油田测试技术讲座PPT.ppt

测试技术介绍,二一二年八月,在油气田的开发进程中，动态监测技术是正确认识油气藏、评价油气藏、科学高效开发油气田、提高采收率的重要手段。动态监测工作始终贯穿于油田勘探开发的整个历程。因此，被形象比喻为油藏开发的“眼睛”，油藏诊断的“大夫”。测试公司作为油田范围内专业性的动态监测技术服务公司，始终以取全取准各项动态监测资料，提高资料解释准确率和符合率为己任，为油气生产单位提供准确的第一手动态监测资料，努力服务好油气田的增储上产工作。测试公司目前主要从事油田生产测井和生产测试任务。生产测井：指在油井投产后至报废整个生产过程中,所进行的地球物理测井的统称。生产测试：是一种通过获得有代表性储层流体样品、测试同期产量及相应的井底压力资料来进行储层评价的技术。,测试公司目前主要承担油田范围内的动态监测任务，主要包括生产测井和生产测试两大类10大项，32小项。,一、生产测井技术,1.1、产出剖面,汇报内容,二、生产测试技术,1.2、注入剖面,1.3、饱和度测井,1.4、工程测井,2.1、压力测试,2.2、水井调配,2.3、水井验封,产出剖面测井是了解油气井各射孔层产出能力的重要手段。通过产出剖面测井，可以了解各小层的产液，含水情况，从而采取相应措施，为封堵高出水层，提高其他层的生产动用情况提供依据。目前青海油田主要有4种产出剖面测井技术，油田范围基本上是采用集流式测井。,1、产出剖面测井技术,集流式产液剖面测井仪器外径为21mm、26mm，可以满足5和7套管测井需求。年测井工作量在200井次左右，测井主要分布在主力油田。,测井参数主要用途：磁定位、伽马：主要用于校深；井温：反映井下温度分布情况，可以判别流体产出位置及类别；持水率：主要反映和计算井下流体（水-烃类）中的含水率；流量曲线：主要用于计算流体的视速度。,1、产出剖面测井技术,测井仪器系列主要有:,生产测井组合仪包括：（1）磁定位（2）自然伽马（3）井温仪（4）压力仪（5）持水率计（6）流量计,低产液油流量测井技术,测井原理：集流伞被撑起，套管内形成一个开口向下的密闭空间，向上流动的油、气、水三相由于密度差异和重力分离作用，形成了油水界面。测量电极处于水相分离段时，测量信号输出低电平，频率值为f0，随着油量不断累积，油水界面不断下移，油柱高度增加，测量信号输出高电平，频率值依次为f1-f4。由油水界面测量电极输出信号的频率大小的时间差，即可求出油流量。,低产液油流量测井原理示意图,低产液油流量频率台阶示意图,1、产出剖面测井技术,一、生产测井技术,1.1、产出剖面,汇报内容,二、生产测试技术,1.2、注入剖面,1.3、饱和度测井,1.4、工程测井,2.1、压力测试,2.2、水井调配,2.3、水井验封,注水开发是保持地层能量开采的一种有效方式。通过注入剖面测井，求取各小层的吸水量，可为调驱调剖措施提供资料依据。目前青海油田主要有3种注入剖面测井技术。,同位素测井,氧活化测井,示踪相关测井,1,2,3,序号,主要用途,测井技术,应用范围较为广泛,解决大孔道地层、本底伽马高值、检测管柱、工具漏失,解决低流量注水井注入剖面测井,2、注入剖面测井技术,2、注入剖面测井技术,同位素示踪法注入剖面测井同位素示踪法注入剖面测井是从油管内下井，采用一次下井分次测量的方法，通过射孔层上同位素曲线叠合异常面积的大小及温度的变化，确定注水井的吸水剖面。主要适用于中高注入量（20-40 m3/d）井，用于了解厚层细分吸水能力是该测井方法的优势，可用于检测小层吸水量、厚层分段吸水量等。该测井方法适用区域主要为昆北油田、跃进二号油田、油砂山油田、狮子沟油田、七个泉油田、乌南油田（油藏射孔间距不大，吸水层位温度异常明显，同位素曲线在吸水层位包络面积明显）等。,2、注入剖面测井技术,连续示踪相关测井工艺示意图,连续示踪相关测井：在配水器（配注井）或喇叭口（笼统井）上方一定距离（根据注入量和压力而定）释放调配好的与井内液体相同比重的具有放射性的混合溶液（现在测井所用的是液体同位素I131和聚合物的混合液体），活化液随井内流体一起流动，这时快速上提和下放仪器追踪活化液，伽马探测器就会测到高峰值曲线随不同时间的深度变化，经相关运算，就可以算出流量。,2、注入剖面测井技术,仪器组合示意图,2011年应用连续示踪相关测井仪完成35井次吸水剖面测井。从测井解释成果与同位素测井成果对比中可以看出：连续示踪相关测井在低注入量、温度曲线反映不明显、同位素沾污严重、不上返等方面应用效果较好。,连续示踪相关测井特点：、与同位素测井对比，克服了大孔道、深穿透射孔、沾污、窜槽、漏失的影响。、与脉冲中子氧活化测井对比，秉承了其优点，并且降低了测井成本。、喷射器与组合仪采用标准的快速卡扣接合方式，降低了工人的放射性照射时间。、该技术具有较高的测量精度、较低的测量下限，能比较准确地测量出各小层的吸水能力，对于低注入量的井具有明显的优势。,2、注入剖面测井技术,脉冲中子氧活化水流测井原理示意图,脉冲中子氧活化水流测井，就是利用中子发生器产生高能（14.1MeV）中子轰击、激化氧核，产生放射性氮同位素16N，同时释放出高能的伽玛射线。,通过对高能伽马射线的测量，就能够反映油管内、油套环形空间以及套管外16的分布情况，从而判断出仪器周围水的流动情况。根据源距和活化水通过探测器的时间决定流动速度。通过流动速度，结合流道的横截面积来计算流量。,2、注入剖面测井技术,仪器长度：TTTC部分 2.18mSpFL部分 5.48m 总长：7.66m仪器外径：42.9 mm耐温：1630C 耐压：103.4 MPa流速范围：0127 ft/min,1.2米,氧活化测井仪器,2、注入剖面测井技术,一、生产测井技术,1.1、产出剖面,汇报内容,二、生产测试技术,1.2、注入剖面,1.3、饱和度测井,1.4、工程测井,2.1、压力测试,2.2、水井调配,2.3、水井验封,套管井储层饱和度测井主要是用于确定生产井储层剩余油气饱和度，并且可以在水淹层评价，寻找潜力层和未动用层，有效识别气层，低阻油气层、低孔低渗储层评价，复杂岩性识别等地质应用方面发挥着重要作用。,3、饱和度测井介绍,目前油田主要开展了四种饱和度测井技术。,3、饱和度测井介绍,PNN测井就是通过脉冲中子源发射出14MeV高能中子流，并通过高能中子流去轰击地层，相继发生以下四种反应。1、快中子与原子核的非弹性散射 2、快中子与原子核的弹性散射 3、辐射俘获核反应 4、中子活化,与传统中子寿命测井相比，PNN测井记录的是未被地层俘获的剩余热中子数，无本底影响；其独有的Sigma成像技术，可以消除管柱及井眼流体影响；交绘图技术可以提高饱和度解释精度。可过油管测量。,1、前期热中子衰减影响区2、井眼影响区3、地层区4、统计涨落影响区,3、饱和度测井介绍,直径:43mm长度：5688mm耐压：138MPa耐温：175径向探测深度:300mm中子源输出：1.8108中子/秒输出中子能量：14.1MeV测井速度：1.5-2.5m/min适应最小内径：47.6mm,PNN测井仪器介绍,3、饱和度测井介绍,跃4930为堵水补孔措施井，根据PNN解释结果，封堵-8、11、13、14小层，补射-15、17、19小层。措施后，效果明显。,补射,封堵,跃4930井PNN测井效果分析,实例分析：,跃4930井产液剖面成果图(2011.5.4),从生产曲线看，初期产油量在30m3/d以上，含水15%左右，说明堵水补孔见效。2011年5月4日测产液剖面，与PNN测井资料解释相吻合。,跃4930井PNN测井效果分析,PSSL脉冲中子全谱饱和度测井仪是通过测量不同时间不同过程的特征伽马射线的时间和幅度分布，形成了四种伽玛射线谱，其信息覆盖了快中子和物质作用的所有过程。其中非弹散射伽玛、俘获伽玛能谱、热中子衰减时间谱充分反映了井眼和地层信息，活化伽玛能谱及其时间谱用于寻找各种管外、管内流体，为解释处理提供更加全面的原始资料。该仪器集碳氧比能谱测井、碳氢比能谱测井、氯能谱测井、钆示踪能谱测井、中子寿命测井于一体，能在10%以上孔隙度和可变矿化度条件下，对套管、水泥环等介质外地层的剩余油饱和度进行测量，多种测井方法的交互使用，使得该仪器解释符合率大大提高。,PSSL测井技术,3、饱和度测井介绍,从四种系列仪器可以看出，仪器耐温、耐压都能满足油气田测井需要。由于绝大部分油气田地层水矿化度都较高（10万ppm），地层俘获截面测井较适合。由于PSSL全谱测井兼顾C/O测井模式，仪器外径达90mm，仅在套管中能测量，其他三种均能过油管测井。在今后动态监测工作中，根据油气藏特性，开发动态，优选测井系列组合，达到最佳测井效果。,一、生产测井技术,1.1、产出剖面,汇报内容,二、生产测试技术,1.2、注入剖面,1.3、饱和度测井,1.4、工程测井,2.1、压力测试,2.2、水井调配,2.3、水井验封,工程测井目的：提供油水井套管、水泥环技术状况信息，指导射孔、修井等作业施工，延长油水井使用寿命，提高油田开发的效益。,4、工程测井技术,工程测井分类：1、套管质量检测 2、固井质量检测 3、压裂作业状况,目前，青海油田测试公司主要开展了5大类工程测井技术。,套管质量检测,4、工程测井技术,4.1 套管质量检测,机械式井径测井仪,电磁感应测井仪,套管质量检测主要有机械式井径测井，电磁感应测井两种方式。主要用途：检测套管的变形、腐蚀穿孔、错断状况、射孔质量。,4、工程测井技术,A:机械式井径测井（MIT（40臂）、X-Y、24臂、40臂、56臂）原理：通过井径仪器的测量臂与套管内壁接触，将井径测量臂的变化与套管内壁的变化建立关系，从而获取套管内径。优点：1、井径成像仪分辨率较高，有三维成像图显示、立体直观。2、与方位井径仪组合，可以判断套损的受力方位。,井径系列仪器技术指标,4、工程测井技术,四十臂（MIT）,MIT是2007年由英SONDEX公司引进的新型的多臂井径仪。它采用单芯电缆供电和传输信号。技术指标 直径：70MM 长度：1680MM 重量：28KG 耐温：177 耐压：137MPa 测速：10-36m/分钟 测量范围：3-7.5 分辨率：0.007mm 精确度：0.03mm,4、工程测井技术,多臂井径（24、40、56）成像检测系列仪器性能指标,4、工程测井技术,多臂井径检测系统（24/40/56臂井径测井）,仪器特点：提供温度曲线、仪器斜度；地面3D显示、套管内臂平面展图,4、工程测井技术,X-Y是在套管同一截面内，记录互相垂直的两个套管内径值，确定套管截面的椭变程度。目前主要利用X-Y井径仪，在多臂测井前进行通井作业，记录套管变形位置。,跃8520井解释成果图,X-Y井径测井仪,4、工程测井技术,B:电磁感应测井（MID-K、MID-S、MTT等）原理：根据套管的金属缺陷引起的电磁效应来研究套管状况，如套管越厚的地方，电磁波的传播速度慢，幅度小，而套管薄的地方则相反。优点：主要在计算套管臂厚、识别孔、缝、洞具有优势；施工方便、可不起下油管。,4、工程测井技术,电磁感应测井（MID-K、MID-S、MTT）仪器性能指标,MID-K测井仪,俄罗斯MID-K测井仪有纵、横向两种探头。纵向探头比横向探头测量范围大。纵向探头主要测：探测多层管的结构；探测管柱纵向上的损伤。横向探头主要测：探测内层管柱横向损伤；确定损伤是“对称”还是“不对称”的。,4、工程测井技术,MID-K 仪器实物图,MID-S仪器结构图,MID-S是俄罗斯新一代的电磁探伤测井仪。在MID-K的基础上增加了6个横向探头。结构：仪器主要由4部分组成：上下部扶正器、探头部分、温度计以及电子模块。,优点：除MID-K的功能外，探测范围大，能识别较小的损伤，如穿孔等。,MID-S测井仪,4、工程测井技术,套管质量检测的应用,4、工程测井技术,1513.9-1515.3m,1504.6-1506.6m,1508.5-1510.8m,4.2 固井质量检测,固井质量测井：是测量声波在介质中传播的反射、传播速度和衰减特性，检测套管和水泥环状况。,用途:1、精确评价水泥上返高度 2、详细评价第一界面水泥胶结情况 3、评价第二界面水泥胶结情况 4、准确评价第一界面存在的槽道、孔洞的位置及分布情况,4、工程测井技术,RIB测井仪是引进美国Titan公司的新型固井质量测井仪器。结构：RIB测井仪的声系包括发射探头、1.5英尺扇区接收探头及3英尺和5英尺的接收探头。优点：该技术不仅有常规的CBL（3英尺）和VDL（5英尺）测井，而且提供1.5英尺平面上均匀分布8扇区测井，用以检测出水泥环微小区域的胶结情况如微环隙、水泥沟槽、判断快速地层等。,RIB八扇区水泥胶结测井仪,4、工程测井技术,跃-1为采油井，1999年对193和209号层试油投产后，产油0吨/天，日产水为21方、含水100%，两个射孔层上面都有水层，RIB测井成像图显示这两个射孔层与水层之间存在水泥缺失，说明193和209号层出水是由水层出水窜槽引起的。,跃-1 RIB八扇区水泥胶结测井图（20110727）,层之间窜槽识别,固井质量检测的应用,4、工程测井技术,测井原理:用两个相互垂直安放的重力加速度计，测量两个重力加速度分量，通过电子线路转换处理，得到井身斜度信息。,用途：1、测量井的井身斜度和倾斜方位。2、测量套管大段弯曲的斜度和弯曲方向。3、检查正在钻进的定向井的定向方位和斜度。4、与套损检测技术结合确定套损方位。技术指标：方位角：0360,误差2；井斜角：090,误差0.15；工具面角:0360,误差3；温度：（20+120）,误差1；磁定位中心频率：（201）kHz10%，信号变化率500Hz；自然伽马测量范围：010000cps，分辨率1pcs，计数稳定性7%。,4.3 方位、井斜测井（陀螺仪）,4、工程测井技术,测井工艺及用途：由测井电缆将仪器下入井中，通过测取压前、压后井温曲线，对比分析以此获取压裂裂缝高度。,温度测井,4.4 压裂监测技术,压裂井温测井,4、工程测井技术,测试工艺及原理：是随压裂管柱下入抗震、抗压、高精度压力计，可以录取压前测试、压裂酸化期间、停泵后的压力数据。用途：可以判定施工过程中裂缝的延伸情况、确定地层参数、分析计算裂缝的长度、高度；闭合压力、导流能力、滤失系数以及液体效率等参数。,井中压力计监测,4、工程测井技术,4.4 压裂监测技术,一、生产测井技术,1.1、产出剖面,汇报内容,二、生产测试技术,1.2、注入剖面,1.3、饱和度测井,1.4、工程测井,2.1、压力测试,2.2、水井调配,2.3、水井验封,压力测试就是地层中流体流动试验，通过测试地层压力、温度和流量变化等资料，研究油气藏和油气井工程问题的一种间接试验方法。,1、压力测试,测试目的：1、探井中可以提供储集层的原始压力；2、生产井中可监视井内流动压力及生产层压力变 化情况；3、在油气藏动态分析中，分析井内流动动态，估计油气 层产能，并为估算储层产量和特性参数提供依据。,1、压力测试,根据流体在油藏中的流动状态，压力测试可分为常规压力测试、不稳定试井和稳定试井。,对于单井而言，常规压力测试主要有两项，分别是静压和流压。静压是指油井投入生产以后，利用短期关井，待井底压力恢复稳定时，测得的油层中部压力，它是油层压力的反映；流压是指油井正常生产时测得的油层中部压力，这个压力与井筒中的压力之间的压力差将决定油井的生产能力。测试工艺：油井压力测试主要为过环空测试和起泵压力测试。,1、压力测试,不稳定试井是测取油、水井工作制度改变后一段时间内井底压力随时间的变化过程，从而认识地层性质的方法，即常说的压力恢复（或压降）。主要用途：提供地层的渗透率、井的污染程度、地层非均质特性、边界和储量。压力恢复是生产井在稳定生产的条件下，关井测量并绘制出井底压力随时间的恢复曲线。压力降落是指生产井在关井后达到相对稳定状态后重新开井生产，测量并绘制出井底压力随时间的降落曲线。,1、压力测试,干扰试井是选择一口激动井和若干与激动井相邻的观测井组成井组，通过改变激动井的工作制度，使地层中压力发生变化，并记录观察井中的压力。主要用途：根据压力变化资料确定地层的连通性，并提供井间地层的流动系数、导压系数和储能系数等地层参数。测试条件电缆直读试井；激动井和观测井都要有较长的稳定生产时间；激动井和观测井距离合适（方案设计要求应该能探测到响应信号）；具备下入压力计的条件（如抽油机井的偏心测试孔）；下井仪器测试通道畅通；测试仪器具备长时间测试功能；测压期间，邻井工作制度一定要保持稳定。,1、压力测试,产能试井是改变若干次油井、气井或水井的工作制度，测量在各个不同工作制度下的稳定产量及与之相对应的井底压力，从而确定测试井的产能方程和无阻流量。主要用途：确定油气井的产能方程、IPR曲线、合理的工作制度等。,1、压力测试,生产指示曲线,一、生产测井技术,1.1、产出剖面,汇报内容,二、生产测试技术,1.2、注入剖面,1.3、饱和度测井,1.4、工程测井,2.1、压力测试,2.2、水井调配,2.3、水井验封,注水井的目的就是弥补原油采出后所造成的地下亏空,保持或提高油层压力,实现油田稳产、高产。注水井地有效使用依靠合理的水井调配。水井调配是实现油田分层注水和精细注水的有效手段。调配目的：通过调配，各注水层段达到理论地质配注量。,2、水井调配测试技术,2、水井调配测试技术,传统水井调配技术,传统分层调配工艺用偏心堵塞器作为井下分层配水的工具，采用多次投捞堵塞器更换水嘴的方式进行调配作业，从而达到分层配注目的。主要工具有投捞器、流量计、堵塞器、水嘴。测试，调配时要逐层进行打捞、投送，有时还要重复多次，工作量大，成本高。为简化水井调配工艺，近年来测试公司引进测调联动分层配注工艺、免投捞桥式同心配水器。,测调联动测试技术是在现有偏心分层注水管柱的基础上，利用地面仪器和井下自动测调仪实现水嘴自动调节并监测注水量的一种测试技术。特点：根据注水量大小实施测调一体化，以达到理论配注量，具有施 工周期短，调配成功率高等特点。目前主要集中在油砂山、南翼山、油泉子油田。,可调水嘴,地面控制系统,流量测调井下仪,2、水井调配测试技术,测调联动测试技术,2、水井调配测试技术,免投捞桥式同心配水器是一套全新的注水调配模式。它使用了同心可调式配水工作筒，使用的工具主要有：同心智能测调仪、地面控制器。目前该仪器正在尕斯E31油藏应用。优点：配水工作筒和可调水嘴一体化设计，不在需要进行水嘴投捞工作；井下调节器与配水工作筒的定位对接和水量大小调节对接均为同心对接，对接成功率很高。流量测量和调节注入量大小同步进行，并且可在地面控制器的显示屏上进行可视化同步操作；具有较大流通面积的桥式过流通到。,新技术,桥式同心配水工作筒水流出口为两个对称的大小可调的窄长型椭圆出口，在保证最大注入量的情况下，实现水流量调节的高分辨率，实现细分精细化注水。,全开状态,全关状态,半关状态,2、水井调配测试技术,一、生产测井技术,1.1、产出剖面,汇报内容,二、生产测试技术,1.2、注入剖面,1.3、饱和度测井,1.4、工程测井,2.1、压力测试,2.2、水井调配,2.3、水井验封,注水井封隔器的作用是与各种配水器配套使用，用来分隔油层，实现分层注水、分层测试、分层作业和保护油层上部套管。井下封隔器的密封状况直接决定着分层注水的质量，影响油田注水发效果，因此检查注水井井下封隔器的工作状况是非常有必要的。目前测试公司主要开展了两类验封技术：堵塞式压力计验封、流量式压力计验封。,3、水井验封测试技术,堵塞式压力计,验封原理：通过环形空间的压力变化情况判断封隔器密封情况。验封工艺：首先将井内配水器偏心空中所有的堵塞器全部捞空，然后将堵塞式验封压力计投入配水器偏心空内，然后在地面进行开关井，后将仪器提至地面进行回放，观察压力变化曲线。资料解释标准：所测得的数据又压力和温度组成。如果封隔器密封完好，在地面开关井时压力曲线将保持不变或 缓慢下降，如果封隔器密封不严，压力曲线将随着地面开关井而变化，,3、水井验封测试技术,堵塞式验封压力计,验封原理：是用仪器将油管分隔成上下两部分，然后根据上下油管的压力变化情况判断封隔器密封情况。验封工艺：首先向井内所有配水器偏心空内投入堵塞器（堵塞器内必须为活嘴），后将压力计坐入配水器工 作筒内，在地面进行开关井，后将仪器提至地面回放。资料解释标准：录取流量、温度和密封圈上下油管压力。若流量计没有记录到流量，则压力计座封严密；若 有流量，则座封不严密验封失效。若封隔器密封完好，上压力计曲线会随地面工作制度而变化，但下压力计曲线不受影响，将 保持不变；若所验证的封隔器密封漏失，下压力曲线也将会随地面工作制度变化而变化。,3、水井验封测试技术,流量式验封压力计,从图中可看出当仪器坐封在偏三配水器工作筒上，调节井口压力，下压力计显示的压力曲线不随工作制度变化而变化，说明三封密封严；当仪器坐封在偏三配水器工作筒上，调节井口压力，下压力计显示的压力曲线随工作制度变化而变化，并且图中该段流量为零，说明仪器座封严密，因此是由于二封失效引起的上部与下部压力串通。,谢谢大家!,