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1、会计学1生产测井原理教学生产测井原理教学(jio xu)下载下载第一页，共29页。0 0 水平井示意图水平井示意图水平井示意图水平井示意图图图7 7 垂直垂直(chuzh)(chuzh)层面直井与平行层面水平井示意图层面直井与平行层面水平井示意图 图图7 7 垂直垂直(chuzh)(chuzh)油藏层面的水平井油藏层面的水平井 第1页/共29页第二页，共29页。水平井完井方式(fngsh)通常采用下套管注水泥射孔完井、裸眼井完井或割缝衬管完井，完井方式(fngsh)主要取决于油藏物性和该地区的实际经验。水平井主要适用于以下情况：1、在近海地区、边远地区及环境敏感的区域，钻水平井既可以提高产量也
2、可以节约钻井费用。2、提高采收率，特别是在热采提高采收率开采时，水平井段可与油藏大面积接触，因此注汽井可提高采收率。3、水平井可用于低渗气田开采，也可用于高渗气藏开采。1.1 1.1 水平井应用水平井应用水平井应用水平井应用(yngyng)(yngyng)第2页/共29页第三页，共29页。水平井的形成(xngchng)可分为两类：一是从地面新钻的井，通常水平井段长度为3001300米长；另一类井为侧钻井，是从现有的井，横向侧钻出来，长度为30210米。水平井和侧钻井技术可分为四类，主要取决于曲率半径，曲率半径即由直井过渡到水平井的半径。1.2 1.2 水平井的几个水平井的几个水平井的几个水平井
3、的几个(j(j )概念概念概念概念 第3页/共29页第四页，共29页。半径为ft，造斜角为4560/ft。侧钻水平距离为710ft长。在同一深度上，可以钻几口井向外辐射出去(ch q)，井径为2ft左右。（1 1 1 1）超短曲率）超短曲率）超短曲率）超短曲率(ql)(ql)(ql)(ql)水水水水平井平井平井平井（2 2 2 2）短曲率）短曲率）短曲率）短曲率(ql)(ql)(ql)(ql)水水水水平井平井平井平井 曲率半径为2040ft，造斜角为25/ft。水平段既可从套管中侧钻出去，也可在裸眼井中直接钻出去，水平井段长度可达1000ft。第4页/共29页第五页，共29页。（3 3 3 3
4、）中曲率）中曲率）中曲率）中曲率(ql)(ql)(ql)(ql)半径半径半径半径水平井水平井水平井水平井 半径300800ft，造斜角(xi jio)为620/100ft。此方法是钻水平井的主要方法，水平井段长度可达20004000ft。通常用裸眼、割缝衬管或衬管加管外封隔器完井，有时也用水泥固井射孔方法完井。曲率半径为10003000ft，造斜角(xi jio)为260/100ft。这一钻井方法所形成的水平距离可达4000ft以上。（4 4 4 4）长曲率）长曲率）长曲率）长曲率(ql)(ql)(ql)(ql)半径水半径水半径水半径水平井平井平井平井第5页/共29页第六页，共29页。图图7
5、不同不同(b tn)的钻井技术示意图的钻井技术示意图 c中等(zhngdng)曲率（R=300 800ft，L=1004000ft）；d长 曲 率（R1000ft，L=10004000ft）a超 短 曲 率(ql)（R=1 2ft，L=100200ft）；b短 曲 率(ql)（R=20 40ft，L=100800ft）；（5 5 5 5）不同的钻井技术示意图）不同的钻井技术示意图）不同的钻井技术示意图）不同的钻井技术示意图第6页/共29页第七页，共29页。在致密岩石地层中，可采用裸眼方式完井，裸眼完井的缺点是不能实施增产措施，难于控制注入量和产量。割缝衬管完井的主要做法是在水平井段下入割缝衬管
6、以防止井眼坍塌，通常(tngchng)使用的三种衬管是穿孔衬管、割缝衬管和砾石充填衬管。割缝衬管的主要缺点是难以进行有效的增产措施。衬管及分段隔开放式完井是将衬管与管外封隔器一起下，将长平段分割成若干段，此方法将提供有限的分隔段。这样可沿着井段进行增产措施和生产控制。这一方式完井可以进行增产措施。1.3 1.3 水平井完井技术水平井完井技术水平井完井技术水平井完井技术(jsh)(jsh)第7页/共29页第八页，共29页。图图7a 水平井完井技术水平井完井技术(jsh)示意图示意图 1.3 1.3 水平井完井技术水平井完井技术水平井完井技术水平井完井技术(jsh)(jsh)第8页/共29页第九页
7、，共29页。对于致密的地层，可以考虑裸眼办法完井，如对于对于致密的地层，可以考虑裸眼办法完井，如对于致密的石灰岩地层可以应用裸眼方法完井。致密的石灰岩地层可以应用裸眼方法完井。用短曲率半径钻成的井可采用裸眼或采用割缝衬管用短曲率半径钻成的井可采用裸眼或采用割缝衬管完井。对于采用中长曲率半径的水平井，既可采用裸眼完井。对于采用中长曲率半径的水平井，既可采用裸眼办法，又可采用割缝衬管或水泥射孔完井。办法，又可采用割缝衬管或水泥射孔完井。为了减少钻井时的地层伤害，可以采用负压为了减少钻井时的地层伤害，可以采用负压(f y)钻钻井。同时也可以用一些特殊的泥浆，如低固相或无固相井。同时也可以用一些特殊的
8、泥浆，如低固相或无固相的聚合物泥浆。的聚合物泥浆。1.1.地层地层(dcng)(dcng)的岩性的岩性3.3.钻井液钻井液2.2.钻井钻井(zun(zun jn)jn)方法方法1.4 1.4 完井的几个问题完井的几个问题完井的几个问题完井的几个问题 第9页/共29页第十页，共29页。在水平井和斜井中，由于轻质相与重质相的分离，流型与垂直井中有较大差异.水的表观(bio un)速度较低时（小于0.1英尺秒），为均质泡状流动。随着油相表观(bio un)速度的增加，油泡开始聚集形成大油泡流动（段塞流），最后形成雾状流。第二节第二节第二节第二节水平井中的流型水平井中的流型水平井中的流型水平井中的流型
9、第10页/共29页第十一页，共29页。图图 18.0厘泊，比重厘泊，比重0.834的油与水在的油与水在0.806英寸英寸(yngcn)管道中的流型管道中的流型 0-1 0-1 油水油水油水油水(yu shui)(yu shui)两相流两相流两相流两相流形图形图形图形图第11页/共29页第十二页，共29页。图图a 空气空气(kngq)水混合物在水混合物在1.026英寸管道中的流型英寸管道中的流型 0-2 0-2 气水两相流形气水两相流形气水两相流形气水两相流形(li(li xnxn)图图图图第12页/共29页第十三页，共29页。在水相流动较低的情况下，流型分为四种(s zhn)：层状流，波纹层状
10、流，波状流和环雾流，流型的过渡是随着气的流量增大依次转变的。层状流中，气体的流量很低，占居了管子的上半部，气水界面光滑；随着气体的增加，气水界面上产生了波纹，这就形成了波纹界面层状流；随着气体流量的进一步增加，气水界面产生了大的波动，这就是波状流；气体流量继续增大时，气体在中间，套管壁上为液膜，这就是环状流，同时中间的气体含有雾状水滴，这就是雾状流。0-3 0-3 水相流动水相流动水相流动水相流动(lidng)(lidng)较低时四较低时四较低时四较低时四种流型种流型种流型种流型第13页/共29页第十四页，共29页。在水相流量中等的情况下，此时，气体流速较低，不连续的变形气泡浮在管子上部，气体
11、流速增加时，这些气泡聚集(jj)形成气体段塞，称为段塞状流动，这一流型是从泡状流向环雾状流型过度的一种流型。气体的流量进一步增加时最后形成环雾状流动，泡状和段塞状流动中，气液之间存在着较大的滑脱速度，环雾状流动中，气体和雾滴的流速近似相等。0-4 0-4 水相流动水相流动水相流动水相流动(lidng)(lidng)中等时的中等时的中等时的中等时的流型流型流型流型第14页/共29页第十五页，共29页。水平井中的流型分为三种(sn zhn)流动：（1）分相流；（2）间断流；（3）均布流。分相流包括层状流、波状流和环状流；间断流包括段塞流和段状流；均布流包括泡状流和雾状流。图图7 水水平平(shup
12、ng)管管道道中中的的流流型型 0-5 0-5 水平井中流水平井中流水平井中流水平井中流(zhngli)(zhngli)型的分类型的分类型的分类型的分类第15页/共29页第十六页，共29页。当气体的流量较小时，气体和水分层流动，气体在上半部，水在下半部，界面为平面接触。随着(su zhe)气相流量的逐渐增加，气体使水面形成波动；气体流量进一步增加形成段塞流和段状流；之后随着(su zhe)气体流量的进一步增加，依次形成泡状流、环状流和雾状流。同一口井中不可能同时出现上述各类流型，具体情况取决于气和水的流量。0-6 0-6 各流型出现各流型出现各流型出现各流型出现(chxin)(chxin)的条
13、件的条件的条件的条件第16页/共29页第十七页，共29页。利用实验模型进行水平井流型实验，观察相应流体的流型并测量持水率，各参数的变化范围为：（）气体流量，0300MSCF/d；（）水的流量，030gal/min；（）平均系统压力(yl)，3595Psi；（）管子直径，英寸和1.5英寸；（）持水率，0.87；（）压力(yl)梯度，0.8Psi/ft；（）倾斜度，9090；（8）水平流型。2.1 2.1 流型实验流型实验流型实验流型实验(shyn)(shyn)及流型及流型及流型及流型图图图图 （1 1 1 1）流型实验）流型实验）流型实验）流型实验(shyn)(shyn)(shyn)(shyn)
14、第17页/共29页第十八页，共29页。图图7 水平水平(shupng)管中的流型管中的流型图图 图图7 归一化两相流摩阻系数归一化两相流摩阻系数(xsh)图图7 持液率与管子持液率与管子(gun zi)倾斜倾斜度的关系度的关系（1 1 1 1）流型实验）流型实验）流型实验）流型实验第18页/共29页第十九页，共29页。流动(lidng)类型的范围为：(1)分相流 0.01及NFRL1或 0.01及NFRL2(2)过度流 0.01和L2NFRL3(3)间断流 0.01 0.4和 L3 NFRL1 或 0.4和 L3 NFRL4(4)均布流 0.4和NFR L1 或 0.4和NFR L4（2 2
15、2 2）流型边界）流型边界）流型边界）流型边界(binji)(binji)(binji)(binji)确定确定确定确定第19页/共29页第二十页，共29页。(7-1)(7-2)(7-3)(7-4)(7-5)(7-6)(7-7)(7-8)(7-9)(7-10)计算计算计算计算 和和和和 NFR NFR NFR NFR需要需要需要需要(xyo)(xyo)(xyo)(xyo)的的的的参数参数参数参数第20页/共29页第二十一页，共29页。Qg气体流量（bbl/d）；Ql液体流量（bbl/d）；Vsg表观(bio un)气体速度，ft/s；Vsl表观(bio un)液体速度，ft/s；NFR费劳德数，
16、无因次；NLV液体速度，无因次；含液率，无因次；Li流型范围，无因次；D管子内径，英寸；g 重力常数，32.2ft/s2；液体密度，1b/ft3；液体表面引力，达因/厘米。各参数各参数各参数各参数(cnsh)(cnsh)(cnsh)(cnsh)的意义的意义的意义的意义第21页/共29页第二十二页，共29页。从水平位置开始，角度为 的持液率等于水平管子的持液率乘以校正管子倾斜角度的因数y：首先(shuxin)根据下列公式求出HL(0)：根据适当的水平流动类型，从参数表7中得出的参数a、b和c的值。(7-11)(7-12)2.2 2.2 持液率（持水率）持液率（持水率）持液率（持水率）持液率（持水
17、率）HLHL的确定的确定的确定的确定(qudng)1(qudng)1 第22页/共29页第二十三页，共29页。表参数(cnsh)a、b和c的值水平流动类型abc分相流间断流均布流0.980.8451.0650.48460.53510.58240.08680.01730.0609 如果(rgu)HL(0)，则令HL(0)=；反之使用式（）中计算出的 HL(0)的值。2.2 2.2 持液率（持水率）持液率（持水率）持液率（持水率）持液率（持水率）HLHL的确定的确定的确定的确定(qudng)2(qudng)2第23页/共29页第二十四页，共29页。校正系数可以(ky)根据下列公式计算：对于垂直井的
18、流动y=1+0.3c，(7-13)(7-14)（1 1 1 1）校正）校正）校正）校正(jiozhng)(jiozhng)(jiozhng)(jiozhng)系系系系数的计算数的计算数的计算数的计算第24页/共29页第二十五页，共29页。下表给出了不同流型和流动(lidng)方向的情况下式(7-14)中d、e、f和g的取值方法。水平流动类 d e f g分相流向上 0.011 3.768 3.539 1.614间断流 向上 2.96 0.305 0.4473 0.0978均布流 向上无校正 c=0 全部流体 向下 4.70 0.1244 0.3692 0.5056流动类型表（2 2 2 2）不
19、同）不同）不同）不同(b tn)(b tn)(b tn)(b tn)情况下情况下情况下情况下参数的取值参数的取值参数的取值参数的取值第25页/共29页第二十六页，共29页。两相流体间的摩擦系数ftp是用无滑动摩擦系数fn与校正因数es相乘(xin chn)得出来的：s值与 及 相关。(1)计算fn 式中 井内条件下的液体密度，1b/ft3 井内条件下的气体密度，1b/ft3 (7-15)(7-16)(7-17)2.3 2.3 摩擦系数的确定摩擦系数的确定摩擦系数的确定摩擦系数的确定(qudng)1(qudng)1第26页/共29页第二十七页，共29页。式中 井内条件下的液体粘度，cp；井内条件下的气体粘度，cp；式中，和 分别是无滑动(hudng)混合密度和混合粘度。NRen是无滑动(hudng)雷诺数。D是单位为英寸的管子内径。NRen求出后，可利用下式求出fn值：(7-18)(7-19)2.3 2.3 摩擦系数的确定摩擦系数的确定摩擦系数的确定摩擦系数的确定(qudng)2(qudng)2第27页/共29页第二十八页，共29页。2.3 2.3 摩擦系数的确定摩擦系数的确定摩擦系数的确定摩擦系数的确定(qudng)3(qudng)3后面(hu mian)有删减!第28页/共29页第二十九页，共29页。