基于Matlab的連續(xù)測井儀分相流量解釋方法研究

關(guān) 松 劉興斌 胡金海 李 雷

(大慶油田測試技術(shù)服務(wù)分公司 黑龍江大慶)

基于Matlab的連續(xù)測井儀分相流量解釋方法研究

關(guān) 松 劉興斌 胡金海 李 雷

(大慶油田測試技術(shù)服務(wù)分公司 黑龍江大慶)

文章介紹了通過流量圖版及含水圖版求解連續(xù)測井儀在氣水兩相條件下各分相流量的原理及實現(xiàn)方法。Matlab具有強大的數(shù)據(jù)分析、數(shù)值計算及圖表繪制功能,通過對Matlab相關(guān)模塊的調(diào)用,可以非常容易的實現(xiàn)各分相流量的計算。結(jié)果表明,該方法準(zhǔn)確、高效,可以提高資料的解釋精度。

Matlab;圖表繪制;數(shù)據(jù)分析

0 引 言

產(chǎn)出剖面連續(xù)測井儀作為傳統(tǒng)點測方式的有力補充,可以很好地反映井下產(chǎn)出剖面的連續(xù)分布情況,對地層產(chǎn)能狀況的認(rèn)識清晰、直觀,尤其對薄夾層等不易控制的井段,以及厚層的層內(nèi)細(xì)分監(jiān)測具有良好的效果[1]?，F(xiàn)有的儀器主要由壓阻式連續(xù)流量計、低頻介電式連續(xù)含水率計、多功能集流器組成。壓阻式連續(xù)流量計采用的是高靈敏度的硅芯作為核心部件,這是一種沖力型流量計,通過檢測井下被測流體沖力的大小來確定流量。低頻介電式連續(xù)含水率計是通過測量被測流體油、氣、水的介電常數(shù)的不同來確定含水的變化,其響應(yīng)只和被測流體的介電常數(shù)有關(guān),基本不受礦化度影響。另外,由于沒有可動部件,它對出砂井的監(jiān)測和壓裂效果的檢查都具有重要的意義[2]。

在解釋過程中發(fā)現(xiàn),通過標(biāo)定圖版無法準(zhǔn)確的解釋出氣相和水相的流量。例如,當(dāng)流量輸出頻率與含水輸出頻率都是3 000 Hz時,流量和含水的標(biāo)定圖版就不能確定具體的水量及氣量是多少,因此有必要研究一種通過標(biāo)定圖版計算出各分相流量的新方法。

由于Matlab具有強大的數(shù)值分析功能以及編程簡單、易上手的特點,本文以Matlab作為軟件平臺,通過對連續(xù)測井儀在模擬井標(biāo)定的流量及含水率圖版進(jìn)行數(shù)值分析、數(shù)值擬合,計算出各分相的流量值[3]。

1 理論模型的分析與建立

通過對標(biāo)定圖版的分析,首先用數(shù)值擬合的辦法擬合出合理的數(shù)學(xué)模型,然后通過數(shù)值計算,得出在同一流量輸出頻率下,不同水流量對應(yīng)的氣量,然后用相同的辦法計算出同一含水頻率下,不同水流量對應(yīng)的氣流量,然后分別以水流量為橫坐標(biāo)、氣流量為縱坐標(biāo)擬合出曲線,最后算出這兩條曲線的交點,即水流量與氣流量的分相值。

將氣流量設(shè)為fg,流量響應(yīng)為H。通過函數(shù)多次迭代,8次方多項式擬合時,擬合曲線和原始數(shù)據(jù)曲線基本重合,如圖1所示。

圖1 連續(xù)流量計流量響應(yīng)

現(xiàn)以3 m3水為例,得出8次方擬合公式為:H=-8.7012e-0.22×＊fg8+7.6478e-0.18×fg7-2.8735e-0.14×fg6+5.9017e-0.11×fg5-7.0055e-0.08×fg4+4.7206e-0.05×fg3-0.017098×fg2+3.4723×fg+2119.5,然后調(diào)用求根函數(shù),計算出氣流量fg。通過對擬合公式的驗證,例如當(dāng)輸出頻率為2 255 Hz時,實際氣流量為50 m3,根據(jù)擬合曲線算出的氣流量為49.594 m3,基本與實際氣流量相吻合,可見該擬合方程,精確度較高。

該方法的具體實現(xiàn)過程:假設(shè)流量輸出頻率為3 000 Hz,由擬合可計算出水流量3 m3/d時,氣流量是1 777.1 m3/d,水流量5 m3/d時,氣流量1 673.8 m3/d,水流量10 m3/d時,氣流量是1 363.5 m3/d,水流量20 m3/d時,氣流量608.43 m3/d。以氣流量為縱坐標(biāo),水流量為橫坐標(biāo),單位為m3/d,畫出圖版,如圖2所示。

圖2 流量輸出頻率3 000 Hz時氣流量與水流量圖版

含水率算法與流量類似,也是先擬合,再進(jìn)行求值,當(dāng)含水輸出頻率3 000 Hz時,計算出水流量為3 m3/d時,氣流量為848.9 m3/d,水流量5 m3/d時,氣流量為873.79 m3/d,水流量為10 m3/d時,氣流量為992.86 m3/d,水流量20 m3/d時,氣流量為1 542.7 m3/d。以氣流量為縱坐標(biāo),水流量為橫坐標(biāo),單位為m3/d,畫出圖版,如圖2所示。

將由流量與含水?dāng)M合的曲線繪制在一個圖版上,得出交點氣流量857.13 m3,水流量16.709 m3,與實際情況吻合,可見此方法可以計算出氣水兩相條件下,各分相流量。

2 Matlab程序設(shè)計與實現(xiàn)

Matlab是一種面向科學(xué)和工程計算的高級語言,對于數(shù)據(jù)處理、數(shù)值計算及圖表繪制,應(yīng)用起來比較方便。程序的設(shè)計思想是通過調(diào)用Matlab提供的數(shù)值擬合、方程求根及表格繪制等函數(shù)來解決問題,以使程序簡單、易用,程序流程如圖3所示[4]。

圖3 程序流程圖

3 結(jié) 論

通過數(shù)學(xué)模型的建立及驗證,證明通過多項式擬合、多項式求解及圖表繪制等方法求解氣水兩相條件下連續(xù)測井儀各分相流量的方法是可行的。利用Matlab在數(shù)值計算及方程求解的強大功能可以保證各分相流量計算的準(zhǔn)確性。這為測井資料解釋精度的提高提供了新的方法和途徑,也為連續(xù)測井儀更好的為油田服務(wù)打下了良好的基礎(chǔ)。

[1] 崔慶保,高 臣,郭忠懿.大慶油田產(chǎn)出剖面測井技術(shù)研究與進(jìn)展[M].測井技術(shù),2007,31(1)

[2] 王迎輝,龐巨豐,董蘭屏.幾種流量計測井方法的比較分析[J].國外測井技術(shù),2009,24(6)

[3] 張志涌,等.精通MATLAB6.5版[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2005

[4] 薛 毅,等.數(shù)值分析與實驗[M].北京:北京工業(yè)大學(xué)出版社,2005

P631.8+4

B

1004-9134(2011)05-0076-02

關(guān) 松,男,1982年生,2008年于大慶石油學(xué)院測試計量技術(shù)與儀器專業(yè)碩士畢業(yè),目前在大慶油田有限責(zé)任公司測試技術(shù)服務(wù)分公司從事生產(chǎn)測井的研究工作。郵編163711

2011-04-01編輯劉雅銘)

·儀器設(shè)備·