第4章_温度测井课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,温度测井原理,井筒地层温度分布规律,温度测井解释与应用,第四章 温度测井,温标,内容,华氏,摄氏,兰氏,热力学,列氏,符号,单位,K,第一节 温度测井原理,预备知识：,温标就是为定量表示物体的温度，根据标准温度（定义定点）、标准温度计和内插公式所确定的温度计的标度。 下表列出了几种常用的温标：,华氏温度,t,F,0,冰水加盐,100,人体,32,o,F,水的冰点,212,o,F,水的沸点,列氏温度,t,/,R,0,o,R,/,水的冰点,80,o,R,/,水的沸点,摄氏温度,0,水的沸点,100,水的冰点,0,水的冰点,100,水的沸点,热力学温度,K,温标类型,温标转换关系,地温场,地温梯度,地温梯度线,电阻式温度仪,热电偶温度仪,井温梯度测井,微差井温测井,径向微差井温测井,测井仪,测井方式,一,电阻式温度仪,温度测井仪,利用金属丝的电阻与温度的函数关系,1.,金属热敏电阻,温度和电阻的关系在测量范围内是连续函数,任何温度下温度和电阻有相同的函数关系,物性相同的金属丝，温度和电阻函数关系相同,发生氧化现象时，温度和电阻的函数关系不变,宏观条件：,微观条件：,式中，,l,为金属丝长度；,A,为金属丝的横截面积；,为金属丝的电阻率；,n,为带电粒子数；,e,为电荷；,m,为质量；,为带电粒子的难动性。,晶格热振动,晶格不规则,带电粒子互相散射,电阻率与温度关系：,式中，,0,为,0,时金属电阻率；,为,t,的电阻率；,为温度系数；,R,t,为温度为,T,时的电阻；,R,0,为温度为,T,0,时的电阻。,电阻与温度关系：,部分金属电阻之比随温度变化,50,150,2.,半导体热敏电阻,电阻与温度关系：,100,300,式中，,A,为与热敏电阻尺寸及半导体物理性质有关的常数；,B,为与半导体物理性能有关的常数；,T,为绝对温度。,T,1,: R,1,T,2,: R,2,T,1,=20: R,1,=96510,3,T,2,=100: R,2,=27.610,3,井温仪线路图,3.,测量原理,M,N,温度变化电阻变化电压变化,梯度井温,I,1,I,2,惠斯通电桥中：,井温仪线路图,M,N,固定臂,(,康铜,),灵敏臂,(,铜、铂,),T,0,： 令,R,4,=R,3,=R,2,=R,1,=R,0,T=T,0,T,：,R,1,=R,0,1+(T-T,0,),令,仪器常数,微差井温,微差井温仪线路图,M,N,微差井温,单臂式,双臂式,井温曲线在单位深度上的变化为梯度井温,固定臂,(,康铜,),灵敏臂,(,铜、铂,),惠斯通电桥中：,T,0,： 令,R,4,=R,3,=R,2,=R,1,=R,0,R1,、,R4,温度不同时：,当,(T,1,T,2,2T,0,)7d,时,式中，,T,w,为从两个射孔间的温度曲线上的读值；,T,G,为同一深度处的地温梯度值；,dT,w,/dD,为该深度上流体温度随深度的变化率；,T,b1,为产出深度处的地层温度；,T,i,、,T,i1,为初始点和产出层处的流体温度。,边界条件：,D=0,，,T,w,T(,流体地面温度,),生产井,注水井,DZ,时,Ramey,方程,DZ,时,二,井筒内温度分布,注水井,生产井,油藏体积单元,三 注入层或生产层深度处的井眼温度,对着注入层或生产层的地方，由于有流动存在，要发,生热交换，焦耳,汤姆逊（,Joule-Thomson,）现象非常明显。,要计算相应井筒内的温度，首先要确定井筒周围地层内的温度分布。设厚度为、半径为,dr,（右图）的圆形单元油藏，能量平衡方程为 ：,流体传给油藏的热量,摩擦热能,辐射热能,垂直热传导,为岩石和流体的平均密度和热容量；,为油藏的热传导系数；,为体积流量。,式中，,为流体粘度；,K,为渗透率；,p,1,、,p,2,分别为,r,1,、,r,2,处的压力。,对于不可压缩流体单相径向流动，压力场与温度场无关，压力梯度可直接用达西定律计算：,单位体积的摩擦热量：,对上式从内半径 到外半径进行积分可得厚度为 体积单元内因摩擦产生的热量,注入井中流动和关井温度测井,三 注入层或生产层深度处的井眼温度,气体流动造成的低温异常,四,产气层位处的井眼温度,产气层中，气体的温度变化可用焦耳汤姆逊系数来定义：,对于不同组分的气体， 不同，可采用热力学数据或下列状态方程计算：,右图中，,气体流动造成的低温异常,压力过高时（,500atm,），低温异常消失,式中，,C,p,为热容量；,T,为温度；,V,为比容。,五 温度恢复测试,假设：,（）储层是以井眼为轴的圆柱形；,（）热流只是由热传导引起；,（）地层的热学性质不随温度变化；,（）地层是均质无限大地层；,（）在地层中没有垂向热流；,（）地表面温度不发生变化；,（）井眼中的热流忽略不计。,确定地层静态温度,在这一假设条件下，描述井眼周围地层瞬间温度的热扩散方程表示为：,无因次温度：,无因次时间：,无因次半径：,边界条件：,式中，,T,i,为初始地层温度；,T,(r,t),为,t,时刻，地层,r,处温度；,r,为半径；,r,w,为井眼半径；,t,为时间；,t,p,为生产时间；,为导热率；,C,p,为比热；,为地层密度。,Ehlig-Economides,对相应的压力方程求解，并用温度取代压力得：,在无量纲,Horner,时间较小时，在半对数坐标系中， 可近似看成一条直线，直线的方程为：,式中，,t,D,为某深度关井时间；,q,D,(),为某深度,时刻热流量；,p,ws,为关井时井底压力；,T,ws,(t,D,),为,t,D,时刻关井温度；,T,ws,为某深度上的关井温度；,h,为地层厚度；,q,为井内的平均热流量。,m,无量纲恢复温度,静态温度与初始温度之间的无量纲温度降,无因次压力与无因次时间关系,假静态温度,T,*,ws,第三节 温度测井解释与应用,温度测井的解释方法分两种：,1.,定量方法,：,利用,Ramey,方程计算井内各点的流量；,2.,定性方法,：,从温度曲线的形状推断井剖面的一般性质。,一,定量分析,测井解释实例（,Witterholt-Tixier,温度测井解释）,将以下两式合并即可计算出相应层的流量。,(1) Romero-Juarez,法的应用,假定两个射孔层间距足够大，,解释分以下几个步骤：,(1) Romero-Juarez,法的应用,（）选择射孔层段之间的中间点为取值点；,（）确定取值点处的曲线斜率；,（）计算每一测点处取值，井温与地热温度之间的差值；,（,4,）计算,Z,值。若各取值点处的岩石和流体性质相近，则每个测点处流量之比与,Z,值之比相同。,Romero-Juarez,应用实例,（,1,）,Romero-Juarez,法的应用,取值点,深度,ft,dT,w,/dD,o,F/ft,T,w,-T,G,o,F,Z,ft,Q,A,5690,0.0033,1.1,333,100,B,5740,0.008,0.4,50,15,产气井测井曲线,Romero-Juarez,法,10050ft,处：,（,1,）,Romero-Juarez,法的应用,井筒内两条流线的重合,（,2,）,Mckinley,混合温度分析法,流体,1,得到的热量与流体,2,放出的热量相同：,式中，,1,、,2,为流体,1,、流体,2,的质量流量；,C,p1,、,C,p2,为流体热容；,T,1,、,T,2,为流体温度；,T,0,为混合后温度。,若,C,p1,C,p2,混合后,注水井：增加注入量与注入时间对井温测井的影响,二,温度测井定性解释,注水井：改变地面注水温度对井温测井的影响,各种流量的井温测井,生产井：不同生产时间的井温测井,二,温度测井定性解释,进入井筒流体与地热温度相同,生产井：生产油气水的井温测井,左：等值质量流量；右：等值体积流量,二,温度测井定性解释,（,1,）确定吸水层位,用静态（关井）井温测井确定注入层段,注入井关井后的测井曲线,产液井,单点入井，从油管产出,（,2,）用温度测井确定产层位置,（,2,）用温度测井确定产层位置,产气井,单点入井,井温测井确定产气层,产液层：冷液循环；产气层：热液循环,（,3,）确定水泥窜槽部位,液流沿管外下窜,下窜负异常,上窜正异常,气窜均为负异常,水窜：,（,3,）用井温检查窜槽,讨论,产液井中套管壁外有向上的流动,产液井中套管壁外有向下的流动,(P),（,3,）用井温检查窜槽,产气井中套管壁外有向上的气流,(,渐近线相同,),产气井中套管壁外有向下的气流,（,3,）用井温检查窜槽,注水井套管外有窜流的情况,在窜槽气井中的生产测井,（,3,）用井温检查窜槽,由温度测井确定水泥返高位置,发生地下井喷的温度测井,（,4,）确定地下井喷段和水泥返高,用温度测井确定压裂裂缝高度,（,5,）用温度测井确定水力裂缝,压裂前以低于破裂压力的地温流体循环井筒,三,温度测井施工与解释,施工建议：,测井前，要求注入量稳定；,如果可能，仪器一进入井眼就开始纪录其温度变化，上提电缆速度应放慢；,电缆速度通常不应超过,6m/min,；,关井温度测井比井温测井能获更多信息，如果时间允许，可进行一些关井温度测井；,关井条件下，需测多条曲线，两次测量间要有充分的时间间隔。,三,温度测井施工与解释,资料解释：,注入水温度和原始地层间的温度大于,10F,才能应用井温测井；,累积注入时间超过,2,年时，关井后温度恢复慢，关井温度测井曲线分辨率下降；,若要区分老井中目前的注入层段，可在关井前注入相对较冷和较热的水；,用温度测井可以区分,2m,以上的吸水层；,在较厚的层段中，流体若从一个小层流入另一小层，产层以上温度较低，层段间为一直线状；,