一种油气井动液面测试方法与流程

本发明属于油气藏开发领域，具体涉及一种油气井动液面测试方法。

背景技术：

随着国内油气田的深入开发，油气井动液面测试工作量逐渐增加，液面资料在油气田实现高效开发中起着非常重要的作用，通过液面资料分析，了解油气井的供液、气能力、可以计算井底流压。根据动液面变化，判断油气井的工作制度与地层能量的匹配情况，进而优化生产制度，提高油气井的产量。

现有技术主要采用两种方式测量，一种是回波式液面测量法：采用了脉冲声波回传法，以测试枪的激发作为声源，产生声波脉冲，通过油管和套管之间环空的压缩天然气作为介质向下传播。整根油管由上百个管段和接箍拼接而成，接箍之间的距离，即管段的长度是确定与已知的。声波在传播过程中，每遇到一个接箍就会产生一个小的回波，最后到达动液面发射一个强的回声波，安装在井口的检波器接收到大量的回声波，经过转换放大、滤波处理以后显示波形，由人工识别各个波形的种类，根据声波脉冲到达油井液面之前被接箍反射的数目以及油管接箍之间的平均间距，计算出油井动液面的深度。但是该方法由人工识别各个波形的种类，其存在人为误差；以测试枪的激发作为声源，属于一种爆炸声源，具有一定危险性；并且成本高，不能连续作业，更不能实时监测。

另外一种方法是电控气爆炸式测试法：利用套管内外压差释放气体产生测量生源，可以根据控制器指令随时激发产生声源，实现连续自动测量。分析出高频信号为主要的干扰信号，利用小波变换的方法，将低频信号采用傅里叶变换，进行获得动液面在回波中所处的位置，从而计算出动液面的深度。但是该方法本质上仍然是回波测试法；并且成本高，即使连续作业，仍然不能实现实 时监测。

因此，现有抽油井动液面测试方法，存在着成本高，误差大，不能实现实时监测的缺点。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种油气井动液面测试方法，在油气井产出剖面测试过程中，通过仪器参数的响应能够识别确定动液面的深度位置。通过气井动液面深度计算模型，建立了动液面深度与井口压力的关系图版，从而根据井口压力计算动液面的深度位置。通过液面资料分析，了解油气井的供液、气能力、可以计算井底流压。根据动液面变化，判断油气井的工作制度与地层能量的匹配情况，进而优化生产制度，提高油气井的产量。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种油气井动液面测试方法，所述方法包括：

在油气井产出剖面测试过程中，下入仪器串，当仪器串中各个仪器的参数发生变化时，判定仪器串通过动液面；

通过动液面垂深计算模型，建立动液面垂深与井口压力的关系图版，进而根据井口压力获得动液面垂深。

所述仪器串包括依次连接的柔性短节、遥测短接、压力计、磁定位仪、扶正器、自然伽马仪、密度仪、在线流量计、阵列涡轮流量计、阵列电容持率计、温度计、常规持水率计和全井眼中心流量计；

利用自然伽马仪和磁定位仪定位深度；

利用温度计获取井筒内温度的变化；

利用压力计获得井筒压力的变化；

利用阵列涡轮流量计获取井筒内流速的变化；

利用常规持率计和密度仪获取相态的变化。

所述当仪器串中各个仪器的参数发生变化时，判定仪器串通过动液面是这样实现的：

当仪器串通过动液面时，如果出现下列参数变化，则判定仪器串通过动液面：

所述阵列涡轮流量计的6个微转子发生明显转动；

所述阵列电容持水率计的参数由全部全气相显示为水相；

所述常规持率计由气相显示为水相；

所述在线流量计和全井眼中心流量计的转速发生明显的改变；

所述自然伽马仪测得的自然伽马曲线发生明显变化。

所述动液面垂深计算模型如下：

其中，h2为动液面垂深，m；ρw为水的密度，kg/m³；ρg为天然气密度，kg/m³；po为某一产量q对应的井口压力，mpa；h为水平段垂直深度，m；g为重力加速度，n/m²。

所述动液面垂深计算模型的假设条件包括：(1)每改变一个工作制度，该制度对应的井口压力已知；(2)忽略气体属性随压力的变化。

所述建立动液面垂深与井口压力的关系图版是这样实现的：

以井口压力为横坐标、动液面垂深为纵坐标在坐标图上表示出所述气井动液面深度计算模型则得到动液面垂深与井口压力的关系图版。

所述根据井口压力获得动液面垂深是这样实现的：

将已知的水的密度ρw、天然气密度ρg、井口压力po、产量q、水平段垂直深度h、重力加速度g和通过仪器串中压力计测量得到的井底流压pwf的数值代入到所述动液面垂深计算模型中则得到该井口压力对应的动液面垂深；或者根据井口压力直接从所述动液面垂深与井口压力的关系图版上查到对应的动液面 垂深。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

利用产出剖面测试方法探测动液面的深度位置，具有方便、准确的特点，而且不用额外的费用。使用本发明能够准确探测到动液面的深度位置。

附图说明

图1是根据本发明实施例中产出剖面测试仪器串；

图2是根据本发明实施例中动液面测试表征图，图中显示了仪器串通过动液面前后各项参数的响应曲线；

图3是根据本发明实施例中动液面计算模型示意图，图中根据井眼轨迹给出了动液面气水分界面；

图4是根据本发明实施例动液面计算图版，图中给出了不同井口压力和不同产量对应的动液面深度。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：

本发明提供了一种油气井动液面测试方法。该方法为在油气井产出剖面测试过程中，当仪器串通过动液面时，仪器各项参数发生明显变化，进而确定油气井动液面所在深度位置。通过气井动液面深度计算模型，建立了动液面深度与井口压力的关系图版，从而根据井口压力计算动液面的深度位置。通过液面资料分析，了解油气井的供液、气能力，可以计算井底流压。根据动液面变化，判断油气井的工作制度与地层能量的匹配情况，进而优化生产制度，提高油气井的产量。

为了进行油气井生产动态监测，通常利用生产测井，即产出剖面测试了解井下生产动态。产出剖面测试利用电缆或者连续油管输送测试仪器串，进而完成油气井动态剖面测试。如图1所示，仪器串一般包括图中仪器串中包括：柔 性短节1、遥测短接2、压力计和磁定位仪3、扶正器4、自然伽马仪5、密度仪6、在线流量计7、阵列涡轮流量计8、阵列电容持率计9、温度计和常规持水率计10、全井眼中心流量计11。

自然伽马仪5和磁定位仪3主要用于准确定位深度，压力计用于反映井筒压力的变化，温度计用于反映井筒内温度的变化，涡轮流量计8反映井筒内流速的变化，持率计9和密度计6用于反映相态的变化。当仪器串下入过程中通过动液面时，仪器串中各项仪器参数发生明显变化，能够准确测试到动液面的位置。

在一口页岩气井中进行产出剖面测试，当仪器串通过动液面时，仪器串的各项参数发生明显变化(如图2所示)。仪器串中阵列涡轮流量计的6个微转子发生明显转动(相对于通过动液面之前的转速为0，通过动液面后转子发生转动，从图中可以看出是明显转动)。阵列电容持水率计的参数也由全部全气相显示为水相。常规的持率计也由气相显示为水相(密度参数反映相态发生明显变化)。在线流量计7和全井眼中心流量计11的转速也有了明显的改变(相对于通过动液面之前的转速为0，通过动液面后转子发生转动，从图中可以看出是明显转动)。自然伽马曲线也发生明显变化(自然伽马曲线在动液面处有个明显的右拐尖峰)。图2的右侧为阵列持率计解释呈像图，可以看出，动液面位置具有明显的气水分界面。根据仪器各个参数的响应，能够准确判断动液面所处深度位置。图1中各只仪器表示仪器串在通过动液面时各项参数发生明显变化，进而确定了动液面的深度位置，最终公式中只用到了压力数据和动液面的深度数据。

动液面深度与气井工作制度紧密相关。通过建立动液面深度计算模型(如图3所示)，可用于判断不同工作制度下的井筒积液情况，从而为排液方案设计提供依据；同时，该模型可提供准确井底压力参数，进而为气井生产动态分析和产能评价提供依据。

模型的假设条件包括：(1)每改变一个工作制度，该制度对应的井口压力已知(井口压力是在地面通过压力表读取的)；(2)忽略气体属性随压力的变化。

如图3所示，动液面以下为水，上部为气，利用每个工作制度下的产量和井口压力，可获得不同工作制度下的动液面垂深h2：

其中，ρw为水的密度，kg/m³；ρg为天然气密度，kg/m³；po为某一产量q对应的井口压力，mpa；h为水平段垂直深度，m；g为重力加速度，n/m²。

上述两个公式中，水的密度ρw，天然气密度ρg，井口压力po，产量q，水平段垂直深度h，g为重力加速度都为已知条件；井底流压pwf是通过仪器串中压力计测量得到的。

代入这口井的相关数据到上述模型中，可获得该井动液面计算公式为：

h2＝195.03q+111.11po-534.28

利用该模型，进一步绘制了这口井在不同生产制度、不同井口压力下的动液面计算图版，如图4所示。

该井以气井产量q为5.6万方/天生产时，计算动液面垂深2191.22m，本次测试实测动液面垂深2066.38m，误差6.04％，符合率较好。

本发明主要应用在油气藏开发领域，特别是关于油气井生产动态评价方法。随着国内油气田的深入开发，油气井动液面测试工作量逐渐增加，液面资料在油气田实现高效开发中起着非常重要的作用，应用前景广阔。

上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述具体实施方式所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选的，而并不具有限制性的意义。