测井解释与生产测井-吴锡令plyuanli
测井解释与生产测井-吴锡令 测井解释与生产测井》
4 核流量计测井有哪几种测量
方法？各自的适用范围是什
么？（P16-19）
5 采用放射性示踪载体法测配
注剖面，可能存在的问题有
哪些？
6 试对比压差法和伽马法两种流体密度测井方法的异同。
压差密度计测量的是井筒内流体垂向深度间的压力差值，其优点 是可以探测整个流动截面，但是当井筒斜度较大或水平时，测量 分辨率降低甚至无效。 伽马密度计测量的是井筒内流经仪器流道的那部分流体，其缺点 是只能探测流动截面的一部分，但是在井筒斜度较大或水平时， 仍可应用，问题是测试受各相流体的重力分异作用影响较大。
第五章
感应测井
电磁感应原理
1 单元环及单元环几何因子 概念是什么？（P68） 把井下仪器的周围介质想象成是由以 井轴为中心，半径为r和深度为z的各 不相同的许多个地层圆环组成的， 这些圆环叫单元环
Doll 几何因子理论
ER K 仪器
0
L r3 3 g drdz g (r , z ) 2 lT3 l R
3 感应测井为什么要进行传播效应校正？（P78）
均质校正即传播效应校正，指对电磁波在均匀无限介质
中传播时，其幅度衰减和相位移动的校正。
井眼、传播效应、围岩—层厚、侵入
第六章
声波测井
1 何谓纵波？何谓横波？试对二者的速度及幅度进行比较。
（P86）
2 试述滑行波的概念及产生机理。（P88）
法线 入射 线来自2 电极系的测量深度主要决定于什么？（P30） 电极距
3 普通电阻率有哪些应用？（P38）
第三章
侧向测井
电流聚焦原理 串联
测井解释与生产测井吴锡令生产测井原理与应用
测井解释与生产测井吴锡令生产测井原理与应用引言测井是石油勘探和生产过程中不可或缺的技术手段之一。
它通过测量井眼内的地层性质和流体性质，为油田开发和生产提供了重要的数据和信息。
吴锡令生产测井是一种较新的测井方法，本文将介绍吴锡令生产测井的原理和应用。
一、吴锡令生产测井原理吴锡令生产测井的原理基于地层电阻率的变化特征。
在油田开发和生产过程中，由于油藏的开采和注水，地层的水环境和含水饱和度会发生变化，从而改变地层的电阻率。
吴锡令生产测井利用测井工具测量地层的电阻率变化，以获得地层的产能信息。
二、吴锡令生产测井工具吴锡令生产测井主要使用电阻率测井工具，其中包括电阻率微测仪、电阻率支井探头等。
这些仪器可以通过测量地层的电阻率变化，提供相关的产能数据。
三、吴锡令生产测井数据解释吴锡令生产测井数据解释是吴锡令生产测井的重要环节。
通过对测井数据的处理和解读，可以获得地层的产能分布、油水层分界面等信息。
数据解释的过程中需要考虑地层的水环境、含水饱和度、油藏压力等因素，结合其他地质和地球物理数据，进行综合分析。
四、吴锡令生产测井应用吴锡令生产测井在油田开发和生产过程中有着广泛的应用。
它可以帮助工程师了解地层的产能状况，指导生产优化和开采方案调整。
具体应用包括：1.产能评估：吴锡令生产测井可以提供地层的产能数据，帮助评估油田的产能潜力和开发前景。
2.水驱效果评估：吴锡令生产测井可以监测注水效果，评估水驱开发的有效性，并指导注水工艺调整。
3.油藏压力监测：吴锡令生产测井可以监测油藏的压力变化，帮助工程师了解油藏动态、优化生产策略。
4.油水层分界面识别：吴锡令生产测井可以通过测量电阻率变化，识别油水层的分界面，提供油水层位置和厚度的信息。
五、吴锡令生产测井优势和局限性吴锡令生产测井具有以下优势：•数据精度高：吴锡令生产测井的数据处理和解释经过多年的发展和优化，具有较高的精度和可靠性。
•应用范围广：吴锡令生产测井可以应用于不同类型的油田，包括陆地和海洋油田，适用于各种开采方式。
核测井吴和喜
pe U e U e cm2 g
e
b
也称之为质量光电吸收系数。
1.2 γ-γ测井
三种介质的密度相同，即康-吴散射谱在H区间不变（ ρe / ρ）， 而在低能谱段S区间，三个谱是不一样的，反映了光电吸收截面指 数pe和体积光电吸收截面指数U的不同。
1.3 中子测井
影响因素： 特快中子与地层其它元素发生活化反应，如28Si(n,p)28Al,27Al (n,p)27Mg, 16O(n,α)13mC等，当中子慢化后产生(n,γ)等产生的γ射线 使能谱复杂化。
消除干扰：
(n,n’)反应是在14.1MeV快中子进入地层最初0.01-0.1微秒发 生的，通过一两次上述核反应中子能量降到已不能再引起非弹性散 射，在以后的1-1000微秒时间内，通过弹性散射损失能量达到热化 (一般该过程为几微秒) ，最后通过(n,γ)俘获被吸收，这时俘获γ射 线停止了，此时地层只剩下缓发活化γ射线和自然γ射线了。
1.3 中子测井
C/O比中子测井：基于特快中子与原子核发生(n,n’)反应所释 放的γ射线。 核物理基础： 同一物质与特快种子发生上述反应所释放的γ射线能量、数 量相同，不同物质所释放的γ射线能量不同。如特快中子与C、O
反应，所释放的非弹性散射γ射线能量分别为：4.43MeV、 6.13MeV。
作用截面大，发生非弹性散射γ射线数量多。如14.1MeV中子与 C和O元素非弹性散射的截面分别为0.35巴和0.2巴。
放射性核素含量：⑴、碳酸盐岩中40K的含量最低； ⑵、砂岩自然放射性核素含量最低，页岩 最高，粘土次之。
天然放射性核素在地层中的分布特点
表3 粘土矿物中放射性核素含量
生产测井资料的解释及应用
井下温度测试
1．用井温剖面曲线判断注水井吸水层位
水井注入水的温度和吸水层温度是有差别的。
若注入冷水，水温在吸水层处温度显低值。因注入
水冷却吸水层，使其温度降低，而且注水量越大，
冷却程度越大。若注热水，热水加热了吸水层，使
其温度升高。同样，注入量越大，加热程度越大。 这样，水就使吸水层偏离了正常温度变化规律，其 偏离的程度与吸水层的注水量及注水强度度有关。 （如图）
产出剖面测井资料的解释方法及应用 产液状态示意图
产出剖面测井资料的解释方法及应用
具体方法：以油水两相产出为例 设仪器测得的各点合层体积流量 分别为 Q1 、 Q2 、 Q3 ；合层持水率 分别为Yw1、Yw2、Yw3。
产出剖面测井资料的解释方法及应用
1．计算合层产水量 第一层合层产水量 Qw1=Q1· Yw1（m3/d）
大家好！
生产测井资料的解释及应用
主讲人
郭新军
前 言
前 言
在油井投产后至报废止的整个生产过程中，
凡采用地球物理测井工艺技术进行井下测量并录
取资料的工作，统称为生产测井。这里提及的油
井，是油田为勘探和开采石油而钻各种井眼的统 称。包括产油井、注入井、观察井和资料井。 生产测井属于地理物理测井的一个分支。它是相 对完井（裸眼井）测井而提出来的，两者在部分
（2）偏心配水器和封隔器 （3）油管外壁和套管内壁（如死油、 管柱局部腐蚀） 出现污染影响后，解释必须进行污 染校正。
放射性同位素示踪法测井
（三）应用
1．定量测出分层水量
2．定性判断套管漏失点如：文检2井（吸水剖面）
3．可发现套管窜槽( 如文侧15-40井) 4．利用水井注入剖面定性推测产出剖面 （1）吸水剖面基本反映了连通油井同期的产液剖面 （2）油井水淹层明显地对应着主力吸水层 （3）随着吸水剖面的变化，连通油井产出剖面也相 应地变化。
生产测井技术介绍92页PPT
生产测井技术介绍
பைடு நூலகம்
6
、
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
1
0
、
倚
南
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
。
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
工程测井在钻井事故处理中的应用
当向井筒内注入一定流量的液体时，在漏失点
的上部流速是一定值，在漏失点处流速急剧下降，超
过漏失点后流速为零，因此流速急剧下降的底部即
为套管的漏点。
１．２．２ 现场应用实例
樊１５４—３井完井井深２ ７３０．００ ｍ，中１３９．７ ｍｍ 油层套管下深２ ７２３．７０ ｍ，下套管过程中一切正 常，固井时注入２６ ｍ３水泥浆时，振动筛处返出混 浆，返出约３～４ ｍ３后，返浆正常。替浆至２４ ｍ３ 时，泵压由８ ＭＰａ突然降至４ ＭＰａ。进行流量测 井，根据测井曲线（见图２），初步确定漏点在井深 ４１９．２ ｍ处。后起出套管实际测量，套管破损位置 在井深４１９．２８～４１９．４０ ｍ处，位置判断相当准确。
第３７卷第３期 ２００９年５月
．．现场与经验◆
石
油
ＰＥＴＲ（）Ｉ。ＥＵＭ
钻
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Ｉ）ＲＩＩ．ＬＩＮ（；
技
术
ＴＥ【、ＨＮｌＱＵＥＳ
工程测井在钻井事故处理中的应用
Ｖ０１．３７，Ｎｏ．３ Ｍａｖ。２００９
李子杰１ 崔胜波２ 魏学敬３
（１．胜利石油管理局黄河钻井总公司，山东东营２５７０９７；２．胜利石油管理局测井公司，山东东营２５７０９６；３．中原石油勘探局 钻井一公司，河南濮阳４５７００１）
１．２流量测井 １．２．１ 工作原理
流量测井用于工程检测找漏。井下流量测井仪
收稿日期：２００８—１ ｏ一１０；改回日期：２００９一０４—２３ 作者简介：李子杰（１ ９７７ ），男，山东莘县人，１ ９９９年毕业于大 庆石油学院石油工程专业，黄河钻井四公司主任工程师，主要从事现 场钻井技术管理与相关领域的研究工作。 联系电话：（（）ｊ４６）８７｛）６】７８
２．２现场应用实例
樊１５４—３井 樊１５４—３井（井况前面已述） 卡１３９．７ ｍｍ油层套管破损，进行３６臂井径成像测 井，解释为在第３７根套管离母接箍５ ｍ（井深４１８～ ４１９ ｍ）处有长约１００ ｍｍ、宽２０ ｍｍ的裂缝，电测曲 线见图３。实际起出套管测量的结果为：井深 ４１９．２８～４１９．４０ ｍ处存在长１２０ ｍｍ、宽５ ｍｍ的 裂缝。
PCL测井简介 (NXPowerLite)
总深度／套管深度／测井长度
套管尺寸／钻头尺寸 最大造斜率及曲率半径 用于确定测井时的对接 钻杆尺寸／连接类型／最小内径 次数，由于旁通短节不能出 最大井斜 套管，钻具推送的最大测 测量项目 量长度为套管长度，因此可 钻井过程中曾经出现的情况 以分次完成测井，并根据对
电缆通过一个湿接头锁紧装 置与仪器串相连。由于这个 连接一直是在钻井液中完成 的，因而通常称为“湿连 接”。
公头外壳
三、水平井测井工作原理
电缆通过旁通短节进入
演示中
旁通短节 电缆
钻杆内腔，与湿接头公 头总成连接，然后旁通 短节与钻杆连接。
套管
母头下枪
公头外壳
钻杆 公头总 成 测井仪器
三、水平井测井工作原理
电缆 套管 钻杆
公头总成 仪器串
八、水平井测井施工注意事项
2. 湿接头对接注意事项 ⑴ 对接位置斜度小于50º 时可以自行对接， 无需开启泥浆泵。 ⑵ 当对接位置＞ 50º 时应接上泥浆泵，当 湿接头母头下至距公头还有100~150m停 下绞车，开启泥浆泵，泵压应在40冲左 右，绞车下放电缆速度80m/分钟以配合 对接。 ⑶ 对接效果的成败主要用万用表确认，准 确无误后，方可通电检查仪器。 ⑷ 确认对接成功后，则固定好电缆夹板， 卸掉泥浆泵，接上钻杆，绷好电缆，即 可进入下测阶段。
水平井测井前必须了解的内容
总深度／套管深度／测井长度 套管尺寸／钻头尺寸 最大造斜率及曲率半径
钻杆尺寸／连接类型／最小内径 为确定仪器将要弯曲的最大刚性长 最大井斜 度，必须知道最大造斜率以及曲率半径， 这也是仪器串设计中的一部分内容。记 测量项目 住，这仅是设计的曲率半径，在钻井过 钻井过程中曾经出现的情况 程中会或多或少的偏离这个值，要做好 一切准备，因为有可能当钻完井后最大 刚性仪器长度会变短一些。
生产测井解释PPT课件
讨论
水井连续流量计测井
目前，除了用同位素测井量吸水剖面外，还使用涡轮流量计测量吸水剖面。 因为涡轮转子对单相流的响应具有较好的线性关系、本节介绍的水井连续流型汁 是一种涡轮型非集流式下井仪器。测量时用扶正器使仪器位于井眼中央，通过连 续测量井内流体沿井轴方向运动速度的变化．从而确定该井的注入剖面。它具有 测井实效高．成功率高．施工简便的特点，是分析水井注入状况，检查水井改造 措施效果的重要手段。
1．为调整注入剖面提供依据
通过测量一口井的注入剖面，可以掌握每个小层的吸水能力，为提高分层注水合格率提 供依据。同时可了解各层在一定压力下的吸水情况，便于进行动态分析，进而了解油井产 出情况，为合理注水，确定综合调整方案提供依据。为调整陆相油田油层层内非均质性严 重，造成层间水淹程度的不均衡，为改善非均质厚油层的开发效果，提高采吸率，可进行 注聚合物；注二氧化碳．注天然气等，以消除和减少注水时由于重力和渗透率等因素而造 成注入水下窜，从而达到改善纵．横向驱油效果，实现调整注入剖面的目的。
工作原理
常用放射性同位素物理特征表
仪 器 简 介
施工替挤清水量计算
施工的目的是把活化载体送入井内，供吸水层滤积。为了使测量的吸水剖面能够反映真实的吸 水能力，通常在正常的注水压力和注入量条件下，由油管或用渐入法，或用JDS—II型井下定位释放 器把活化载体送入井内。在笼统注水井及配注管柱内都可应用该工艺测井，由于测井是在高压下进行 的，井口一般装有耐压的防喷装置，测井过程中要严格按操作规程进行，以确定质量和安全；
生产测井技术介绍ppt课件
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
视速度Va回归图
定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
持率测井
流体识别测井是专门用来测量区分井内流体 是油气还是水的。测量原理是根据油、气、水的 物理性质差异，采用人工物理场方法，测量出井 内流体的物理性质参数，进而识别流体的性质。 目前常用的测量方法有压差流体密度测井、伽马 流体密度测井、电容持水率测井和放射性持水率 测井。
生产测井的分类—按测量原理
电磁类：磁性定位仪，电磁探伤，电容式持水率仪 放射性类：伽马仪，自然伽马能谱仪，中子伽马仪，
中子寿命测井仪，中子—中子测井仪，C/O能谱测井 仪，伽马密度测井仪，核示踪流量仪 热学类：井温仪，径向微差井温仪 声学类：声波变密度测井，噪声测井，超声波成像 测井（井下电视） 机械类：井径系列（8，36，40，60，X-Y井径）， 应变压力计，涡轮流量计，压差密度计，放射性物 质释放器，流体取样仪
水
51.4m3/d
油
97.9%
17.8m3/d 51%
措施前 措施后
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
第二部分 注入剖面测井系列介绍
同位素吸水剖面测井：GR、CCL、同位素曲线、井温曲线。可 定量计算相对吸水量，适用各种类型的井，可用于判断窜漏等。 缺点：受同位素进层、同位素粘污影响大。
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
电磁波流动成像测井数据处理方法
电磁波流动成像测井数据处理方法
牛虎林;吴锡令
【期刊名称】《石油勘探与开发》
【年(卷),期】2007(034)003
【摘要】为了在生产动态监测中实时准确地显示油井内多相流体流型,确定各相流体持率,对电磁波流动成像测井数据处理方法进行了实验室研究.首先建立了电磁波流动成像测量的物理和数学模型,并用有限元仿真方法求解,然后采用Twomey改进的光滑化算法重建图像,最后采用中值滤波和平均值滤波结合法、S Watanabe 二值化、二值图像修正以及图像面积测量等方法改善成像质量.结果表明,综合分布模型在电磁波频率为6MHz时计算持率的相对误差为12.36%.该方法通过对井内流动的实时检测,获取了多相流体的二维或三维分布信息,为油井生产状况评价和油藏动态分析提供了准确的依据.图5表1参22
【总页数】5页(P359-363)
【作者】牛虎林;吴锡令
【作者单位】中油测井技术服务有限责任公司;中国石油大学(北京)
【正文语种】中文
【中图分类】P631.8
【相关文献】
1.基于正交试验方法的流动成像测井传感器优化设计 [J], 王晓星;吴锡令;王滨涛
2.流动成像测量与流动成像测井技术研究进展 [J], 赵亮;吴锡令
3.多相流动电磁波成像测井基础研究 [J], 吴锡令;赵亮;刘迪军
4.多相流动电磁波成像测井测量敏感场计算 [J], 赵亮;吴锡令
5.电磁流动成像测井提取流动参量方法研究 [J], 王晓星;吴锡令
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油井多相流动电磁全息测量数据处理
油井多相流动电磁全息测量数据处理张阔;吴锡令;闫景富;蔡家铁【摘要】大多数现有数据处理方法未充分考虑传感器测量特点.为进一步提高油井多相流动电磁测量全息成像效果,针对电磁全息测量数据误差特点,抽象出其有异于理想数据的特征.采用对“突变”和“毛刺”个别压制与整体数据平滑处理相结合的策略,形成一种电磁全息测量数据处理混合算法.处理结果表明,相比以往方法,提出的混合算法能够更大限度还原测量数据实态,从而使得重建全息流动图像具有更高精度.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2016(016)026【总页数】6页(P189-194)【关键词】油井多相流动;全息测量数据处理;“突变”;“毛刺”;全息成像【作者】张阔;吴锡令;闫景富;蔡家铁【作者单位】中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室,北京102249;中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室,北京102249;中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室,北京102249;中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室,北京102249【正文语种】中文【中图分类】TE19油井多相流动电磁测量全息成像过程通过阵列传感器激发参数特定的电磁波，借助被测区域内介质导电特性和介电特性的差异，利用测量到的一整套全息数据特征，以实现确定测量区域内介质空间分布的目的。
全息测量数据质量很大程度上制约着全息成像效果。
然而，传感器测量区别于数值仿真的一个最大特点就是测量误差的不可避免性。
在正式使用全息测量数据之前，必须对其进行处理，使其尽最大可能突出真实的信号特征、压制虚假的误差信息，方可提高全息成像方法的稳定性，进而改善全息成像精度和效率。
1.1 全息测量实验仪油井多相流动电磁全息测量实验仪的物理结构如图1所示。
其中，纵向方向上共设置3层电极，第1层和第3层作为屏蔽电极层，第2层作为主电极层。
赵亮等(2003)和蔡家铁等(2015)通过将主电极层的上下两层电极上施加特定参数的信号，从而实现将三维的电磁场分布压制在二维剖面上，使得电磁场传播问题得到简化[1, 2]。
油井流动成像束状探测电磁场
油井流动成像束状探测电磁场蔡家铁;吴锡令;张阔【摘要】为了克服油井流动成像电磁探测的“软场”效应,提高成像质量,本文从测量物理模型出发,采用在轴向上屏蔽和径向上聚焦的方法构建束状探测场,通过有限元仿真计算电势分布以及测量敏感场,发现轴向上屏蔽后的电势分布均匀平坦,从而探测电磁场可以简化为二维场;径向上聚焦后敏感区域主要集中在发射电极和接收电极之间的束状区域内,敏感场呈马鞍状,其中间敏感性明显加强.模拟流动实验测量结果表明,束状探测电磁场的测量信号较强,成像质量明显提高.【期刊名称】《地球物理学报》【年(卷),期】2015(058)001【总页数】9页(P289-297)【关键词】“软场”效应;束状探测场;屏蔽;聚焦;敏感场【作者】蔡家铁;吴锡令;张阔【作者单位】中国石油大学(北京)信息学院,中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室,北京 102249;中国石油大学(北京)信息学院,中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室,北京 102249;中国石油大学(北京)信息学院,中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室,北京 102249【正文语种】中文【中图分类】P6311 引言油井内多相流体流动的突出特点是介质分布形态复杂，并且随时间不断变化.对成像测量的基本要求，一是分辨率要高，二是实时性要强.电磁流动成像测井具有非侵入性、实时性强、速度快、价格便宜以及投影信息量大等优点，目前正被广泛地研究（张小章，1998；Hanke et al.，2003；Sardarinejad et al.，2014）.但是电磁测量方法具有“软场”效应，导致油井中央测量区域灵敏度不高，测量信号弱，成像效果不理想.电磁测量的“软场”效应主要是受激励电磁场分布以及管道中介质分布的影响（吴锡令等，1999），由于介质影响是不可克服的固有因素，本文从激励电磁场出发，通过分析电磁流动成像测量物理模型，提出一种克服测量过程中“软场”效应影响的有效方法.2 测量物理模型对于低频电磁波而言，其传播路径不为直线（毕德显，1985）.当在平面上A处激发电磁波，B处接收测量时（见图1），不仅仅发射点与接收点之间介质对测量结果有贡献，整个三维空间分布的介质对测量信号都有不同程度的贡献，即其探测电磁场为一个三维场，并且存在“软场”效应.设电磁场测量区域为Ω.在Ω内，介质电磁特性分布函数为μ（x，y，z）.对于A点发射、B点接收的情况，Ω内各点对信号的贡献量的分布函数为Cij（x，y，z，μ（x，y，z）），则测量信号可以表示为图1 低频电磁波测量影响区域Fig.1 Measured field of low－frequency electromagnetic wave式中dij为测量数据，eij为测量误差，dv为体积元.式（1）实际上是把测量信号看作油井管道内各点电磁特性分布函数的加权和，而某点加权值的大小反映了测量值对该点介质变化的灵敏程度，空间内不同的点有不同的灵敏度，它构成了一个三维的敏感探测场.电磁流动成像测井采用电偶极子激发3MHz频率的信号，在直径仅十几厘米的油井套管中，可以认为电磁场为近区场（赵亮，2002）：其中，ω为角频率，ε0为相对介电常数，r为场点到源点的距离.近区场为准静态场，电场、磁场结构如图2所示.图2 电偶极子的近区场Fig.2 Near－field of electric dipole在实际测量过程中，电磁流动成像测井主要任务是对油井中流体流动截面进行探测属于二维探测场问题，为了解决上述三维探测场干扰以及电磁“软场”问题，采用在油井轴向上屏蔽和径向上聚焦的方法，构建束状探测电磁场.2.1 轴向屏蔽方式图3 屏蔽敏感场的实现Fig.3 Realization of shielding sensitivity field轴向上，在主电极的上下等间隔处安放两个相同的屏蔽电极如图3所示，当主电极发射信号时，两个屏蔽电极同时激发相同的信号，由于三个发射信号幅度、相位以及频率相同，使得测量区域内的电势在轴向上近似保持不变，即∂E／∂z≈0，保证了主发射信号不会沿着井轴方向发散，而是被压制在一定的厚度范围内，且在一定的径向距离内保持不变.假设主电极长度为L，主电极与屏蔽电极间隔为M，则其测量区域在纵向上的厚度D为屏蔽的主要作用是降维，以及尽量减小空间上的介质对径向上流动截面测量的影响，理想情况下是H越小则影响越小，通过综合的参数优化设计，可以把三维敏感函数C（x，y，z）近似用二维敏感函数C（x，y）来表示，测量信号可以表示为S为径向流动截面测量区域，Cij（x，y），μ（x，y）主要受流动截面上的介质影响.2.2 径向聚焦方式设一般情况下的测量区域为S如图4，电流密度为J1，电场强度为E1，磁感应强度H1，则根据式（2）—（4）推导可得其中σ1（x，y）为S区域内电阻率加权值.图4 流动截面测量敏感场Fig.4 Measured sensitivity field on the flow section 图5 流动截面聚焦敏感场的实现Fig.5 Realization of focusing sensitivity field on the flow section对上述测量采用聚焦方式，当主电极发射信号时，其径向上的两个相邻电极同时激发相同的信号（图5），接收电极左右两个相邻电极接地，由于三个信号相同，使得主发射电极附近的径向测量区域内电势基本相同，从而抑制了主发射电磁信号的扩散，测量敏感区域被“聚焦”在一个束状狭长区域F内，F区域明显小于S区域；由于测量敏感区域的减小以及聚焦信号的叠加，F区域内的电力线和磁力线明显密集，测量信号势必增强.设聚焦后的测量区域为F，电流密度J2，电场强度为E2，磁感应强度H2，根据电磁场叠加原理可得到其中σ2（x，y）为F区域内电阻率加权值.3 测量电磁场仿真油井内的电磁场属于准静态情况下的时变电磁场，根据无旋场的性质，定义式中，E（r）为电场强度，r为矢径，φ为电势.通过变换可建立波动方程为（Cao et al.，2007）式中，σ＊＝σ＋jωε为等效复电阻率.建立笛卡儿坐标系如图6所示，Z为井轴方向，XY平面为与井轴垂直.电磁流动成像测量的电磁场求解可分为纵向上ZX平面和横向上XY平面，其电势分布的定解问题为式中，Γ1为发射电极和聚焦（或屏蔽）电极边界，Γ2为接收电极边界，Γ3为接地电极边界.ZX 平面和XY平面的定解问题、方程求解方法和过程完全相同，只是求解区域、边界条件不同.对式（18）进行等价变分，建立优化设计后的参数化传感器模型，采用三角形单元划分测量区域后，利用有限元方法进行仿真计算，得到相应平面的电势分布以及不同流动介质下的测量信号值.3.1 轴向探测场仿真应用上述有限元计算方法，得到ZX平面上介质为纯空气情况下的无屏蔽与屏蔽两种电势分布以及测量电压幅度值，计算结果见图7—9.由电势分布图7和图8对比可知，屏蔽与无屏蔽情况下ZX平面电势分布存在较大区别.屏蔽时，电势梯度沿X 方向明显变小，整个平面内电势分布均匀，中间区域电势增大，接收电极附近的电势有所提高，根据测量信号仿真计算得知（图9），屏蔽后测量信号增大30mV 左右；此外主发射电极与接收电极之间的电势分布沿Z方向变得平坦，即具有与X轴垂直的等电位线，电势不随Z的变化而变化.因此通过屏蔽后，可以把三维探测电磁场问题近似归结为二维问题.3.2 径向探测场仿真图6 坐标系统Fig.6 Coordinated system图7 ZX平面无屏蔽电势分布Fig.7 The potential distribution without shielding on the ZXplane图8 ZX平面屏蔽电势分布Fig.8 The potential distribution by shielding onthe ZXplane图9 测量信号仿真计算对比图（无屏蔽和屏蔽）Fig.9 The comparison diagram of the signal between without shielding and by shielding根据电磁传感器测量电极阵列的对称性，所有176种测量组合中只有6种典型的测量组合，其他测量组合均通过6种典型组合旋转一定角度获得（赵彦伟等，2007），如表1所示.表1 独立测量电极组合电极选择表Table 1 Typical measure combination of poles独立组合序号主电极聚焦电极接收电极接地电极1 1 16，2 4 3，5 2 1 16，2 5 4，6 3 1 16，2 6 5，7 4 1 16，2 7 6，8 5 1 16，2 8 7，9 6 1 16，2 9 8，10以第6种组合为例对其进行仿真计算，得到XY平面上介质为纯空气情况下的无聚焦与聚焦两种电势分布以及测量电压幅度值，计算结果见图10—12.由电势分布图10和图11对比可知，聚焦时，整个XY平面内电势分布均匀，电势梯度明显减小，等势线平直，使得测量敏感区域主要集中在发射电极和接收电极之间的束状区域内；接收电极附近电势明显增强，根据测量信号仿真计算得知（图12），聚焦后测量信号增大60mV左右.3.3 测量敏感场仿真根据敏感场计算函数（Fang，2004），以第6种组合为例，对其在无聚焦和聚焦情况下的测量敏感场进行仿真计算，结果见图13和图14.可以看出，无聚焦时，测量敏感区域主要集中在发射电极和接收电极附近，发射电极和接收电极之间的测量区域内敏感值几乎为零，电磁“软场”效应严重，接收电极附近敏感场杂乱，干扰较大；聚焦时，测量敏感区域不仅仅集中在发射电极和接收电极附近，在发射电极和接收电极之间的束状区域内也具有一定的敏感度，测量敏感区域呈马鞍状，接收电极附近敏感场均匀，受干扰较小.图10 XY平面无聚焦电势分布Fig.10 The potential distribution without focusing on the XYplane图11 XY平面聚焦电势分布Fig.11 The potential distribution by focusing on the XYplane图12 测量信号仿真计算对比图（无聚焦和聚焦）Fig.12 The comparison diagram of the signal between without focusing and by focusing图13 无聚焦下第6种组合敏感场X和Y轴表示划分网格的数量，Z轴表示敏感度，均无单位.Fig.13 The sixth typical measure combination sensitivity field without focusing图14 聚焦下第6种组合敏感场X和Y轴表示划分网格的数量，Z轴表示敏感度，均无单位.Fig.14 The sixth typical measure combination sensitivity field by focusing4 电磁测量实验为了检验束状探测场特性，设计制作了阵列电磁传感器.模拟实验采用自主研发的电磁流动测井实验仪，连接安捷伦公司生产的网络分析仪（E5061B）构成测量系统，在流动模拟管路上进行实验测量.4.1 测量信号特征实验介质采用空气和盐水，分别模拟天然气和地层水.其中盐水的电阻率为1Ωm，采用幅值为1V频率为3MHz的正弦电压激励信号，功率为10dBm.分别测量介质为全空气、50%空气－盐水以及全盐水情况下的电压幅度值，实验测量结果见图15—17.结果表明，采用束状探测电磁场测量时的信号值最大，普通测量时的信号值最小，二者差距较大，且随着测量介质的电导率增加而增加，纯空气相差30mV左右，纯盐水相差50mV左右；另外其测量曲线的响应特征更符合实际规律，介质为纯空气纯盐水时，曲线光滑干扰少，形状呈“U”型变化，50%空气－盐水情况下，曲线的“台阶”特征明显，更易于判断和计算层流的相持率.4.2 测量数据成像利用修正共轭梯度算法（别静等，2011）对50%空气－盐水介质的流动截面进行图像重建，所需数据均来自上述仿真计算和实验测量，重建后图像见图18.可看出，采用束状探测电磁场测量时，重建的流动截面图像清晰可见，50%空气－盐水分界面明显，成像质量明显提高，并且在图像重建过程中，成像速度明显加快；普通测量所得的图像模糊不清，失真严重.5 结论（1）油井流动成像电磁测量采用井轴方向屏蔽和井径方向聚焦的方法可以构建束状探测电磁场；（2）束状探测电磁场可以增强流动截面中间测量区域的敏感性，有效抑制了电磁测量的“软场”效应；图15 全空气测量信号对比图Fig.15 The comparison diagram of the uniform air signal图16 50%空气－盐水测量信号对比图Fig.16 The comparison diagram of the 50%gas－water stratified flow signal图17 全盐水测量信号对比图Fig.17 The comparison diagram of the uniform saline water signal图18 50%空气－盐水成像对比图Fig.18 The comparison images of the50%gas－water stratified flow signal（3）电磁测量实验结果表明，束状探测电磁场可以增强物场的测量信号，提高流动截面的图像重建质量.ReferencesBi D X.1985.Electromagnetic Field Theory（in Chinese）.Beijing：Electronic Industry Press.Bie J，Wu X L，Miao Z W.2011.Study on flowing image reconstruction algorithms for oil wells.Journal of Oil and Gas Technology （in Chinese），33（7）：92－94.Cao Z，Wang H，Yang W Q，Yan Y.2007.A calculable sensor for electrical impedance tomography.Sensors and Actuators A，140：156－161.Fang W F.2004.A nonlinear image reconstruction algorithm for electrical capacitance tomography.Meas.Sci.Technol.，15（10）：2124－2132. Hanke M，Bruhl M.2003.Recent progress in electrical impedance tomography.Inverse Prob.，19：S65－S90.Sardarinejad A，Maurya D K，Alameh K.2014.The effects of sensing electrode thickness on ruthenium oxide thin－film pH sensor.Sensors and Actuators A，214：15－19.Wu X L，Jing Y Q，Wu S Q.1999.Electromagnetic imaging logging method in multiphase pipe flow.Chinese J.Geophys.（in Chinese），42（4）：557－563.Zhang X Z.1998.Flow pattern reconstruction based on the theory of electromagnetic flow measurement.Acta Metrological Sinica （in Chinese），1998，19（1）：39－43.Zhao L.2002.Study on flow imaging logging using electromagnetic wave［Ph.D.thesis］（in Chinese）.Beijing：China University of Petroleum. Zhao Y W，Wu X L，Wang X X.2007.Simulation of sensitivity field for electromagnetic tomography in multiphase flow well logging.Chinese J.Geophys.（in Chinese），50（3）：946－950.附中文参考文献毕德显.1985.电磁场理论.北京：电子工业出版社.别静，吴锡令，缪志伟.2011.油井流动图像重建算法研究.石油天然气学报，33（7）：92－94.吴锡令，景永奇，吴世旗.1999.多相管流电磁成像测井方法研究.地球物理学报，42（4）：557－563.张小章.1998.基于流动电磁测量理论的流场重建.计量学报，19（1）：39－43. 赵亮.2002.电磁波流动成像测井方法研究［博士论文］.北京：中国石油大学. 赵彦伟，吴锡令，王晓星.2007.油井多相流电磁成像测量敏感场仿真.地球物理学报，50（3）：946－950.。
注水井测井操作平台的研制与应用
注水井测井操作平台的研制与应用发布时间：2021-03-16T11:34:57.283Z 来源：《中国科技信息》2021年1月作者：何世浩刘美红许杰田章李世军[导读] 注水井分层测调是一种常规电缆测井项目，该项目可以验证井下封隔器工作状态，并根据设计要求对井下各分层注水量进行调整。
本文主要介绍了为解决员工在进行拆卸堵头、安装防喷管等操作时需要攀爬到采油树上，不仅增加操作时间而且存在安全隐患的问题所研制出的测井操作平台的原理和现场应用效果。
河北任丘中国石油天然气股份有限公司华北油田分公司第三采油厂何世浩刘美红许杰田章李世军 062450摘要：注水井分层测调是一种常规电缆测井项目，该项目可以验证井下封隔器工作状态，并根据设计要求对井下各分层注水量进行调整。
本文主要介绍了为解决员工在进行拆卸堵头、安装防喷管等操作时需要攀爬到采油树上，不仅增加操作时间而且存在安全隐患的问题所研制出的测井操作平台的原理和现场应用效果。
关键词：安全隐患时间操作平台一、前言随着油田开发的不断深入和开采时间的增长，油层本身能量不断地被消耗，致使油层压力不断地下降，地下原油大量脱气，粘度增加，油井产量大大减少，甚至会停产，造成地下残留大量死油采不出来。
为了弥补原油采出后所造成的地下亏空，保持或提高油层压力，实现油田高产稳产，并获得较高的采收率，必须对油田进行注水。
注水开发是目前大部分油田采用的开发方式，注水开发是指油田开发过程中，通过专门的注水井将经过过滤、净化的水加压后注入油藏，保持或回复油层压力，使油藏具有很强的驱动力，提高油藏的开采速度和采收率。
分层注水是注水开发的一种方式，是指在注水井中下入封隔器，把差异较大的油层分隔开，再用用配水器进行分层配水，使高渗层注水量得到控制，中低渗透率油层注水得到加强，使各类油层都能发挥作用。
二、问题的提出注水井分层测调是一种常规电缆测井项目，它可验证井下封隔器的工作状态是否正常，并根据地质、工程部门的设计要求对井内各分层的注水量进行调整，随着油田开发的不断深入，该项工艺已经成为控水稳油、提高采收率的重要手段。
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探求流动参量V、Yw与各相表观速度的关系 建立解释测井物理量为流动参量的数学模型
• 流动模型处理方法
均流模型：将两相流动视为一种均匀介质流动 分流模型：将两相流动视为各自分开的流动 流型分析：对流型描述并按流型建立关系式 漂流模型：考虑流型结合单独测试建立关系式
2020/7/13
2020/7/13
2.2.1 圆管中层流的速度分布
• 轴向速度:
vx 4J(ro2 r2)
• 平均速度: Vr1o2 0rovx2rdr8Jro2
• 中心速度:
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vmax4Jro2 2V
2.2.2 圆管中紊流的速度分布
• Nikurades对数分布公式:
vx v
5.75l6ogyv 5.5
2 管流力学基础及研究方法
• 流体运动的描述 • 单相管流 • 多相管流 • 油井内多相管流特性计算方法 • 生产测井流动实验研究
2020/7/13
2.1 流体运动的描述
• 流场: 流体运动的全部空间
径流场:管道流动 绕流场:绕过物体流动
• 流线: 同一瞬间流场中连续的
不同位置的流动方向线 (类比于电场的电力线)
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钻采工程测井技术
• 水泥胶结评价：
声波变密度仪，多扇区声波仪，超声成像仪
• 管壁质量检测：
多臂井径仪，管柱分析仪，超声成像仪
• 管外流动识别：
温度仪，噪声仪，核示踪仪，核能谱仪
• 地层处理检查
流量计，温度仪，核示踪仪
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油层监视测井技术
• 地层物性评价：
中子、密度、声波测井仪
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1.1.1 流体的物理属性
• 密度: 单位体积流体的质量,g/cm³ • 重度: 单位体积流体的重量,N/cm³ • 膨胀性: 温度改变时流体的体积变化特性 • 压缩性: 压力改变时流体的体积变化特性 • 粘性: 流体阻止发生剪切变形和角变形
的一种特性。成因有两个： ① 分子间内聚力的存在； ② 流体层间的动量交换。
• 欧拉研究法: 研究整个流场内不同位置上
流体质点的流动参量随时间的变化 u = u (x,y,z,t) , p = p (x,y,z,t)
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2.1.1 流体力学几个基本概念
• 总流:无数微小流束的总和(一般对流道而言
)
• 有效流通截面:总流上垂直于流线的截面
• 流量:单位时间内流经有效截面的体积量
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思考题
Hale Waihona Puke • 生产测井的测量对象是什么？测井目的 何在？
• 流动剖面测井需要测量哪些参量？应用 特点是啥？
• 单相管流的速度分布有哪几种形式？ • 多相管流的介质分布有哪几种流型？ • 试对漂移流动模型和滑脱流动模型进行
分析比较。
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3 流量测井
Q =v A
Vo,Vg,Vw Yo,Yg,Yw
测井解释与生产测井-吴锡令 plyuanli
引言： 生产测井技术应用
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流动剖面测井技术
• 流量: 涡轮流量计，核示踪流量计 • 密度： 压差密度计，伽马密度计 • 持率： 电容持水率计，核持水率计 • 温度： 电阻温度计，热电偶温度计 • 压力； 应变压力计，石英压力计 • 辅助： 自然伽马仪，磁定位仪，井径仪
1
d
dt
•V
0
积分形式
V1 A1 V2 A2
• 动量方微程分（形运式动方程）du ：g p
dt
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• 能量方程：微分形式（稳定流动）
d q d (p /) g d vz d d v u dsL
• 机械能量方程（总流伯努里方程）：
z1P S 11v 21 g 2z2P S 22v 22 g 2hw
（2）异常门限速度 涡轮轴承安装的太紧。
（3）异常截距 反转与速度轴交于原点右侧； 正转与速度轴交于原点左侧。
（4）异常的反转直线斜率 反转斜率大于正转斜率（可能遇阻）
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明确流动测井需要测量的参量及其规律性联系 了解信息采集及分析应该注意的问题
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2.2 单相管流
• 层流: 流体在低流速下
以层状流动， 速度剖面呈抛物面。
• 紊流: 流体在低流速下
以涡状流动， 速度剖面近似椭圆面。
• 雷诺准则: Re Vd/
层流：Re 2100 紊流：Re 4000
• Prandel指数分布公式:
vx
8.7( yv
1
)7
v
(适用于Re 105
• 平均流速与中心流速的关系:
的紊流)
V0.82vmax
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2.2.3 稳定流动的发展长度
• 层流 (McComas，1967）： L*/d = 0.028Re • 紊流（Krudsen，Katz，1958）： L*/d ≥ 50
交会
应用：检查测井资料质量
估计视流速 2020/7/13
敞流测量资料解释
• 定性分析:
确定流体产出或吸入层位 判断流体性质变化 估算各层流量比例
• 定量解释:
分层读值 计算流动响应 确定视流速 确定平均流速 计算体积流量 确定分层流量
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流量计的性能
（1）典型的刻度 正转与反转的直线截距大致以原点对称； 反转斜率略小于正转直线斜率（一般为70%）。
井径
流速测井
密度 持水
PVT
压力 温度
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流量测井
• 涡轮流量计测井 • 核流量计测井 • 配注剖面测井
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3.1 涡轮流量计测井
• 工作原理 • 敞流测量 • 集流测量
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3.1.1 涡轮流量计工作原理
• 作用原理:
管内流体线性运动 =>涡轮旋转运动
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2.3.4 各相介质的持率和含率
• 相持率: 各相介质的截面分数，又称就地体积分数。
Y
A A
1 A
A
0 dA
• 相含率： 各相介质的流量比例，又称入口体积分数。
C
Q Q
V A VA
• 相持率与相含率的关系：
C
1 V
1 (1
1)
V Y
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2.3.5 滞留效应和滑动速度
• 平均流速:
假定流通截面上各质点
流速相等，且其为
V AvdA Q
AdA
A
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2.1.2 工程流体力学基本方程式
• 状态方程:
ρ = ρ ( P, T, 流体 )
• 流变方程（本构方程）:
μ = μ ( P, T, 流体 )， τ = μ dv/dy
• 流量方程（连续性方程）：
微分形式
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1.3.1 油藏开采机制
• 水压驱动 • 气顶膨胀驱 • 溶解气驱 • 重力驱动
2020/7/13
水驱油藏的开发动态
2020/7/13
气顶膨胀驱油藏的开发动态
2020/7/13
1.3.2 径向流动方程
假设条件：地层均匀、各向同性、完全打开
流动方程： 1 r r(K r p r) C p r
对于d=125mm的套管，L* ≥ 6m
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2.3 多相管流
• 多相流动的复杂性: 分布复杂: 流体非均质，有相的分界面。 作用力复杂:不仅流体与管壁间有作用力，
各相界面间也有作用力。
速度复杂: 各相的速度一般不相等。 • 流型（流动机构）：
混合流体中各相介质的分布状态。
2020/7/13
2020/7/13
确定气体偏差系数的图版
2020/7/13
1.1.2 烃类流体的相特性
• 烃类的相态: 气、液、固态
取决于混合物的组分和不同组分的性质。
• 烃类的相图: P—T平面图示
取决于烃类的化学成分和各组分的含量。 开发过程中，随着轻烃成分的采出，重烃成 分相对含量将变大，相图也会不断变化。
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1.3.3 向井流动特性
• 产量公式（稳态径向流动）：
Qs c
2Kh(Pe Pwf )
Bo
(ln
re rw
S)
• 采油指数：
J
2 Kh
B o (ln
re rw
S)
Q J ( Pe Pwf )
2020/7/13
2020/7/13
油层的 IPR 关系
2020/7/13
1 油层物理性质及渗流规律
• 生产测井测量目的：
监视油气井的生产状况 评价油气层的开发动态
• 生产测井应用基础：
储层岩石和流体的物理性质 储层渗流理论及开发动态
2020/7/13
油气开采流程示意图
2020/7/13
1.1 储层流体物性
• 流体的物理属性 • 烃类流体的相特性 • 流体物理性质参数
• 地层含油性评价：
次生伽马能谱 +热中子传播时间测井仪， 过套管电阻率测井仪
• 地层产能评价：
电缆地层测试仪
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生产测井设备
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生产测井条件
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检测含水率过高问题
2020/7/13
检测油气比过高问题
2020/7/13
检测油井内技术状况
2020/7/13
2020/7/13
饱和原油分馏的典型PVT数据
2020/7/13
流体性质参数换算方法