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淺析氣田液體渦輪流量計產氣剖面測井技術及應用

發布時間:2019-09-05  發布作者:

摘 要:產氣剖面找水測井作為一種動態監測手段,為氣田動態分析和開發調整可提供第一手的資料,通過應用各種動態監測資料,動靜結合,系統分析,能為氣藏精細管理、精細開發提供更堅實的技術支持 。隨著連續油管作業技術的完善與拓展,以及液體渦輪流量計生產測井儀器的研制與應用,液體渦輪流量計產氣剖面找水測井為氣田液體渦輪流量計產出監測中提供了更多依據。
液體渦輪流量計測井需要借助特殊的測井儀器輸送工具(如連續油管、爬行器等)實現儀器下井,同時還需要配套的測井工藝和特制儀器才能取全取準地層參數 [1] 。從整體上來看,液體渦輪流量計平均單產、日產能、遞減率等指標保持良好,但隨著開發的深入,地層壓力下降,加之開采不均衡,縱向上壓力系統紊亂,平面上由于邊水推進等,導致高產井、重點井水淹或停躺越來越嚴重 [2] 。近幾年通過技術引進、攻關與生產實踐,液體渦輪流量計產出剖面測井技術對準確掌握液體渦輪流量計段的溫度、壓力、含水、產出量變化和分段產出貢獻率,并依據生產監測成果制定合理有效的液體渦輪流量計開發政策和治理措施發揮了積極作用 [3] 。
1 液體渦輪流量計生產測井技術現狀
從二下世紀六、七十年代開始,美國用連續油管輸送多參數生產測井組合儀測量液體渦輪流量計的水竄、氣竄和主產油氣層段,計算其產出率。進入九十年代,美、英等國用機械爬行器推送多參數生產測井組合儀測量液體渦輪流量計的產出剖面,用注硼中子壽命測井識別液體渦輪流量計出水點和水竄井段,俄羅斯用硬電纜推送多參數生產測井儀進行大斜度井和小曲率液體渦輪流量計的產出剖面測井,國外的液體渦輪流量計生產測井儀以斯倫貝謝公司的FlowScanner為代表。本世紀初,我國開始研究液體渦輪流量計動態監測方法與施工工藝,2009年勝利油田用機械爬行器推送多參數生產測井儀開展液體渦輪流量計的產出剖面,長慶油田用油管正洗井方式水力推送氧活化儀下井后氣舉測量液體渦輪流量計的出水井段。2011年底江漢油田用連續油管內穿電纜方式成功進行液體渦輪流量計可視化產出剖面測井 [4] 。
在液體渦輪流量計動態監測技術的發展過程中,也出現過一些問題,譬如2011年,勝利油田用機械爬行器推送多參數生產測井儀測量液體渦輪流量計產出剖面時,出現機械爬行器卡死在A靶點造成油井大修作業。2012年四川涪陵焦石壩頁巖氣井用機械爬行器推送測井,經過多次常嘗試后才完全進入水平段取全資料?v觀國內外液體渦輪流量計測井工藝方法,用硬電纜輸送的液體渦輪流量計測井方法只適合于小曲率短距離液體渦輪流量計測井。用常規作業油管輸送液體渦輪流量計測井方法適合于水平段儲層靜態參數測量或動態找漏竄。由于受井眼條件的限制,采用機械爬行器的測井方法更適合于規則井眼的液體渦輪流量計生產測井。用連續油管推送生產測井儀器是比較安全可行的,它對于不同曲率和長度的液體渦輪流量計均具適應性,尤其在波狀和臺階狀的液體渦輪流量計眼顯示出其優越性。
2 液體渦輪流量計產出剖面測井關鍵技術
結合氣田液體渦輪流量計的井眼大小,針對近水平、臺階狀等不同軌跡和裸眼、篩管不同完井方式的液體渦輪流量計,采用Φ38mm直徑的生產測井儀器及扶正集流裝置、井口高壓防噴裝置,在不壓井狀況下通過連續油管穿電纜輸送,連續測量地層的自然伽馬、溫度、壓力、含水、流密和產出量,含水率成功開展20多口液體渦輪流量計的七參數產氣剖面測井,并在實踐中不斷改進和完善,逐步形成了一套液體渦輪流量計產氣剖面測井的配套技術。
2.1 穿電纜輸送及高壓密封技術
采用連續油管穿電纜液力噴射輸送測井儀器時,通過連續油管車載液壓泵驅動液壓馬達產生5000psi的液流輸送到連續油管內置電纜的環空,再輸送至油管尾部噴嘴,利用噴嘴的噴射孔聚流產生高壓噴射流拍打井眼管壁后形成反作用力來驅動測井儀器進入液體渦輪流量計底。噴射液體可以是活性水,也可是液體CO 2 或液氮。在自噴采氣井中進行產氣剖面測井,必須確保測井儀器起下過程中井口的高壓密封。目前國內外普遍采用連續油管液控手自兩用四閘板防噴器和液壓與橡膠雙密封防噴盒連接防噴管的高壓防噴裝置,連續油管穿電纜測井采用較高耐壓可達70Mpa高壓井口液壓密封裝置;電纜從連續油管兩端引出時,通過連續油管滾筒滑環動密封裝置和連續油管與測井儀器配接裝置解決了連接端的高壓密封。
2.2 測井儀器及扶正集流技術
液體渦輪流量計產氣剖面測井采用多參數生產測井系統和井下測量儀器,儀器外徑Φ38mm,張傘較大直徑Φ180mm,耐溫150℃,耐壓60MPa,能在Φ139.7mm或Φ177.8mm的套管內連續測量井筒內的流量變化和持水率變化曲線。所采用的全集流渦輪流量計、電容式持率儀和音差密度探測器的較低啟動流量4m 3 /d,較大20×10 4 m 3 /d,含水測量范圍5%~100%,適合中-高產液量低、中、高含水井的產出剖面測量;集流傘作為儀器與套管形成環形空間的封隔部件,對測井資料的準確性至關重要,所采用的燈籠體集流傘筋耐擠壓30MPa,特質傘布抗沖擊力20kN,布傘電動張收范圍35~180mm,能滿足流速0~15cm/s的流體沖擊力。該種儀器除具有優越采集測量性能外,采用超強特質滾輪扶正器和柔性短節,在保證扶正的同時較大限度第減小了儀器下井時的摩擦阻力,確保在液體渦輪流量計段的集流傘居中和儀器運動順暢。
2.3 液體渦輪流量計產出剖面解釋
由于多項流中油氣水各相之間存在多變的相界面,相界面的形狀和分布情況會隨著流動過程隨時變化而且具有較大的隨機性,加之在產出過程中存在段塞流,各相并非均勻混合,而是趨向于保持分離并具有不同的相對流速。流體對于置于管內渦輪的作用力使渦輪轉動,其轉動速度在一定流速范圍內與管內流體的流速成正比,通過對不同流相的流速測量后,即可得到某解釋層的各相的流量。
在具體解釋中,通常用井溫曲線的變化特征來定性判別主產氣層段和主產水層段。氣體從地層出來后會降壓、膨脹、吸熱,主產氣段則井溫曲線出現明顯降溫異常;若某層段為主產水段,很可能會出現明顯升溫異常。定性評價某層段的產出狀況時,根據完井隨鉆測井曲線結合產氣剖面測井曲線形態劃分成若干小段,采用上述公式即可得出各層的產量,利用電容式持率儀在不同流量的流體進入電容器后電容量會發生變化,進而可轉換成流體含水與持水率的之間的關系,進一步計算得出該層段的含水狀況。
3 現場應用實例
2013年采用連續油管+存儲式測井儀完成5口井六參數測井。2014年采用連續油管+電纜+直讀七參數(密度)測井儀進行8口井測井。2015-2017年針對氣田液體渦輪流量計含水快速上升,加大了時間推移產出剖面測井,對于認識液體渦輪流量計不同產層段出水狀況和出水規律起到了積極作用。
整體來看,該井產氣段主要集中在水平段靠近A點部分,中部層段水淹相對嚴重,靠近B點的中下部弱產水且產氣量相對較低,井溫曲線上也表現處中部層段相對高值,靠近B點的中下部相對低值。由此可見,隨著開發過程的深入,液體渦輪流量計不同井段的產氣量、出水層段有著明顯的變化,及時掌握這種變化規律,對于準確把握液體渦輪流量計開發過程中合理措施的選定具有指導意義。
4 結語
(1)采用加厚和常規厚度組合的連續油管推送儀器對液體渦輪流量計產出剖面進行測井,對于不同曲率和長度的液體渦輪流量計均具適應性,尤其在波狀和臺階狀的液體渦輪流量計眼顯示出其優越性。
(2)液體渦輪流量計在不同開發階段,水平段的產氣量、出水層段有著明顯的變化,及時掌握這種變化規律,對于準確把握液體渦輪流量計開發過程中合理措施的選定具有指導意義。

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