生产测井和射孔技术的新进展·石油勘探.ppt

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1、生产测井和射孔技术生产测井和射孔技术的新进展的新进展目 录一、新疆生产测井一、新疆生产测井-射孔情况简介射孔情况简介1.生产测井技术情况简介生产测井技术情况简介2.射孔技术情况情况简介射孔技术情况情况简介二、生产测井新技术二、生产测井新技术1.1.电磁探伤测井仪电磁探伤测井仪2.2.流动成像测井方法与仪器（正在研制）流动成像测井方法与仪器（正在研制）流动成像测井方法与仪器（正在研制）流动成像测井方法与仪器（正在研制）3.3.油井持水率微波测量仪油井持水率微波测量仪（正在研制）（正在研制）（正在研制）（正在研制）三、基础设施1.1.高温超高压实验装置高温超高压实验装置2.2.油、气、水三相流实验

2、装置油、气、水三相流实验装置3.3.高温高压对射孔弹性能的影响高温高压对射孔弹性能的影响一、生产测井一、生产测井-射孔射孔基本情况简介基本情况简介1、生产测井资源基本情况队伍情况：共13个野外作业队，测试分公司有野外作业队12个，仪器维修班组2个，后勤班组2个。东疆分公司有野外作业队1个和1个测井资料解释的油井技术组。研究所1个测井资料解释的油井技术室人员情况：全部从事生产测井的人人134人，测试分公司员工有99名，研究所有22人，东疆分公司有13人。其中，具有高级职称11名，具有中级职称人员34名，初级职称人员31名；本科毕业生36名，大专毕业生19名，中专毕业生28名，获成人中专同等学历的

3、25名，大中专以上学历人数占员工总数的60以上。资质认证情况：3个EXCELL2000数控测井队通过中国石油天然气总公司甲级队资质认证，其他10个队通过乙级队资质认证。一、生产测井基本情况简介生产测井基本情况简介1、生产测井资源基本情况设施情况：地面测井设备：EXCELL2000数控测井设备3套；便携EXCELL2000数控测井设备2套；八十年代中期从美国引进的DDL-数控测井设备2套；AT+数控测井设备一套；国产化的SSC93A数控测井设备5套；521数控测井设备2套。生产测井井下仪器：储层监测仪RMT、井壁圆周扫描仪CAST、脉冲回声仪PET、SONDEX组合仪、水泥胶结和变密度测井仪CB

4、LVDL、四十臂井径仪MSC、噪声温度仪BATS、七参数PL组合仪、1英寸五参数环空组合仪、五参数环空组合仪等。实验装置：油、气、水三相流实验装置；温度压力标定装置；固井质量标准井，测井电缆深度标准井等。一、生产测井基本情况简介生产测井基本情况简介 一、生产测井基本情况简介生产测井基本情况简介产液剖面测井2、测井服务项目：可进行4大类，15项测井技术服务；进行各种生产测井资料的解释和方法研究，进行油田油、水、气的动态研究；进行模拟生产井油、气、水三相流体实验研究等。自喷井产液剖面测井高压油气井产液剖面测井水平井产液剖面测井抽油井环空产液剖面测井高温热采井环空产液剖面测井注入剖面测井同位素流量计

5、组合测井水井连续流量计测井放射性同位素示踪测井一、生产测井基本情况简介生产测井基本情况简介工程测井储层监测测井2、测井服务项目：多臂井径成像套管检测测井电磁成像套管检测测井水泥胶结测井中子伽马校深测井噪声温度测井硼中子测井RMT测井3、服务情况服务市场：遍及新疆三大油田，并在九九年成功走出了国门，一个队在哈萨克斯坦阿克纠宾油田生产测井服务，为各油田提供了高质量的技术服务，赢得了用户的赞誉。业绩：每年完成生产测试作业2000井次左右；1993年完成国内最深的生产井产液剖面测井；2002年国内第一个完成水平井生产井的产液剖面测井。技术发展：广泛推广应用生产测井新技术，新工艺满足油田动态监测的需要。

6、在新疆石油管理局的支持下，不断更新生产测井装备，实现了生产测井装备从模拟到数控的飞跃；开展新仪器的研制和测井新方法的研究；监测技术向全方位，高精度方向发展，形成了装备精良，工艺先进的测井技术服务系统。一、生产测井基本情况简介生产测井基本情况简介二、射孔基本情况情况简介二、射孔基本情况情况简介 1、射孔资源基本情况队伍情况：全公司拥有射孔技术服务小队1个；射孔计算和质量验收组2个；射孔仪器修理组2个；射孔器材管理和装配班组2个；射孔工艺研究室1个；射孔器材质量常规检测组1个。射孔分公司有野外作业队8个，射孔计算和质量验收组个，后勤班组个；射孔工艺研究室1个；东疆分公司有野外作业队3个，射孔计算和

7、质量验收组个，后勤组1个；供应站射孔器材管理和装配班组2个；实验研究中心高温高压实验实际1个。人员情况：全公司从事射孔专业技术和管理工作的员工共130人，射孔分公司员工有84人，东疆分公司有35人，供应站有7人，实验研究中心4人；其中具有博士研究生学历1人、硕士研究生学历3人、在读硕士研究生1人、本科学历10人、大专学历36人、中专学历25人,占职工总数的54%；具有高级职称3名，具有中级职称人员10名，初级职称人员20名，取得HSE认证及ISO9000质量认证内审员资格的有2名。1、射孔资源基本情况资质认证情况：12个队射孔队通过中国石油天然气总公司乙级队资质认证。设施情况：地面设备：SSQ

8、-94B数控射孔仪11套和新开发的SMART2000数控射孔系统数控射孔地面仪。井下作业工具：各类井下测井仪器，各种规格的射孔枪、射孔弹、切割弹、开孔器等。实验装置：高温超高压射孔检测系统和射击孔弹打靶埸二、射孔基本情况情况简介二、射孔基本情况情况简介 改善渗流能力的射孔2、射孔服务项目：可进行3大类，15项射孔技术服务；进行射孔工艺研究，进行模拟地层条件下的射孔效能研究等。深穿透射孔技术服务超正压射孔技术服务复全射孔技术服务定向射孔技术服务复杂条件下射孔水平井射孔技术服务深井高温高压射孔技术服务老井再射射孔技术服务二、射孔基本情况情况简介二、射孔基本情况情况简介欠平衡钻井配套射孔技术服务深井

9、高温高压射孔技术服务 产液剖面测井2、射孔服务项目：TCP多层分级起瀑射孔技术服务WCP多次点火射孔技术服务射孔测试联作技术服务多级酸化测试联作射孔技术服务一次性射孔完井技术服务全通径射孔技术服务多层射孔测试联作技术服务二、射孔基本情况情况简介二、射孔基本情况情况简介3、服务情况服务市场：新疆油田；塔里木油田；长庆油田；哈国扎拉诺尔油田和北部扎奇油田。业绩：每年完成射孔作业3000多井次。研制的水平井内定向射孔系统在新疆油田、哈国阿克纠宾油田水平井成功应用；开发的XCXY-1型减震器使射孔作业成效提高；完成的射孔段套管剩余强度分析软件，建立了布孔格式、相位角、孔密、孔径与套管剩余强度的关系版图

10、；研制的射孔井下配套仪器KM-51射孔专用马龙头、CCL与射孔器一体化转换装置、JC-48至C-89等磁性定位器提高了工作效率，射孔作业一次成功率99%以上。技术发展：广泛推广应用射孔新技术、新材料、新工艺满足油田的需要。开展新仪器的研制和测井新方法的研究；形成了装备精良，工艺先进的射孔技术服务系统。二、射孔基本情况情况简介二、射孔基本情况情况简介二、生产测井新技术二、生产测井新技术电磁探伤测井仪电磁探伤测井仪检查套管损伤变形的测井方法有：检查套管损伤变形的测井方法有：1 1、机械方法：井径仪（、机械方法：井径仪（X-Y,12X-Y,12、1616、1818、3636、4040、6060臂等）

11、臂等）2 2、声波方法：井壁超声波成像测井仪、声波方法：井壁超声波成像测井仪3 3、放射性方法：伽马、放射性方法：伽马-伽马测井仪伽马测井仪4 4、光学方法：井下摄像电视测井仪、光学方法：井下摄像电视测井仪5 5、电磁方法：接箍定位器、管子分析仪、电磁、电磁方法：接箍定位器、管子分析仪、电磁 测厚仪、磁测井等、测厚仪、磁测井等、电磁探伤测井仪电磁探伤测井仪 电磁探伤仪测井可以在油管内探测电磁探伤仪测井可以在油管内探测油管和油管和套管的套管的厚度、腐蚀、变形破裂等问题，可准确指示井下管柱厚度、腐蚀、变形破裂等问题，可准确指示井下管柱结构、工具位置，并能探测套管以外的铁磁性物质结构、工具位置，并能

12、探测套管以外的铁磁性物质（如套管扶正器、表层套管等）；（如套管扶正器、表层套管等）；在套管内检测套管在套管内检测套管和表层套管的损坏情况和表层套管的损坏情况。过。过油管测井油管测井节省了检查套管节省了检查套管起下油管的作业费用和时间起下油管的作业费用和时间，可对油、水井井身结构，可对油、水井井身结构进行普查，及时发现井身结构的变形，控制损坏进行普查，及时发现井身结构的变形，控制损坏。用机械、声波、光学、放射性及部分电磁方法等用机械、声波、光学、放射性及部分电磁方法等只能检查单层套管的变化和套损，不能检查多层套管只能检查单层套管的变化和套损，不能检查多层套管的腐蚀和厚度变化情况；有的仪器外径大，

13、使用受到的腐蚀和厚度变化情况；有的仪器外径大，使用受到限制；井壁超声波成像和井下电视摄像测井受井内介限制；井壁超声波成像和井下电视摄像测井受井内介质的影响。质的影响。上扶正器上扶正器伽马探头伽马探头下扶正器下扶正器井温探头井温探头长轴探头长轴探头A A横向探头横向探头B B短轴探头短轴探头C C 该仪器由多个探头和上、该仪器由多个探头和上、下扶正器及电路组成。多下扶正器及电路组成。多个探头包括个探头包括温度探头、自温度探头、自然伽马探头、然伽马探头、纵向长轴探纵向长轴探头头A A、横向探头横向探头B B、纵向短纵向短轴探头轴探头C C。其中温度探头其中温度探头用来检测井内流体温度场用来检测井内

14、流体温度场的变化，确定出液口的位的变化，确定出液口的位置；自然伽马探头探测井置；自然伽马探头探测井身周围自然伽马强度，用身周围自然伽马强度，用于校深；探头于校深；探头A A、B B、C C用用来检测套管的损伤。来检测套管的损伤。电磁探伤仪的物理基础是电磁探伤仪的物理基础是法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律。给发射线圈供一电流，接收线圈产生随时间变化的感给发射线圈供一电流，接收线圈产生随时间变化的感应电动势应电动势。式中：式中：-磁通量磁通量 S-S-线圈截面积线圈截面积 B-磁场强度磁场强度 当钢管（油套管）厚度变化或存在缺陷时，感应当钢管（油套管）厚度变化或存在缺陷时，感应电动势电动势将发

15、生变化，通过分析和计算，在单套、双将发生变化，通过分析和计算，在单套、双套管柱结构下，可判断管柱的裂缝和孔洞，得到管柱套管柱结构下，可判断管柱的裂缝和孔洞，得到管柱的壁厚的壁厚。=-d=-d/d dt d d=dS B2 2、单层管柱结构，感应电动势单层管柱结构，感应电动势函数表达式为函数表达式为 (1)(1)式中：式中：T-T-套管厚度套管厚度 -套管磁导率套管磁导率 -套管电导率套管电导率 D-D-套管外径套管外径 t-t-时间。时间。3 3、双层管柱（如有油管和套管）结构时双层管柱（如有油管和套管）结构时 (2)(2)式中：式中：T T1 1、T T2 2-内外管柱的厚度内外管柱的厚度

16、在正常情况下，钢管磁导率在正常情况下，钢管磁导率、电导率电导率、外径外径D D和和时间时间t t都已知，只有钢管壁厚都已知，只有钢管壁厚T T未知。因此，测得感应未知。因此，测得感应电动势电动势1 1、2 2时，就可以得到内、外管壁厚度时，就可以得到内、外管壁厚度T T1 1、T T2 2 即方程即方程（1 1）、（）、（2 2）的联立解的联立解 此时计算出管壁厚度，此时计算出管壁厚度，但这一结果是损坏部位的均匀壁厚（视厚度）。但这一结果是损坏部位的均匀壁厚（视厚度）。1 1=f(T,D,t)=f(T,D,t)2 2=f=f（T T1 1T T2 21 12 21 12 2D D1 1D D2

17、 2t t）0（a）（a a）常常规规的的电电磁磁测测井井仪仪是是在在通通电电的的情情况况下下连连续续记记录录的的正正弦波弦波（b b）电电磁磁探探伤伤测测井井中中供供给给发发射射线线圈圈的的是是直直流流脉脉冲冲电电流流,断电时测量。断电时测量。480ms0（b）内管与外管对感应电动势的影响是如何划分或确定：内管与外管对感应电动势的影响是如何划分或确定：120ms 断开供电电流的时间（断开供电电流的时间（120ms120ms）内，在接收线圈内，在接收线圈中产生相应的感应电动势中产生相应的感应电动势,并且感应电动势幅度呈指并且感应电动势幅度呈指数衰减，数衰减，A A、B B、C C探头在不同时间

18、进行信息采集，可探头在不同时间进行信息采集，可获得内、外管柱的技术状况。获得内、外管柱的技术状况。理论分析表明，如果钢管的厚度（理论分析表明，如果钢管的厚度（T T1 1+T+T2 2或或T T1 1）越大，感应电动势的衰减就缓慢，反之，感应电动越大，感应电动势的衰减就缓慢，反之，感应电动势的衰减就较快。在感应电动势的势的衰减就较快。在感应电动势的衰减较快的时间衰减较快的时间段是来自内管的变化，衰减缓慢的时间段主要表示段是来自内管的变化，衰减缓慢的时间段主要表示内外管的变化内外管的变化。在内管初步确定以后，影响感应电。在内管初步确定以后，影响感应电动势衰减因素就是外管，因此在感应电动势的衰减动

19、势衰减因素就是外管，因此在感应电动势的衰减过程中测量，用这种方法可把内、外管对测量的影过程中测量，用这种方法可把内、外管对测量的影响区别开。响区别开。80115.55838.5A2A4A6A8T(ms)U(10V)A1A3A5A7A92547.5316895.5A A 探头探头 记录记录A1A1A9A9B B 探头探头 记录记录B1B1B4B4C C 探头探头 记录记录C1C1C5C55.25 6.25B1C1C2B2C3B3C4B4C5纵向长轴探头纵向长轴探头A A的用途的用途记录记录A1-A9A1-A9条曲线，探测范围较大条曲线，探测范围较大1 1、计算单层管柱厚度、计算单层管柱厚度2 2

20、、计算双层管柱厚度、计算双层管柱厚度3 3、检测外管的纵向裂缝、检测外管的纵向裂缝4 4、确定内管和外管的腐蚀、确定内管和外管的腐蚀1 1、纵向长轴探头、纵向长轴探头A A的用途和测量原理的用途和测量原理纵向长轴探头纵向长轴探头A A测量原理测量原理当发射线圈通以短时间的直流脉冲电流时，在线圈当发射线圈通以短时间的直流脉冲电流时，在线圈周围产生很强的稳定磁场，根据导体中的电磁渗透周围产生很强的稳定磁场，根据导体中的电磁渗透理论，其磁力线穿过油管进入套管，在油管和套管理论，其磁力线穿过油管进入套管，在油管和套管壁上分别产生感应电流壁上分别产生感应电流I I1 1和和I I2 2，在直流电脉冲结束

21、后，在直流电脉冲结束后，次生磁场在接收线圈中产生感应电动势次生磁场在接收线圈中产生感应电动势。在油管或套管的电磁特性在油管或套管的电磁特性发生变化时，感应电流发生变化时，感应电流I I1 1和和I I2 2发生改变；当油管或套管出现发生改变；当油管或套管出现孔洞、裂缝，特别是纵向裂缝，孔洞、裂缝，特别是纵向裂缝，将切断感应电流将切断感应电流I I1 1和和I I2 2在管壁在管壁上的回路，这将改变感应电动上的回路，这将改变感应电动势势的幅度，在测井曲线上表的幅度，在测井曲线上表现出异常。现出异常。记录记录C1-C5C1-C5条曲线，探测范围较小条曲线，探测范围较小1 1、计算单层管柱厚度、计算

22、单层管柱厚度2 2、判断内管的纵向裂缝、判断内管的纵向裂缝3 3、确定内管的腐蚀情况、确定内管的腐蚀情况 由于发射线圈产生的磁场强度弱，主要探测第由于发射线圈产生的磁场强度弱，主要探测第1 1层层管柱，探测原理同探头管柱，探测原理同探头A A。A A、C C探头结合可判断双层管柱的纵缝、腐蚀，并探头结合可判断双层管柱的纵缝、腐蚀，并用于计算内外管的厚度。用于计算内外管的厚度。2 2、纵向短轴探头纵向短轴探头C C的用途和测量原理的用途和测量原理 探头B的线圈轴线方向和管柱的轴线方向垂直，因此称为横向探头。判断内管的横向裂缝；判断内管的错断和变形情况；计算内管的壁厚。发射线圈产生的磁场强度比较弱

23、，其磁力线只能穿过第1层管柱，在管壁上感应出电流I1,接收线圈检测由I1产生的感应电动势。当管壁上的损伤部位进入探头的探测区域时，特别是裂缝，将切断感应电流的回路，从而影响感应电动势的幅度。由于探头只能按某一固定方向扫描，横缝要比纵缝落入探测区的几率大，因此，探头B主要用来探测横缝。3 3、横向探头、横向探头B B的的用途和用途和测量原理测量原理尺寸：尺寸：43X3500mm43X3500mm耐压耐压 80MPa 80MPa 耐温耐温 140140管壁厚度研究范围管壁厚度研究范围 3-12mm3-12mm被研究管的直径被研究管的直径 6363324mm324mm确定管壁厚度基本误差确定管壁厚度

24、基本误差 单管结构单管结构 0.5mm0.5mm 多管结构多管结构 1.5mm1.5mm裂缝型缺陷最小长度：裂缝型缺陷最小长度：沿管轴方向沿管轴方向 40mm40mm (内内)管轴横向管轴横向 1/61/6圆周长圆周长孔洞型缺陷最小直径：孔洞型缺陷最小直径：30mm30mm1.1.定性识别缺陷定性识别缺陷:通过曲线形态定性判断内外管柱是通过曲线形态定性判断内外管柱是否存在裂缝损坏否存在裂缝损坏确定其特点确定其特点2.2.定量计算管壁厚度定量计算管壁厚度:通过解释软件计算定量给出内通过解释软件计算定量给出内外管壁的厚度，并可外管壁的厚度，并可进行成像处理。进行成像处理。3.温度曲线辅助判断管柱损

25、坏漏液情况。温度曲线辅助判断管柱损坏漏液情况。4.4.根据壁厚曲线，推测缺陷的井段。根据壁厚曲线，推测缺陷的井段。5.5.确定所查明缺陷所管柱层，评价腐蚀或磨损的程度。确定所查明缺陷所管柱层，评价腐蚀或磨损的程度。6.6.确定井身结构。确定井身结构。1 1、解决的问题：、解决的问题：探测内外层钢管：裂缝、错断、变形、腐蚀、漏失、射孔井段、内外管的厚度等。确定两层管柱的每一层管子厚度。发现裂缝型缺陷、破裂缺陷、管壁腐蚀和机械磨损井段、爆炸射孔段和筛管以及接箍处脱接。研究井身结构，其中包括：在两层管柱中确定所有接箍的位置，获得所有管子沿井身位置的完整图像，套管鞋、封隔器、阀的分布位置的深度等。2

26、2、油田实际应用：、油田实际应用：采气井：每年测一次，及时发现管柱有无裂缝，避采气井：每年测一次，及时发现管柱有无裂缝，避免出现事故。免出现事故。采油井：几年测一次，检验管柱情况；修井时测套采油井：几年测一次，检验管柱情况；修井时测套管损坏情况。管损坏情况。井身结构丢失井：用该方法恢复井身结构。井身结构丢失井：用该方法恢复井身结构。侧钻井：在施工前测井，确定开孔以上的管柱能否侧钻井：在施工前测井，确定开孔以上的管柱能否承担侧钻任务。承担侧钻任务。注水井：几年测一次，检验管柱情况；修井时测井，注水井：几年测一次，检验管柱情况；修井时测井，以免管柱破裂水窜。以免管柱破裂水窜。该模型井为有枪身射孔，

27、在A、B、C三个探头上均有明显的反映。在壁厚TEXP曲线上表现为壁厚变小。TEXPUUA1UUB1 UUC1TEXPUUB1UUC1UUA1 该模型为单套变换壁厚，从曲线TEXP上看，壁厚有明显的变化。6.27.72 该模型为单层套管，其中有三条纵缝，从解释结果来看，A和C探头都有明显的异常显示。TEXPUUB1UUC1UUA1TEXPUUB1UUC1UUA1 该模型为单层套管，由一系列横向裂缝组成。B探头对于横向裂缝反映比较明显，C探头也有一定反映。流动成像测井方法流动成像测井方法与仪器研究与仪器研究一、技术问题1、流动剖面测井的技术问题 油气井内多相流体的流动属于非均匀介质动态问题，需要采

28、用非线性测量方法研究解决。传统测量技术采用的是局部空间上平均的线性测量方式，无法获取流体介质空间分布信息，流型辨识和参数计算依靠推断及假定。2、常规测井技术存在的突出问题 一是流体的流型难以识别；二是高含水下各相持率难以测准；三是各相分层流量难以确定；四是在大斜度井和水平井中的测量失效。由麦克斯韦方程导出波动方程 垂直管道流体的流动二、仪器原理1、物理基础多相流体中电磁波传播特性研究2、成像测井的技术内涵技术实质：运用一个物理可实现系统完成被测量物场，某种特性分布的Redon变换和Redon逆变换技术特点：采用阵列式探头实现对被测物场非线性测量 采用图像显示有助分析人员的直观形象思维测量系统：

29、数据采集+数据处理+图像重建+图像分析二、仪器原理多相流动成像测量系统 采用特殊设计的敏感器空间阵列，采用特殊设计的敏感器空间阵列，通过不同方向的投影测通过不同方向的投影测量量,获取井内流体中某种既定特性分布的信息；获取井内流体中某种既定特性分布的信息；运用信息处理技术及图像重建算法，实时重建和显示流体流运用信息处理技术及图像重建算法，实时重建和显示流体流动截面的图像；动截面的图像；通过对重建图像信息的分析和解释，获得井内流体分布状态通过对重建图像信息的分析和解释，获得井内流体分布状态及其流动变化特征。及其流动变化特征。二、仪器原理3、测量方法设计物理基础：水与油气的导电和介电性质差异测量原理

30、：在油井混合流体中激发电磁场，利用环状阵列电极扫 描测量。测量信号：复电压幅度、相位电极结构：在主发射电极发送时谐电流的同时，其相邻电极发射 同幅度、电位的时谐电流。二、仪器原理4、测量数值模拟物理模型数学模型v波动方程:v近场假设下:二、仪器原理5、油气水电磁性质及影响因素 油气水电磁特性:v 混合流体既是频散介质，又是非均匀介质v 油气电导率很小，相对电容率为1.0-2.5v 水的电导率一般为0.1-10s/m，相对电容率为6080钢质套管影响:限制与引导作用温度影响分析:电容率随温度的升高而降低二、仪器原理工作频率影响 频率1011Hz时,水的相对电容率接近油温度对水的相对电容率的影响二

31、、仪器原理矿化度影响 水的矿化度越高，电导率越高，但电容率变化不大。矿化度对水的电导率的影响二、仪器原理流动速度的影响 电磁场频率较低时，流体电容率与流体速度有关，电磁场频率超过1MHz时，流速对水的电容率影响很小。流动速度对水的电容率的影响二、仪器原理流动速度的影响 电磁场频率较低时，水的电导率与流体速度有关，电磁场频率较低时，水的电导率与流体速度有关，电磁场频率超过电磁场频率超过1MHz1MHz时，流速对水的电导率影响很小。时，流速对水的电导率影响很小。流动速度对水的电导率的影响二、仪器原理 仪器外径：43mm持水率测量范围：0100持水率测量精度：5流量测量范围：1500 m3/d流量测

32、量精度：5可测量井眼条件：垂直井、倾斜井或水平井三、主要技术指标主要技术指标 流动成像测井技术可以对井内流动进行实时检测，获取多相流体的三维分布信息，通过处理给出相分布廓形，可以：在任意斜度的油井中测量；测量显示井下流体的流动图像；测量确定各相流体的持率；由测井信息提取各相流体的速度。四、技术特点五、图像处理1、图像滤波处理图像滤波处理效果对比2 2、静态介质分布模型、静态介质分布模型 根据各流动机构的特征，不失一般性，两相流体中非连续相的分布可以分为离散分布和层状分布两种，其中层状分布只在水平或大斜度的流道中出现。离散分布层状分布五、图像处理3MHZ6MHZ10MHZ3MHZ6MHZ10MH

33、Z淡水情况下重建图像3MHZ6MHZ10MHZ3MHZ6MHZ10MHZ 高矿化度水情况下重建图像 3 3、层状流动情况下重建图像层状流动情况下重建图像弧线反投影图像重建光滑图像3MHZ6MHZ10MHZ五、图像处理油井持水率微波油井持水率微波测井仪测井仪一、目前持水率测量存在的问题 目前国内大多数油田的生产油井已进入低产中高含水期，油井的动态监测成为一项迫切的任务。油井分层产液面测试作为油井动态监测的重要手段之一，为油井稳油控水、挖潜增效提供了可靠依据，受到各油井的高度重视。目前国内油井大量使用电容法持水率测量仪，该设备在持水率大于60%的高持水条件下丧失分辨能力，无法在高含水条件下作为测井

34、仪持水率传感器使用。二、工作原理二、工作原理1.物理原理导电媒质中电磁波分布符合麦克斯韦方程，其中媒质的介电常数为，磁导率为，电导率为。相位常数为k=，波阻抗为=电磁场麦克斯方程表达式为：（1）（2）二、工作原理二、工作原理2.导电媒质中均匀平面波与E、H的关系图：导电媒质中的均匀平面波及E、H及S的关系二、工作原理二、工作原理3.持水率微波测量仪原理 不同持水率的原油相当于不同介电常数的介质，而微波在不同介质中传输相速是不同的，利用这一原理我们给微波探头加上一定幅度和频率的微波信号，将探头插入介质中，设法测得微波信号相位的变化量，通过标定就可以得到原油持水率。油井持水率微波测量仪就是利用这一

35、原理研制。二、工作原理二、工作原理 油井持水率微波测量仪原理框图二、工作原理二、工作原理4.微波信号处理原理激励微波信号：E=cos(t+。)通过导电媒体后的微波信号为：Ex=cos(t-kz+。)其中：k=z 微波探头的长度(固定值)。激励微波信号初始值。=0Ex=cos(t-kz)二、工作原理二、工作原理经过IQ解调后输出直流电压信号 IQ解调器原理图三、技术指标三、技术指标测量范围：5%95%分 辨 率：0.1%精 度：1%外 径：38mm长 度：1200cm环境条件：工作温度 125工作压力 60Mpa抗 冲 击 12g震 动 4.12g仪器外形仪器外形如下四、主要特点四、主要特点有别

36、于电容法的微波测量法特制的传输线无源探头专门设计的微波电路实时数据处理与测量数据的数字滤波 测量数据的自动标定高频电路温度飘移的自动补偿 测量含水率范围大：5%至95%适合不同流量五、研发情况 2003年6月项目立项。2003年6月至8月可行性分析论证，计算机软件仿真。2003年8月至10月设计加工无源探头及有源电路。2003年11月至12月实验室验证无源探头及有源电路对不同持水率变化的响应。2004年1月第一次进行三项流试验，实验结果不太理想。后对无源探头及有源电路进行了大量的计算机仿真和实验，使仪器的稳定性、一致性、分辨率得到极大的提高。五、研发情况2005年1月进行高温和三相流试验高温工

37、作很好试验。第二次三相流试验情况：大流量（20方/天以上）仪器的分辨率很好，中小流量（15方/天至2方/天）的分辨率不好，具体见下图。五、研发情况2005年2月至7月对仪器的无源探头进行大量的计算机仿真，研制出三种适合不同流量的探头。2005年8月在试验中心对仪器进行标定。标定的含水与信号关系见图。三、基础设施高温超高压实验装置高温超高压实验装置一、简介一、简介 高温高压试验装置有于对测井井下仪、射孔工具与射孔弹的耐温、耐压性能的质量检测，通过进行新购进的井下仪和在用的、维修过的井下仪的耐温、耐压性能的检测以及射孔弹的性能及地层情况下的射孔效果的评价等，可以大大提高测井射孔的作业质量。新疆测井

38、公司的装置具有：（1）测井筒体的综合指标达到国内先进水平；（2）射孔筒体目前国内外还没有同类装置；（3）整套装置结构简单，操作方便。自动化程度高、安全可靠，具有控制柜上的手控、微机自动控制和动力设备直接控制，（4）安全措施完善（包括压力膜保护、手动应急阀保护、设备控制自锁保护、参数超限报警及自动调整功能）；二、技术指标二、技术指标 1.1.测井仪器试验筒体的主要技术指标测井仪器试验筒体的主要技术指标最高工作压力：180MPa最高工作温度：200筒体内径：=200mm筒体有效长度：L=10m加温最长时间：3小时（80200）恒温时间：2小时（在最高温度200）降温最长时间：2.5小时（20080

39、以下）二、技术指标二、技术指标 2.2.射孔弹试验的主要技术指标射孔弹试验的主要技术指标最高工作压力：180MPa（井筒压力、孔隙压力、上覆压力）最高工作温度：200 恒温工作10小时以上加温最长时间：1.5小时，（80200）降温最长时间：1小时（200-80以下）筒体安装岩芯靶部分：有效长度：L=2m 内径：=200mm 三、系统原理三、系统原理 1.1.系统构成：系统构成：试验容器、超高压系统、导热油循环系统、冷却水系统、工作气源系统和远程监控系统。2.加压原理图 三、系统原理三、系统原理 3.升/降温原理图 三、系统原理三、系统原理 测井试验容器：容器长10m，上下温差不超过5，进行温

40、度压力的检测的同时传输测井仪器的信号，容器内的加压介质清水。测井井：井深净深为11m，内设螺旋钢梯。三、系统原理三、系统原理 4.4.测井井测井井射孔试验容器：容器试验单发射孔弹，射孔靶长2米，可以同时模拟地层、孔隙、套管内液体三种压力，容器内的加压介质清水。射孔井：净深为4.0m，内设直梯，在井口设置钢平台吊挂试验容器及密封井口，在井中部标高-2m处设操作台。5.射孔深井立面图三、系统原理三、系统原理 6.系统控制：系统的控制、数据采集、记录、处理由计算机自动实现。能够对各种设备进行点击控制或自动控制，完成数据采集、生成实时趋势图，同时产生参数记录数据库与实时报警参数系统。7.7.系统的安全

41、性：系统的安全性：手动紧急卸压阀和爆破片保护；设备操作互琐；控制柜参数超限报警指示；智能数显参数与上限设定，参数超限时系统智能控制；远程监视控制。三、系统原理三、系统原理 1.可开展的工作 温度200以下，只需单一压力180MP以下，外径小于200mL10m的井下作业工具，都可以进行耐温耐压模拟试验；温度200以下，需求2个或3个压力，耐压180MPa以下，小于200mmL2m（最大可200mmL3.1m）射孔器材或岩芯都可进行耐温耐压模拟试验。四、应用四、应用压力压力5757MPa9696MPa 未未开孔开孔压力压力8080MPa开孔装置打开开孔装置打开压力压力9191MPa开孔装置打开开孔

42、装置打开四、应用四、应用2.开孔装置试验 试验检测了开孔装置的质量，杜绝了应用中不必要的事故发生，有效提高了高压井射孔成功率。例如对将在哈萨克斯坦使用的新开孔装置5次试验，要求厂家换货2次。3.枪身试验与极限试验173173MPa 恒压恒压枪身爆破，压力枪身爆破，压力瞬间下降瞬间下降7373MPa四、应用四、应用4.射孔弹与射孔效果检测 通过对射孔弹射孔效果的检测认识井下射孔全过程和井下射孔真实情况，为探索射孔及相关工艺领域的未知内容提供了科学的方法。试验证明射孔弹及射孔效应的检测在射孔弹选型、模拟射孔试验和进一步研究射孔效果对射孔及相关工艺的影响都有重要的作用。条件弹型燎原YD-89大庆YD

43、-89礼泉YD-89靶型裸砂岩靶温度135压力MPaP16050P230P330结果孔深mm260160130120145235孔道状况杵堵杵堵无杵堵四、应用四、应用油、气、水三相流油、气、水三相流试验装置试验装置一、简一、简 介介 新疆测井公司的油、气、水三相流试验装置设计新颖，可模拟各种自喷井、抽油井和注入井井下油、气、水的流动状态；模拟井筒可模拟油管、三个产层、0-90度不同倾斜的生产井流体流动试验；可进行连续测井的试验和仪器标。各项技术指标都达到了国内外先进水平，系统集成优良，使用安全可靠，装置精度高，实用性强，界面友好，操作简便，资料齐全，管理规范，全过程控制严谨。该装置可进行油、气

44、、水三相流测井动态方法研究、测井仪器的研制及解释方法的研究试验；可进行流量仪、含水率仪、密度仪的标定和检测和生产测井解释图版的绘制，它是目前油田动态监测和流动试验研究不可缺少的装置。主要技术指标1 1、流量调节范围和精度、流量调节范围和精度 底层：水（油）:0.2600m3/d 1.0%(瞬时流量)气:230m3/d 1.5%(瞬时流量)301000m3/d 1.0%(瞬时流量)二、三层：水（油）0.515m3/d 1.0%(瞬时流量)气 15100m3/d 1.0%(瞬时流量)2、含水率调节范围及精度：0100%3%3、系统稳定度：液相：0.2%；气相:1.0%4、抽油机模拟：冲程：1.8m

45、4m、抽油杆直径32mm 频率：3次/分钟 6次/分钟 9次/分钟 12次/分钟 15次/分钟5、流量控制方式：手动/自动，达到稳流时间：不大于3分钟；6、模拟井筒：双模拟井筒有效高度16m，内径分别为124mm和159mm，可连续进行090。的倾斜；井筒内可放入内径62mm透明模拟油管；7、连续测井：绞车测井速度在5-20米/分连续可调，误差5%。三、装置原理三、装置原理1.装置的构成：主要由模拟井筒、管路部分、标准流量计、分离罐组、抽油井模拟、绞车部分、二次仪表柜、控制系统与软件等部分组成。油气水三相流动试验装置流程图油气水三相流动试验装置流程图油气水三相流动试验装置流程图油气水三相流动试

46、验装置流程图抽油机抽油机90度升降装置度升降装置混合装置（位于井混合装置（位于井架底部）架底部）绞车装置绞车装置角度指示器角度指示器井口防喷装置井口防喷装置2.模拟井筒井筒：高度16m，井筒内径12426mm，15944 mm；0-90度的倾斜，井筒为透明井筒，井筒上装有4组压力变送器和2组温度变送器，井筒内可模拟放入21/2油管。12426mm井筒上有模拟上、中油层。模拟抽油机：频率：3次/分钟 6次/分钟 9次/分钟 12次/分钟 15次/分钟；气缸行程：1.8m4m。绞车：速度5-20米/分连续可调，模拟连续测井。三、装置原理三、装置原理油路管排油路管排气路管排气路管排水路管排水路管排流

47、量：水（油）：0.2600m3/d气：2 1000m3/d含水率：0100%动力：调频泵+稳压罐稳定度：液相：0.2%；气相:1.0%三、装置原理三、装置原理3.3.管排管排流体标准装置技术指标：1 工作量器容积：2L、6L、8L、10L、20L、100L、200L、500L。2 准确度：优于0.05%。3 换向对称性：优于10ms钟罩式气体标准装置技术指标：1工作量器容积：40L、50L、60L、100L、200L、250L、300L、500L。2 准确度：优于0.5%。3 钟罩余压波动小于3mmH2O。三、装置原理三、装置原理4.标准计量装置液体计量装置气体计量装置工业微机及测井软件井下仪

48、信号转换接口光电编码器输入接口上位机通讯接口双踪示波器热敏绘图仪双路直流稳压电源三、装置原理三、装置原理5.二次仪表柜(井下仪数据采集系统）6.控制台1.数显仪表，2.操作员盘，3.多路报警器，4.手动操作按钮三、装置原理三、装置原理四、应用装置2003年建成投入使用，共完成1000多井次实验，标定生产测井仪器25多支和提供合格的图版与数据报表。开展的科研项目有：水平井、斜井多相流动试验分析研究及软件开发、油井持水率微波测井仪研制、三相流动试验分析研究、研制流体成像测井仪器。下面列举伞式流量含水仪部分试验图。JS-92JS-92流量转速图版流量转速图版四、应用、伞式流量仪与标准流量关系、伞式流

49、量仪与标准流量关系（井斜角：井斜角：0 0、1515、3030、4545度度）含水含水60%60%，不同井斜角条件下标准，不同井斜角条件下标准流量与流量仪频率关系流量与流量仪频率关系含水含水20%20%，不同井斜角条件下标准，不同井斜角条件下标准流量与流量仪频率关系流量与流量仪频率关系四、应用、不同井斜角情况的标准流量与流量仪频率关系、不同井斜角情况的标准流量与流量仪频率关系、伞式含水仪与持水率关系、伞式含水仪与持水率关系（井斜角：井斜角：0 0、1515、3030、4545度度）四、应用含水20%，不同井斜角条件下标准流量与持水率关系含水60%，不同井斜角条件下标准流量与持水率关系四、应用、

50、不同井斜角情况的标准流量与持水率关系四、应用、水的拟表观速度、水的拟表观速度-持水率持水率-中心流速关系中心流速关系四、应用、油水滑脱速度关系图版、油水滑脱速度关系图版高温高压对射孔弹高温高压对射孔弹性能的影响性能的影响一、绪论在射孔参数的优化设计中，射孔弹的基本数据是必需的。这些数据包括混凝土靶的穿透深度、孔径、岩心流动效率等。以往对射孔弹的射孔性能评价是在地面条件(常温常压)、枪身与模拟套管之间没有任何流体的条件下对砂岩靶、混凝土靶进行的，与实际储层的岩性、地层的温度压力条件以及在井筒中的作业方式有很大差距，不利于对射孔弹的性能的正确评价，也无法为射孔参数的优化设计提供合理的参数。新疆测井