存储相关流量的测井方法与流程

本发明涉及一种测井方法，尤其涉及一种存储相关流量的测井方法。

背景技术：

目前在测量高压(20MP以上)注水井相关流量时，由于电缆在测井过程中无法做到密封完好，在注水井压力过高时，注入的水可能会在井口从溢流管中流出，严重时会从防喷器中溢流出来，对环境影响非常大，在环境越来越重视的今天这是绝对不允许的，传统的解决办法只能通过收集溢流管中的液体，对从防喷器中流出的液体没有一个良好的解决办法；由于有溢流的存在，在测井的时候会严重影响测井计算结果的准确性；通常情况下压力越大溢流越严重，对测井精度影响越大，甚至当注水量比较低时注入的水全部从溢流管中溢流出去，造成该井没有注进去水的假象(通常情况下，压力越高注水越困难，注水量越低)。

对于高压井，现在普遍的测试方法为钢缆示踪剂测井，示踪剂测井原理：在目的层上部释放固体小颗粒示踪剂；在注水情况下，示踪剂颗粒会堆积在吸水层上，按照比例进行计算，得到各个地层的吸水比例，但是由于有油、套管壁和地层孔隙度的影响，可能没有吸水的井段也会堆积示踪剂，或者示踪剂进入地层比较深处导致测量的数值偏低。该方法虽然能解决井口溢流的问题，但是测量精度无法保证，容易受到地层的影响。因此，发明人潜心研究，发明出一种存储相关流量测井方法，在解决井口溢流问题的同时，还能精确地进行测井，测量过程更加环保。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种存储相关流量的测井方法，其步骤包括：

步骤(1)：根据待测井的基本数据、施工井段深度、射孔井段深度设置测量仪的工作时间和释放器释放示踪剂的时间，并将测量仪上的时钟与计算机上的时钟同步；

步骤(2)：将电池组、步骤(1)中的测量仪、释放器组装成流量仪，将流量仪顶部与绞车的绞索一端连接，绞索另一端与测井车上的绞车连接，绞车上的马丁代克与步骤(1)中的计算机连接，用于记录深度和时间，将连接好的流量仪装置在井口的防喷装置内，开始下井；

步骤(3)：将流量仪下放到施工井段，等待测量仪到达设定的工作时间后，匀速下放流量仪测量并记录该井的一条基准曲线，再根据深度记录仪的读数，将流量仪上升至射孔井段，等待释放示踪剂；

步骤(4)：释放器到达步骤(1)中示踪剂释放时间后，释放示踪剂，随后根据该井水流速度下放流量仪对示踪剂进行追踪，流量仪触底后将其上提，直至返回示踪剂释放位置，再次下放，如此反复通过测量仪记录时间和检测到的曲线数据，直至步骤(1)中设置的测量仪工作时间结束，每次上提与下放速度均相同，且该速度大于水流速度，每次上提或下放都得到一条曲线，且每次上提或下放所经过的深度和所用的时间均由步骤(2)中的计算机记录；

步骤(5)：将流量仪取回至地面，读取测量仪测量的数据和步骤(2)中计算机记录的深度数据，以时间为基准将测量仪测得的曲线数据与所述计算机记录的深度数据合并，并在合并过程中判断深度走向，得到多条上提曲线和下放曲线；

步骤(6)：数据处理，先通过公式进行校深计算，再通过计算上提曲线即可算出当前深度下流量，公式为Q＝kvs/w，其中h_n为标准深度，h_x为测量深度，ccl_x为该位置磁定位深度，ccl_n为标准磁定位深度，k为经验系数，为单口注入利用率。

进一步地，步骤(1)中的基本数据包括：总有效厚度、套管尺寸及深度、人工井底深度、日注量。

进一步地，步骤(3)中测量基准曲线时，流量仪的下放速度为8～15米/分钟。

进一步地，步骤(4)中连续追踪示踪剂时，流量仪的上提和下放速度为20～100米/分钟。

进一步地，步骤(4)中连续追踪示踪剂时，流量仪的上提和下放速度为80～100米/分钟。

进一步地，步骤(4)中，示踪剂释放持续时间为20秒，释放量为10～20毫升。

进一步地，步骤(1)释放器中存储的示踪剂为10～50毫升。

进一步地，所述测量仪为三参数测量仪或四参数测量仪。

进一步地，所述绞索为钢丝。

进一步地，步骤(1)中的工作时间分为五个阶段，依次包括：下井前准备阶段、下井阶段、测量基准曲线阶段、示踪剂释放阶段和相关流量测量阶段。

本发明有益效果在于，绞索采用钢丝下放代替电缆下放，消除溢流，使其对测量带来的误差为零，在低注量、高压力的情况下，可以大幅度提高测量准确性，消除了因为溢流造成的数据误差，在压力越大注量越低的情况下本方法的优势越明显。工艺上，不会因为有溢流的存在导致井口压力、注水量不稳定，避免影响测量过程中井下吸水情况，从而使测量精度提高，从环境保护角度考虑，钢丝相关流量测井比传统相关流量相对比，没有从井下溢流而出的液体(污水)从而更加环保。

附图说明

图1是本发明实施例1仪器上提曲线合并示意图；

图2是本发明实施例2仪器上提曲线合并示意图；

图3是本发明比较例1测得的相关曲线示意图；

图4是本发明比较例2测得的相关曲线示意图；

具体实施方式

电缆：电缆中有一根或者多根铜芯可以对井下仪器就行供电或者信号传输。为了保证传输稳定，在铜芯外部有一次绝缘材料，再最外层有多股钢丝包裹的保护层，保证在井下电缆不会折断、变形。但是因为有最外层的钢丝保护，在井口密封处无法做的百分之百的密封，会有一些细小的孔，在压力高的情况下，会有液体从中流出。

钢丝：钢丝表面通常非常光滑而且很细，例如：直径通常为2.8mm、3.5mm等，由于钢丝表面光滑，在井口就可以很好的就行密封，从而保证没有溢流的发生，但同时，由于钢丝没有中间的铜芯，没有办法与井下仪器进行通讯和供电，因此，需要一套存储相关流量测井方法，在解决井口溢流问题的同时，还能精确地进行测井。

下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不局限于说明书上的内容。

本发明公开了一种存储相关流量的测井方法，其步骤包括：

步骤(1)：根据待测井的基本数据(总有效厚度、套管尺寸及深度、球座尺寸及深度、人工井底深度、日注量)、施工井段深度、射孔井段深度设置三参数测量仪的工作时间(分为五个阶段，依次包括：下井前准备阶段、下井阶段、测量基准曲线阶段、示踪剂释放阶段和相关流量测量阶段)和释放器释放示踪剂的时间，释放器存储的示踪剂为10～50毫升，并将测量仪上的时钟与计算机上的时钟同步；

步骤(2)：在下井前准备阶段，将电池组、步骤(1)中的三参数测量仪、释放器组装成流量仪，将流量仪顶部与绞车的绞索一端连接，所述绞索用钢丝代替电缆，绞索另一端与测井车上的绞车连接，绞车上的马丁代克与步骤(1)中的计算机连接，用于记录深度和时间，将连接好的流量仪装置在井口的防喷装置内，开始下井；

步骤(3)：在下井阶段将流量仪下放到施工井段，等待进入测量基准曲线阶段；进入测量基准曲线阶段后，三参数测量仪启动，以8～15米/分钟速度匀速下放流量仪测量并记录该井的一条基准曲线，测量完毕后三参数测量仪进入休眠状态，再根据深度记录仪的读数将流量仪上提至射孔井段，等待进入释放示踪剂释放阶段；

步骤(4)：在示踪剂释放阶段，释放器启动，开始释放到示踪剂，示踪剂释放的持续时间为20秒，释放量为10～20毫升；释放器启动后1分钟，进入相关流量测量阶段，根据该井水流速度下放流量仪对示踪剂进行追踪，流量仪触底后将其上提，直至返回示踪剂释放位置，再次下放，如此反复通过三参数测量仪记录时间和检测示踪剂放射性的曲线数据，直至步骤(1)中设置的三参数测量仪的工作时间结束，每次上提与下放速度均相同，该速度大为20～100米/分钟(为该井水流速度的4～5倍，且上提和下放速度越大，记录的曲线条数越多，使测量精度越准确，在80～100米/分钟时，记录最为精确)，每次上提或下放都得到一条曲线，且每次上提或下放所经过的深度和所用时间由步骤(2)中的计算机记录；

步骤(5)：将流量仪取回至地面，读取三参数测量仪记录的数据和步骤(2)中计算机的深度数据，以时间为基准，将同一时间点曲线数据与深度数据一一对应、合并，并在合并过程中判断深度走向，得到多条上提曲线和下放曲线；

步骤(6)：数据处理，先通过公式进行校深计算，再通过计算上提曲线即可算出当前深度下流量，公式为Q＝kvs/w，其中h_n为标准深度，h_x为测量深度，ccl_x为该位置磁定位深度，ccl_n为标准磁定位深度，k为经验系数，用于油管、套管变形后的校正，取值范围0.8～1，为单口注入利用率，瞬时注量是规定时间内，从单个井口注入井内的水量，瞬时溢流量是该规定时间内该井口溢出的水量，w代表单口注水井在注水过程中，实际注入注水井内的水量与注水总量的比值。

上述方法中，可以采用四参数测量仪替代三参数测量仪。

实施例1：

井：1

华北地区一口高压低注量的注水井，其井况的基本数据为：

射孔井段：2940.3-3208.6m；总有效厚度：36.4m/11层；套管尺寸及深度：139.7mm×2061.63m；人工井底：3220.3m；油压：28.4MPa，注水泵压29MPa，日注量：10m³/天。

具体使用钢丝测井的方法为：

步骤(1)：根据待测井的基本数据(总有效厚度、套管尺寸及深度、球座尺寸及深度、人工井底深度、日注量)、施工井段深度和射孔井段深度设置三参数测量仪的工作时间和释放器释启动时间，并将测量仪上的时钟与计算机上的时钟同步，释放器存储的示踪剂强度为0.3mci，聚合物为30毫升，使其能够保证长时间的辐射强度，直至工作结束，保证其测量的准确性，三参数测量仪工作时间分为五个阶段：第一阶段为下井前准备阶段25分钟，第二阶段为下井阶段，根据目标井段的深度将下井阶段设置为20分钟，在第一、第二阶段三参数测量仪均处于休眠状态，第三阶段为测量基准曲线阶段，根据目标井段(射孔井段)的起始位置至井底的距离以及下放速度，将测量基准曲线阶段时间设置为30分钟，第四阶段为等待示踪剂释放阶段，该阶段三参数测量仪为休眠状态，此时释放器启动释放示踪剂，示踪剂开始释放的时间点为第76分钟(即经过75分钟后释放)，释放器开始释放示踪剂，释放时间为20秒，第五阶段为相关流量测量阶段，根据套管尺寸、日注量计算套管中的水流速度，根据水流速度设置测量阶段的上提下放速度，根据上提下放速度和目标井段的长度，将测量时间设置为60分钟；

步骤(2)：在下井前准备阶段，将电池组、步骤(1)中的三参数测量仪、释放器组装成流量仪，将流量仪顶部通过绳帽与绞车的绞索一端连接，所述绞索为钢丝，通过钢丝代替电缆，流量仪底部安装加重杆，绞索另一端与测井车(宝石机械测井车BSJ5258TCJ)上的绞车连接，将绞车上的马丁代克与深度记录仪连接，绞车上的马丁代克与步骤(1)中的计算机连接，用于记录深度和时间，将连接好的流量仪装置在井口的防喷管内，开始下井；

步骤(3)：在下井阶段将流量仪下放到射孔井段2940米，并等待进入基准曲线测量阶段，进入基准曲线测量阶段后，三参数测量仪开始工作，将流量仪以15米/分钟的速度下放，测量基准曲线，直到触底深度3118米，触底后，基准曲线测量结束，三参数测量仪进入待机状态，流量仪上提至喇叭口深度以上3045米处等待进入示踪剂释放阶段。

步骤(4)：在释放阶段，流量仪中的释放器启动，并开始释放示踪剂，示踪剂持续释放20秒，释放量为15毫升，示踪剂液体随井下注水开始流动；释放器启动1分钟后，进入关流量测量阶段，流量仪中的三参数测量仪再次启动，并根据水流速度在释放点3045米处到3100米(最后一个射孔层以上)之间来回上提下放，追踪示踪剂，上提和下放速度为80米/分钟，并记录时间和示踪剂放射的曲线数据直至工作结束，每次上提或下放都得到一条曲线，且每次上提或下放所经过的深度和时间由步骤(2)中的计算机进行记录，从而确定是否到达示踪剂的释放点。

步骤(5)：相关流量测量阶段完成后，进行同位素测量，同位素测量完成后，测井完成，将仪器从水井中取出，通过三参数测量仪与步骤(2)中的计算机进行通讯，进行数据读取、整合：将数据下载到步骤(2)中的计算机上，并与所述计算机中记录到的深度信息进行合并(以时间为基准，将同一时间点曲线数据与深度数据一一对应、合并)，并在合并过程中判断深度走向，获得完整的多条测井上提曲线，如图1所示。

步骤(6)：数据处理阶段，根据相关数据可以明显看出3095米到3097米处有明显吸水，相关测量结果明显。在测井过程中没有发生溢流现象，故单口注入利用率为100％，注量稳定。经过公式计算3095米～3097米处相对吸水量为71.2％即每天该井段吸水7.12立方米。

在上述实施例中，三参数测量仪也可根据实际情况用四参数测量仪代替。

实施例2：

井2：该井井况为油压为11.5MPa，注水流量为50立方米/天，该井为两级三段配注(三个水嘴注水，每个水嘴之间有封隔器相互隔离，这样可以精细对各个井段控制注水)；

钢丝相关流量方法：施工步骤如上，测量完静温(基本曲线)后，随后开始分别测量三次相关流量(每个水嘴测量一次，每次测量释放示踪剂15毫升，三次总计释放45毫升示踪剂，每次释放示踪剂后进行上提下放流量仪测量相关流量，总计测量三次)。

测量结束后分别合并三组相关数据，本次分析最下部第三个水嘴的吸水情况(该井的主要吸水部分)。

合并后曲线如2所示，该井在测量过程中没有发生漏失现象，故利用率为100％，故通过计算可以算出1625.8米～1628米井段吸水量为27.05立方米/天。

比较例1：

井1：

1.通过电缆将装有示踪剂的测井仪下到井内，通过该井现有资料测量一条基准曲线，根据基准曲线进行较深，获得准确深度；

2.得到准确深度后，将测井仪移至指定深度，释放示踪剂；

3.测井仪根据示踪剂移动的位置进行连续追踪，记录检测到的曲线数据；测井仪每次上提或下放都得到一条曲线，测量一次相关流量得到多条上提和下放曲线，将所有相同方向曲线进行合并，合并后通过曲线图尽心较深，以得到准确深度；

4.先对曲线通过公式进行校深计算，再通过计算同方向曲线测得相关流量，公式为Q＝kvs/w其中hn为标准深度，hx为测量深度，cclx为该位置磁定位深度，ccln为标准磁定位深度，k为经验系数取值范围0.8～1，用于油管、套管变形后的校正，为通过井口溢流和水表注水算出单口注入利用率。

释放器在喇叭口深度以上3044米处释放，测量相关数据，合并相同方法得到图3曲线，测量结果为该井在该深度一下没有水流动。该井地面防喷溢流管中有比较多的水流出，根据结果可以认定该井在测量过程成的利用率为0％，无法表示出地层的吸水情况。

通过比较可以清晰看出相同井况下采用钢丝测井与采用钢缆测井测量结果之间的差别：在高压情况下，钢丝测井解决了电缆测井没有办法测量(或者准确测量)的局限性。

比较例2：

井2：

该井是先用电缆测井效果不佳随后采用钢丝测井方法，故本次测井在钢丝测井方法使用前一天，井况没有发现明显变化。

通过测量合并，现分析第三个水嘴的进水情况，合并后曲线如图4所示，图4我们可以分析出，最开始测量时有20-22立方米/天的流量，随后当示踪剂随液体留到1623.8米处后没有水流动，示踪剂停留在该位置。

实际施工情况：在测量电缆相关时，由于注水泵压不稳定，井口溢流量偏大，测量过程中单口注入利用率为74％-0％之间来回浮动。所以出现流量为0的情况。

本方法有益效果在于，现有电缆相关流量测井方法上对测量方法和数据处理都进行了改进，以前电缆由于有溢流的存在，通常瞬时溢流量都比较大，且通常都不稳定，故在计算过程中相对误差较大。

本发明采用钢丝下放代替电缆下放，消除溢流，使其对测量带来的误差为零，通过上述实施例可以看出，在低注量、高压力的情况下，本方法可以大幅度提高测量准确性，消除了因为溢流造成的数据误差，在压力越大注量越低的情况下本方法的优势越明显。工艺上，不会因为有溢流的存在导致井口压力、注水量不稳定，避免影响测量过程中井下吸水情况，从而使测量精度提高。在此引入单口注入利用率的概念，由于测井是一个连续且时间较长的过程，我们只能测量出瞬时的溢流量，没有方法实时监测溢流量的变化；并且将固体示踪剂改为液体示踪剂避免了示踪剂颗粒堆积在吸水层上的问题，从而使测量更加准确。本方法提高了测量的准确性，在没有电缆供电和数据传输的时候也能记录数据，并在测量完成后进行数据合并；由于钢丝不能像传统测量相关流量方法时进行数据的实时通讯，因此采用以时间同步的方式，井下流量仪记录时间和其他数据，地面系统也记录时间和深度，通过时间比对，在测量完成后讲地面数据和仪器数据就行合并，及将数据与深度对应起来。通过深度的变化趋势来判断流量仪的运动方向(上提和下放)，目的是消除因为拉伸所造成的钢丝形变，从而提高精度，从环境保护角度考虑，钢丝相关流量测井比传统相关流量相对比，没有从井下溢流而出的液体(污水)从而更加环保。

显然，本发明的上述实施方式仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。