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经验文献 / _仪表知识

浅析气田液体涡轮流量计产气剖面测井技术及应用

发布时间:2019-09-05  发布作者:

摘 要:产气剖面找水测井作为一种动态监测手段,为气田动态分析和开发调整可提供第一手的资料,通过应用各种动态监测资料,动静结合,系统分析,能为气藏精细管理、精细开发提供更坚实的技术支持 。随着连续油管作业技术的完善与拓展,以及液体涡轮流量计生产测井仪器的研制与应用,液体涡轮流量计产气剖面找水测井为气田液体涡轮流量计产出监测中提供了更多依据。
液体涡轮流量计测井需要借助特殊的测井仪器输送工具(如连续油管、爬行器等)实现仪器下井,同时还需要配套的测井工艺和特制仪器才能取全取准地层参数 [1] 。从整体上来看,液体涡轮流量计平均单产、日产能、递减率等指标保持良好,但随着开发的深入,地层压力下降,加之开采不均衡,纵向上压力系统紊乱,平面上由于边水推进等,导致高产井、重点井水淹或停躺越来越严重 [2] 。近几年通过技术引进、攻关与生产实践,液体涡轮流量计产出剖面测井技术对准确掌握液体涡轮流量计段的温度、压力、含水、产出量变化和分段产出贡献率,并依据生产监测成果制定合理有效的液体涡轮流量计开发政策和治理措施发挥了积极作用 [3] 。
1 液体涡轮流量计生产测井技术现状
从二下世纪六、七十年代开始,美国用连续油管输送多参数生产测井组合仪测量液体涡轮流量计的水窜、气窜和主产油气层段,计算其产出率。进入九十年代,美、英等国用机械爬行器推送多参数生产测井组合仪测量液体涡轮流量计的产出剖面,用注硼中子寿命测井识别液体涡轮流量计出水点和水窜井段,俄罗斯用硬电缆推送多参数生产测井仪进行大斜度井和小曲率液体涡轮流量计的产出剖面测井,国外的液体涡轮流量计生产测井仪以斯伦贝谢公司的FlowScanner为代表。本世纪初,我国开始研究液体涡轮流量计动态监测方法与施工工艺,2009年胜利油田用机械爬行器推送多参数生产测井仪开展液体涡轮流量计的产出剖面,长庆油田用油管正洗井方式水力推送氧活化仪下井后气举测量液体涡轮流量计的出水井段。2011年底江汉油田用连续油管内穿电缆方式成功进行液体涡轮流量计可视化产出剖面测井 [4] 。
在液体涡轮流量计动态监测技术的发展过程中,也出现过一些问题,譬如2011年,胜利油田用机械爬行器推送多参数生产测井仪测量液体涡轮流量计产出剖面时,出现机械爬行器卡死在A靶点造成油井大修作业。2012年四川涪陵焦石坝页岩气井用机械爬行器推送测井,经过多次常尝试后才完全进入水平段取全资料。纵观国内外液体涡轮流量计测井工艺方法,用硬电缆输送的液体涡轮流量计测井方法只适合于小曲率短距离液体涡轮流量计测井。用常规作业油管输送液体涡轮流量计测井方法适合于水平段储层静态参数测量或动态找漏窜。由于受井眼条件的限制,采用机械爬行器的测井方法更适合于规则井眼的液体涡轮流量计生产测井。用连续油管推送生产测井仪器是比较安全可行的,它对于不同曲率和长度的液体涡轮流量计均具适应性,尤其在波状和台阶状的液体涡轮流量计眼显示出其优越性。
2 液体涡轮流量计产出剖面测井关键技术
结合气田液体涡轮流量计的井眼大小,针对近水平、台阶状等不同轨迹和裸眼、筛管不同完井方式的液体涡轮流量计,采用Φ38mm直径的生产测井仪器及扶正集流装置、井口高压防喷装置,在不压井状况下通过连续油管穿电缆输送,连续测量地层的自然伽马、温度、压力、含水、流密和产出量,含水率成功开展20多口液体涡轮流量计的七参数产气剖面测井,并在实践中不断改进和完善,逐步形成了一套液体涡轮流量计产气剖面测井的配套技术。
2.1 穿电缆输送及高压密封技术
采用连续油管穿电缆液力喷射输送测井仪器时,通过连续油管车载液压泵驱动液压马达产生5000psi的液流输送到连续油管内置电缆的环空,再输送至油管尾部喷嘴,利用喷嘴的喷射孔聚流产生高压喷射流拍打井眼管壁后形成反作用力来驱动测井仪器进入液体涡轮流量计底。喷射液体可以是活性水,也可是液体CO 2 或液氮。在自喷采气井中进行产气剖面测井,必须确保测井仪器起下过程中井口的高压密封。目前国内外普遍采用连续油管液控手自两用四闸板防喷器和液压与橡胶双密封防喷盒连接防喷管的高压防喷装置,连续油管穿电缆测井采用较高耐压可达70Mpa高压井口液压密封装置;电缆从连续油管两端引出时,通过连续油管滚筒滑环动密封装置和连续油管与测井仪器配接装置解决了连接端的高压密封。
2.2 测井仪器及扶正集流技术
液体涡轮流量计产气剖面测井采用多参数生产测井系统和井下测量仪器,仪器外径Φ38mm,张伞较大直径Φ180mm,耐温150℃,耐压60MPa,能在Φ139.7mm或Φ177.8mm的套管内连续测量井筒内的流量变化和持水率变化曲线。所采用的全集流涡轮流量计、电容式持率仪和音差密度探测器的较低启动流量4m 3 /d,较大20×10 4 m 3 /d,含水测量范围5%~100%,适合中-高产液量低、中、高含水井的产出剖面测量;集流伞作为仪器与套管形成环形空间的封隔部件,对测井资料的准确性至关重要,所采用的灯笼体集流伞筋耐挤压30MPa,特质伞布抗冲击力20kN,布伞电动张收范围35~180mm,能满足流速0~15cm/s的流体冲击力。该种仪器除具有优越采集测量性能外,采用超强特质滚轮扶正器和柔性短节,在保证扶正的同时较大限度第减小了仪器下井时的摩擦阻力,确保在液体涡轮流量计段的集流伞居中和仪器运动顺畅。
2.3 液体涡轮流量计产出剖面解释
由于多项流中油气水各相之间存在多变的相界面,相界面的形状和分布情况会随着流动过程随时变化而且具有较大的随机性,加之在产出过程中存在段塞流,各相并非均匀混合,而是趋向于保持分离并具有不同的相对流速。流体对于置于管内涡轮的作用力使涡轮转动,其转动速度在一定流速范围内与管内流体的流速成正比,通过对不同流相的流速测量后,即可得到某解释层的各相的流量。
在具体解释中,通常用井温曲线的变化特征来定性判别主产气层段和主产水层段。气体从地层出来后会降压、膨胀、吸热,主产气段则井温曲线出现明显降温异常;若某层段为主产水段,很可能会出现明显升温异常。定性评价某层段的产出状况时,根据完井随钻测井曲线结合产气剖面测井曲线形态划分成若干小段,采用上述公式即可得出各层的产量,利用电容式持率仪在不同流量的流体进入电容器后电容量会发生变化,进而可转换成流体含水与持水率的之间的关系,进一步计算得出该层段的含水状况。
3 现场应用实例
2013年采用连续油管+存储式测井仪完成5口井六参数测井。2014年采用连续油管+电缆+直读七参数(密度)测井仪进行8口井测井。2015-2017年针对气田液体涡轮流量计含水快速上升,加大了时间推移产出剖面测井,对于认识液体涡轮流量计不同产层段出水状况和出水规律起到了积极作用。
整体来看,该井产气段主要集中在水平段靠近A点部分,中部层段水淹相对严重,靠近B点的中下部弱产水且产气量相对较低,井温曲线上也表现处中部层段相对高值,靠近B点的中下部相对低值。由此可见,随着开发过程的深入,液体涡轮流量计不同井段的产气量、出水层段有着明显的变化,及时掌握这种变化规律,对于准确把握液体涡轮流量计开发过程中合理措施的选定具有指导意义。
4 结语
(1)采用加厚和常规厚度组合的连续油管推送仪器对液体涡轮流量计产出剖面进行测井,对于不同曲率和长度的液体涡轮流量计均具适应性,尤其在波状和台阶状的液体涡轮流量计眼显示出其优越性。
(2)液体涡轮流量计在不同开发阶段,水平段的产气量、出水层段有着明显的变化,及时掌握这种变化规律,对于准确把握液体涡轮流量计开发过程中合理措施的选定具有指导意义。

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