多相流动电磁波成像测井基础研究

研究多相流动电磁波成像测井要涉及到两个物理基础问题 :一是油井中电磁波的传播特性 ,二是油井中流体介质的电磁性质。首先 ,采用场分析的方法 ,分析井内套管和流体介质对电磁波传播的影响。油井内的套管是钢铁质圆管 ,对电磁波的传播将产生限制和引导作用 ;油井内流体介质的电性质将决定导波的传播常数 ,影响电磁场在井的轴向上和横向上的分布状态和波的传播特性。通过研究提出了由于井内流体为有耗媒质 ,油井构成的导波系统不同于一般的圆波导 ,可以传播高频或低频电磁波的新观点。其次 ,从物理机理出发 ,对油、气与水的介电特性和导电特性差异进行分析 ,指出油井内混合流体的电性质不仅与各相流体的电性参数有关 ,而且与流体的流动速度、各相含量、分布状态以及测量电磁场有关。研究结果不仅论证了电磁波成像测井具有坚实的物理基础 ,而且明确了正确测量和显示井内流体流动截面必须合理选择电磁波的工作模式和频率。     

电磁波持水率探测器的试验研究

持水率探测器是生产测井检测油井中原油持水率的关键仪器。针对我国油田高含水的现状,为了解决常规持水率计在高含水条件下分辨率低的问题,基于已有的理论分析结果,进行了高频电磁波持水率探测器的试验研究。给出了在持水率全范围变化条件下,电磁波在不同尺寸结构探测器上的信号特性。试验结果与已有的理论分析基本一致,表明按照一定结构要求设计的探测器能够实现持水率全范围高分辨率连续测量,相关的数据和结论对电磁波持水率探测器的结构设计有实际参考价值。     

电磁波流动成像测井数据处理方法

为了在生产动态监测中实时准确地显示油井内多相流体流型，确定各相流体持率，对电磁波流动成像测井数据处理方法进行了实验室研究。首先建立了电磁波流动成像测量的物理和数学模型，并用有限元仿真方法求解，然后采用Twomey改进的光滑化算法重建图像，最后采用中值滤波和平均值滤波结合法、S Watanabe二值化、二值图像修正以及图像面积测量等方法改善成像质量。结果表明，综合分布模型在电磁波频率为6MHz时计算持率的相对误差为12．36％。该方法通过对井内流动的实时检测，获取了多相流体的二维或三维分布信息，为油井生产状况评价和油藏动态分析提供了准确的依据。图5表1参22     

超高频电磁波找水技术

大庆油田已进入高含水后期，如何准确测量含水率，并找到切实可行的含水率测量方法，是目前迫切需要解决的技术问题。含水率测量方法有很多种，比较成熟的有电容法，超高频法等。本文扼要地将最近几年生产测井行业应用超高频电磁波测量油井含水率的理论、方法加以介绍，给出利用超高频电磁波测量油井含水率的最近几年研究试验结果。另外，就目前生产测井技术的发展应用超高频电磁波测量进行了分析，文中还将几种利用超高频电磁波进行找水的技术方法加以比较，指出各自的特点所在，以及超高频电磁波在大庆油田动态监测方面的应用前景。其次，针对油田进入高含水开发时期的动态监测技术需要，介绍超高频电磁波测量技术最新发展成果，旨在为大庆油田“稳油控水”提供新的动态监测技术支持。     

斜井抽油系统的机、杆、泵及抽汲参数优化设计

产液剖面测井能够提供井下各相流体的分层产持水率等参数。针对油田开发后期抽油井过环空产液剖面测井中存在着流量与持水率测量精度下降的问题，提出了集流法产液剖面测井技术。HDC集流法产液剖面测井仪采用涡轮流量计和持水率一体化设计，金属伞封隔流道，实现流量与持水两个参数的同时测量。     

电磁感应法测量井筒持水率方法研究

根据电磁波的传播特性和油、气、水的电性差异提出了利用电磁感应法测量井简持水率的方法。研究计算了双线圈传感器的感应电动势、信噪比和趋肤深度，为今后仪器的设计提供了理论依据。分析了油田进入高含水阶段井简内混合流体的流型，并参照固态非均匀介质电阻率分布模型，导出了井简内不同流动状态下的持水率和混合流体电导率的关系式。     

基于微带传输线阵列式原油持水率探测器设计

在大斜度井、水平井环境中检测原油持水率的空间分布信息一直是个难题。分析了阵列式电磁波持水率探测器的设计需求,讨论了实现该技术方案的关键问题。通过改进电磁波探测器的结构,提出了基于微带传输线阵列式原油持水率探测器的设计方案,进行了相关的理论分析和实验研究。按该方案设计的探测器可以用于检测油井截面上持水率的空间分布信息,相关的数据和结论对阵列电磁波持水率探测器的研发有实际参考价值。     

多频电磁波测井的数值模拟和实验研究

介绍了一种新开发的用于实验目的的多频电磁波测井系统。该系统井下探头为单发双收型，数据采用光纤进行传输，天线采用具有一定带宽的柱型偶极子天线，地面采用计算机控制的网络分析仪进行测量。天线的频率范围大约在40～100MHz。测得的幅度比和相位差用转换图版转换成直接反映地层物理性质的电导率和介电常数。介电常数主要取决于信号的相位差，而电导率主要取决于信号的幅度比。介电常数的灵敏度范围比较宽，而电导率小于0．001S／m时电导率的测量变得不敏感。用时间域有限差分法(FDTD)给出各种情况下油水界面时的多频电磁波测井响应，计算结果表明，即使在地层水不导电的情况下，介电常数也可用来区分含油层和含水层。给出该系统在试验井中的实测结果，井和井下电视的图像取得较好的对应。     

冀东油田气举找水判断地层出液方法

为准确掌握冀东油田油井主要产水层,便于有效堵水,实现油田稳产。通过采取气举找水技术,采用PLT生产测井组合仪进行油井产出剖面参数录取,利用温度、压力、流量和持水综合判断方法,通过两个应用实例有效判断油井地层出液。实际证明该配套方法安全可靠,测试成功率高,分析效果好,是解决冀东油田产出剖面问题新方法。     

气举找水全套测井技术在大港南部油区的应用

气举找水全套测井是一种多参数测井方法，主要测量井温、压力、持水率、流体密度、流量、磁定位等。该项测井技术在大港南部高含水油田油井动态监测和找水中的应用表明，测井成功率较高，测量参数多，测量资料较好地反映了油井在气举状态下的产出情况，可进行定量解释，提供井下各层的产油量、产水量，为油井卡水增油提供可靠的措施依据。     

同轴相位含水率计的研制与应用

根据高频电磁波通过含水率不同的油水混合介质时会产生不同的相位移，设计并研制出同轴相位含水率计。它采用同轴线作传感器，通过测量传感器两端电磁波的向移量来确定油水混合介质的含水率，可实现连续动态测量。当含水率超过70％时，仪器响应电压基本不受流量影响，对于高含水油田具有良好的应用效果。     

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塔里木盆地地质情况复杂,油气类型多种多样,目前已在多套层系发现了凝析油气藏;利用常规测井资料解释评价油气层,能够有效地识别并确定油气层和水层的界限,但却无法区分气层还是油层,以及如何准确划分油、气界面。电缆重复地层测试测井通过测量地层压力,建立压力—深度剖面,根据其压力梯度变化估算出地层流体性质,划分油、气水界面;中子、密度测井测量的地层含氢指数与地层介质的电子密度指数由于氢元素的存在而体现了很好的相关性,利用该相关性质可以确定地层液体含量（孔隙度）,识别流体类型;偶极横波成像测井提供了当今测量地层纵波、横波和斯通利波的最好方法,通过对全波的处理,可以提取大量的岩石机械特性,由于气层对纵横波速度的影响不同,因此可以利用纵横波速度比、泊松比来直观识别油气层,划分油、气界面。通过对以上测井方法基本理论的阐述,并在实例中应用新方法解决了常规测井资料无法解决的难题。研究结果表明,利用测井新技术、新思路,结合常规测井资料能够有效识别凝析气层,准确划分油气界面。     

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。     

基于折射率调制的持水率测定方法研究

论述了一种新型的油井持水率测定方法。它采用基于折射率调制的光纤传感技术，可避免传统电容法的不足。其持水率测定范围从０％￣１００％，精度〈１％。详细分析了这种传感器的特性，指出对于特定的外界折射率范围，需设计纤芯折射率、光纤半径、弯曲半径三个参量的最佳组合。     

Experimental study on interfacial waves in vertical core flow

The vertical annular pipe flow of two immiscible liquids with very different viscosities (also known as core flow) provides an efficient and low cost method for producing heavy oils in vertical wells using water as a lubricant. This liquid–liquid flow pattern is becoming attractive in the current Brazilian deep water production scenario. Understanding interfacial phenomena present in this flow pattern is crucial for appropriate design of the production system. New experimental data on wavespeed, wave length, amplitude and wave profile of interfacial waves and holdup in heavy oil–water core flow (crude oil with 500 mPa s viscosity and 930 kg/m³ density) inside a 2.84-cm-i.d. vertical glass tube at room temperature are presented and analyzed. The in-situ volumetric fraction of the oil is determined from the kinematic wave assumption and agrees very well with the measurements obtained via a proposed optical technique.     

介电测井资料校正方法及油水层的定性识别

介电测井所测量的是地层中传播的电磁波的衰减和相位移,并由此计算出地层的介电常数和是忸率。电磁波在地层中的传播效应受到地层电导率、介电常数及电磁波频率的共同影响。根据这些影响因素提出了一种针对阿特拉斯４７ＭＨｚ介电测井仪的测井资料校正方法,并应用常规声波曲线与介电常数重叠的方法有效地定性识别油水层。     

高频电磁加热稠油储层温度分布及其影响因素分析

为了准确分析高频电磁加热过程中影响稠油储层温度分布的因素,以电磁场和传热理论为基础,考虑稠油储层电导率、相对介电常数随频率变化,导热系数、比热容随温度变化的实际情况,建立了描述储层性质动态变化的数学模型,并采用多物理场模拟软件COMSOL求解数学模型,采用对比法分析了不同因素对温度分布的影响规律。计算分析发现:电磁波功率的提高有助于增大储层加热深度;较大的电磁波频率可引起波源附近储层温度升高,但温度随深度增大急剧下降;考虑储层性质动态变化时计算出的温度分布,与假设储层性质恒定时的计算结果存在差异;在一定变化范围内,储层温度值随相对介电常数和电导率增大而增大。研究结果表明,储层性质、电磁波功率和频率对储层的温度分布有明显影响,建立的考虑储层性质动态变化的数学模型为高频电磁加热稠油技术的现场应用提供了理论依据。      

基于正交天线的随钻方位电磁波电阻率成像响应特征模拟

随钻方位电磁波仪器由于具备地层方位分辨性及较大的边界探测深度在地质导向中应用广泛。在常规电磁波电阻率接收天线附近增加横向天线,组成一个正交接收天线,分别接收不同分量电磁场信号。将不同分量、不同线圈距电磁场信号进行归一化组合,利用数值模拟对不同地层模型以及井眼轨迹的成像特征和规律进行模拟分析。数值模拟结果表明,不同分量、不同线圈距的电磁场分量组合可以合成方位电磁波电阻率,方位电磁波电阻率探测深度主要由横向天线测量的定向电动势信号决定。方位电磁波电阻率成像受地层电阻率对比度、相对井斜角以及地层厚度影响,可以准确直观地反应出井眼与地层的相对位置关系以及地层电阻率各向异性。通过对基于正交天线的方位电磁波电阻率成像方法模拟,可以更好地解释横向电阻率变化并指导地质导向应用。