生产测井课后习题及答案

1. 流量计进行单向流的解释（3种情况的使用条件及方法） 逆流单次测量及相对流量解释方法：

(1) 测量方法

在已知井口总流量的前提下，以稳定的电缆速度逆流测量一条涡轮转速曲线，根据曲线的相对变化估计出各解释层的相对流量。该方法适用于确定注水井内单相流体的注入剖面，也可用于油水两相中有一相含量很低而且粘度变化不大的的井中测量。但是，在多相流中，油，气和水的密度和粘度变化较大，RPS 与f v 的响应关系比单相流中

的要复杂的多。

(2) 基本原理

首先建立一个坐标系，横坐标为电缆速度，纵坐标为涡轮速度。仪器逆流测量对应的动态响应方程为：

涡轮正转,0),0(),(11>>-+-+=RPS v v v v v v k RPS th f th f p p （1-1） p RPS -涡轮正转时，涡轮转速；p k -仪器常数；

1v -电缆速度；f v -流体流速；th v -涡轮启动速度值。

假设流体的性质（主要是粘度和密度）不变或变化不大，并记零流量层转速为0RPS ，根据逆流测量时涡轮流量计的响应方程（1），有： )(10th p v v k RPS -= （1-2）

f v k RPS RPS ⋅=-0 （1-3-1）

假设流道截面积不变，则)/(1V C A Q v ⋅=，这里Q 是流量，A 是管道截面积，V C 是速度剖面的校正系数，有：

V

C A Q k RPS RPS ⋅⋅=-0 （1-3-2） 记所有解释层以上总流量为100Q ，相应的涡轮转速计为100RPS ，那么： V

C A Q k RPS RPS ⋅⨯=-1000100 （1-4） 在1-i 个和第i 个注入层之间的稳定流动井段内绝对流量为i Q ： i V

i Q C A k RPS RPS ⋅=

-0 (1-5) 相对流量表示为：

01000100RPS RPS RPS RPS Q Q i i --= (1-6-1) 变形后： 10001000Q RPS RPS RPS RPS Q i i ⨯--= （1-6-2） 式（1-6-2）中的比值项称为相对流量，该式是相对流量解释法的基本关系式。各层的注入（或产出）量可按照递减法得出，例如第i 层的绝对注入（或产出）量为i i Q Q --1。以上是在流道的截面积不变的条

件下讨论的，如果流道的截面积有变化，需要进行校正。

(3) 解释步骤

相对流量解释法最关键的问题就是确定出零流量层（流体不流动的层段，通常是指所有射孔层以下的静液柱）和全流量层（位于所有射孔层之上）的涡轮转速，然后用内插法确定出每一个注入层的相对流量。其解释步骤为：

第一，确定零流量层转速0RPS ；

第二，确定总流量层的涡轮转速100RPS ；

第三，计算每个注入层上方和下方的相对流量，计算单层绝对注入流量或产出流量。

2. 逆流，顺流两次测量及曲线重叠解释方法

(1)测量方法

该方法分别用连续式流量计顺流测量一次，逆流测量一次，并且保证顺流测量时涡轮反转，将两次测量的涡轮转速曲线在零流量层重合。由于重合后的上下测量曲线之间的幅度差与流速成正比，可以根据曲线间的幅度差判断流量。该方法适用于注入井，也适用于生产井；适用于单相流动，也适用于多相流动。粘度变化时，两条曲线的读数发生偏移，但偏移量和偏移方向相同，因此，两条曲线间的幅度差不受粘度的影响，而只体现速度的大小。可以根据两条曲线的中心线的偏移判断粘度的变化。当中心线向右偏移，表明粘度减小，中心线向左偏移，表明粘度增大。

基本原理：

以注水井为例，上测时，有涡轮正转响应：

)(1th f p p v v v k RPS -+= （2-1）

那么上测时，某测点测量的涡轮转速曲线相对于零流量层测量的涡轮转速曲线的幅度差p RPS ∆为：

f p th p th f p p v k v v k v v v k RPS =---+=∆)()(11 （2-2）

同理，下测时，有涡轮反转响应：

)('1th f n n v v v k RPS ++= （2-3）

那么下测曲线相对于零流量层的幅度差n RPS ∆为:

f n th n th f n n v k v v k v v v k RPS =+-++=∆)()('1'1 (2-4)

将两条测量曲线平移，使上下测量的RPS 曲线在零流量层重合，平移后两条曲线的幅度差RPS ∆为：

f p n f p f n p n v k k v k v k RPS RPS RPS )(+=+=∆+∆=∆ （2-5）

变形得到视流体速度f v 的值：

)/(n p f k k RPS v +∆= （2-6）

因此，以任意电缆速度逆流和顺流（涡轮反转）测量得到的涡轮转速曲线，并使其在零流量层重叠，便可求得f v 的值，从而确定流量。

(2)解释步骤

采用逆流，顺流两次测量方法最终确定流量一般可以分为以下几步：

第一，选定一个层段用多次测量最小二乘法确定响应斜率n p k k ,； 第二，根据式（2-6）确定视流体速度，如果是涡轮转速曲线幅度波动比较大，采用幅度平均法取值；

第三，确定流量。如果已知总流量且响应斜率和速度剖面校正因子不变，可以采用下式确定流量：

%100100100⨯∆∆=RPS RPS i Q Q i

（2-7）

式中，100,Q Q i -分别为第i 层和全流量层的流量；

100,RPS RPS i ∆∆-分别为第i 层和全流量层逆流和顺流两次测量曲

线的幅度差。

(3)多次测量及解释方法

逆流单次测量法及其相对流量解释法方便简单，不需要现场刻度，但却因此导致其精度低，适用范围小，不能校正粘度的影响，局限于粘度变化不大的井内测量；尽管逆流，顺流两次测量及其重叠法可以校正粘度的影响，但它没有充分利用测点处的现场刻度线的性质，因而当测点处的流体性质和零流量层的流体性质相差较大时，其解释精度也会受到限制。在以上方法的基础上，产生了多次测量的方法，它是目前国内外应用较多的方法。以下以涡轮正转情况为例进行说明，涡轮反转情况方法类似。

1）测量方法

该方法要求在测井时分别用至少三个以上不同的电缆速度进行顺流或逆流测量，获取涡轮正转或反转方向的转速资料，然后采用最小二乘法拟合出测点的现场刻度曲线，它充分利用了流量计对测点处流体的响应特点，克服了流体性质差异造成的刻度线斜率及涡轮启动速度的变化对精度的影响。

2）基本原理 根据涡轮正转响应方程式：

涡轮正转,0),0(),(11>>-+-+=RPS v v v v v v k RPS th f th f p p

以及：

)(,0,0,0111th f p p th f v v v k RPS RPS v v v v -+=>>-+<涡轮正转，

那么）且（

可以得到：

p p th f p p p b v k v v k v k RPS +=-+=11)( （3-1）