提高過環(huán)空測井解釋精度的方法研究*

黃春輝 胡金海 單宏寬 單福軍 楊 琦

(大慶油田有限責(zé)任公司測試技術(shù)服務(wù)分公司 黑龍江大慶)

提高過環(huán)空測井解釋精度的方法研究*

黃春輝 胡金海 單宏寬 單福軍 楊 琦

(大慶油田有限責(zé)任公司測試技術(shù)服務(wù)分公司 黑龍江大慶)

目前,生產(chǎn)測井解釋普遍采用在一定時間段內(nèi)計算流量和含水率的平均值,然后利用平均值查含水率刻度圖版來確定所要測量的含水率。分析認(rèn)為該方法存在一定的誤差。為減小測量誤差,提高測井解釋精度,開發(fā)了一種全新的逐點(diǎn)校正法,并編寫了相應(yīng)的軟件。逐點(diǎn)校正法的特點(diǎn)是在測井時井下儀器能夠?qū)α髁亢秃市盘柾瑫r測量、傳輸,地面操作系統(tǒng)對這兩路信號同時采集、存儲,然后對含水率信號逐點(diǎn)進(jìn)行校正,得到最優(yōu)的測井解釋結(jié)果。分析表明:逐點(diǎn)校正法能夠有效地減小測量誤差,提高過環(huán)空測井資料的解釋精度。

過環(huán)空測井;過環(huán)空找水儀;含水率;流量;解釋精度

0 引 言

過環(huán)空測井[1、2]是油田動態(tài)監(jiān)測的重要手段,可為油田制定增產(chǎn)措施及開發(fā)方案提供參考數(shù)據(jù)。影響過環(huán)空測井資料解釋精度的因素很多,以往更關(guān)注儀器本身的技術(shù)指標(biāo),即硬指標(biāo),忽視了軟指標(biāo),即數(shù)據(jù)處理算法、解釋方式、軟件對其的影響。在儀器性能、技術(shù)指標(biāo)一定的情況下,在過環(huán)空測井解釋過程中,采取不同的解釋方式,選擇合適的數(shù)據(jù)處理算法和軟件,改進(jìn)完善解釋方法也是提高測量精度的有效手段。

目前使用的過環(huán)空測井解釋方法是利用流量和含水率的測量平均值在含水率刻度圖版上進(jìn)行插值,得到測量含水率。而實(shí)際現(xiàn)場測井時,受抽油機(jī)井沖程沖次的影響,測量的流量和含水率值在一定的時間內(nèi)是變化的。利用平均值法進(jìn)行計算給解釋結(jié)果帶來了誤差,需要開發(fā)研究一種新的解釋方法,以提高測井解釋精度。

1 影響測量解釋精度的機(jī)理分析

目前使用的解釋方法為:首先對過環(huán)空找水儀在多相流模擬井內(nèi)進(jìn)行動態(tài)標(biāo)定,得到流量及含水率刻度圖版;在現(xiàn)場測試時,一定時間段內(nèi)先測量流量,計算流量的平均值;然后測量含水率的儀器響應(yīng),計算平均值,通過查刻度圖版的方法利用儀器響應(yīng)平均值來確定測量含水率。由于目前的含水率刻度圖版在一定范圍內(nèi)受流量大小的影響,流量越低,受流量的影響越嚴(yán)重,即受油水“滑脫效應(yīng)”的影響。圖1給出了某型號阻抗式過環(huán)空找水儀[3、4]的含水率刻度圖版,圖2為現(xiàn)場機(jī)采抽油機(jī)井中阻抗式過環(huán)空找水儀實(shí)測的流量測井曲線。

圖1 某型號阻抗式過環(huán)空找水儀的含水率刻度圖版

圖2 抽油機(jī)井的流量現(xiàn)場測井曲線

從圖1可以看出在同一含水率條件下,含水率儀器響應(yīng)在一定流量范圍內(nèi)受流量的影響較大,尤其是在較低流量時影響更大,流量低于20 m3/d時影響尤為明顯。所以測得的含水率儀器響應(yīng)需要進(jìn)行嚴(yán)格的流量校正才能獲得較為準(zhǔn)確的測量含水率,而流量的誤差必然影響含水率的測量精度。從圖2可以知道儀器測量的流量大小隨抽油機(jī)的沖程、沖次呈周期變化,因此在以往的解釋方法中采用平均流量代入含水率刻度圖版求解測量含水率,在解釋時會引起誤差。

2 實(shí)例及誤差分析

現(xiàn)場測井?dāng)?shù)據(jù)采集和解釋方式影響著測量精度。目前普遍應(yīng)用的產(chǎn)液剖面測井儀器,無論是阻抗式過環(huán)空找水儀,同軸相位儀還是過流式低產(chǎn)液測井儀,雖然能夠?qū)崿F(xiàn)流量信號和含水率信號的同時傳輸,但由于測井軟件的限制,不能實(shí)現(xiàn)同時采集。通常是先采集流量信號,再采集含水信號,不同時間采集的流量值和含水率值分別取平均。解釋時用流量和含水的平均值,并沒有實(shí)現(xiàn)實(shí)時采集和實(shí)時解釋。而前面的分析表明應(yīng)該對某一時刻測量的流量和含水率響應(yīng)實(shí)時解釋,才能克服誤差的產(chǎn)生。

1)實(shí)例分析

為了分析采用平均值法進(jìn)行解釋帶來的誤差,在一口抽油機(jī)產(chǎn)出井中進(jìn)行了現(xiàn)場試驗(yàn),試驗(yàn)中采用的測量儀器為阻抗式過環(huán)空找水儀?，F(xiàn)場試驗(yàn)過程中,利用新開發(fā)的測量軟件將同時傳輸來的流量信號和含水率響應(yīng)信號進(jìn)行采集記錄,采集到的某一測點(diǎn)的混相脈沖曲線如圖3所示。

圖3 阻抗混相脈沖曲線

對圖3中的混相值進(jìn)行全水值校正,得到與流量數(shù)據(jù)同步的頻率比值,即含水率儀器響應(yīng)。用平均值法計算得到在此時間段內(nèi)的含水率儀器響應(yīng)平均值為:R=0.562526。流量測量得到此時間段內(nèi)的流量平均值為:Q=17.98195(m3/d)。用這兩值直接在圖1的含水率刻度圖版中利用插值的方法查圖版,得到的測量含水率為:Yw=0.65。由此計算可得此測量點(diǎn)處的單位時間合層產(chǎn)水量為:Qw1=Yw×Q=17.98195×0.65=11.6883(m3/d),這是按常規(guī)方法測得的產(chǎn)水量。

2)誤差分析

為了對平均值法產(chǎn)生的誤差進(jìn)行分析,對試驗(yàn)過程中采集的流量和混相值數(shù)據(jù)進(jìn)行逐點(diǎn)處理,先對混相值數(shù)據(jù)進(jìn)行逐點(diǎn)全水值校正,得到每一點(diǎn)的含水率儀器響應(yīng)Ri,再根據(jù)每一點(diǎn)所對應(yīng)的單位時間的流量值Qi查含水率刻度圖版,即可得出這點(diǎn)所對應(yīng)的測量含水率值Ywi,由此得出的實(shí)時含水率曲線如圖4所示。

圖4 逐點(diǎn)查圖版所得含水率曲線

圖中橫坐標(biāo)為實(shí)時采集的測量點(diǎn)數(shù),縱坐標(biāo)為實(shí)時計算所得到的含水率,流量與含水率逐點(diǎn)相乘進(jìn)行計算,然后取平均值,計算得單位時間內(nèi)的產(chǎn)水量,用此法算得的單位時間產(chǎn)水量Qw2=12.422 33(m3/d)。

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

由此可知目前所用平均值法所產(chǎn)生誤差為:(12.422 33-11.688 3)/11.688 3×100%=6.281%。此結(jié)果已經(jīng)超過5%,因此目前的解釋方法對測量結(jié)果影響較大。

3 提高解釋精度的方法

綜上所述,目前所用的計算方法會產(chǎn)生一定誤差,為了減小誤差,開發(fā)了逐點(diǎn)校正的計算方法。在現(xiàn)場進(jìn)行測試時,井下儀器對流量和混相值信號進(jìn)行同時實(shí)時傳輸,地面操作系統(tǒng)對流量和混相值信號進(jìn)行同時采集、處理。然后根據(jù)全水值對混相值進(jìn)行逐點(diǎn)校正,得到每一點(diǎn)的含水率儀器響應(yīng)值,再根據(jù)每一點(diǎn)所對應(yīng)的單位時間的流量值查含水率刻度圖版,計算出這一點(diǎn)所對應(yīng)的測量含水率。此法的產(chǎn)水量數(shù)學(xué)模型為:

式中,Qw為T時間內(nèi)的水流量,(m3/d);Q為t時刻單位時間液體流量,(m3/d);Yw為t時刻對應(yīng)測點(diǎn)的含水率;T為測量時間(d)。

為實(shí)現(xiàn)上述模型,減小誤差,得到更準(zhǔn)確的測量結(jié)果,有兩種解決方法,一是現(xiàn)場實(shí)時校正法,二是回放逐點(diǎn)校正法。這兩種方法均在軟件中實(shí)現(xiàn),投入成本較低,易于修改,結(jié)果準(zhǔn)確,容易推廣。

1)現(xiàn)場實(shí)時校正法

在現(xiàn)場測井時,采集測井?dāng)?shù)據(jù)的同時,對每點(diǎn)所采集的流量和含水率信號實(shí)時進(jìn)行校正,并實(shí)時調(diào)用含水率計算子程序,然后實(shí)時進(jìn)行處理,得到每點(diǎn)的含水率和產(chǎn)水量的曲線。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)果直觀,準(zhǔn)確,測井同時可以得到所要的數(shù)據(jù)及曲線。缺點(diǎn)是對運(yùn)算速度要求較高,需要修改部分測井軟件。

2)回放逐點(diǎn)校正法

根據(jù)現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù),進(jìn)行處理回放,然后逐點(diǎn)計算出相應(yīng)的流量及含水率,得到所需的測量結(jié)果。此方法的優(yōu)點(diǎn)是不用實(shí)時計算,對計算速度要求不高,結(jié)果準(zhǔn)確。缺點(diǎn)是不能實(shí)時得到所要的數(shù)據(jù)及曲線。其軟件主要流程圖如圖5所示。

圖5 逐點(diǎn)校正法軟件流程圖

對目前所用的測井儀器,在實(shí)時傳輸?shù)耐瑫r,需要對流量,含水率響應(yīng)等參數(shù)同時進(jìn)行實(shí)時采集。采用逐點(diǎn)校正的方法可有效地減小目前解釋方法所帶來的誤差,提高解釋精度。

4 結(jié) 論

1)目前所采用的測井?dāng)?shù)據(jù)平均值解釋方法中存在一定的誤差。

2)開發(fā)了能夠同時實(shí)時采集流量信號和含水率信號的測井軟件。

3)采用逐點(diǎn)校正法能夠有效地消除誤差,提高解釋精度。逐點(diǎn)校正法要求生產(chǎn)測井儀器能夠?qū)α髁亢秃市盘栠M(jìn)行同時實(shí)時傳輸,地面操作系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時采集、處理,然后逐點(diǎn)校正。

[1] 謝榮華.生產(chǎn)測井技術(shù)應(yīng)用與進(jìn)展[M].北京:石油工業(yè)出版社,1998

[2] 崔慶保,高 臣,郭忠懿.大慶油田產(chǎn)出剖面測井技術(shù)研究與進(jìn)展[J].測井技術(shù),2007,31(1)

[3] 胡金海,劉興斌,張玉輝,等.阻抗式含水率計及其應(yīng)用[J].測井技術(shù),1999,23(增刊)

[4] 劉學(xué)鋒.高流量阻抗式產(chǎn)液剖面測井儀及其應(yīng)用[J].石油儀器,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

國家重大專項(xiàng)子課題長,國家重大科技專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)資助(2008ZX05020-005)

黃春輝,女,1975年生,測井專業(yè)高級工程師,1998年畢業(yè)于石油大學(xué)(華東)應(yīng)用地球物理專業(yè),現(xiàn)在大慶油田公司測試技術(shù)服務(wù)分公司從事動態(tài)測井儀器研發(fā)工作。郵編:163435

2010-11-24編輯高紅霞)

PI,2011,25(4):73～75

·計算機(jī)與通訊技術(shù)·