【正文】 在停產(chǎn)井中，氣、油、水會按重度分離，壓差密度曲線可以準確劃分流體界面。然而，如果壓差密度計在經(jīng)過一個射孔井段時沒有見到測值變化，并不一定該層沒有產(chǎn)出流體，也可能是該層接納井內(nèi)流體，或者產(chǎn)出與井眼內(nèi)已有流體密度相同的流體，應當結(jié)合渦輪轉(zhuǎn)速曲線分析判斷。若有明顯數(shù)量的自由氣進入油、水液柱中，測值會變低；如果有水進入油或氣相中，測值會變高。另外，所測壓力梯度值與流量測井資料綜合分析，可以判斷井內(nèi)流體的流動機構(gòu)。一般在流量小于300m3/d時，摩阻項便可忽略不計。如果儀器下部流速明顯高于上部，則會造成一個下降異常，在流體進入井筒的地方或裸眼井內(nèi)井徑明顯變化的地方，也會看到速度項造成的曲線跳躍。一般在儀器從套管進入油管的地方會看到這個現(xiàn)象，如圖39所示。速度項K一般情況下是一個很小的系數(shù)，影響可以忽略。一般在已知密度的含水層進行刻度，將放大壓差密度的每一個讀數(shù)用g/cm3來表示。壓差密度計的測井結(jié)果用兩種曲線顯示。在測井過程中，井內(nèi)流體一旦進入儀器和套管之間變小的環(huán)形截面處，其流速就會增大，這時流體繞著移動的測量儀器還會產(chǎn)生一個附加的速度增量，對測量結(jié)果造成影響。測量井段的井斜度數(shù)作記錄報告，但不能改變儀器刻度作井斜校正。儀器上測和下測必須保證有良好重復性，在井底靜液柱和高于產(chǎn)液口6 m以上的交連井段內(nèi)，至少以恒定速度進行一次上測和一次下測，觀察測井讀數(shù)是否相同。要了解井內(nèi)出砂情況，以免妨礙儀器測量。這樣刻度后儀器的靈敏度便為。測井前、后都要進行井場刻度。4％。為了實用，測出的壓力梯度用密度值表示。摩阻梯度是指流體和管壁以及儀器外表之間摩擦引起的壓力損失，并概括了流體的粘滯影響。加速梯度項一般情況下可忽略不計。在靜流柱中，標準壓差的關系為 (38)式中，d—壓敏箱間距；θ—井斜角度；—壓敏箱之間的垂直高差；g—重力加速度。 測量方法原理壓差密度計的結(jié)構(gòu)如圖38所示。對于摩阻損失不大的井眼，測出的壓力梯度正比于流體密度。目前，生產(chǎn)測井主要通過測量井內(nèi)流體的密度或持水率識別流體的性質(zhì)，常用的流體密度測量技術有壓差密度計和伽馬密度計。 密度測井生產(chǎn)井中，不同層段或同一厚層的不同部位，可能產(chǎn)出不同性質(zhì)的流體。穩(wěn)定試井法的優(yōu)點是不需應用一些很難確定的參數(shù)，如折算半徑、供油面積、導壓系數(shù)等，只要改變油井的工作制度即可求出采油指數(shù)和地層壓力，選擇油井的工作制度；其缺點是耗時費事，不能求更多的地層參數(shù)。采用穩(wěn)定試井法可以不關井求地層壓力和采油指數(shù)，這樣不影響油井生產(chǎn)，減少產(chǎn)量損失，高寒地區(qū)還可以防止冬季發(fā)生結(jié)凍事故。因此，穩(wěn)定試井要求油井生產(chǎn)正常，產(chǎn)量和流動壓力必須穩(wěn)定。同樣地，根據(jù)(35)式計算或圖解，可以確定地層的采油指數(shù)，評價各個儲層的生產(chǎn)特性。由于短時間內(nèi)地層參數(shù)均未變化，基于壓力擴散方程的穩(wěn)態(tài)解，可以得到地層壓力 （37）根據(jù)（37）式，可以計算或用圖解法確定地層壓力。穩(wěn)定試井的基本方法是的讓油井在某一油嘴下穩(wěn)定生產(chǎn)，用流量計和壓力計準確測定油井產(chǎn)量q1和流動壓力。在短時間內(nèi)改變油井的工作制度，即放大或縮小油嘴，其流動壓力和產(chǎn)量都要改變，但其地層壓力和采油指數(shù)可以保持相對穩(wěn)定。 穩(wěn)定壓力試井應用油井穩(wěn)定試井，是基于油井在一定時間內(nèi)穩(wěn)定生產(chǎn)，其地層壓力相對穩(wěn)定這一概念基礎上。入井流量特性曲線表明，井底壓力處于30～35MPa的任意值時，將導致層間橫流現(xiàn)象。入井流量關系和生產(chǎn)井的垂直舉升能力結(jié)合，還可以評價井的工作條件。這一直線外推到，就得到該井的潛在產(chǎn)能。一般情況下，常通過測量兩種不同產(chǎn)量下的井底壓力和流量，根據(jù)壓力擴散方程的穩(wěn)態(tài)解，用下式估算采油指數(shù) （35）氣井的產(chǎn)能可采用“回井試壓法”進行評價，即令氣井在三種不同的流量下穩(wěn)定生產(chǎn)，測出相應的壓力數(shù)據(jù)。油氣井的產(chǎn)能可以用生產(chǎn)指數(shù)來衡量，生產(chǎn)指數(shù)建立了產(chǎn)量變化同井底壓力變化的關系。因此，石英壓力計適用于定點壓力測井?！妫捎趨⒖季w置于真空中,需要的熱平衡時間更長些，這就意味著要得到穩(wěn)定的讀數(shù)必須等待數(shù)分鐘以便儀器達到穩(wěn)定。由此，所測壓力有很高精度。壓力測量時，儀器將所測頻率信號通過電纜傳輸?shù)降孛嬗嬎銠C，由計算機把接收的信號頻率轉(zhuǎn)換成相應的壓力值并記錄，同時通過陰極射線管顯示或描繪成壓力曲線。由于各個系數(shù)均為溫度的函數(shù)，如，現(xiàn)場測量執(zhí)行預測程序時，一共有n2=16個數(shù)據(jù)要傳送給微處理機的存貯器，以檢查刻度系數(shù)。圖 35 石英壓力計傳感器簡圖石英壓力計的測量響應是晶體振蕩頻率的n次多項式，并同測量條件下的溫度有關，一般取n=3或n=5。平衡條件下，溫度對兩個晶體的影響相同。石英壓力計由井下探測器和地面信號處理機組成，傳感器如圖35所示，它由兩個對壓力溫度敏感的石英晶體振蕩器組成。由于石英晶體本身的自振頻率比傳感器的一般工作頻率(10~30KHz)高得多，所以它不會影響傳感器的頻率上限。當振子受壓力作用時，t相當于泊松比變化，ρ相當于體積變化，因而為影響f的主要因素。對厚h毫米的石英晶體，其共振頻率為=28650／h(KHz)?？梢姡w表面產(chǎn)生的電荷密度與作用在晶體上的壓力成正比，與晶體的尺寸(厚度、面積)無關。圖 34 石英晶體壓電效應原理壓電式壓力傳感器主要是利用縱向壓電效應，其大小可用下式表示 （31）式中 —作用在晶體X平面上出現(xiàn)的電荷大??；—壓電應變常數(shù)，對石英=10庫侖/牛頓。如果壓力是沿Y軸方向作用，如圖34(c)所示那樣，將使晶格產(chǎn)生縱向伸長變形，上、下表面由于離子的突出接近而出現(xiàn)負、正電荷，產(chǎn)生橫向壓電效應。假想在晶體上取出一個晶體單元，如圖34(a)所示，其橫截面在不受外力的自然狀態(tài)下為正六邊形，整個單元電荷互相平衡而呈中性。將石英晶體傳感器接入振蕩電路，響應頻率的變化便反映壓力的變化。 石英壓力計石英晶體壓力計是以壓電效應為基礎設計的。1%(100psi)；經(jīng)過標定并作溫度校正后，精度可為滿刻度的177。5psi)。其重復性主要受滯后影響，為滿刻度的177。如果壓力測井過程中下放測量，滯后影響比上提測量要小。對絕大多數(shù)應變壓力計，滯后影響的最大誤差在177。滯后影響取決于施壓方式。盡管壓力計同一骨架繞有相同的參考線圈和應變線圈進行溫度補償，但由于溫度突然改變后需要一定時間才能達到熱平衡，兩個線圈之間會存在溫差而導致壓力讀數(shù)的偏差。 圖 32 測力計式應變壓力計結(jié)構(gòu) 圖 33 測力計式應變壓力計原理圖應變壓力計的讀數(shù)主要受溫度影響和滯后影響。當壓力空腔承受壓力時，空腔的外部筒體產(chǎn)生彈性形變。一個參考線圈繞于柱體的實體部分，一個應變線圈繞于壓力空腔部分。圖 31 膜式應變壓力計結(jié)構(gòu)圖斯侖貝謝公司重復地層測試器(RFT)上所用的應變壓力計則為測力計式，其結(jié)構(gòu)如圖32所示。頻率調(diào)制的壓力信號經(jīng)電纜送至面板內(nèi)一個帶通濾波器，濾出壓力調(diào)頻信號，再經(jīng)解調(diào)器變換為直流電壓。圖31所示為斯侖貝斯公司PLT所用應變壓力計的膜式傳感器，是由膜片直接感受被測壓力而產(chǎn)生變形，使貼在膜片表面的應變片有一電阻變化輸出。應變式壓力計傳感器的結(jié)構(gòu)主要決定于使用要求，常設計成膜式和測力計式。電阻值的相對變化量可以表示為 （30）對應變電阻材料的要求，一般希望材料電阻應變靈敏系數(shù)要大，電阻溫度系數(shù)要小，有較好的熱穩(wěn)定性，電阻率要高，工藝性能好。導體產(chǎn)生機械變形時，電阻要發(fā)生變化，這就是應變效應。 應變壓力計應變式壓力計的作用原理是利用彈性元件受壓力作用后，產(chǎn)生一定的變形，為了測量這個變形的大小，將金屬絲應變電阻片貼附在彈性元件表面，使其隨彈性元件一起變形，這個變形應力將引起金屬絲的電阻變化，根據(jù)電阻變化的大小測量未知壓力。測量井內(nèi)流動壓力和井底靜止壓力一般用應變壓力計，不穩(wěn)定試井則常用較高精度的石英晶體壓力計。在同一水動力系統(tǒng)內(nèi)，如果能進一步測得油層中流體的壓力梯度，還可以判斷流體的性質(zhì)，確定流體界面的位置。利用各油層或同一油層不同部位所測得的壓力資料，整理成壓力梯度曲線，凡屬同一水動力系統(tǒng)的油層，壓力梯度曲線只有一條。油田開發(fā)中很重要的一個問題是要判明各油層的壓力系統(tǒng)(或稱水動力系統(tǒng))。烴類壓深關系與靜水壓力不同之處在于油和氣的密度小于水，因而其壓力梯度較小。如儲層隆起會引起水壓相對其埋藏深度來說偏高，儲層下降則會產(chǎn)生相反效果。如果某一地層的流體壓力異常，那么該地層必然與其周圍地層隔絕，因而靜水壓力到地表的連續(xù)性無法建立。水壓不滿足(28)式的稱為壓力異常。水的壓力梯度決定于其化學成分(礦化度)， Pa/m。在同一個水動力系統(tǒng)內(nèi)，流體壓深關系是受油藏鄰近的水壓所控制的。由于在一定深度覆蓋層壓力是常數(shù)，流體壓力下降將導致顆粒壓力相應的增加；反之亦然。處于變化狀態(tài)的地層壓力，一般用靜止地層壓力和流動壓力表示，主要通過生產(chǎn)井和觀察井內(nèi)的壓力測量取得。油田一般用第一批井中測取的地層壓力代表原始地層壓力。原始地層壓力的數(shù)據(jù)與油藏形成的條件、埋藏深度以及與地表的連通狀況等有關。有些油層雖然沒有供水區(qū)，但在油藏形成過程中，經(jīng)受過油氣運移時的水動力作用，地質(zhì)變異時的動力、熱力及生物化學等作用，也能使油層內(nèi)具有一定數(shù)值的壓力。一般來說，油藏某一深度處的壓力一是來源于上覆巖層的地靜壓力或稱壓實壓力，二是來源于邊水或底水的水柱壓力。表壓力和絕對壓力的關系為 （27）壓力測井用電纜將壓力計下入井內(nèi)，不僅可以測取井眼內(nèi)流體的流動壓力和靜止壓力，也可以測取地層內(nèi)流體的壓力及其變化，分析評價油井生產(chǎn)狀況和油層生產(chǎn)性質(zhì)。這種壓力是由于分子的重量和分子運動對器壁撞擊的結(jié)果。 壓力測井壓力是一個重要的流體動力學參量，同時也是油田開發(fā)的一個重要參數(shù)。另外，如果注入井內(nèi)沒有完全處于熱平衡，估算結(jié)果也會產(chǎn)生誤差。F。A層上部對應于總注入量=60 m3/d，=4176。此時由于為常量，可以直接由ΔT之比計算吸水百分比。對于注入井的流動井溫資料解釋，估算分層流量可取簡單形式 （26）式中可用地溫梯度值代替；系數(shù)C主要取決于注入流體的物理性質(zhì)和地層的熱導率，受套管直徑變化影響很小，當射孔層段巖性變化不大時，對于一定的注入流體，C可視為常數(shù)。不同時間測量的井溫曲線對比，發(fā)現(xiàn)D層溫度比B層恢復慢，說明D層吸入了更多壓裂液。圖 28 井底處理后關井測量溫度圖28是一口井壓裂后緊接著關井測量的溫度恢復曲線。壓裂作業(yè)時，會有一定數(shù)量的壓裂液擠入被壓裂的地層。 評價酸化、壓裂效果進行酸化處理時，擠入地層的酸液和地層中堵塞通道的化合物反應，產(chǎn)生放熱效應。)，用射孔槍射孔并塞入水泥。6514~6525ft的梯度井溫曲線上溫差特別大，6525 ft的RDT曲線顯示一周有多個峰谷，表明串槽占環(huán)形截面面積較大。然后又在6700ft測量，管壁溫度一致說明L層以下無串槽發(fā)生。圖27是徑向微差井溫儀(RDT)的測井實例。這個氣竄現(xiàn)象是由井溫曲線在氣頂高于地溫梯度線，而在尾管底部有明顯負異常而反映出來的。 檢查水泥串槽因為固井施工或其它井下作業(yè)問題，致使管外水泥環(huán)串槽，造成層間竄流時，由于竄流的流體和原有的地層溫度不同，從而井溫曲線記錄到異常。為了增大溫度異常，可在測井前用熱液洗井，然后再測量井溫曲線。另外，當生產(chǎn)一段時間再關井時，氣體膨脹在井溫曲線上造成的負異常馬上就會消失。（1用3毫米油咀生產(chǎn)測試曲線； 2用5毫米油咀生產(chǎn)測試曲線）圖 25 找出氣層位井溫測井曲線在井下產(chǎn)氣層位，當自由氣從儲層的高壓狀態(tài)進入井筒較低壓力下時，氣體分子擴散，體積膨脹而吸熱，從而在出氣口附近形成局部低溫異常。雖然流進井筒的產(chǎn)液溫度可能不同，但產(chǎn)層上部的井溫曲線最終都在地溫梯度線上方，其漸近線與地溫梯度線之間的差值與流體的密度成正比。由于吸水冷卻帶半徑大而強，而未吸水層降溫帶半徑小而弱，吸水層位回到地溫的速率比未吸水井段要慢得多，從而在恢復井溫曲線上顯示為負異常，如圖24所示。然而，關井測量井溫恢復曲線，能夠顯示多層注入時的各吸水層段。但對于多層注入情況，由于層間距離有限，井溫曲線在整個吸水井段變化不大。在吸水層段下部，受底部原始地層溫度影響，井溫曲線將很快趨向地溫梯度線。井溫曲線上平行于地溫梯度線部分，稱為漸近線。圖 23 確定地溫梯度示意圖 劃分注水剖面當向井內(nèi)注入不同溫度的水時，淺部位主要受注入流體溫度影響，井溫曲線會顯示高于或低于地層溫度。對于一般油井，可采用梯度井溫曲線，結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗確定地溫梯度。根據(jù)均質(zhì)無限圓柱體的熱擴散方程，如果地層的溫度擴散系數(shù)以及井內(nèi)溫度梯度可當作常數(shù)處理，引入邊界條件和初始條件，可解得由溫度恢復曲線計算地層溫度的公式 （23）式中，—S原始地層溫度，℃；t —穩(wěn)定生產(chǎn)或注水時間，h；—關井時間，h；T—在Δt時的地層溫度，℃；C—同熱擴散系數(shù)有關的常數(shù)。原始地溫梯度的確定應取值于注入或采油前的基準溫度測井資料。溫度測井資料解釋目前仍以定性分析為主，分析的基本方法是將溫度測井曲線同地溫梯度線對比或?qū)⒍啻螠y量曲線進行比較，發(fā)現(xiàn)異常并分析產(chǎn)生異常的原因，從而對井下可能發(fā)生的情況做出推斷。如果需要重復測井，應將儀器提到測量井段上部停數(shù)小時，使被攪動的溫度場恢復平衡后再進行測量。為獲得最優(yōu)資料，對于流動測井，要求測前48小時內(nèi)生產(chǎn)或注入條件(流量、壓力和溫度等)要保持穩(wěn)定；對于靜態(tài)測井，不允許有注入或泄漏，否則會干擾測井信息。儀器下部還可接射孔槍，按照微差井溫指示的串槽方位射孔并塞入水泥，有效地封堵槽孔。水泥串槽時，竄流會使鄰近的套管溫度變化。兩點間的溫度差，176。通常不用專門的微差井溫儀測量，而是通過對井溫儀送到地面的信號進行處理，獲得微差井溫顯示。圖 22 溫度測井儀的結(jié)構(gòu)普通井溫儀測量的是井內(nèi)各個深度流體溫度值，測量曲線反映井內(nèi)溫度梯度變化情況。式（22）表明，當溫度變化時，由于固定臂電阻基本不變，而靈敏臂電阻變化，使