產(chǎn)出剖面解釋中渦輪交會斜率計算方法分析.docx

1、產(chǎn)出剖面解釋中渦輪交會斜率計算方法分析姜志強（中海石油有限公司天津分公司，天津300452）范JII,李疾翎，任哲（中海油田服務股份有限公司油田技術事業(yè)部，河北三河065201）摘要連續(xù)流量測量是產(chǎn)出剖面測井的重要組成部分，其資料主要用于計算流體視速度。通過分析利用連續(xù)流量資料計算視速度的過程，確定了視速度計算的關鍵交會斜率.進而對刻度層和刻度層間交會斜率計算的不同的方法進行了分析對比，確定了刻度層交會斜率和層間交會斜率的合理計算方法，并通過實測資料處理進行了驗證。關鍵詞產(chǎn)出剖面解釋；視速度$渦輪；交會斜率中圖分類號P631.84文獻標志碼A文章編號1673-1409（2013）32-0077

2、-03連續(xù)渦輪流量計廣泛應用于產(chǎn)出剖面測量中，具有結構簡單、精度高、量程大等優(yōu)點。在產(chǎn)出剖面解釋中,流量資料主要用于確定井下混合流體視速度。流量資料的解釋方法有多種.精度較高且得到廣泛認可的是下述方法：首先進行渦輪交會分析，即針對不同井下環(huán)境和流體類型對流量計進行刻度，確定交會斜率（儀器參數(shù)）和渦輪啟動速度；然后利用渦輪響應方程逐點計算視速度，最終得到連續(xù)視速度曲線。利用渦輪響應方程計算視速度公式如下:K=譬一礦干V*式中，K為某一深度點視流體速度，m/min；RPS為深度點的渦輪響應,rad/s；Vt為電纜速度，m/min；K為交會斜率，rad/Fs（m/min）1；Vth為渦輪啟動速度，m

3、/mino由上式可知，計算視速度需要確定交會斜率K和啟動速度Vlho啟動速度僅對低產(chǎn)井視速度計算有明顯影響，且其影響是線性的，可通過估算啟動速度減小影響，而交會斜率對視速度的計算影響更為復雜且明顯。由表1可知，微小的斜率變化即町對解釋結果造成明顯影響，因此需要對交會斜率的計算進行研究以提高解釋精度。1渦輪交會斜率計算方法分析斜率RPS/m.min1油產(chǎn)量/m3,d"1水產(chǎn)址/m3d1產(chǎn)液量/m3d'1產(chǎn)液址相對變化/%0.09062.4927.3289.810.08571.3229.38100.7012.130.08081.2931.69112.9825.800.07592.

4、6034.32126.9241.32表1不同交會斜率對解釋結果的影響對比表1.1刻度層斜率計算方法分析對連續(xù)渦輪曲線進行分析時，首先在進液口上部渦輪曲線平穩(wěn)段設置刻度層。然后利用最小二乘法對刻度層的測速和渦輪響應進行回歸，對斜率和截距的回歸公式如下：式中，K為縱截距；K為交會斜率；為交會點數(shù)目/、分別代表測速與渦輪響應值。利用最小二乘法進行刻度時，根據(jù)交會數(shù)據(jù)點的組成不同可分為整體交會和分段交會。前者利用所有交會點進行回歸，后者分正轉點和反轉點分別進行回歸，如圖1、圖2所示。為了便于分析，參照常見施工方式，規(guī)定下測測速為正，下測時渦輪轉速為正。由于整體交會法具有計算過程簡單、使用范圍廣等優(yōu)點，

5、因而得到了廣泛的使用。但在實際解釋過收稿日期2013-07-19作者簡介姜志強（1963-）,男，高級工程師，現(xiàn)主要從事油氣田開發(fā)方面的研究工作。程中，解釋人員常發(fā)現(xiàn)采用分段交會時，正轉點和反轉點的交會斜率是不同的.一般正轉回歸斜率要略大于反轉回歸斜率，這反映出了正轉點和反轉點具有不同的響應規(guī)律。因此，筆者認為采用分段交會法更為合理。通過分析流軾計測地原理及測井時實際情況.總結出K造成響應規(guī)律不同的3點原|用：渦輪正轉發(fā)生在下測時.此時流體沖擊的葉片的速度在數(shù)值上等于測壺速度加上流體速度，而渦輪反轉多發(fā)生在上測時.此時沖擊速度在數(shù)值上等于測質速度減去流體速度.這導致測速相同時，正轉交會斜率大于

6、反轉交會斜率；渦輪葉片形態(tài)上的作對稱性導致流體以相同的速度從上部(渦輪反轉)和下部(渦輪正轉)沖擊葉片時的角度不同.進而導致驅動力矩不一樣，因此渦輪響應有區(qū)別；渦輪正轉和反轉時阻力矩不一樣,包括摩擦阻力矩和電磁阻力矩等參數(shù)在正轉和反轉時存在區(qū)別也會造成渦輪響應有X別。圖3層間斜率計算方法示意圖綜上所述，渦輪正轉和反轉具有不同的響應規(guī)律.因此，應對正轉點與反轉點分別進行交會分析,即采用分段交會法。此外，分段交會法可以根據(jù)零流域層交會結果估算渦輪流量計的啟動速度.有助于提高解釋精度。對于低產(chǎn)井、產(chǎn)氣井等受啟動速度影響較大的井，必須采用分段交會估算啟動速度以提高解釋精度。1.2刻度層間斜率計算方法分

7、析為了得到連續(xù)的視速度曲線還需要確定刻度段間的交會斜率值.層間斜率需利用上下刻度層斜率計算。計算方法主要有以下3種：插值法、突變法及綜合法。插值法利用線性插值計算層間的斜率，如圖3(a).其中上、下部刻度層斜率值分別為K-Kz，層間某點距上、下部刻度層分別為I”、d;突變法認為層間斜率在某-點產(chǎn)生突變，該點以上采用上部刻度層斜率.該點以下采用下部刻度層斜率，如圖3(b)；綜合法結合了前面2種方法，在某一區(qū)間采用插值法計算，其他區(qū)域的斜率采用臨近刻度層交會斜率.如圖3(c)o通過分析上述3種方法計算原理可知,當上下2個刻度層交會斜率差別較大時，采用這3種方法得出的層間視流體速度會產(chǎn)生區(qū)別。為此.

8、宅者進行r對比分析-如圖4所示，可以發(fā)現(xiàn)較小的上下斜率差距即可導致3種方法的計算結果產(chǎn)生明顯的差別。為了確定合適的層間斜率計算方法筆者對斜率的影響因素進行了分析。斜率主要受到流量計本身、溫度、流體性質等的影響。由于流雖計結構和材料的區(qū)別.斜率往往有較大差別，測量時流量:計是否居中也會影響渦輪響應；溫度主要是使渦輪金屬部件產(chǎn)生膨脹或收縮影響渦輪響應?？紤]到測井時使用的是同一流量計且在測量范圍內(nèi)溫度變化較小，因而,造成斜率變化的主要因素是井筒流體性質的變化。影響交會斜率的流體因素包括流體類型、流體黏度、流體密度、混合均勻程度、流型轉變等。流體類型對斜率值有較大影響，對于同一種儀器，輕質相的斜率會明

9、顯小于垂質相。流體黏度主要通過黏滯力影響渦輪響應，黏度變大時流量計線性響應段減少，同時使渦輪角速度變小。研究表明，黏度對斜率的影響主要出現(xiàn)在層流時，此時斜率隨黏度的增大而減??；當流速較高，達到紊流狀態(tài)時，黏度對斜率影響可以忽略不計。流體密度增加，流體沖量增加，渦輪響應會增大。試驗結果表明，混合流體密度是影響渦輪響應的重要因素。流體混合程度、流型轉換等因素對交會結果的影響極為復雜，難以定性評價，不過可以明確的是由流體混合狀態(tài)和流型轉換導致的斜率變化常發(fā)生于進液口附近。測量速度對比-l/m«min*1測量速度對比3/mmini測量速度對比-2/mmin*1010010010插值法插值法插

10、值秘突變建突菱法突變法族合法綜合法,士=1.>K=132、K上:=1.34>130/>LZ1K=0.06I-<=0.0：!<ytTcK下=1.361K下=1.j36K-F=13(,55>圖43種層間斜率計算方法對比不難發(fā)現(xiàn)，導致斜率變化的流體因素都是在進液口附近變化。因此，在進液口附近交會斜率會發(fā)生變化，而遠離進液口的連續(xù)區(qū)域內(nèi)斜率一般不會出現(xiàn)明顯變化，其斜率值應與鄰近的刻度層交會斜率一致。因此，采用綜合法，將進液口附近設置為插值區(qū)域，其他區(qū)域斜率采用鄰近刻度層斜率，符合對斜率影響因素的理論分析和測井時井下的實際情況。在上述理論分析的基礎上，利用渤海油田A井

11、、B井2口產(chǎn)出剖面測井資料，分別利用分段交會法和綜合法進行了刻度層和層間的斜率計算，通過連續(xù)視流體速度計算、流體物性參數(shù)計算并結合區(qū)域經(jīng)驗選取合適的解釋模型和解釋參數(shù)進行了產(chǎn)出剖面解釋。最終得到的分層產(chǎn)量、主次產(chǎn)層劃分及各層垂向上的含水率變化等分層解釋結論符合對測井曲線的定性分析和對油藏的認識，解釋出的地面總產(chǎn)量與井口計量的相對誤差均在10%以下，從而驗證了前面分析的正確性。表2解釋結果驗證對比表井名視速度/mmin-1油日產(chǎn)量/n?水日產(chǎn)量/n?計算日產(chǎn)液量/ri?井口日產(chǎn)液/m3相對誤差/%A-14.257.529.587.091.75.1B-31.7167.923.7191.5204.76.4(1) 交會斜率是影響視流體速度計算的關鍵因素，其計算精度對解釋精度有較大影響。(2) 在刻度層采用分段交會法，考慮到了測量速度對渦輪響應的影響，兼顧了渦輪的非對稱性，對響應規(guī)律不同的數(shù)據(jù)點分開擬合，更加合理。同時這種方法還能夠估算渦輪啟動速度，提高精度。(3) 通過分析影響斜率的各種因素并結合測井時井下實際流動狀況，建議采用綜合法計算層間交會斜率，尤其是對與上下刻度層交會斜率差別較大的井。參考文獻