CN1097234A - 油井持水率波导测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种油井持水率波导测量方法，其特 征在于在油井中由一个发射天线发射交变电流，在油 井内产生TE01模式的横电波，由两个接收天线进行 接收，三个天线采用同一尺寸，根据两个接收天线接 收的信号，求出其信号的幅度差和相位差，最后依据 其幅度差和相位差，查对实验图版，可得出测量点即 两接收天线中点处混合流体的持水率。

Description

本发明涉及一种石油开采中油井内混合流体持水率的测量方法。

在油田现场实际工作中，现有的测量油井内混合流体持水率的方法主要有电容法和低能源放射性法两种。电容法是以柱状电容器的原理为基础，通过测量绝缘层和外极板间的混合流体的电容量去求取持水率。但由于油层产出的水往往是矿化水，当持水率较高时，混合流体会形成水包油的状态，使水构成连续相，导致电容持水率计的响应与全含水时基本相同，从而无法测准其持水率。虽然采用取样分离的方法可以提高其持水率的测量上限，但由于油、气、水难以完全分离，且取样和分离过程复杂，费时较长，因此测量精度不高，测量过程麻烦。低性源放射性法是利用油、气、水对低能γ射线和X射线的吸收特性差异去测量持水率的，但由于这种测量方法必须取样，而油井内流动的流体往往是非均匀混合的，难以取到代表性好的样品，另外放射性测量存在不可避免的统计误差，所以这种测量方法测量精度有限，应用效果不佳。特别是当油田进入开发中后期，原油中的持水率很高，现有的测量方法和手段也难以适应和失去效用。

本发明的任务在于避免上述现有技术中的不足之处，而提供一种利用波导测量油井中混合流体的持水率的测量方法。

本发明的目的可以通过如下措施来达到：用一个发射天线在油井内发射交变电流，从而在油井内产生TE01模式的横电波，由两个接收天线来接收，然后利用两个接收天线接收的复电压，求出其间的幅度差△A和相位差△φ，最后根据△A和△φ通过查对实验图版即可得出两个接收天线中点处混合流体的持水率。

本发明的目的还可以通过以下措施来达到：发射天线和两个接收天线均采用带状缺口天线，并且采用同一尺寸，发射天线到第一个接收天线的源距和两个接收天线之间的间距均为5厘米。发射天线的工作频率F应该低于油井的截止频率Fc，

而

上式中：λ_c＝2πa/3.8317为截止波长，a为油井套管半径，μ、ε分别为介质的磁导率和介电常数。第一个接收天线接收的复电压为V₁＝V_R1+iV_X1，第二个接收天线接收的复电压为V₂＝V_R2+iV_X2，利用V₁和V₂可求出两个接收天线所接收的信号的幅度差△A和相位差△φ，即：

最后根据所求得的△A和△φ，利用实验图版可查得测量点处即两个接收天线的中点处混合流体的持水率。

本发明所述的油井持水率波导测量方法，与现有的油井持水率测量方法相比，其优点是测量精度高，可靠性强，对油气水有较高的分辨率，特别是油井中混合流体的持水率越高，该方法的分辨能力越强，能够测量全井眼的流体，反映出整个流通截面上的持水率。

图1为本发明的发射天线和接收天线在油井中的位置示意图。

图2为本发明求取截止频率的曲线图。

图3为本发明根据△A和△φ求取持水率的曲线图。

下面将结合附图对本发明作进一步详述：在图1中，①是发射天线，②、③是接收天线，④是测量点，⑤是井壁。采用图1所示的发射天线和接收天线位置，三个天线的尺寸相同，直径可为25-40MM，测量时，将天线居中置于油井内的轴线位置上，测得的即是两个接收天线中点处测量点的混合流体的持水率。在图2中，曲线图上的模数1、2、5……80是地层水的相对介电常数。对于不同的管径和流体，其截止频率是不同的，利用图2可求出不同管径，不同相对介电常数时的截止频率。例如，管的直径为8英寸，当相对介电常为80时，其截止频率为20（10⁹HZ）。在图3中，R_W是地层水电阻率，Y_W（%）是持水率。根据所求出的某测量点的△A和△φ值，通过查找图3的实验图版曲线图，可求出该点的持水率。例如，当△A＝30db，△φ＝180°时，查得持水率Y_W＝90%。

Claims (4)

1、一种在油井中利用波导测量油井中混合流体持水率的油井持水率波导测量方法，其特征在于在油井中用一个发射天线发射交变电流，在油井内产生TE01模式的横电波，由两个接收天线进行接收，利用两个接收天线接收的复电压求出其间的幅度差ΔA和相位差ΔΦ，然后根据ΔA和ΔΦ查对实验图版，可得出测量点即两个接收天线中点处混合流体的持水率。

2、根据权利要求1所述的油井持水率波导测量方法，其特征在于发射天线和两个接收天线采用同一尺寸，发射天线到第一个接收天线的源距和两个接收天线之间的间距均为5厘米。

3、根据权利要求1、2所述的油井持水率波导测量方法，其特征在于发射天线的工作频率F应低于油井的截止频率Fc，

而 $\mathrm{Fc}=\frac{1}{\mathrm{\λ}\sqrt{\mathrm{\μ\ϵ}}}$ 。

4、根据权利要求3所述的油井持水率波导测量方法，其特征在于根据两个接收天线接收的复电压V₁＝V_R1+iV_X1，V₂＝V_R2+iV_X2可求出其幅度差△A和△φ，即：

$\mathrm{\ΔA}=10\mathrm{Lg}\left(\frac{V_{R1}^2+V_{X1}^2}{V_{R2}^2+V_{X2}^2}\right)$

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