4) 均布流 0. 4和NFR L1 或 0. 4和NFR L4,（2）流型邊界確定,(7-1),(7-2),(7-3),(7-4),(7-5),(7-6),(7-7),(7-8),(7-9),(7-10),計算 和 NFR需要的參數,Qg氣體流量（bbl/d）；Ql液體流量（bbl/d）； Vsg表觀氣體速度，ft/s； Vsl表觀液體速度，ft/s； NFR費勞德數，無因次； NLV液體速度，無因次； 含液率，無因次； Li流型范圍，無因次； D管子內徑，英寸；

11、g 重力常數，32.2ft/s2 ； 液體密度，1b/ft3； 液體表面引力，達因/厘米。,各參數的意義,從水平位置開始，角度為 的持液率等于水平管子的持液率乘以校正管子傾斜角度的因數y： 首先根據下列公式求出HL(0)： 根據適當的水平流動類型，從參數表7中得出的參數a、b和c的值。,(7-11),(7-12),2.2 持液率（持水率）HL的確定1,表參數a、b和c的值,如果HL(0) ， 則令HL(0)= ；反之使用式（）中計算出的 HL(0)的值。,2.2 持液率（持水率）HL的確定 2,校正系數可以根據下列公式計算： 對于垂直井的流動y=1+0.3c ，,(7-13),(7-14),（1）校正系數的計算,下表給出了不同流型和流動方向的情況下式(7-14)中d、e、f和g的取值方法。,表,（2）不同情況下參數的取值,兩相流體間的摩擦系數ftp是用無滑動摩擦系數fn與校正因數es相乘得出來的：s值與 及 相關。 (1)計算fn 式中 井內條件下的液體密度，1b/ft3 井內條件下的氣體密度，1b/ft3,(7