基于阵列涡轮和阵列持率仪的水平井油水两相流量解释方法

水平井油水两相在井筒中的流动和分布状态与垂直井有极大不同,为解决水平井多相流测量难题,普遍采用阵列式传感器在井筒径向截面上测量流体的持水率和流速信息.由于中国陆地油田产量低、含水率范围广,亟需进行阵列式传感器测井仪的适用性研究.基于模拟实验装置,采用电容阵列、电阻阵列和改进型涡轮阵列仪器进行水平井油水两相不同流量不同含水率的模拟测量;利用采集的实验数据,求取阵列涡轮中各涡轮的响应系数,建立流速响应数学模型,得到各涡轮附近的局部流速;分析电容阵列和电阻阵列的响应特征,求取局部持水率,采用反距离权重插值法求取平均持水率.根据实验数据分析,得出基于阵列涡轮和阵列持率仪的分层流解释模型,该模型对水平井油水两相的流量解释具有一定的适用性.     

水平井及大斜度井油水两相流动模型研究

水平井及大斜度井中由于存在重力分异,油水两相流流型、局部流速和局部持水率沿管径方向发生了复杂的变化,致使其流量和持水率测量及多相流分相流量解释非常困难,在垂直井生产测井解释中得到广泛应用的常规漂移模型已经不能解决其流动剖面解释问题。对水平井及大斜度井中的油水两相流动进行了实验研究和半理论分析,在对多相流动环路模拟实验资料分析的基础上对漂移模型进行了修正,分别针对井斜角和持水率对相分布系数和油滴上升极限速度进行改进,确定了相关计算公式。采用改进的漂移模型预测了多相流动环路模拟实验环境下的油相表观速度,并与实验数据进行了对比分析,计算结果与实验很好地吻合,发现该模型对小于50m3/d的低流量油水两相分相流量计算平均相对误差为18.86%,大于100m3/d的中高流量油水两相分相流量计算平均相对误差为8.49%,能够满足生产测井产出剖面解释的要求。相关参数的改进扩大了漂移模型的应用范围,提高了水平井及大斜度井筒中油水两相产液剖面测井的解释精度。     

遥测三相流产出剖面组合测井仪

介绍一种过环空三相流多参数组合测井仪。通过采用单相流计量仪的涡轮流量计测量体积流量 ,其流动回路实验结果表明 ,涡轮仪表常数 k与流动密度ρn之间存在线性关系。传感器的测量原理是利用1 0 9Cd放射源发射的γ和 X射线分别确定三相平均密度和持水率 ,针对不同的配比流动密度和含气率分别作出持水率与实配含水率及流量的关系图版。井温和井下压力的测量分别采用铂电阻传感器和应变传感器测量。根据测得的涡轮转数、密度、持水率、井温和压力等参数计算三相总流量、流动密度、含水率、含油率、含气率等 ,进而得到油、气、水三相的分相流量 ,最后得到三相产出剖面成果。经大庆油田现场 10井次试验获得的三相产出剖面测井资料证明 ,其仪器的测量重复性好 ,测量值与井口计量符合较好 ,与生产层情况的对比分析也证实了仪器测量的准确性和可靠性     

遥测三相流产出剖面组合测井仪

介绍一种过环空三相流多参数组合测井仪。通过采用单相流计量仪的涡轮流量计测量体积流量,其流动回路实验结果表明,涡轮仪表常数k与流动密度ρn之间存在线性关系。传感器的测量原理是利用^109Cd放射源发射的γ和X射线分别确定三相平均密度和持水率,针对不同的配比流动密度和含气率分别作出持水率与实配含水率及流量的关系图版。井温和井下压力的测量分别采用铂电阻传感器和应变传感器测量。根据测得的涡轮转数、密度、持水率、井温和压力等参数计算三相总流量、流动密度、含水率、含油率、含气率等,进而得到油、气、水三相的分相流量,最后得到三相产出剖面成果。经大庆油田现场10井次试验获得的三相产出剖面测井资料证明,其仪器的测量重复性好,测量值与井口计量符合较好,与生产层情况的对比分析也证实了仪器测量的准确性和可靠性。     

水平井油水两相流电容阵列持率仪算法研究

水平井和大斜度井的平均持水率参数测量是多相流产出剖面解释中一个非常重要的参数。由于水平井中随着流量、含水率和井斜的复杂组合变化,井筒中油水两相流的流型复杂多变,目前采用的测量方式是多探头环形分布测量。为了准确获取平均持水率参数,在多相流实验平台中,采用控制变量的方式进行不同流量和含水率的物理模拟实验,然后利用阵列持率仪...     

涡轮流量计对水平三相流的实验响应

对涡轮流量计在模拟井中水平条件下获取的实验数据从不同气流量、同一含水率下的油水总流量与涡轮响应的关系;同一油水总流量、不同含水率配比下的气流量与涡轮响应的关系及不同密度下的油、气、水总流量与涡轮响应的关系等3个方面进行了分析.结果表明,油水两相含水率在50%～100%范围内,同一气流量下,涡轮响应与油水两相流量呈线性关系;不同气量下所得到的各个涡轮流量计的响应与油水总流量关系直线的斜率(即涡轮K值)近于相等,但各直线的截距随气流量的增加而增大.在油水总流量相同的情况下涡轮响应与气流量呈线性关系,该线性关系不受油水两相含水率的影响或受油水两相含水率的影响小.不同密度下的涡轮K值随密度增加而增大.三相流下要获得准确的流量还需进行密度校正.     

分流式电导含水率计测量区域流场分布与实验比较

应用计算机流体力学软件FLUENT6.3对分流法电导含水率计进行数值模拟.利用仿真软件得到不同流量下仪器进液口附近流体速度矢量图、仪器测量区域油水分布图和高含水情况下持水率;对计算出的持水率结果与室内实验结果进行比较.油相主要沿进液口壁面进入测量区域,并在仪器测量区域内形成环状流;数值模拟计算出的持水率在高于l0m3/d流量下与室内实验结果基本吻合,该模拟结果为进一步利用数值模拟技术对分流法高分辨电导含水率计参数优化提供参考依据.     

微波持水率测量方法研究

相位法持水率测量仪器在高含水条件下取得了明显好于电容法持水率测量的效果,但较低的频率限制了灵敏度的进一步提高和仪器小型化.采用双同轴传输线结构和正交相位检测技术,实现了微波相位法持水率测量.在三相流动实验装置上开展了油水两相流动实验.实验条件为常温常压、流量为10 m3/d时油水比例从0～100％测量点的变化情况及仪器响应情况.当流量大于10 m3/d、含水大于60％时该仪器能反映含水的变化;当流量小于10 m3/d时,由于漂流效应的影响,仪器反映含水变化情况的能力较弱.该仪器在低流量测量方面的能力尚待完善.给出的模型和公式可以将仪器测得的相位信息转化为持水率信息.实验结果说明微波持水率仪器能够有效识别流体,在高含水条件下能够准确地提供持水率信息.     

基于电导成像测井的持水率的测量及动态实验

文章介绍用于水平井持水率测量的流体成像仪器，对该仪器在多相流模拟实验装置上进行了实验。在上位机软件所示的曲线上，可以实时地观察探针所处位置油、水分布的变化，通过界面高度和持水率的测得值与参考值随含水率变化的各种图型对比，找出规律。该仪器在动态条件下实现了对油水界面的识别和持水率的测量，并进行了动态实验，取得了良好的效果。     

流型对电容含水率计响应的影响

根据集流型流体电容含水率计的测量原理，按照模拟井实验结果，分析了流型对集流型流体电容含水率计响应的影响。在油水两相的情况下，电容含水率计环形测量空间内流型同样可以分为乳状流、泡沫流、段塞流和泡状流。乳状流时，总电容值小，含水率计响应相对于含水率和流量的变化率也小；泡沫流时，含水率计响应相对于含水率和流量的变化率较大；段塞流时，含水率计响应相对于含水率和流量的变化率很大；泡沫流时，总电容值大，而含水     

连续测量全井眼过环空产出剖面测井仪

介绍了连续测量全井眼过环空产出剖面测井仪器的结构和工作原理，并对其在室内实验及现场测井资料进行了分析。仪器由全井眼持水率传感器、集流型涡轮流量计和集流扶正器构成。持水率传感器由测量、校正两部分构成。传感器最终输出仅由油水两相流持水率决定，实现了持水率的全井眼测量。仪器配接了1个带有扶正器的集流器，在实现连续测量扶正的同时，进行半集流方式的流量测量。现场测井时，流量和含水率测量值均采用随不同深度连续测量方式。所测流量的曲线可直观反映出井内各产层的产液情况，连续持水率曲线可以直观反映出各产层的持水率变化情况，结合井口化验结果就可以对1口井的各层位的产水和产油情况作基本判断，提供直观的解释结果。     

持水率对热式流量计测量影响的理论分析

恒功率热式流量计由于良好的低流量检测特性成为低产液油井流量检测的一种选择方案,但油水两相流持水率对其测量的影响妨碍了它实际的应用。针对这一问题,介绍了热式流量计的测量原理,建立油水两相流持水率和流体主要物性参数的关系,应用Matlab数值模拟软件分析不同持水率条件下热式流量计测量结果与油水两相流流量的关系。数值模拟和实际实验结果表明,相同流速下,热式流量计输出电压随着持水率的增加而单调减小。实际应用时,热式流量计的测量结果必须结合持水率才能给出正确的流量解释。     

低产水平井油水两相流阵列持水率计实验研究

低产水平井产出剖面测井中,选择合理的持率测井资料及计算方法可提高测井资料解释精度。结合长庆油田水平井低产量的特点,在剖析阵列持水率计测井原理的基础上,采用多相流动模拟实验装置开展模拟实验研究。研究表明,低流量情况下与中心电容持水率计相比较,采用阵列持水率计测井资料计算的持率结果更接近关井持率值;随含水率的增加,采用阵列电阻持水率计测井数据计算的持率结果更接近关井持率值。研究结果为低产水平井产出剖面生产测井资料的选择与精细解释奠定了基础。     

油水两相滑动实验

73型找水仪用来测量油井的体积流量和含水率两个参数,计算得出分层产油量和分层产水量。在使用73型找水仪中发现,当合层流量较低时,测量的含水率值总是偏高。解释规则中曾规定,合层流量小于10方/日以下者不解释,并误认为这是油井“死水”的影响。实质上,这种现象是客观的正常反映,因为73型找水仪的测量结果不是反映含水率,而是反映持水率。油水两相滑动现象的存在导致在低流量时持水率大于含水率,     

一种可减少高产水水平井出水层探测风险的方法

实现生产井产量最大化需要了解进入井眼中的流体类型和流量.多相流体流入井口的最佳条件和精确度的确定需要两个主要测量值:①持率,或采出相在井中的横截面积;②速度,或采出相流动的速度.生产测井的最新发展可以达到这些基本要求:多探头技术可识别持油率、持气率和持水率;多转子流量计可确定大斜度井中的层流速度.脉冲中子测井技术能够提供与产水测量相关的两项服务:①水流测井测量水流速度;②三相持率测井确定各相持率.测量水的速度和持水率或是确定因井斜改变而造成的相特性变化时,能获得进水量的定量测量值.研究结果和Niger Delta的两个实例证明,这种确定近水平井中出水层的低成本方法是可行的,尽管疏松砂岩或岩屑可能造成传感器损坏.这些理论同样适用于其他持水率高、水速快的高含水井.     

阻抗传感器在近水平油水两相管流的实验研究

生产测井动态监测中水平井受井身结构、井简流动状态、重力影响等因素影响使得流动介质分布、速度分布、流体的流型、流速削面、油水的分布状态等与垂直井有很大的不同.设计了小管径多相流实验装置,实验介质是柴油和水,设置了分别为3～60 m3/d的10种流量,含水率变化范围10%～100%;分别为85°、88°、90°、92°、95°等近水平状态下的5个角度对阻抗传感器进行了实验.实验结果表明,流量大于10 m3/d时的流型是分相的泡状流,阻抗的相埘响应不受角度的影响,响应规律与垂直井类似;流量低于10 m3/d时的流型是层流,阻抗的相对响应同时受到流量、含水率、角度的影响,在同一角度下受流量和含水率的影响;受油水滑脱现象影响.低流量下的相对响应高于高流量的,持水率高于含水率;受角度的影响,在90°、92°、95°时输出的相对响应出现了向下的趋势,85°、88°时输出的相对响应出现了向上的趋势.实验传感器是仪器短节,排除了集流伞漏失对流体流型的影响,完全反映流体在传感器内流道的真实流动状态,高速摄像机记录了流体随流量和含水率的变化.     

电磁流量计测量水平井油水两相流量实验研究

为确定内流式电磁流量计在水平井中测量油水两相流流量的效果,采用集流的方式在油水两相流模拟井水平井中进行了流量测量及标定实验。实验结果表明,在集流的条件下,高流量、高含水率时,内流式电磁流量计的流量测量结果不受含水率变化的影响,并与清水中的标定结果无明显差别;流量较低时,用清水中的标定结果计算油水两相流流量误差大,可以采取分流的方法减小误差并拓宽流量测量下限。另外,目前的两电极电磁流量计在水平井中进行测量时,测量结果不受测量电极所处位置的影响。现场应用结果表明,可以采用集流式电磁流量计进行水平井油水两相流流量的测量,测量结果准确可靠。     

近水平小管径油水两相流量和含水率测量响应规律实验研究

在产出剖面测井中,井下油水两相流的流量和含水率是两个重要的测量参数。实验针对±5°内多个倾斜角度条件下,近水平Φ20mm小管柱内油水两相流动及其对测量仪器的影响进行了研究,总结了涡轮传感器测量流量及阻抗传感器测量含水率的响应变化规律,并从流动机理及测量条件出发分析测量影响因素,对水平井测量和解释具有很好的参考和指导意义。     

中心管分流式含水率计数值模拟研究

为解决特高含水率下含水率计测量精度相对不高的问题,研发了中心管分流式含水率计。应用有限元分析软件模拟井筒采出液高含水、不同流动情况下在分流式含水率计内的持水率及含水率计进液口油水分布,并与室内实验结果进行比较。对比结果表明:油相主要以环状流形态进入分流式含水率计内部流动通道,RNG k-ε湍流模型适用于分流式含水率计内持水率的仿真计算,当含水率在80%以上,流量在10～60 m3/d时,持水率仿真结果与室内实验值最大相对误差仅3.03%,此结果为中心管分流式电导含水率计结构模型优化提供了参考依据。     

水平井热示踪相关流量测量方法研究

文章介绍了一种热示踪相关法测量水平井油水两相流流量的测量方法。该方法利用脉冲热流体流过固定距离所用的时间来测量流体流量。由一个可控热源发生器在周围流体中产生脉冲热流体,当脉冲热流体流过热源发生器下游的温度传感器阵列时,流体的温差将引起温度传感器的测量信号突变,形成标记热脉冲,通过互相关算法求出脉冲热流体流经温度传感器阵列的时间就可以计算流体流量。设计了热示踪相关流量计原理实验样机,并在水平井多相流实验装置上进行了动态实验研究。实验结果表明,采用热示踪相关法测量低产液水平井油水两相流的流量是可行的。