油井持水率波導測量方法
2023-09-22 01:31:55
專利名稱：油井持水率波導測量方法
技術領域：
本發明涉及一種石油開採中油井內混合流體持水率的測量方法。
在油田現場實際工作中，現有的測量油井內混合流體持水率的方法主要有電容法和低能源放射性法兩種。電容法是以柱狀電容器的原理為基礎，通過測量絕緣層和外極板間的混合流體的電容量去求取持水率。但由於油層產出的水往往是礦化水，當持水率較高時，混合流體會形成水包油的狀態，使水構成連續相，導致電容持水率計的響應與全含水時基本相同，從而無法測準其持水率。雖然採用取樣分離的方法可以提高其持水率的測量上限，但由於油、氣、水難以完全分離，且取樣和分離過程複雜，費時較長，因此測量精度不高，測量過程麻煩。低性源放射性法是利用油、氣、水對低能γ射線和X射線的吸收特性差異去測量持水率的，但由於這種測量方法必須取樣，而油井內流動的流體往往是非均勻混合的，難以取到代表性好的樣品，另外放射性測量存在不可避免的統計誤差，所以這種測量方法測量精度有限，應用效果不佳。特別是當油田進入開發中後期，原油中的持水率很高，現有的測量方法和手段也難以適應和失去效用。
本發明的任務在於避免上述現有技術中的不足之處，而提供一種利用波導測量油井中混合流體的持水率的測量方法。
本發明的目的可以通過如下措施來達到用一個發射天線在油井內發射交變電流，從而在油井內產生TE01模式的橫電波，由兩個接收天線來接收，然後利用兩個接收天線接收的復電壓，求出其間的幅度差△A和相位差△φ，最後根據△A和△φ通過查對實驗圖版即可得出兩個接收天線中點處混合流體的持水率。
本發明的目的還可以通過以下措施來達到發射天線和兩個接收天線均採用帶狀缺口天線，並且採用同一尺寸，發射天線到第一個接收天線的源距和兩個接收天線之間的間距均為5釐米。發射天線的工作頻率F應該低於油井的截止頻率Fc，而 上式中λc＝2πa/3.8317為截止波長，a為油井套管半徑，μ、ε分別為介質的磁導率和介電常數。第一個接收天線接收的復電壓為V1＝VR1+iVX1，第二個接收天線接收的復電壓為V2＝VR2+iVX2，利用V1和V2可求出兩個接收天線所接收的信號的幅度差△A和相位差△φ，即 最後根據所求得的△A和△φ，利用實驗圖版可查得測量點處即兩個接收天線的中點處混合流體的持水率。
本發明所述的油井持水率波導測量方法，與現有的油井持水率測量方法相比，其優點是測量精度高，可靠性強，對油氣水有較高的解析度，特別是油井中混合流體的持水率越高，該方法的分辨能力越強，能夠測量全井眼的流體，反映出整個流通截面上的持水率。
圖1為本發明的發射天線和接收天線在油井中的位置示意圖。
圖2為本發明求取截止頻率的曲線圖。
圖3為本發明根據△A和△φ求取持水率的曲線圖。
下面將結合附圖對本發明作進一步詳述在圖1中，①是發射天線，②、③是接收天線，④是測量點，⑤是井壁。採用圖1所示的發射天線和接收天線位置，三個天線的尺寸相同，直徑可為25-40MM，測量時，將天線居中置於油井內的軸線位置上，測得的即是兩個接收天線中點處測量點的混合流體的持水率。在圖2中，曲線圖上的模數1、2、5……80是地層水的相對介電常數。對於不同的管徑和流體，其截止頻率是不同的，利用圖2可求出不同管徑，不同相對介電常數時的截止頻率。例如，管的直徑為8英寸，當相對介電常為80時，其截止頻率為20(109HZ)。在圖3中，RW是地層水電阻率，YW(%)是持水率。根據所求出的某測量點的△A和△φ值，通過查找圖3的實驗圖版曲線圖，可求出該點的持水率。例如，當△A＝30db，△φ＝180°時，查得持水率YW＝90%。
權利要求
1.一種在油井中利用波導測量油井中混合流體持水率的油井持水率波導測量方法，其特徵在於在油井中用一個發射天線發射交變電流，在油井內產生TE01模式的橫電波，由兩個接收天線進行接收，利用兩個接收天線接收的復電壓求出其間的幅度差ΔA和相位差ΔΦ，然後根據ΔA和ΔΦ查對實驗圖版，可得出測量點即兩個接收天線中點處混合流體的持水率。
2.根據權利要求1所述的油井持水率波導測量方法，其特徵在於發射天線和兩個接收天線採用同一尺寸，發射天線到第一個接收天線的源距和兩個接收天線之間的間距均為5釐米。
3.根據權利要求1、2所述的油井持水率波導測量方法，其特徵在於發射天線的工作頻率F應低於油井的截止頻率Fc，而Fc=1]]>。
4.根據權利要求3所述的油井持水率波導測量方法，其特徵在於根據兩個接收天線接收的復電壓V1＝VR1+iVX1，V2＝VR2+iVX2可求出其幅度差△A和△φ，即A=10Lg(VR12+VX12VR22+VX22)]]>
全文摘要
本發明涉及一種油井持水率波導測量方法，其特徵在於在油井中由一個發射天線發射交變電流，在油井內產生TE01模式的橫電波，由兩個接收天線進行接收，三個天線採用同一尺寸，根據兩個接收天線接收的信號，求出其信號的幅度差和相位差，最後依據其幅度差和相位差，查對實驗圖版，可得出測量點即兩接收天線中點處混合流體的持水率。
文檔編號G01V3/18GK1097234SQ9310798
公開日1995年1月11日 申請日期1993年7月7日 優先權日1993年7月7日
發明者吳錫令 申請人:江漢石油學院