第四章-NEW-石油工程测井-生产测井和电缆地层测试器

核流量计测井是利用人工放射性同位素 作标记物来观测井下流体流量剖面的一种测 井方法，主要应用于井筒流量太小而不能使 涡轮有效转动的低流量井中。
核流量计---流量测井
放射性示踪流量计，视井内流体流速的不同，有点测法和连续
测量法。
点测方式下，通过记录示踪剂到达两个探测器所用时间Δt，
可得到测点处的流速：V=L/Δt。
6)PL主要目的：评价油气管内外流体的流动和井的完 成情况。用途：为油气田储层评价、开发方案的编制和调 整、井下技术状况的检测、作业措施实施和效果评价提供 依据。
7)根据测量的对象和应用范围，PL大致可分为 生产动态测井、产层监测评价测井和工程技术测 井三大类。
8)PL主要有:流体流量测井(Flowmeter);流体密度测井(Fluid Densimeter);持水率测井(Water Hold-up meter);温度测井(TL);压力 测井(Pressure meter);CHFR,RTS,RST,TDT,C/O,RFT/MDT,RMT,MIT
TL有哪些应用？
温 度 测 井
5. 压力测井(Pressure Meter)
用电缆将压力计下入井内,可以测取井眼内流体的流动压力 和静止压力，与地层内流体的压力及其变化； 利用各油气层或同一油气层不同部位测得的压力资料，得 到压力梯度曲线。凡属同一水动力系统的油气层，压力梯 度曲线只有一条。 常用压力计有：应变压力计和石英晶体压力计。 应变压力计(Strain Pressure Gauge）---Strain Pressure Tool 应变式压力计利用应变电阻片的应变效应测量井下压力变 化。当应变电阻片受到外力作用，产生电阻变化时，电阻 变化的大小取决于作用力的大小； 导体产生机械变形时，电阻随之变化的现象，即应变效应。
此，氧活化水流测井可以探测井筒内或套管外水的流动。
流量测井 (p96-fig4-9)
探测器4 中子发生器
脉冲中子氧活化流量计
探测器1 探测器3
探测器2
探测器2 探测器1 中子发生器 探测器3
探测器4
监测注入剖面和产出剖面 测量流速
流量测井应用—p92--97
探测泄漏和窜槽
2. 流体密度测井(Fluid densimeter)
流量计测井类型：涡轮流量计、核流量计、脉冲中子氧活化。
涡轮流量计:连续流量计,全井眼流量计,伞式流量计和胀式流量计 核流量计：利用人工放射性同位素做标记物, 来观察井下流体流 量剖面的一种测井方法，仅用于井筒流量太小而不能使涡轮有效 转动的低流量井中. 脉冲中子氧活化: 基于脉冲中子与氧元素的相互作用，测活化水 流的射线强度(D1,D2,D3,D4)。
流体成分的区分和测定水的含量。
放射性低能伽马持水率计利用不同流体对低能γ光子的
吸收特性来测量混合流体的密度，从而实现对流体成分
的区分。
4. 温度测井 (TL Temperature Meter)
用电缆将温度仪下入井内，测量记录某一深度的井温或 沿井剖面的温度变化。 有普通井温仪、纵向微差井温仪、径向微差井温仪三种 类型。 普通井温仪测量井下各深度点流体的温度值，测量曲线反 映了井内温度梯度的变化情况。
第四章 生产测井 (P92-105) Production Logging
一、生产测井的概念、分类及用途 二、油气田开发监测的生产测井组合 三、应用实例
一、生产测井PL的概念、分类及用途
1)生产测井是监测油气田开发动态的主要技术手段，包括用于完
井后注入井和生产井的测井技术；
2)国外习惯上将生产测井作为流动剖面测井的代名词，有的也将 采油气工程测井纳入生产测井 (即工程测井包含了生产测井) ； 3)在我国，生产测井泛指油气田投产后，整个生产过程中的井下 一系列的地球物理观测。
4)PL是在套管井中进行测井，具有仪器外径小、承高温高压、耐
腐蚀能力强，测速慢等特点，有点测和连续测量两种方式。
5)PL重要任务就是测量生产井和注入井内的流 体流动剖面，测量参数包括流体的速度(流量)、 密度、持水率、温度、压力等。测量目的是了解 各射孔层段产出或吸入流体的性质和流量，以便 对油井产状和油层开采特征作出评价。
微差井温曲线反映井轴上一定距离之间的两点的温度差异， 并以较大的比例进行记录，测量结果更能体现井内局部的 温度梯度变化情况。 径向微差井温测量套管内壁同一深度上相隔180°之间的 温度差，若套管内壁有温度差，则旋转测量的径向微差仪 器便会发现这种变化。
1）将TL曲线同地温梯 度线对比或多次测 量曲线进行比较。 2）在某一地层，如果 地温梯度保持一定， 则TL曲线为一斜直 线，梯度微差井温 为一垂直线段；若 地温梯度有异常，
3. 持水率测井(Water hold-up meter)
持水率测量方法主要有电容法持水率计和放射性低能伽
马持水率计。
电容法持水率计(Capacitance water hold-up tool）
测井是利用油气与水的介电特性差异(水的相对介电常
数为60～80，油气的相对介电常数为1.0～4.0)实现对
钻杆地层测试器(Drill Stem Tester---DST)
电缆地层测试器(Wireline formation Tester—RFT---FMT---MDT)
1)DST钻杆地层测试器
是试井或试油气的一种。测试时，先定位，后用封隔器封住要测 试井段，用射孔等方法打开油气层，用各种抽取方法得到地层的
产油、气、水量、K、流体性质等参数。
优点：对储集层压力影响的范围可达到几百米左右，可以测量到 储集层的边界。缺点：费用高
2)电缆地层测试器 是一类微型试井设备，价格低，但不能测量储集层的 边界，对储集层压力影响范围在3米以内。
电缆地层测试器的类型: RFT、 FMT、 SFT、 MDT、CWFT
生产井中的流体主要有油、气、水三种流体，它们在密度上有明
显差别。流体密度测量就是用密度计测量流体密度，通过测量流 体密度达到区分产液剖面性质的目的。
仪器主要有压差密度计和伽马密度计。
压差密度计-Differential Pressure Fluid Density Tool 压差密度计又称密度梯压计,利用 两个相距2ft的压敏波纹管，测量 井筒内流体两点间的压力差值。 对摩阻损失不大的井眼，测出的压 力梯度正比于流体密度。
石英晶体压力计(Quartz crystal pressure transducer)--Quartz Pressure Tool
是目前精度和分辨率最高的井下压力计,以压电效应为基 础设计；石英是一种压电晶体，在外力作用后，将产生极 化现象，电极表面将呈现与被测压力成正比的束缚电荷。
6.地层测试器DST-RFT-FMT-MDT-CWFT-SFT
GR
一般生产测井采用采用组合方式测量
1.流量计测井(Flow-meter)单位时间内通过S的体积流量
流量测井通过测取与流体速度相关的信息，间接获得通过 任意井筒截面的流体流量，即Q
首先获得流体速度信息 N(r/s)；N=K(V-Va)
然后求出平均流速 V ；
再与截面积相乘得到流体的体积流量 Q=V*S 式(4-1)
在井内流动的流体中，只有水含氧元素。 氧活化水流测井采用脉冲活化技术：
1)用很短的活化时间(2s或10s)使井内流体中的氧元素活化； 2)用较长的采集时间(60s)探测流动的活化水； 3)根据源到探测器的距离和活化水通过探测器所用的时间计算 出水的流速: V=L/Δt
氧原子活化后放射出的射线能量高，射线穿透能力强，因
地层测试器（Wireline Formation Testing） 电缆地层测试器
RFT：重复式地层测试器(Schumberger公司，国内应用最多。 Repeat Formation Tester) FMT:多次地层测试器 (西方---ATLAS公司。比RFT用得少， Formation Muti—Tester) SFT:选择式电缆地层测试器 (哈里伯顿公司 ，国内使用很少 用。Select Formation Tester) MDT:组件式地层动态测试器 (90年代初 Schlumberger 推出)， 是井眼成像测井MAXIS-500上的一支重要井下仪器。 CWFT：套管井地层测试器(哈里伯顿公司，80年代推出)
测量对象为井内流体。 划分井筒注入剖面和产出剖面；
流动剖面测井系列
评价地层的吸入或产出特性；
找出射开层的水淹段和水源； 研究油气井的产状和油气藏动态。 测量对象为油气产层。
生 产 测Βιβλιοθήκη Baidu井
划分水淹层；
储层监测测井系列
监视(油水和油气)界面的移动； 确定地层压力和温度； 评价地层So的变化情况。 测量对象为井身结构。 检查水泥胶结质量； 监视套管技术状况； 确定井下水动力的完整性；
连续流量计 CONTINUOUS FLOWMETER SPINNER
全井眼流量计 CAGED FULLBORE FLOWMETER (3/6ARM)
P93 fig4-1
流量测井(flowmeter)- Spinner-type flowmeter
流量测井(Flowmeter)
当流体流量超过某一数值后，涡轮转速与流 速成线性关系，通过记录涡轮转速，可推算 出流体的流量: N=K(V-Va) 频率响应即理论方 程，V-流体相对仪器的流度(合成速度)=Vt+Vf
GR、接箍 定位仪、 井径仪
监测油水界 面、气水界 面位移、划 分水淹层、 评价地层含 油气性
盐水水 金属套管(未射 淹 孔) 淡水水 淹 金属套管(已射 盐水或 孔) 淡水水 淹
GR、接箍 定位仪、
地层密度仪
非金属套管(未 盐水或 射孔) 淡水水 淹
油、气、 感应测井仪、侧向 水 测井仪、补偿中子 测井仪，CHFR
涡轮流量计测井资料
测 井 速 度 涡轮转速
某井3422～3437m井段涡轮转速与测井速度图
核流量计---流量测井(P95 fig4-7 )
核流量计-放射性示踪流量计。在井筒流量太小 而不能使涡轮有效转动的低流量井中应用广泛。 喷射器为一个或两个，可同时携带水溶性和油溶 性示踪剂; 喷射器与邻近探测器间距(源距)为 0.5m,两个探测器的间距为2m。 伽马探测器可以有1-3个，2个探测器常用。用于 记录示踪剂到达这2个探测器位置处的时间差Δt。
连续测量方式下，若仪器移动速度为Vt、两个探测器间距为L， 则从记录的曲线上读出:每次喷射示踪剂后,两个探测器记录到 异常信号的深度间隔ΔH，就可以计算得到ΔH中点处的流速：
V=Vt· ΔH/(L-ΔH)
怎样算测点的流量 Q 使用公式(4-2)
脉冲中子氧活化流量计-流量测井Oxygen activation flowmeter
涡轮转动受流体流速、粘度和密度的影响。 当流速一定时，流体的粘度增大，涡轮转数 变小；流体密度增大，涡轮转数增大。
1)利用涡轮转速与测井速度交会图求 取涡轮的启动速度Va；2)根据涡轮流量 计的响应公式计算流体速度V；3)根据下 述公式(4-2)计算流量Q。
涡 轮 P94-FIG4-5 流 量 计 组 合 测 井 资 料 曲 线
采油工程测井系列
评价地层酸化、压裂、封堵等作业效果。
二、现场油气田开发监测的生产测井组合
监测任务 井的种类 地层状况 井中流体 主要方法 辅助方法
划分产出剖 面、评价地 层生产性质
自喷井、气举 井、机抽井
正 常
井温计、压力计、 油、气、 流体密度计、持水 率计、流量测井 水 （涡轮流量计、核 流量计、脉冲中子 氧活化） 油、气、 中子寿命测井仪、 水 井温计 油、气、 次生伽马能谱仪、 水 井温计 油、气、 脉冲中子仪、井温 水 计、流体密度计、 持水率计、流量计
p gh gd cos
伽马密度计：类似于地层密度测井射线与物质作用 伽马密度计：利用不同流体对伽马射线的吸收特性不同,来
测定流体的密度。
ln I 0 ln I L
流体密度测井资料的应用
识别流体类型
划分流体界面探测，见图4-1 分析多相流产液剖面—确定持液率Yh,YL
则TL曲线不为一斜直 线，梯度微差井温也 有明显变化。
温度测井（Temperature Meter） Application
温度测井资料可用于 ①确定产层温度和注入 层温度． ②了解井内流动状态， ③划分注入剖面 ④确定产气、液口位置 ⑤检查管柱泄漏、窜槽 ⑥评价酸化、压裂效果
P101-fig4-15