产出剖面测井回流现象的影响因素及解释方法.pdf

油气开采化 工 设 计 通 讯Oil and Gas ProductionChemical Engineering Design Communications 45第49卷第7期2023年7月目前常规涡轮流量计产出剖面测井依然是获得海上油田产出井产出剖面的主流测井方式，能够直观地提供井下动态分层产出数据，为下步井下作业提供依据，同时也为油藏开发效果评估提供最为直接的证据。鉴于海上油田的特殊性，生产管柱结构复杂且多为大斜度井水平井1-4，在油田开发过程中会用到不同的生产管柱组合，在这些管柱组合中进行产出剖面测井，因为管柱内径、产量、井斜等因素的影响，有些产出井中涡轮流量计涡轮转速曲线会出现负偏，同时根据涡轮转速曲线和电缆速度交汇图法所得到的流体视速度为负值的现象，排除正常生产状态下倒灌的可能后，分析认为井下流体存在回流现象1-4。1 产出井井下回流现象在油井生产过程中，当生产管柱的流通通道内径较大、产液量相对较低且有一定井斜的情况下，地层产出的流体在生产管柱中向上流动过程中，轻质相（油和气）在井筒内一直向上流动，有一部分重质相（水）在上升到一定高度后由于重力影响无法继续向上携带，而是沿着管柱内壁向下流动，使得生产管柱中有一部分流体在一定井段内循环往复，出现生产管柱中的流体流动方向既有向井口方向流动又有向井底方向流动的现象，称之为回流现象。2 涡轮转速曲线在井筒内的响应通过对某油田数十余井次产出剖面测井的统计归纳，涡轮曲线在井筒的测量井段内的响应主要有：无回流响应、底部回流响应、接近全井段回流响应、全井段回流响应。其中，无回流响应为：涡轮转速曲线响应正常，可以用与电缆速度交汇图的方法进行流量计算；底部回流响应为：在测量段底部涡轮转速曲线负偏，测量段中上部正常，用与电缆速度交汇图的方法所得到的流体视速度可以看出底部为负值，不能用来计算产出流体流量，测量段中上部流体视速度为正值，可以用来计算测量段中上部部分产出层段的流量；接近全井段回流响应为：测量段中下部涡轮转速曲线负偏，测量段顶部正常，可以用来计算测量段全流量摘要：海上油田主要以大斜度和水平生产井为主，造成在生产过程中井筒中的流体会沿着井壁出现回流，在产出剖面测井解释时表现为井口一直在产液，但是井下涡轮流量计曲线测量结果为负偏，计算的流体视速度为负值的现象，给产出剖面测井解释带来了较大困难，导致无法用常规方法得到产出剖面结果。通过对数十余井次的历史测井资料的回顾和总结，对回流现象的影响因素进行了分析总结；提出基于温度模型的产出剖面解释方法，通过实际井资料处理对比分析发现，该方法具有较好的应用效果，解决了回流问题造成的产出剖面测井解释结果误差大的难题。关键词：回流；产出剖面；流体视速度；生产压差；井斜；温度模型中图分类号：TE151文献标志码：B文章编号：10036490（2023）07004503Influencing Factors and Interpretation Methods of Backflow Phenomenon in Production Profile LoggingZhou Dao-xiAbstract:Offshoreoilfieldsmainlyfocusonhighinclinationandhorizontalproductionwells,causingfluidinthewellboretoflowbackalongthewellboreduringtheproductionprocess.Wheninterpretingtheproductionprofilelogging,itappearsthatthewellheadisconstantlyproducingfluid.However,themeasurementresultsofthedownholeturbine flowmeter curve are negative,and the calculated fluid apparent velocity is negative,which brings great difficultiestotheinterpretationoftheproductionprofilelogging,Resultingintheinabilitytoobtainoutputprofileresults using conventional methods.By reviewing and summarizing the historical logging data of more than ten log wells,theinfluencingfactorsofrefluxphenomenonwereanalyzedandsummarized;Aproductionprofileinterpretationmethod based on temperature model is proposed.Through comparative analysis of actual well data processing,it is foundthatthismethodhasgoodapplicationeffectsandsolvestheproblemoflargeerrorsinproductionprofilelogginginterpretationresultscausedbyrefluxproblems.Keywords:reflux;production profile;fluid apparent velocity;production pressure difference;well deviation;temperature model产出剖面测井回流现象的影响因素及解释方法周道禧（中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津 300459）收稿日期：20230411作者简介：周道禧（1991），女，天津人，工程师，主要从事试井设计工作。油气开采化 工 设 计 通 讯Oil and Gas ProductionChemical Engineering Design Communications46 第49卷第7期2023年7月或者顶部部分层段的产出，中下部产层产量无法计算；全井段回流响应为测量段内涡轮转速曲线均负偏，得到的流体视速度曲线全井段为负值，无法用涡轮流量计信息来计算流量。3 产生回流现象影响因素分析通过对数十余井次测井资料的完井方式、井下流体视速度、井斜、生产压差等进行归纳回顾，分析产生回流现象的影响因素。3.1 完井方式研究油田的主要完井方式主要有3类：一是套管射孔+压裂砾石充填完井，管柱为9.625 in 套管+5.5 in 砾石防砂筛管或7 in 套管+4.5 in 砾石充填防砂管柱；二是油管分采管柱；三是8.5 in 裸眼+6.625 in筛管完井（图1）。通过统计分析，回流现象多出现在8.5 in 裸眼+6.625 in 筛管完井的合采井中，19井次回流现象井中，有13井次发生在此类完井方式的井中。?图1 油田常见管柱示意图a.套管射孔+压裂砾石充填完井；b.裸眼+筛管完井；c.油管分采管柱3.2 井下流体视速度将数十余井次生产井的井口计量产液量利用管子常数折算成全流量时井筒中的流体视速度，分析流体视速度与产生回流现象的关系，出现回流现象的生产井的流体视速度均落在小于20 m/min 的区间内，当流体视速度大于20 m/min 时，产出剖面测井资料基本没有出现回流现象。流通通道的管径与流体视速度建立关系图见图2。?图2 流通通道内径与全流量流体视速度关系示意3.3 井斜将所测井的测量井段内的最大井斜与折算的全流量流体视速度建立关系图（图3）发现，当流速大于20 m/min 时，井斜在60也不会产生回流现象，当流速小于20 m/min时，井斜在30就会出现回流现象，但由于没有井斜小于30、流速小于20 m/min 的测井数据，所以只能得出在井斜30以上的井中，产生回流与否与井斜关系较小，与流体视速度关系较大。?图3 井斜与全流量流体视速度关系示意3.4 生产压差将本次研究区域所测井的生产压差与折算的全流量流体视速度建立关系图（图4）发现，生产压差在210 MPa 都有回流现象发生，反映在研究井案例中，生产压差与回流现象的产生与否也无明显联系。?图4 生产压差与全流量流体视速度关系示意4 基于温度模型的产出剖面解释方法出现回流现象的常规七参数产出剖面测井技术无法满足计算出的流体视速度，无法真实反映井筒内真实的流速变化，需要对七参数测井中其他参数进行分析，其中可以利用井内流体在不同环境下温度的变化，来对各层的产出情况进行定性分析，通过分析井温曲线显示的井筒流体流动时温度的变化规律，提出了基于温度模型的常规七参数产出剖面资料的定量解释模型，以得到比较合理的解释结果。井筒内测得的温度曲线主要受到地层基岩、渗流场、生产时间、含水率等因素的影响。其中，地层基岩岩层对热的热阻与岩石的热导率成反比；生产井流温曲线渐进线与地温梯度之间差值是地层渗透率、流体黏度、地层压力梯度、产层半径、油层厚度的函数，因此地层渗流场是影响流温曲线最基本最重要的因素；生产井生产过程中井眼与周围地层达到热平衡需要相当长的时间，如果生产井是多产层且产层间距小油气开采化 工 设 计 通 讯Oil and Gas ProductionChemical Engineering Design Communications 47第49卷第7期2023年7月于弛豫距离时，随时间的推移流温线上产层间的差异也将逐渐减小；油水热学性质恒定条件下，流温曲线相对地温梯度线偏移量随含水率增加呈指数降低，且弛豫距离也将随之减小5-7。以上就是温度模型理论基础。温度模型包含产层内模型和产层间模型两部分。产层内模型就是在产层内部，顶部的焓值等于底部的焓值加上中间流体产出带入的热量。产层间模型主要考虑了产层之间流体的热传导和对流效应，其产层上部的井温计算公式如下：（1）式（1）中：Hb为底部焓值；Qot、Qwt、Qgt分别为产层顶部油、水和气的产量；Qob、Qwb、Qgt分别为产层中相对于底部油、水和气产量的变化量；Cpo、Cpw、Cpg分别为产层中油、水和气的比热容；o、w、g分别为产层中油、水和气的密度；Tt为产层顶部井温；Tgeo为产层中间点的地热温度；Tgas为针对气体进行 Joule-Thomson 校正后的地热温度值。由此可得到流量与温度曲线的关系，来定量计算产出剖面8-9。对于该方法，也通过实际回流井七参数产出剖面测井数据进行了处理解释，从 A 井的处理结果可知，涡轮转速曲线基本全井段回流，用涡轮转速曲线和电缆速度交汇的方法无法得到真实井下流体视速度，因此尝试用温度模型进行处理解释，得到了比较合理的产出剖面解释结果，各射孔层的产出情况比较符合油藏认识。通过对历年测井资料的处理解释发现，温度模型虽然可以进行回流井资料处理解释，但是解释过程中涉及岩石、流体的较多热力学参数，油田在经过多年的注水开发后，岩石、流体的比热容等热力学参数均会发生较大改变，且不同区域和井位之间差异较大，温度模型解释所必需的一些参数无法准确获取，给温度模型解释结果带来很大的不确定性，因此还需要对温度模型进一步研究和认识，同时还需要探索新的测井技术来进一步解决该问题。5 结论与认识1）回流现象严重影响涡轮流量计的准确性，给产出剖面直观监测带来一定困难。2）产出剖面测井资料受回流影响与否的关键影响因素是井下流体速度，本区域井下流体视速度小于20 m/min 时，大概率会出现回流现象。3）井斜30以上的产出井，回流现象产生与否与井斜大小的关系不大。4）可以从管柱或测井期间提液等方面来进行相应的预防，也可以通过不同的测量方式（比如噪声测井、光纤测井、集流式测井等技术）或解释方法（比如温度模型）进行测井消除回流影响，得到准确合理的产出剖面。参考文献1 郭海敏.生产测井导论 M.北京:石油工业