水平井生产测井技术

向 上 0.011 –3.768 3.539 – 向上 2.96 0.305 –0.4473 0.0978
均布流 向上 无校正 c=0 1 HL f()
全部流体
0.5056
流动类型
向 下 4.70 0.1244 –0.3692 –
三、摩擦系数的确定
两相流体间的摩擦系数ftp是用无滑动摩擦系数fn
水的表观速度较低时（小于0.1英尺／秒）， 为均质泡状流动。随着油相表观速度的增加，油 泡开始聚集形成大油泡流动（段塞流），最后形 成雾状流。
1.油水两相流形图
图８－４ 18.0厘泊，比重0.834的油与水在0.806英寸管道中的流型
2.气水两相流形图
图８－４a 空气－水混合物在1.026英寸管道中的流型
5.不同的钻井技术示意图
a—超短曲率（R=1～2ft，L=100～200ft）； b—短曲率（R=20～40ft，L=100～800ft）；
c— 中 等 曲 率 （ R=300 ～ 800ft ， L=100 ～ 4000ft）；
d— 长 曲 率 （ R1000ft ， L=1000～4000ft）
2、提高采收率，特别是在热采提高采收率开 采时，水平井段可与油藏大面积接触，因此注汽 井可提高采收率。
3、水平井可用于低渗气田开采，也可用于高 渗气藏开采。
二、水平井的几个概念
水平井的形成可分为两类：一是从地面新 钻的井，通常水平井段长度为300～1300米长； 另一类井为侧钻井，是从现有的井，横向侧钻 出来，长度为30～210米。
NRen
124nVmD n
(7-18)
式中， n 和 n 分别是无滑动混合密度和混合粘度。 NRen是无滑动雷诺数。D是单位为英寸的管子内径。 NRen求出后，可利用下式求出fn值：
fn0.00 50.5 6N R 0.n 3 e2
(7-19)
(2)计算校正因素es
s
X
(7-20)
0 .05 3 2 .13 8 X 2 0 .87 X 2 2 0 5 .01x4 853
3.中曲率半径水平井
半径300～800ft，造斜角为6°～20°/100ft。此方 法是钻水平井的主要方法，水平井段长度可达 2000～4000ft。通常用裸眼、割缝衬管或衬管加管外 封隔器完井，有时也用水泥固井射孔方法完井。
4.长曲率半径水平井
曲率半径为1000～3000ft，造斜角为2°～ 60°/100ft。这一钻井方法所形成的水平距离可达 4000ft以上。
Ql Ql Qg
Vsl Vm
1
NLV1.93Vs8l(L L)4
(7-4) (7-6)
L1 3160L.302
L3
0.1
1.4516 L
(7-7) (7-9)
L20.00092 L25.46284
L4
0.5
6.738 L
(7-8) (7-10)
2. 各参数的意义
Qg—气体流量（bbl/d）；Ql—液体流量（bbl/d）； Vsg—表观气体速度，ft/s； Vsl—表观液体速度，ft/s；
一、流型实验及流型图
1.流型实验
利用实验模型进行水平井流型实验，观察相应流体 的流型并测量持水率，各参数的变化范围为： （１） 气体流量，0～300MSCF/d； （２） 水的流量，0～30gal/min； （３） 平均系统压力，35～95Psi； （４） 管子直径，１英寸和1.5英寸； （５） 持水率，０～0.87； （６） 压力梯度，０～0.8Psi/ft； （７） 倾斜度，－90°～90°； （ 8 ） 水平流型。
NFR—费劳德数，无因次； NLV—液体速度，无因次；
L —含液率，无因次； Li—流型范围，无因次；
D—管子内径，英寸； g —重力常数，32.2ft/s2 ； L —液体密度，1b/ft3； L—液体表面引力，达因/厘米。
二、持液率（持水率）HL的确定
从水平位置开始，角度为的持液率等于水平
水平井生产测井技术
图7－１ 垂直层面直井与平行 层面水平井示意图
图7－２ 垂直油藏层面的水平井
一、水平井应用
水平井完井方式通常采用下套管注水泥射孔完 井、裸眼井完井或割缝衬管完井，完井方式主要 取决于油藏物性和该地区的实际经验。水平井主 要适用于以下情况：
1、在近海地区、边远地区及环境敏感的区域， 钻水平井既可以提高产量也可以节约钻井费用。
其中，
Y
L [HL ()]2
XlnY()
(7-21) (7-22)
(3)计算压力降落
dP dP dP dZ(dZ)el(dZ)fr
s H L ()L [1 H L ()]g
dP
( d
Z)el
g gc
(s
)
式中 gc —32.2ft ·1bm/(1bf·s2) g —当地重力加速度，ft/s2
(7-23) (7-24) (7-25)
二、斜井中的仪器响应与图版制作
解释图版在模拟井中制作完成。模拟井筒内 径为2.5英寸，倾斜角为45°。把流体电容持水率 计、流体密度计和伞式流量计下入倾斜的模拟井 筒中，如图所示
图7－９ 低含水情况下的分层流体
图7－10 高含水情况下的分层流体
图7－１１ 水平井生产测井组合仪示意图
一、涡轮流量计和密度计的响应
把伞式流量计和放 射性密度计下入测试管 中。改变总流量，在每 一伞 式流量计在水平井中 （内径为４英寸）的响 图8-12 内径为4in的水平管内流量计对油水两 应曲线。
水平井产出剖面
由于水平井中油气水呈层状分离流动，故流 量计、持水率计的响应结果具有一定的纵向偏面 性，由于涡轮和持水率计暴露在油中，因此所测 信号主要反映油的流量及油的电容响应，而很少 反映另一相水的流动及含量。
对于高含水率情况，涡轮和持水率计主要暴 露在下部的水中，反映水的流动情况。测量时， 油气水必须通过金属集流伞，然后进入集流通道， 所以涡轮测得的RPS值反映了油气水总的流动情 况。
2.钻井方法 用短曲率半径钻成的井可采用裸眼或采用割缝衬
管完井。对于采用中长曲率半径的水平井，既可采用 裸眼办法，又可采用割缝衬管或水泥射孔完井。
3.钻井液 为了减少钻井时的地层伤害，可以采用负压钻井。
同时也可以用一些特殊的泥浆，如低固相或无固相的 聚合物泥浆。
水平井中的流型
在水平井和斜井中，由于轻质相与重质相的 分离，流型与垂直井中有较大差异.
管子的持液率乘以校正管子倾斜角度的因数y：
HL()HL(0)y
(7-11)
首先根据下列公式求出HL(0)：
HL (0)
aLb
NFcR
(7-12)
根据适当的水平流动类型，从参数表7－１中
得出的参数a、b和c的值。
二、持液率（持水率）HL的确定
表８－１参数a、b和c的值
水平流动类型
a
b
c
分相流 间断流 均布流
4. 水相流动中等时的流型
在水相流量中等的情况下，此时，气体流速较低， 不连续的变形气泡浮在管子上部，气体流速增加时， 这些气泡聚集形成气体段塞，称为段塞状流动，这一 流型是从泡状流向环雾状流型过度的一种流型。
气体的流量进一步增加时最后形成环雾状流动，泡 状和段塞状流动中，气液之间存在着较大的滑脱速度， 环雾状流动中，气体和雾滴的流速近似相等。
或 L ≥0. 4和 L3 ＜NFR≤L4 (4) 均布流 L ＜0. 4和NFR ≥ L1
或 L ≥0. 4和NFR ＞ L4
1.计算 L 和 NFR需要的参数
Vsl
Ql 84D2
(7-1)
Vsg
Qg 84 D2
(7-2)
Vm Vl Vg
N FR
12Vm2 gD
(7-3) (7-5)
L
图7－３ 不同的钻井技术示意图
三、水平井完井技术
在致密岩石地层中，可采用裸眼方式完井， 裸眼完井的缺点是不能实施增产措施，难于控制 注入量和产量。
割缝衬管完井的主要做法是在水平井段下入割 缝衬管以防止井眼坍塌，通常使用的三种衬管是 穿孔衬管、割缝衬管和砾石充填衬管。割缝衬管 的主要缺点是难以进行有效的增产措施。
相流的响应
1.密度测井仪响应
图8-13 密度测井仪响应
纵坐标表示仪器响应
的百分数
Fr
fm fo fw fo
fw、fo分别表示水、油的频
率响应。横坐标为含水率，
四条曲线对应不同的总流量。
随着流量增加，曲线接近
45°线，说明大于该流量油
水呈乳状混合流动状态，低
于该流量油水呈层状分离状态。
2.电容法持水率计响应与含水率关系
5. 水平井中流型的分类
水平井中的流型分为三
图
种流动：
7
－
（1）分相流；
５
水
（2）间断流；
平 管
（3）均布流。
道 中
分相流包括层状流、波
的 流 型
状流和环状流； 间断流 包括段塞流和段状流；
均布流包括泡状流和雾
状流。
6.各流型出现的条件
当气体的流量较小时，气体和水分层流动，气体 在上半部，水在下半部，界面为平面接触。随着气 相流量的逐渐增加，气体使水面形成波动；气体流 量进一步增加形成段塞流和段状流；之后随着气体 流量的进一步增加，依次形成泡状流、环状流和雾 状流。同一口井中不可能同时出现上述各类流型， 具体情况取决于气和水的流量。
0.98 0.845 1.065
0.4846 0.5351 0.5824
0.0868 0.0173 0.0609
如果HL(0)＜ L ， 则令HL(0)= L ；反之使用式 （８－１２）中计算出的 HL(0)的值。
1. 校正系数的计算
校正系数可以根据下列公式计算：