用界面高度求水平井持率的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用界面高度求水平井持率的方法，該用界面高度求水平井持率的方法包括利用測井資料確定處在油水界面上的探頭的測量數(shù)值Ci；確定處在油水界面上的該探頭的旋轉(zhuǎn)角度θi；根據(jù)該旋轉(zhuǎn)角度θi和該測量數(shù)值Ci，計(jì)算油水界面的高度H；以及根據(jù)該油水界面高度H，確定水平井陣列持率計(jì)的持率。該用界面高度求水平井持率的方法比平均值法、加權(quán)法等傳統(tǒng)計(jì)算持水率的方法降低誤差15%，在不改變現(xiàn)用設(shè)備的條件下，僅通過使用該方法對測井資料進(jìn)行處理，就大幅度提高了所測持水率的精度。
【專利說明】用界面高度求水平井持率的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及油田的產(chǎn)液剖面測井的【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及到一種用界面高度求水平井持率的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]油田提高油藏的采收率是個(gè)永恒的技術(shù)問題，為了提高采收率，需要實(shí)施多種類的技術(shù)措施，其中一項(xiàng)重要技術(shù)手段是及時(shí)了解井內(nèi)不同深度處的油水動態(tài)(產(chǎn)量)。實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的的測井叫油井生產(chǎn)動態(tài)測井，也是油井的產(chǎn)出剖面測井。這種動態(tài)測井需要測量兩個(gè)主要參數(shù)-流量與持率。
[0003]國內(nèi)水平井的測井技術(shù)剛剛起步，測井儀器及其資料解釋處理技術(shù)都不夠成熟。國內(nèi)尤其缺乏水平井的測井，配套的儀器設(shè)備。近年來，從國外引進(jìn)一種新式測量持率的儀器-陣列持率計(jì)(陣列電容持率計(jì)CAT、陣列電阻持率計(jì)RAT)。陣列式持率計(jì)在水平井中測井，解決了以往不能測量水平井井內(nèi)持率的問題，陣列持率計(jì)在國內(nèi)多家油田得到應(yīng)用。
[0004]持率是指某段管道流體體積中某相(油、氣、水)體積與該段總體積的比例，分持水率、持油率，統(tǒng)稱“持率”。技術(shù)界習(xí)慣把持水率用Yw代表且用小數(shù)表示其大小，純水的持水率一定等于1，Yw=I, (100%的水),純油則Yw=0(0%的水)。持油率相反，用Yo表示,Yw+Yo=l。油水混合后的持水率是I~O之間的小數(shù)。在具體數(shù)值上，持水率Yw也等于在套管截面上、流動中水占據(jù)面積Sw與整個(gè)套管截面面積S之比，既Yw=Sw/S或Yw=Sw/ (So+Sw)。
[0005]陣列是指圍繞儀器軸心、棒狀儀器主體的外圍，張開、均布M個(gè)探頭的儀器結(jié)構(gòu)。持率類測井儀器的原始資料( 測量值)的單位不是持率(小數(shù)-百分?jǐn)?shù))，而是井下儀器測量電路的輸出單位，如頻率Hz，脈沖數(shù)量cps，把原始資料轉(zhuǎn)化為持率的過程叫“資料解釋”，不同原理的持率計(jì)需要不同的求解方法。
[0006]水平井陣列持水率儀器是水平井、斜井的專用儀器。在國內(nèi)外均屬新技術(shù)，資料解釋技術(shù)也不完善。陣列持率計(jì)的一種求解持率的方法為平均值法。
[0007]陣列持率計(jì)原始資料每次采樣(一個(gè)記錄)記錄數(shù)據(jù)的格式是:
深度(或時(shí)間)，旋角θ 1，A1，A2，…Ai…Am;
其中Al~Am是M個(gè)探頭的測量結(jié)果原始值，這些原始值經(jīng)過歸一化處理后數(shù)據(jù)格式是:深度(或時(shí)間)，旋角Θ 1，C1，C2，…Ci…Cm;
其中Cl~Cm是M個(gè)探頭的測量結(jié)果，是1-0之間的數(shù)。探頭數(shù)值Ci具有明確的實(shí)際意義，它是探頭測量的持水率(探頭測量區(qū)域的、不是井筒、套管的)Ci=I,表示i號探頭在水中；Ci=0，表示i號探頭在油中；Ci=0.5，表示第i號探頭在油水中；持率Yw是井的持率，是整個(gè)套管(井眼、管道)橫截面上的水占據(jù)的面積的份額。井內(nèi)持水率Yw的單位與探頭持水率Ci完全一樣，但其實(shí)際意義差別很大。
[0008]平均值求解井內(nèi)持水率的方法，是直接把M個(gè)探頭的局部的持水率Ci的平均值認(rèn)作井內(nèi)持水率Ywjp
Yw= (I/M) XCi i=l, 2...M，Ci是第i號探頭的側(cè)井?dāng)?shù)值。[0009]平均值求解持率的方法簡單、快捷，但存在精度低的重大缺陷。精度低的原因之是該方法直接把M個(gè)探頭的測量結(jié)果平均了，用這個(gè)平均值替代了井內(nèi)持水率Yw，但真實(shí)的井內(nèi)持水率不等于這個(gè)值，平均值只是井內(nèi)持水率的近似值。用近似值替代真實(shí)值，必然存在較大誤差。
[0010]井內(nèi)持水率真實(shí)值與流動中水占據(jù)的管道界面面積相關(guān)。如圖1所示，圖1為水平井內(nèi)油水呈現(xiàn)油上水下的分層狀態(tài)的示意圖。圖中某持水率下、12個(gè)探頭儀器在套管內(nèi)測量結(jié)果9個(gè)“I”(9個(gè)探頭在水中)3個(gè)“O”(3個(gè)探頭在油中)。井內(nèi)持水率真實(shí)結(jié)果是Yw=Sw/ (Sw+So) =S圓缺ADB/(S圓缺ADB+S圓缺ACB)。而使用平均值法求解，Yw=9/12=0.75。而如圖2所示，圖2為平均值法求解持水率的示意圖。平均值把每個(gè)探頭的貢獻(xiàn)率認(rèn)為是相等的，等于對稱于圓心O點(diǎn)的、1/M個(gè)小扇形面積與圓面積比，固定=1/M。圓缺面積與扇形面積不存在相等的關(guān)系，真實(shí)的井內(nèi)持水率需要得到圓缺的面積，但平均值法用扇形面積，不可能得到井內(nèi)持水率準(zhǔn)確結(jié)果，平均值不是井內(nèi)持水率的平均值，只是M個(gè)探頭測量值的平均。
[0011]井內(nèi)持水率與平均值二者存在差別。圖1中深色面積表示真實(shí)的油面積，圖2是平均值計(jì)算結(jié)果對應(yīng)的油面積，二者相差三角形OAB的面積，水(無色區(qū)域)面積圖2(平均法計(jì)算)小于圖1(真實(shí))，即所求平均值持水率小于真實(shí)持水率。具體相差多少，平均值法無法預(yù)測。圖1和圖2的例子，真實(shí)持水率=0.9，平均值法求解得到0.75，絕對誤差-0.15(-15%),對于持率測井來說，這樣的誤差是很大的，會造成井內(nèi)油水產(chǎn)量的誤判，用誤判結(jié)論指導(dǎo)油井作業(yè)是無功作業(yè)甚至是“負(fù)向”作業(yè)，對于提高油井產(chǎn)油量、提高地層采收率更是不利的。得不到油水正確產(chǎn)量，油井動態(tài)(持率)測井就失去了意義。因此，提高井內(nèi)持率的精度是亟待解決的重大技術(shù)問題。
[0012]實(shí)際上，陣列儀器的M個(gè)探頭的測量精度也很高，試驗(yàn)檢驗(yàn)每個(gè)探頭的重復(fù)誤差不大于1%。但把M個(gè)探頭的測量轉(zhuǎn)化為井內(nèi)持水率時(shí)出現(xiàn)較大誤差，這是解釋方法問題。要提高陣列持率計(jì)持率的精度，不需要改變測井儀器的現(xiàn)狀、仍然用其測井資料、采用更加科學(xué)嚴(yán)緊的解釋方法，可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明的目的是提供一種在不改變現(xiàn)用設(shè)備的條件下，大幅度提高所測持水率的精度的用界面高度求水平井持率的方法。
本發(fā)明的目的可通過如下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn):用界面高度求水平井持率的方法，該用界面高度求水平井持率的方法包括:步驟1，利用測井資料確定處在油水界面上的探頭的測量數(shù)值Ci ;步驟2，確定處在油水界面上的該探頭的旋轉(zhuǎn)角度Θ I ;步驟3，根據(jù)該旋轉(zhuǎn)角度Θ i和該測量數(shù)值Ci，計(jì)算油水界面的高度H ;以及步驟4，根據(jù)該油水界面高度H，確定水平井陣列持率計(jì)的持率。
[0014]本發(fā)明的目的還可通過如下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn):
在步驟2中，該探頭的旋轉(zhuǎn)角度Θ i的計(jì)算公式為:
【權(quán)利要求】
1.用界面高度求水平井陣列持率計(jì)持率的方法，其特征在于，該用界面高度求水平井持率的方法包括: 步驟1，利用測井資料確定處在油水界面上的探頭的測量數(shù)值Ci ； 步驟2，確定處在油水界面上的該探頭的旋轉(zhuǎn)角度Θ I ； 步驟3，根據(jù)該旋轉(zhuǎn)角度Θ i和該測量數(shù)值Ci，計(jì)算油水界面的高度H ;以及 步驟4，根據(jù)該油水界面高度H，確定水平井陣列持率計(jì)的持率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用界面高度求水平井持率的方法，其特征在于，在步驟I中，當(dāng)該測井資料的記錄為Cl，C2,…Ci…Cm，Cl到C1-1為l，Ci為純小數(shù)時(shí)，表示第i探頭處在油水界面上，該探頭的測量數(shù)值為Ci。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用界面高度求水平井持率的方法，其特征在于，在步驟2中，該探頭的旋轉(zhuǎn)角度Θ i的計(jì)算公式為:
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用界面高度求水平井持率的方法，其特征在于，±360是限定Θ i在0-360范圍的候補(bǔ)項(xiàng)，當(dāng)Θ i大于360時(shí)，減去360，當(dāng)Θ i小于O時(shí)，加上360，當(dāng)Θ i處在0-360范圍內(nèi)則不用±360。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用界面高度求水平井持率的方法，其特征在于，在步驟3中，在計(jì)算該油水界面高度H時(shí)，為減少公式，把Θ i在180-360范圍“映射”到0-180范圍， 當(dāng) Θ i 大于 180 時(shí)， β =360- Θ i, 當(dāng) β 小于 90° 時(shí)，H=R+R2C0SP-rcos(180Ci)， 當(dāng) β 在 90-180 范圍內(nèi)時(shí)，H=R-R2+R2C0S(180-P )-rC0S(180Ci)， 其中，R為該水平井陣列持率計(jì)所處管道的內(nèi)徑，R2為水平井陣列持率計(jì)的探頭的展開半徑，r為探頭探針的有效探測范圍的半徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用界面高度求水平井持率的方法，其特征在于，在步驟4中，根據(jù)該油水界面高度H，采用圖版法確定該水平井陣列持率計(jì)的持率。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用界面高度求水平井持率的方法，其特征在于，該圖版法中使用的圖版是針對套管、儀器的具體尺寸確定，用繪圖、測量面積的方法得到的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用界面高度求水平井持率的方法，其特征在于，在步驟5中，根據(jù)該油水界面高度H，采用公式法確定該水平井陣列持率計(jì)的持率，該公式為:
【文檔編號】E21B47/04GK103541725SQ201210421460
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2012年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月11日
【發(fā)明者】李山生, 謝景平, 王學(xué)元, 姜文芝, 王強(qiáng), 趙國華, 劉樹勤 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石化集團(tuán)勝利石油管理局測井公司