第4章 流量测井-1

封隔式流量计
伞式流量计
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2、敞流式涡轮流量计
（1）仪器测量过程 测量注入剖面或产出剖面，要求在稳定 注入或生产条件下进行。通过观察井口压力 和流量有无变化来推知井内流动是否稳定。 测量时，仪器从油管或油-套环空下到射孔 井段，扶正器使仪器居中，以合适的恒定速 度上提或下放仪器进行测量，按井深连续记 录涡轮的每秒转数以及电缆移动速度。为了 选择合适的测量速度和检验井下刻度，仪器 往往需要停在产出或吸入流体的层段上部进 行点测，记录测量深度和涡轮转速。 实际测量时，涡轮流量计常和温度计、 压力计等组合下井，同时测量多个参数。特 别是深度控制测井项目磁定位器和自然伽马 仪，作为测井资料与井下管柱以及裸眼井资 料深度对比的依据，每次测量都必不可少。 敞流式流量计仪器优点：可以获取连续变化 的流动剖面，且测井工艺简单。适用于高流 量的单相流，多相流动条件下连续流量计的 应用效果变差。
全 流 量 线
1bbl / d 0.159 m3 / d
零 流 量 线
单相生产井中连续流量计测井曲线
（4）测井资料的定量解释 目的：求准井下各个层位的体积流量，采用“多次测量解释法”
多次测量解释法：同时利用涡 轮流量计正、反转动的测量资 料，要求现场测量时必须选择 合适的测井速度，以保证仪器 向上测量与向下测量录取到正、 反两个方向的涡轮转速资料， 并且每个测点必须有四至五次 上测及相同数量下测的资料。 多次测量解释法首先通过 线性回归求出流动响应曲线， 确定各测点的视流速，然后进 行速度剖面校正，计算各层的 体积流量。主要步骤如下： 1）求流动响应曲线 井下刻度可以视为图解法 求流动响应曲线，其特点是简 便直观，但精确度较差。定量 解释必须采用计算法。
多道生产测井仪PLT的示意图
（2）井下刻度
即建立仪器响应频率和流体速度之间的精确关系，也就是确定前式中的K和 vth。井下刻度实际上相当于室内刻度，由于K和vth与流体性质和摩阻有关，而井 下不同深度的流体性质可能不同，测量之前又不可能知道，所以需要在井下实 际测量过程中进行刻度。
测井资料井下刻度图
导流式流量计：有封隔式流量计、伞式流量
计两种，其特点是在探测深度先封隔原有流道， 把井内流体导入仪器内腔后集流测量，主要用 于测量低流量的油气井。
全井眼流量计
导流式流量计
早期的导流式流量计采用皮囊 封隔器（左图），可在没有射 孔炮眼的部位，密封流道进行 测量，但是封隔器易损坏，操 作不方便。伞式流量计（右图） 采用金属片和尼龙布构成伞式 封隔器，提高了使用寿命和测 井成功率，但由于金属片不能 和井下管壁完全密封，仍有少 量流体由间隙流过，计量的流 量值误差较大。后来在金属伞 的外面又加一个胀式密封圈 （又称为胀式流量计），克服 了封隔器易损和密封问题，能 用于气流或液流，对于多油气 层的井测试特别有用。
封隔式流量计的解释图版
体积流量
X井产出剖面测井成果图
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1、放射性示踪测井
放射性示踪测井采用放射性示踪剂标记井内的探测目标，应用方法与研究 对象有关。对于井下有配注机械装臵的注入井和裸眼完井条件下，由于井下有 封隔器阻挡或者由于井径难以准确知道，涡轮流量计无法测量井下的流量剖面。 这时，可将放射性同位素混进注入流体，作为示踪载体指示井下各层段或油水 界面的放射性异常，然后用伽马探测器测出井下流量剖面。 放射性示踪测井的基本组成包括放射性材料的使用和伽马射线探测器的记 录。放射性同位素具有较强的伽马放射性，利用携带放射性同位素的载体，人 为地提高井内被研究对象的放射性强度，用伽马探测器测量并记录这种异常， 便可推断与引起异常有关的问题。
va 1 1 0.7344 e 0.14175 va vt Cv
单相视速度校正图版
4）计算体积流量
q Cp v
C p 1440 dc2 / 4 360 dc2
Cp 1440 (dc2 / 4 1.64104 ) 360 dc2 0.236
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2、定期监测油层的动态变化，了解各类油层动用状况
平面上和纵向上的油水分布，在制定开发区调整方案和开 展储层动态评价研究中显得尤为重要。
流量测井
涡轮流量计（中高流量产气井、产液井、部分注水井） 集流伞式流量计（中低流量产液井） 示踪流量计（中低流量产液井） 同位素示踪（注水井） 微波流量计 流动成像
涡轮转速轴
电缆速度轴
电缆速度轴
电缆速度可用于 确定启动速度vth Vth=5.4ft/min 第13层的正反转交会图
流量计测 井曲线
转子流量计测井解释结果表
RPS0 va vth Kd
管子常数
体积流量
地面 产量
3、导流式涡轮流量计（绝对流量计）测井
封隔式流量计和伞式流量计都带有机械导流装臵，测井时仪器封隔流道， 迫使井内流体全部或部分混合，加速流过一定内径的导流器喉道，作用于涡轮 传感器。由于导流器内喉道的横截面积已知，通过实验可以直接建立涡轮转速 与体积流量之间的关系，所以这种流量计又称为绝对流量计。导流式涡轮流量 计测井解释只需选用合适的图版，将记录的涡轮响应换算为体积流量。 （1）仪器的测量 导流型涡轮流量计一般只能点测，测井工艺远比连续型仪器复杂。封隔式 流量计测井时，测点应选在套管上没有射孔炮眼或腐蚀变形的部位，使皮囊胀 开后能将流道封死，所有流体都经过集流器总成。测前首先输入一个标准频率 信号，调节测量线路和灵敏度，对仪器进行校准。通过在每一射孔层段的上部 和下部逐点测量，就可以录取解释所必需的资料。由于封隔器的皮囊承受的压 力差有限，封隔式流量计只能测量低流量。 伞式流量计用金属旋翼代替封隔器皮囊，下井时旋翼折叠，使仪器能够通 过油管下入井内；测量时马达驱动旋翼张开，封隔流道，集流后测量录取资料。 流量计的金属翼片可以伸入射孔炮眼或腐蚀孔洞，因此测点选择不受套管射孔 和腐蚀变形影响，有利于检查射孔层段内的非均质性。由于金属旋翼可以承受 较大压力差，伞式流量计不仅用于测量低流量，还可用于测量较高流量。
敞流式流量计：有连续流量计和全井眼流量
计两种，其特点是可以稳定速度移动仪器，连 续地沿井身进行测量流动剖面，可以在较宽的 流量范围内使用。连续流量计的叶片直径较小， 仅测量流道中心部分流体，低压、低动量气体
倾向于绕过涡轮，而不使涡轮转动。为了改进
横剖面测量，全井眼流量计（右图）采用折叠 式叶片，下井通过油管时合拢，测量时可以张 开，反映流道截面上约80%的流体的流动，从 而改善了测量性能。
图4-11
（3）测井资料的定性分析 目的：判断流体产出或吸入的层位，估计体积流量的大小 1）曲线重叠法
将涡轮正转和反转曲线在零流 量层重叠起来，根据两条曲线幅度 差的大小和中心线的偏移方向，可 以估计流体速度大小和粘度变化情 况。 如果已知涡轮正转刻度线的斜 率Kp与反转刻度线的斜率Kn，则 读出测点处两条曲线的幅度差 △RPS后，可按下式估算混合流体 的体积流量：
（2）测井资料的解释
封隔式流量计和伞式流量计都 称绝对流量计，读出测井记录的涡 轮每秒转数，选用合适的实验关系 图版，便可求得相应的体积流量。 右图为为斯仑贝谢公司封隔式 流量计的实验关系曲线。使用时由 涡轮转速读数在纵坐标上找点，作 水平线与相应规格的仪器和流体粘 度实验曲线相交，交点对应的横座 标值即是该转速下的体积流量。如 果流体粘度不为1或60mPa· S，则可 在两条曲线间内插或外推，并且即 使粘度线选得不太合适，所得结果 误差也不大。 我国以陆相油气藏为生，油气井 的平均产液量只有40m3/d左右， 80%以上的油井依靠有杆泵抽油生 产，因此主要依靠导流式涡轮流量 计测量产出剖面。
求始动速度比 T | vbp 0 | /(| vbp 0 | | vbn0 |) 求视速度 va | vbpi | | vbpi vbni | T
3）速度剖面校正，求平均速度v
v Cv va
Cv－速度剖面校正系数
1-3-3
高灵敏度流量计在单相流动中的 校正图版，套管内径3in，叶片 外径1.35in，拟合公式为：
油气开发测井基础
四、流量测井
主讲：谢润成 学时：32(理论)+8(实习)
产出剖面测井的目的和意义
1、确定一口井是否有效地生产，判断出现无效情况的可能原
因及影响因素 ●油层改造（压裂、酸化、封堵等）效果检查； ●套管漏失、层间水窜或气窜引起的产层或油井的动态变 化；
●射孔质量不好或误射、流体倒灌现象导致产液剖面的不 合理变化以及未预料到的地层特性改变。
导流器喉道
导流式涡轮流量计测井优点：①测井响应只受流 体密度和粘度变化的轻微影响。即使对于密度特别 低的天然气，涡轮响应变化也不大。对于流体粘度 变化的影响，一般校正量很小。如后图实验曲线所 示，当流体粘度从1mPa· s变化到60mPa· s时，所求 流量的校正值不超过15%。②解释结果受油、气、 水之间滑动速度影响很小。由于导流器喉道的横截 面积很小，大多数井的流量在流体经过涡轮时的平 均速度相当高，因此，与任何一种通过的流体速度 相比，油、气、水彼此之间的滑动速度变得较弱， 可以按均流模型简单求解各相流量。 导流式涡轮流量计测井局限性：①只能定点测量， 工艺复杂，操作不便；②机械装臵封隔流道会在一 定程度上干扰井内原有的流动条件，测量结果和实 际流动条件下可能有一些差异，另外封隔不好时测 井解释结果会造成假象；③不能提供井下流动剖面 的连续变化情况。因此，一般在不适宜敞流式涡轮 流量计测井的条件下，才使用导流式涡轮流量计测 井。
2）确定视速度
va | vb |
启动速度vt
va | vb | voff
电缆速度轴
流动响应线 C测点在 井底静 液柱中 B测点包 括正反 转资料 A测点仅 包括反 转资料
涡轮转速轴
哈里伯顿
高灵敏度连续 涡轮流量计测 井刻度图
全井眼流量计测井确 定视流速示意图 始动速 度比反 映了仪 器结构 的非对 称性
涡轮流量计是利用流体动量矩原 理实现流量测量的。由动量矩定理可
知，当涡轮旋转时，其运动方程为：
d J T Ti dt
连续流量计
实验和实际应用表明，当 仪器与流体的相对速度v较高时， 涡轮响应与v有良好的线性关系，
式N=K(v－vth)成立。当v较低时，
涡轮响应为非线性。
1、涡轮流量计的类型
5）确定分层流量
6）将井下流量换算为地面流量
地面流量
地下产层流量 产层流体的体积系数
Βιβλιοθήκη Baidu
涡轮流量计测井只能求出混合流体的总流量，要求出各相流体的 分层流量，必须结合流体密度测井和持水率测井，通过多相流动分析 解释。
（5）多次测量法实例
基本情况：产气量为0.34×106m3／d）， 凝析油产量为79.5m3／d，有15个射孔层 段。尽管有凝析油产出，但气油比很大， 因此可近似按单相流动分析。
涡轮流量计
工作原理：涡轮流量计是利用井内流体推动涡轮旋转从而记录涡 轮转速来确定井内流体的流速的。因此对于井径已知的产液井和 注水井，可以计算出分层产液量和全井产液量以及分层注水量和 全井注水量。涡轮流量计由涡轮和电子线路两部分组成，它是利 用磁耦合和光电转换的原理进行工作。 作用：①多层合采时，由流量剖面确定出哪些层产油、气，各层 的产量，出水层段；②措施后的流量变化和效果分析；③注入剖面 中的流量分布；④管外窜流情况、评价井的产能等。
转子流量计响应数据表
定义下测测速为正，上测电缆速度为 负。在层段12～16，上测时涡轮转数 为负，由负变为正是逐渐的，如上测 测速为62ft/min（18.9m/min）时， 至深度为11040ft（3665m）时，涡轮 转子响应为0，0响应段大约为100ft （30m），此后在深度10940ft （3335m）处，转子开始反转。
Cv ARPS q K p Kn
零流量层 一口产油井的全井眼流量计测 量曲线
由上图可见，流体粘度变化对涡轮流量计测量结果影响很大。如 果单用一个方向的涡轮转速曲线，必然导致错误判断。
2） 相 对 流 量 指 示 法
常量
右图为一口单相生产井的连续流 量计测井实例。该井测量井段套 管内径无变化，测速稳定，因此 不用作井径校正，可根据（4-11） 式，按下述步骤简单图解： （1）在测井图上根据零流量层 响应画出零流量线； （2）把零流量线和全流量线之 间按比例等分，标注成总流量 的百分数； （3）计算每层上方和下方相对 流量之差，确定各层的相对产 量； （4）用地面总产量 （22000bbl/d）乘以各层相对 比例，估计每层绝对产量。