提高过环空测井解释精度的方法研究*

黄春辉 胡金海 单宏宽 单福军 杨 琦

(大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司 黑龙江大庆)

提高过环空测井解释精度的方法研究*

黄春辉 胡金海 单宏宽 单福军 杨 琦

(大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司 黑龙江大庆)

目前,生产测井解释普遍采用在一定时间段内计算流量和含水率的平均值,然后利用平均值查含水率刻度图版来确定所要测量的含水率。分析认为该方法存在一定的误差。为减小测量误差,提高测井解释精度,开发了一种全新的逐点校正法,并编写了相应的软件。逐点校正法的特点是在测井时井下仪器能够对流量和含水率信号同时测量、传输,地面操作系统对这两路信号同时采集、存储,然后对含水率信号逐点进行校正,得到最优的测井解释结果。分析表明:逐点校正法能够有效地减小测量误差,提高过环空测井资料的解释精度。

过环空测井;过环空找水仪;含水率;流量;解释精度

0 引 言

过环空测井[1、2]是油田动态监测的重要手段,可为油田制定增产措施及开发方案提供参考数据。影响过环空测井资料解释精度的因素很多,以往更关注仪器本身的技术指标,即硬指标,忽视了软指标,即数据处理算法、解释方式、软件对其的影响。在仪器性能、技术指标一定的情况下,在过环空测井解释过程中,采取不同的解释方式,选择合适的数据处理算法和软件,改进完善解释方法也是提高测量精度的有效手段。

目前使用的过环空测井解释方法是利用流量和含水率的测量平均值在含水率刻度图版上进行插值,得到测量含水率。而实际现场测井时,受抽油机井冲程冲次的影响,测量的流量和含水率值在一定的时间内是变化的。利用平均值法进行计算给解释结果带来了误差,需要开发研究一种新的解释方法,以提高测井解释精度。

1 影响测量解释精度的机理分析

目前使用的解释方法为:首先对过环空找水仪在多相流模拟井内进行动态标定,得到流量及含水率刻度图版;在现场测试时,一定时间段内先测量流量,计算流量的平均值;然后测量含水率的仪器响应,计算平均值,通过查刻度图版的方法利用仪器响应平均值来确定测量含水率。由于目前的含水率刻度图版在一定范围内受流量大小的影响,流量越低,受流量的影响越严重,即受油水“滑脱效应”的影响。图1给出了某型号阻抗式过环空找水仪[3、4]的含水率刻度图版,图2为现场机采抽油机井中阻抗式过环空找水仪实测的流量测井曲线。

图1 某型号阻抗式过环空找水仪的含水率刻度图版

图2 抽油机井的流量现场测井曲线

从图1可以看出在同一含水率条件下,含水率仪器响应在一定流量范围内受流量的影响较大,尤其是在较低流量时影响更大,流量低于20 m3/d时影响尤为明显。所以测得的含水率仪器响应需要进行严格的流量校正才能获得较为准确的测量含水率,而流量的误差必然影响含水率的测量精度。从图2可以知道仪器测量的流量大小随抽油机的冲程、冲次呈周期变化,因此在以往的解释方法中采用平均流量代入含水率刻度图版求解测量含水率,在解释时会引起误差。

2 实例及误差分析

现场测井数据采集和解释方式影响着测量精度。目前普遍应用的产液剖面测井仪器,无论是阻抗式过环空找水仪,同轴相位仪还是过流式低产液测井仪,虽然能够实现流量信号和含水率信号的同时传输,但由于测井软件的限制,不能实现同时采集。通常是先采集流量信号,再采集含水信号,不同时间采集的流量值和含水率值分别取平均。解释时用流量和含水的平均值,并没有实现实时采集和实时解释。而前面的分析表明应该对某一时刻测量的流量和含水率响应实时解释,才能克服误差的产生。

1)实例分析

为了分析采用平均值法进行解释带来的误差,在一口抽油机产出井中进行了现场试验,试验中采用的测量仪器为阻抗式过环空找水仪。现场试验过程中,利用新开发的测量软件将同时传输来的流量信号和含水率响应信号进行采集记录,采集到的某一测点的混相脉冲曲线如图3所示。

图3 阻抗混相脉冲曲线

对图3中的混相值进行全水值校正,得到与流量数据同步的频率比值,即含水率仪器响应。用平均值法计算得到在此时间段内的含水率仪器响应平均值为:R=0.562526。流量测量得到此时间段内的流量平均值为:Q=17.98195(m3/d)。用这两值直接在图1的含水率刻度图版中利用插值的方法查图版,得到的测量含水率为:Yw=0.65。由此计算可得此测量点处的单位时间合层产水量为:Qw1=Yw×Q=17.98195×0.65=11.6883(m3/d),这是按常规方法测得的产水量。

2)误差分析

为了对平均值法产生的误差进行分析,对试验过程中采集的流量和混相值数据进行逐点处理,先对混相值数据进行逐点全水值校正,得到每一点的含水率仪器响应Ri,再根据每一点所对应的单位时间的流量值Qi查含水率刻度图版,即可得出这点所对应的测量含水率值Ywi,由此得出的实时含水率曲线如图4所示。

图4 逐点查图版所得含水率曲线

图中横坐标为实时采集的测量点数,纵坐标为实时计算所得到的含水率,流量与含水率逐点相乘进行计算,然后取平均值,计算得单位时间内的产水量,用此法算得的单位时间产水量Qw2=12.422 33(m3/d)。

折合成含水率为:Yw2=Qw2/Q=12.422 33/17.98195=0.691。

由此可知目前所用平均值法所产生误差为:(12.422 33-11.688 3)/11.688 3×100%=6.281%。此结果已经超过5%,因此目前的解释方法对测量结果影响较大。

3 提高解释精度的方法

综上所述,目前所用的计算方法会产生一定误差,为了减小误差,开发了逐点校正的计算方法。在现场进行测试时,井下仪器对流量和混相值信号进行同时实时传输,地面操作系统对流量和混相值信号进行同时采集、处理。然后根据全水值对混相值进行逐点校正,得到每一点的含水率仪器响应值,再根据每一点所对应的单位时间的流量值查含水率刻度图版,计算出这一点所对应的测量含水率。此法的产水量数学模型为:

式中,Qw为T时间内的水流量,(m3/d);Q为t时刻单位时间液体流量,(m3/d);Yw为t时刻对应测点的含水率;T为测量时间(d)。

为实现上述模型,减小误差,得到更准确的测量结果,有两种解决方法,一是现场实时校正法,二是回放逐点校正法。这两种方法均在软件中实现,投入成本较低,易于修改,结果准确,容易推广。

1)现场实时校正法

在现场测井时,采集测井数据的同时,对每点所采集的流量和含水率信号实时进行校正,并实时调用含水率计算子程序,然后实时进行处理,得到每点的含水率和产水量的曲线。其优点是结果直观,准确,测井同时可以得到所要的数据及曲线。缺点是对运算速度要求较高,需要修改部分测井软件。

2)回放逐点校正法

根据现场采集的数据,进行处理回放,然后逐点计算出相应的流量及含水率,得到所需的测量结果。此方法的优点是不用实时计算,对计算速度要求不高,结果准确。缺点是不能实时得到所要的数据及曲线。其软件主要流程图如图5所示。

图5 逐点校正法软件流程图

对目前所用的测井仪器,在实时传输的同时,需要对流量,含水率响应等参数同时进行实时采集。采用逐点校正的方法可有效地减小目前解释方法所带来的误差,提高解释精度。

4 结 论

1)目前所采用的测井数据平均值解释方法中存在一定的误差。

2)开发了能够同时实时采集流量信号和含水率信号的测井软件。

3)采用逐点校正法能够有效地消除误差,提高解释精度。逐点校正法要求生产测井仪器能够对流量和含水率信号进行同时实时传输,地面操作系统进行实时采集、处理,然后逐点校正。

[1] 谢荣华.生产测井技术应用与进展[M].北京:石油工业出版社,1998

[2] 崔庆保,高 臣,郭忠懿.大庆油田产出剖面测井技术研究与进展[J].测井技术,2007,31(1)

[3] 胡金海,刘兴斌,张玉辉,等.阻抗式含水率计及其应用[J].测井技术,1999,23(增刊)

[4] 刘学锋.高流量阻抗式产液剖面测井仪及其应用[J].石油仪器,2005,19(3)

Studies of improving the interpreation accuracy of through annulus log.

Huang Chunhui,Hu Jinhai,Shan Hongkuan,Shan Fujun and Yang Qi.

The production logging interpretation normally adopts the average values of measured flowrate and water cut in a certain time,then the measured watercut is interpolated based on the calibration chart according to the average values.Analysis shows there is a certain error in this method.In order to reduce the error generated by average method,and improve the interpretation accuracy of well logging data,a new point by point correction method to interpret through annulus well logging data is developed.The point by point correction method requires down hole tool to simultaneously measure and transmit flowrate and water cut mixture values to up ground in real time during on-site well logging.The ground data acquisition system can simultaneously collect the two data in real time.Finally,according to water cut calibration chart the measured water cut is calculated by using interpolation method.The calculated results show that the new correction method can effectively reduce the error,and improve the interpretation accuracy of through annulus well logging data.

through annulus;Impedance Through Annula Watercut Meter;water cut;flowrate;interpretation accuracy

P631.8+1

B

1004-9134(2011)04-0073-03

国家重大专项子课题长,国家重大科技专项经费资助(2008ZX05020-005)

黄春辉,女,1975年生,测井专业高级工程师,1998年毕业于石油大学(华东)应用地球物理专业,现在大庆油田公司测试技术服务分公司从事动态测井仪器研发工作。邮编:163435

2010-11-24编辑高红霞)

PI,2011,25(4):73～75

·计算机与通讯技术·