③持水率计 3、基本概念
持(相)率Y:指某相在管子横截面上所占据的份数。或者说,在某一定长度的管子内,某相的体积占总体积的比值。如持油率Yo、持水率Yw等。无量纲。(体积)。在油水两相:Yo+Yw=1;在油气两相:Yo+Yg=1;在气水两相:Yg+Yw=1;在油气水三相:Yo+Yw+ Yg =1。
含水率Kw:单位时间内通过管子某一截面水相的体积与全部流体体积的百分数。(流量)
滑脱速度、持相率、含水率三者之间的关系: Kw=Yw-[Vs×Yw×(1-Yw)]/V
由上式可以看出,Kw≤Yw,只有当Yw=0或Yw=1时,Kw=Yw。
电容法持水率计测井是测量生产井内流体持水率的一种重要方法。测量原理是利用油气与水的介电特性差异测定水的含量。由于碳氢化合物与水具有显著不同的介电常数,水的相对介电常数约为60~80,油气的相对介电常数为1.0~4.0,因而当测井方法得当时,可以具有较高的分辨能力。测井资料主要用于识别流体类型和求解各相流量。
④温度计
油层温度和井内流体温度的变化是油田勘探开发过程中非常重要的参数和信息。温度测井基于井眼周围地层是一个热稳定体的假定,自然温度梯度是由地球热扩散造成的。当热平衡的正常条件被破坏时,井内的温度梯度或径向温度分布就会发生变化。
温度测井通过测量温度梯度或局部温度异常来反映这些变化,推断可能发生的情况。
温度测井应在所有测井项目中首先下井测量,并在仪器下放过程中进行,以免仪器与电缆运动破坏原始的温度场。
井温曲线在油田开发中有着广泛的应用,可以为生产动态分析和井内技术诊断提供重要依据。分析的基本方法是将温度测井曲线同地温梯度线对比或将多次测量曲线进行比较,可对产液、产气层位、水泥窜槽、酸化、压裂效果进行评价。井温资料解释目前仍以定性分析为主。
⑤压力计
压力是重要的油田开发参数。目前,生产测井所用的井下压力计是应变压力计。它的原理是利用弹性元件受压力作用后产生一定的变形,这个变形应力将引起金属丝的电阻变化,根据电阻变化的大小测量未知压力。压力资料可以指示井内流动压力的变化,有助于流体参数换算、井内流体性质以及流动状态的判别。
五、井内流体的流动特性
1、相态
井内流体共有三种:油、气、水。共7种相态。 单相:单相油、单相气、单相水 相态 两相:油-水、油-气、气-水 多相
三相:油-气-水
2、流态
(1) 单相流动
大体上讲,流体的单相流动可分为两大类:层流和紊流。 层流:以平行直线状流动为主;紊流:以不规则的涡流和旋流为主。二者的判断准则:雷偌数NRe
NRe=D×V×ρ/μ 式中:NRe —雷偌数,无量纲 D—管子直径,cm V—流体的平均速度,m/s ρ—流体密度,g/cm3 μ—流体粘度,厘泊
这是Reynolds在1883年通过实验和理论分析得出的。
当NRe<2000时,为层流,这时平均速度V=0.5Vmax;当NRe>4000时,为紊流,这时平均速度V=0.8Vmax。
层流 紊流 由此可以看出,测井在井眼中的位置(居中、不居中),将直接影响到测量精度。
(2) 多相流动
多相流动的流态远比单相流动复杂的多。因为多相介质不是均质流体,流体与界面、流体与流体之间都有作用力的存在,而
且油、气、水的密度和粘度都不相同,这就存在一个滑脱速度(Slip Velocity)Vs的问题。
Vs=VL-VH
L—Light(轻相) H—Heavy(重相)
由于各相在管道中所占据的多少不同,还存在一个持相率Y的问题,因此,多相流动状态的研究一直是国内外专家、学者研究的热点问题。 3、基本概念
持相率Y:指某相在管子横截面上所占据的份数。或者说,在某一定长度的管子内,某相的体积占总体积的比值。如持油率Yo、持水率Yw等。无量纲。(体积)。在油水两相:Yo+Yw=1;在油气两相:Yo+Yg=1;在气水两相:Yg+Yw=1;在油气水三相:Yo+Yw+ Yg =1。
含水率Kw:单位时间内通过管子某一截面水相的体积与全部流体体积的百分数。(流量)
滑脱速度、持相率、含水率三者之间的关系: Kw=Yw-[Vs×Yw×(1-Yw)]/V
由上式可以看出,Kw≤Yw,只有当Yw=0或Yw=1时,Kw=Yw。 4、油、气、水的物性参数
储层流体性质参数,不仅是油气藏工程计算的重要参数,也是生产测井系列选择和资料解释的重要参数。这里着重讨论与测井解释有关的性质参数,并提出估算这些参数的相关式。 井中的流体有原油、天然气和地层水三种。它们都具有一般流体的物理属性,如密度、重度、粘性、膨胀性和压缩性;但各
自又有各自的特点。要预测油藏动态以及对测试数据和生产测井资料进行解释,就必须准确地认识油藏物理性质。根据需要这里仅讨论油、气、水物性参数的求取方法。
(1)油的物性参数(3个):
油的地层体积系数Bo、油的井下密度ρo、溶解油气比Rs 输入参数:ρo(up)、P、PB、T、TB、GG、TSEP、PSEP
Rs单位:英尺3/桶 (1英尺3/桶=0.1781米3/米3) (2)天然气的物性参数(3个):
天然气的偏差系数Z、气的地层体积系数Bg、气的井下密度ρg
输入参数:P、T、GG
(3)水的物性参数(2个):
水的地层体积系数Bw、水的井下密度ρw 输入参数:P、T、PPM(地层水矿化度) 具体计算公式:
1、原油的物性参数
地层原油的物性参数除饱和压力外,主要还有原油的溶解气油比、原油的井下密度、原油的地层体积系数、原油的粘度、压缩系数等。在生产测井解释过程中饱和压力是已知的,需要计算的参数是原油的溶解气油比、原油的井下密度和原油的地层体积系数。
① 原油的溶解气油比Rs
在地层条件下的原油溶解有天然气。单位体积原油中天然气的溶解量(这两种体积都要换算到地面标准条件之下)称为溶解