CN1914406A - 确定钻井的流体流入量分布图的方法 - Google Patents
确定钻井的流体流入量分布图的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1914406A CN1914406A CNA200480041242XA CN200480041242A CN1914406A CN 1914406 A CN1914406 A CN 1914406A CN A200480041242X A CNA200480041242X A CN A200480041242XA CN 200480041242 A CN200480041242 A CN 200480041242A CN 1914406 A CN1914406 A CN 1914406A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- temperature
- inflow region
- fluid
- along
- permeable
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/68—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
- G01F1/684—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow
- G01F1/688—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow using a particular type of heating, cooling or sensing element
- G01F1/6884—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow using a particular type of heating, cooling or sensing element making use of temperature dependence of optical properties
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/10—Locating fluid leaks, intrusions or movements
- E21B47/103—Locating fluid leaks, intrusions or movements using thermal measurements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geophysics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
一种确定沿着地下钻井的可渗透流入区域长度的流体流入量分布情况的方法,该方法包括步骤:-在井身关闭期间,把热量传入或传出钻井的可渗透流入区域;-经由所述的可渗透流入区域开始开采烃类流体;-在沿着流入区域至少一部分长度的不同点基本上同时测量流体的温度;-在开采开始后,根据所测得的温度,以选定的时间间隔,确定沿着至少一部分长度的流入区域的温度分布图;以及根据对开采开始后以选定间隔所确定的这些温度分布图进行比较,确定沿着所述流入区域长度的流体流入量分布图。加热缆线可包括一层压实的矿物粉粒,并且可以利用光纤来测量温度。
Description
技术领域
本发明涉及一种确定沿着地下钻井的可渗透流入区域长度的流体流入量分布图的方法。
背景技术
在油气行业中,井温测井曲线图已被使用许多年,用以获得选定间隔的流入和流出信息。美国专利US 4,520,666公开了一种确定井身的流入分布情况的方法,它利用配备有温度传感器的探测器,通过使该探测器向上和/或向下穿过井身流入区域移动,确定出沿着井身中流入区域长度的温度分布,从而确定出井身的流入分布情况。
近年来,可以获得光纤分布温度监测(DTS)系统,用以长期地获得沿着井身的温度分布图。国际专利申请WO 01/04581公开了利用光纤分布温度监测传感器来确定钻井中所开采的大量流体的流量。
油和/或气的生产井中的温度分布图基于沿着井身的地热梯度和流入流体之间的差别。在竖直的或偏斜的井身中,如果在不同深度的两个或更多个区域对井身进行开采,那么就会形成温度差。这种温度差是储藏深度、地热梯度、流体和井身(套管,水泥)的热力性质的函数。
在油和/或气的生产井的水平流入区域中,沿着水平部分没有地热梯度。温度差只能由因气体膨胀而产生冷却所造成,这种冷却被称作焦耳汤普生效应,它发生于在开采期间气体从溶液中释放出来的储气层或储油层中,或者发生于当从较深的含水层(可能具有较高温度)或从附近的注射井(可能具有较低的温度)中开采水的时候。
国际专利申请WO 00/11317和美国专利US 6,497,279公开了一些利用电热缆线和附近的光纤分布温度监测(DTS)传感器来监测产油井中的生产情况的监测方法,其中,在生产期间,井身被电热缆线加热,并且假设流体从地层流到井身会使井身中的流入位置的温度降低,在此假设的基础上,利用光纤DTS传感器测得温度分布情况,从这种温度分布情况来确定流体流量。
美国专利申请US 2003/0140711公开了一种在井身中监测流体流速的方法,其中,在井身关闭期间对井身下端附近的点进行冷却,并且在重新开始生产之后利用沿着钻井长度延伸的光纤温度监测缆线来测量冷却点的上行速度。
本发明的目的是提供一种用于确定沿着井身的流体流入区域的至少主要部分长度的流入分布图的方法,这种方法比已知技术更精确。
本发明的另一个目的是提供一种用于确定沿着井身的流体流入区域的至少主要部分长度的流入分布图的方法,这种方法能被用于提供关于热容量和/或在沿着流入区域的长度的不同位置从地层流入井身的流体的组成方面的信息。
发明内容
根据本发明的用于确定沿着地下钻井的可渗透流入区域长度的流体流入量分布图的方法,包括步骤:
-在井身关闭期间,把热量传入或传出钻井的渗透流入区域,使得该流入区域的至少主要部分所具有的温度不同于周围地层的温度;
-经由所述的可渗透流入区域开始开采烃类流体;
-在沿着流入区域至少一部分长度的不同点基本上同时测量流体的温度;
-在开采开始后,根据所测得的温度,以选定的时间间隔,确定沿着至少一部分长度的流入区域的温度分布图;以及
-根据对开采开始后以选定间隔所确定的这些温度分布图进行比较,确定沿着所述流入区域长度的流体流入量分布图。
单位时间内的温度变化水平,例如局部加热速率或冷却速率,可以被用作沿着所述流入区域长度的不同点的流体流入水平的指标。
在关闭期间,当没有流体流入井身时,利用电热缆线对井身流入区域进行加热,该电热缆线沿着加热部分的长度具有基本上固定不变的电阻,这就会导致沿着加热部分的长度,井身温度随时间基本上持续地升高。当井身重新投入生产时,流量相当高的区域就会比没有或很小流体流量的区域更快地冷却到储层温度。
因此,流入量分布图就可以被确定成这样子,即,如果在一特定位置所测得的随时间的温度变化大于在沿着渗透流入区域长度的一些相邻位置所测得的温度变化,那么,所测得的单位时间的温度变化的峰值就被用作为一指标,该指标表明在所述的特定位置流体流入量要大于在所述相邻位置的流体流入量,反之,如果在另外的特定位置所测得的单位时间的温度变化小于在沿着渗透流入区域长度的一些相邻位置所测得的温度变化,那么,所测得的单位时间的温度变化的谷值就被用作一指标,该指标表明在所述的另外特定位置流体流入量要小于在所述相邻位置的流体流入量。
可以看到在美国专利申请US 2003/0140711中公开了一种通过监测在井身关闭期间所产生的冷点向上移动来测量井身中的流体速度的方法。这种已知方法不测量井身流入区域中的流体流入分布情况,也不通过对沿着井身流入区域长度的不同点的冷却/加热速率进行对比来监测在什么位置和/或什么流体流入井身内。
在根据本发明的一个优选实施例中,在井身关闭期间,至少可渗透流入区域的主要部分被加热,其中,在经由可渗透流入区域开始开采烃类物质之后的初始期间,渗透流入区域被持续加热,并且,在跟着初始期间的随后期间,渗透流入区域的加热被中断,并且在所述的初始期间和随后期间都进行测量随时间的温度变化。
适当地是,在所述初始期间和随后期间所测得的随时间的温度变化之间的差可以被用于确定流入流体的热容量。在这种情况中,针对沿着流入区域长度的不同点,确定出在初始期间和在随后期间所测得的随时间的温度变化的比值,所述的比值被用作流入井身的流体的热容量的指标。更具体地说,在初始期间和随后期间所测得的温度变化之间的相当大的比值可以被用作指标,表示流入流体具有相当低的热容量和相当高的气体含量。
可以看到,德国专利申请DE 10149092公开了一种用于对存储天然气的盐库中液体水平进行监测的方法,其中,利用加热缆线对所述库进行加热,测量邻近加热缆线的光纤温度传感器的加热速率及其在加热器关闭之后的冷却速率来监测液体水平。这种已知方法并未提供同时监测流体流入量和流体组成的方法。
可渗透流入区域可以被电加热缆线加热,该电加热缆线至少沿着可渗透流入区域长度的主要部分延伸。温度可以采用光纤分布温度传感器(DTS)来测量,该光纤分布温度传感器至少沿着可渗透流入区域长度的主要部分延伸。
光纤分布温度传感器(DTS)可以被捆到电加热缆线的外表面上。
可选的是,电加热缆线可包括电导体,该电导体被矿物绝缘层包围着,所述的矿物绝缘层包括被压实的矿物粉粒,该绝缘层被封闭在环形金属铠装内,光纤传感器被埋置在通道内,该通道穿过矿物绝缘层延伸。
本发明还涉及一种从地下地层开采原油的方法,其中,根据本发明的方法,把流入井身内的原油和/或其它流体的流入量确定和/或调节到理想的水平。
本发明还涉及一种适合在本发明方法中使用的加热器和分布温度传感(DTS)系统。这种系统包括:一条或多条矿物绝缘加热缆线,每条加热缆线包括电导体,该电导体被一矿物绝缘层包围着,所述矿物绝缘层包含有压实的矿物粉粒,所述绝缘层被封闭在一环形金属铠装内;光纤分布温度传感器,该光纤分布温度传感器沿着一条或多条矿物绝缘加热缆线的至少主要部分长度延伸。
可选的是,至少一个光纤分布温度(DTS)传感器穿过一通道,该通道穿过至少一条矿物绝缘加热缆线的矿物绝缘层。
附图说明
下面将参照附图来更详细地描述根据本发明的方法,在这些附图中:
图1表示一种适当的分布温度传感(DTS)光纤组件的结构;
图2表示沿着光纤长度从不同点反向散射的典型光谱,该光谱携带着关于沿着光纤长度的温度信息;
图3是油和/或气生产井的纵向剖面示意图,其中,布置有与DTS光纤组件成一整体的的矿物绝缘加热缆线;
图4是沿着箭头方向看的沿着图3中的线IV-IV而具有整体的DTS光纤组件的矿物绝缘加热缆线和水平流入区域的放大的剖面图;
图5是曲线图,表示出了在油和/或气生产井中,模拟应用本发明的方法所得到的结果,该生产井具有流入区域,在该流入区域,周围的油和/或气储层具有三个不同渗透率的区域。
具体实施方式
利用光纤进行分布温度监测(DTS)是基于光学时域反射计。图1表示出了DTS工作的原理。脉冲激光源2与光纤1相耦合,光纤1是传感器元件。当脉冲通过光纤1传播时,光被反向散射,这是由于密度和组成以及分子和大量振动的缘故。一部分反向散射光被导回至光源2,并且被方向耦合器3分开,并传至接收器4。在理想状况下,反向散射光的强度随时间呈指数衰减。由于光纤1内的光速是已知的,因此,从沿着衰减曲线的时间就能推导出光线通过光纤1的距离。
图2表示出了反向散射光包括不同的光谱成分,这些光谱成分包含一些波峰和拉曼波段,所述的这些波峰被称作瑞利和布里渊波峰。瑞利波峰5独立于温度,但是可用于鉴别沿着光纤的中断和不均匀性。拉曼光谱带6是由热致的分子振动造成的。这些是在玻璃以及流体、气体和固体中自然发生的现象。拉曼光谱带6能被用于获得关于沿着井身的温度分布的信息。
拉曼反向散射光具有两个分量,斯托克斯6A和反斯托克斯6B,其中一个仅微弱地依赖于温度,而另一个则受温度影响很大。在斯托克斯6A分量和反斯托克斯分量6B之间的相对强度是发生反向散射处的温度的函数。因此,通过在每个点对从该特定点反向散射的光的斯托克斯分量6A和反斯托克斯分量6B进行比较,就能确定沿着光纤1长度的任何点的温度。布里渊波峰7可以被用于监测沿着光纤1长度的应力。
图3表示出了DTS光纤1在井身11的水平流入区段10和竖直直立段中是如何布置的。井身11配备有0.6cm(1/4英寸)外径的OD控制线12,矿物绝缘(MI)加热缆线13和缆线19的导线穿过所述的OD控制线12延伸。控制线12可以被安装在井身套管20、衬管和/或井身11的水平流入区域10中的穿孔的沙筛22的外侧或内侧。通过电力供给源21把电力供应到缆线19中的导线。利用激光源2把脉冲激光信号供给到光纤1,从沿着光纤1长度的不同点反向散射的光谱被方向耦合器3反射到接收器4。接收器4配备有光处理单元,尤其是在该光处理单元内,反向散射光的斯托克斯6A波段和反斯托克斯6B波段被转换成信号,根据参照图1和图2所描述,该信号与在光脉冲被反射的点处的光纤1的温度有关。
矿物绝缘(MI)加热缆线13由外部金属铠装14构成,该外部金属铠装14通常是圆筒形的,并且包含同心的实心金属杆15。在铠装14和金属杆15之间的环形空间充满绝缘材料16,该绝缘材料通常呈粉粒形式,它是一种良好的电绝缘体,并且是一种合理的热导体。金属杆15或芯被用于传导电流,通常是用于传交流电,电流通过欧姆损耗来产生热。矿物绝缘加热缆线13可以在直流电条件下或在单相或三相交流电条件下工作。矿物绝缘缆线13的长度可在15至1000米范围内变化。为了监测流入油生产井内的流入量,与井身流入区域一起被加热的适当的长度可以约为250米。
矿物绝缘加热缆线13可以被用于输送0至1KW/m而对于较短的加热缆线能容易地获得的较大的功率。功率水平是这样子的,即,芯部温度必须不超过绝缘材料16断裂强度最大值,并且铠装温度必须不超过与铠装合金的抗腐蚀性相关的最大温度。这就意味着芯部温度在650摄氏度至870摄氏度的范围(1200至1600)内,铠装温度在540摄氏度至760摄氏度范围(1000至1400)内。
加热组件可由放置在井身中的一条或多条矿物绝缘加热缆线13构成。如果铠装温度小于540摄氏度(1000),那么,加热器就能支撑它(它们)自身的重量。抗蠕变合金越多,这个温度就能越高。矿物加热缆线13还能被捆至支撑管或支撑缆线上。一种适当的模式就是,把三条加热缆线捆至支撑件上,并且在三相Y结构中用60周(60-cycle)交流电压来操作。
DTS光纤1可穿过矿物绝缘加热缆线13的绝缘材料16中的通道18,如图3和图4所示,或者可以与矿物绝缘加热缆线或多条缆线13分开安装,例如,通过把含有光纤1的导管捆到矿物绝缘加热缆线13的外表面上,或捆到支撑管或支持缆线上。导管可以呈U形,以便在井身11中安装导管之后,双端部的光纤能被注入到导管内,和/或能更换受损的光纤1。
加热组件被构造成这样子,即,使得中央金属杆15和铠装14之间的电压基本上低于在期望的加热器工作温度下所述绝缘材料16的击穿电压。铠装合金必须具有足够低的腐蚀速度,以便在加热器所需的使用寿命期间,只有相当小的一部分铠装厚度因腐蚀而受到负面影响。加热组件的机械强度必须能足以避免当矿物加热缆线13被竖直地悬挂在井身中时造成拉伸破坏。对于DTS测量中大多数应用场合,应当满足这些条件。
下面将更详细地描述矿物加热缆线13的和多种部件的适当实施例。
铠装14是金属管,它构成矿物加热缆线13的外部。铠装14材料将与地层流体相接触。它的冶金特性必须足以在加热的地层环境中抗腐蚀。能在所指的温度范围内使用的合金包括SS 304、SS 310、Incoloy 800和Inconel 600。
铠装14以及下面所描述的冷销(cool pin)和接合件必须没有可允许湿气进入绝缘材料16的孔。绝缘材料16中过多的湿气会使绝缘材料的电阻系数降低和/或因化学变化更加降低电阻系数。
金属杆15被用于输送适当的电力。一给定的加热器在单个铠装14内可具有一条或多条金属杆15,在一个井身内,可以把一个或多个加热器捆成一束。每个导体所需的功耗等于每个井身的总功耗除以导体的总数目。在一种适当的结构中,三个单一导体矿物绝缘加热缆线13被捆到一个支撑元件(图中未示)上。矿物加热缆线13的金属杆15所具有的直径和在工作温度下的电阻系数,对于选定的每英尺功耗、加热器的长度、所允许的最大电压而言,所述电阻系数满足欧姆定律。金属杆15能用的材料包括:镍铬合金;镍;许多由铜和镍制成的合金,其中的镍含量从纯铜到合金30,合金60,合金180和蒙乃尔铜-镍合金。优选的是镍铜合金,因为它们具有比纯金属低的温度电阻系数。一种优选的材料是合金60。如果较短长度的加热器需要高功耗,那么就可以采用镍络合金芯。
绝缘材料16可包括各种材料,例如粉粒氧化物,这些粉粒氧化物的破坏强度高,在目标温度的电阻系数大。常用的粉粒包括氧化镁、三氧化二铝、氧化锆、BeO和各种尖晶石的不同的化学变形。优选的材料是氧化镁。击穿电压和电阻系数受粉粒中的杂质的种类和数量影响,以及受成品加热器中的粉粒的孔隙率影响。这些特性还取决于制造加热器的方法。可以根据矿物绝缘加热缆线13所需的温度和电操作特性来选择不同的方法和不同的绝缘材料16。为了避免对矿物绝缘加热缆线13造成损害,优选地是,在任何热的位置,成品的矿物绝缘加热缆线13被设计成在工作温度下能承受至少2-3倍的工作电压。优选地是,矿物绝缘加热缆线13被构造成在井身中的最大温度能承受1000伏的交流电(VAC)。
绝缘材料16中所用的矿物粉粒优选的是爱达荷州实验公司生产的“H”混合粉粒以及Pyrotenax缆线公司使用的用于高温应用场合的标准的氧化镁粉粒。
加热器的加热部分通常与穿入覆盖层的导入缆线19相连接。矿物绝缘加热缆线13在DTS测量所需的最高温度工作,而导入缆线19通常是橡胶绝缘并且不能超过65摄氏度(150)(尽管能选用更昂贵的导入缆线,这些更昂贵的导入缆线被橡胶绝缘或由矿物绝缘缆线制成)。一种经济的解决方案是把矿物绝缘缆线13的短的传输段13A放置在加热段和导入缆线之间。矿物绝缘缆线13的传输段13A由一种比加热段电阻小的芯制成,以便减小沿其长度的功耗,从而降低它的温度。上面所列出类型的合金可以具有不同的的直径,冷销长度也可在1.5到15米范围内变化。一种优选的模式是10米长的冷销,该冷销充有与加热段相同的绝缘材料16。用于冷销的一种适当的铠装是Inconel 600。为了阻止冷销区域中因氯化物腐蚀而开裂,传输段的铠装16可包括Inconel 600,用于防止这种类型的腐蚀。除了顶部的这些冷销之外,也可以选择把冷销设置在加热段的端部。这能使底部终端更容易制造,但是会增加成本。
从加热段到冷销的传输必须能承受这样一个温度,该温度等于在所要求的工作电压的目标区域工作温度的一半。为了这个目的,接合件中的绝缘材料的最终密度必须足够高。优选地是,接合件被构造成能在480摄氏度(900)承受1000伏交流电(VAC)。高温接合件是由不同厂商制造的,例如由爱达荷州实验公司或Pyrotenax缆线公司制造。
冷销的端部可以与一长的柔性橡胶绝缘铜导体相连接。这种连接可以是由主要的加热器供应商制造的充注小罐(canister)的标准环氧树脂。这种缆线非常类似于典型的井下潜水电泵(ESP)缆线。它的主要特征是必须能承受最大的覆盖层温度,并且在井身中的流体环境中是不能渗透的。
加热组件能被制造成使得一个加热组件具有一条或若干条与全在顶部的缆线的端部平行的通电缆线。这种被称作“发夹”的选择方案无需底部终端。
如果加热组件由一条或多条呈三相星形结构的加热缆线13构成,那么,它们可以以底部不连接的方式使用,也可以以全部的三相芯连接在底部的方式使用。最后一种选择方案是优选的。这种连接能被直接制造在加热段的端部,或者被制造在与加热段端部相连接的冷销端部,与和顶部冷销相连相类似。一种优选的方式是利用底部冷销,在这些底部冷销的端部连接有三相电导体。这种连接被设置在充满氧化镁且密封的罐内,或者是被设置在充满环氧树脂的罐内。一种优选的方式是这样一种充满氧化镁的罐,它利用与加热段中相同的氧化镁。终端的最后选择取决于井身11内除了所安装的DTS光纤1之外所能获得的空间。在国际专利申请WO 0183940中公开了一种适当的矿物绝缘加热缆线的结构。
需要对成品加热组件的部件焊接充分性进行检查,以确保在铠装中沿着整个加热组件的任何地方都没有孔。
一种利用分布温度系统(DTS)光纤1与包含一条或多条矿物绝缘加热缆线13的加热组件的结合来获得定量多相流入分布图的适当操作过程包括以下五个步骤:
1.在开采条件下,获得稳定状态温度分布图;
2.关闭井身,然后再次获得稳定状态温度分布图,该分布图表示出地热梯度,并且被称作基线温度分布图。
3.在规定的输入功率对井身进行加热,并获得一稳定状态温度分布图。过渡行为和从步骤2到步骤3所花的时间使得可以确定这种系统中的热性能。
4.使井身回到开采条件,并使加热器仍然是打开着的。获得一稳定状态温度分布图。
5.关闭加热器,并获得稳定状态温度分布图(与步骤1中的温度分布图相同)。过渡行为和从步骤4到步骤5所花的时间能被用于确定不同相的流入量分布。
步骤1和步骤2构成已知过程的一部分,用于通过DTS来获得温度数据,以便获得定性的“单相”(全部液体)流入分布。
步骤3到步骤5是利用加热器从定性到定量多相测量所需的增加步骤。
利用一种热储层模式来模拟本发明的方法。在图5中,表示出了对于具有600米水平段的一井身的模拟结果。水平段被分成三个区域,这三个区域具有不同的储层特性,即,渗透率分别为10mD、250mD和100mD。因此,储层沿着井身具有逐渐增大的渗透率。
下面的水平线30表示在就在加热器启动之前被关闭的井身的温度分布情况。上面的水平线31表示在利用90w/m(对于全部水平段而言大约60KW)对井身进行加热48小时之后的温度分布情况。在48小时后,加热器被关闭,并且井身被投入生产。其余的温度线32-37表示随时间的温度响应。在关闭井身之前,井身冷却到温度线37所花时间能与从储层流入的流入量相关联。
本发明的方法能被用于估算流入井身的流体的速度和/或组成,例如出水量(watercut),用于描述本发明中的这种方法的一物理模型如下:
如果流体与其流经的多孔介质不处于热平衡状态,那么,要么从所述介质吸收热量,要么向所述介质提供热量。移动着的流体的温度对应于多孔介质的温度发生改变,这种改变取决于它的热容量。基本方程为:
其中,是孔隙率。
对于一个空间分量,例如竖直方向z,方程(1)的解析解为:
其中,T0是在z=0时的温度,TL是在z=L时的温度,L是所考虑的段,Pe是佩克莱特(Peclét)(准)数,由对流的和传导的热流量的比率限定。
其中,Vz是
的竖直分量。
对方程(1)相对于z进行积分,并且在z=0时(其中T=T0)估算未确定的常数,就得出:
对于其它空间分量x和y,进行相应的计算。
于是,通过从温度梯度对温度曲线的斜率确定Pe(并为L假设一个值),就可以用方程(4)把热测量值直接与流体速度联系起来。
推导出的达西速度直接取决于流体的热容。对于水和油,其值分别为4.0kJ kg-1 k-1和1.8kJ kg-1 k-1。这就意味着如果出水量是未知的,那么对于一定的Peclét数,所得出的达西速度的误差为±26%。另一方面,如果流量是已知的,那么Peclét数就能被用于估算所述的出水量。
Peclét数分析只能提供流速的估算值(局限于单维流动)。耦合热与流体流动的数字模拟以及对所获得的数据进行拟合是一种更恰当的估算方法。
在一段时间上进行高精度的温度测量已被用于地热研究中,以便对地层中的水流进行量化(假设在测量期间,在井身中没有流动)。在钻进操作之后,对井身进行热恢复(heat recovery),它相当于在生产或加热之后、在关闭期间对井身温度进行监测,从而允许鉴别断裂区域,并且利用不同的渗透率来表示地层的特征。Peclét数可以被用于推导地层中的自然流速。另外,可以在井身达到热平衡并且在井身中没有流动之后测量温度。井身中任何流动都会影响来自地层的热信号。
Claims (13)
1.一种确定沿着地下钻井的可渗透流入区域长度的流体流入量分布情况的方法,该方法包括步骤:
-在井身关闭期间,把热量传入或传出钻井的可渗透流入区域,使得该流入区域的至少主要部分所具有的温度不同于周围地层的温度;
-经由所述的可渗透流入区域开始开采烃类流体;
-在沿着流入区域至少一部分长度的不同点基本上同时测量流体的温度;
-在开采开始后,根据所测得的温度,以选定的时间间隔,确定沿着至少一部分长度的流入区域的温度分布图;
其特征在于,该方法还包括:根据对开采开始后以选定间隔所确定的这些温度分布图进行比较,确定沿着所述流入区域长度的流体流入量分布图。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,单位时间内的温度变化被用作沿着所述流入区域长度的不同点的流体流入程度的指标。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,流入量分布图被确定成这样子,即,如果在特定位置所测得的随时间的温度变化大于在沿所述可渗透流入区域长度的一些相邻位置所测得的温度变化,那么,所测得的单位时间的温度变化的峰值就被用作指标,表明在所述的特定位置流体流入量要大于在所述相邻位置的流体流入量,反之,如果在另外的特定位置所测得的单位时间的温度变化小于在沿所述可渗透流入区域长度的一些相邻位置所测得的温度变化,那么,所测得的单位时间的温度变化的谷值就被用作指标,表明在所述的另外特定位置流体流入量要小于在所述相邻位置的流体流入量。
4.根据权利要求1-3之一所述的方法,其特征在于,在井身关闭期间,至少可渗透流入区域的主要部分被加热,并且,在经由可渗透流入区域开始开采烃类物质之后的初始期间,可渗透流入区域被持续加热,并且,在跟着初始期间的随后期间,可渗透流入区域的加热被中断,并且在所述的初始期间和随后期间都对对温度进行测量。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,在所述初始期间和随后期间所测得的随时间的温度变化之间的差被用于确定流入流体的热容量。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,针对沿着所述流入区域长度的不同点,确定出在初始期间和在随后期间所测得的随时间的温度变化的比值,并且,所述的比值被用作流入井身的流体的热容量的指标。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,在初始期间和随后期间所测得的温度变化之间的相当大的比值被用作一指标,用于表示流入流体具有相当低的热容量和相当高的气体含量。
8.根据前述权利要求之一所述的方法,其特征在于,可渗透流入区域被电加热缆线加热,该电加热缆线至少沿着可渗透流入区域长度的主要部分延伸,并且,采用光纤温度传感器来测量温度,该光纤温度传感器至少沿着所述可渗透流入区域长度的主要部分延伸。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,光纤温度传感器被捆到电加热缆线的外表面上。
10.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,电加热缆线包括电导体,该电导体被矿物绝缘层包围着,所述的矿物绝缘层包括被压实的矿物粉粒,该矿物绝缘层被封闭在环形金属铠装内,光纤传感器被埋置在通道内,该通道穿过矿物绝缘层延伸。
11.一种从地下地层开采原油的方法,其特征在于,根据权利要求1-10之一所述的方法,把流入井身内的原油和/或其它流体的流入量确定和/或调节到理想的水平。
12.一种用于根据权利要求1-11之一所述方法中的加热器和分布温度传感系统,包括:一条或多条矿物绝缘加热缆线,每条加热缆线包括电导体,该电导体被矿物绝缘层包围着,所述矿物绝缘层包含有压实的矿物粉粒,所述绝缘层被封闭在环形金属铠装内;光纤分布温度传感器,该光纤分布温度传感器沿着一条或多条矿物绝缘加热缆线长度的至少主要部分延伸。
13.根据权利要求12所述的加热和分布温度传感器系统,其特征在于,至少一个光纤分布温度传感器穿过一通道,所述通道穿过至少一条矿物绝缘加热缆线的矿物绝缘层。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP03104972 | 2003-12-24 | ||
EP03104972.9 | 2003-12-24 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1914406A true CN1914406A (zh) | 2007-02-14 |
Family
ID=34717257
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CNA200480041242XA Pending CN1914406A (zh) | 2003-12-24 | 2004-12-22 | 确定钻井的流体流入量分布图的方法 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7475724B2 (zh) |
CN (1) | CN1914406A (zh) |
AU (1) | AU2004309118B2 (zh) |
BR (1) | BRPI0418100A (zh) |
CA (1) | CA2551283C (zh) |
GB (1) | GB2426332B (zh) |
WO (1) | WO2005064117A1 (zh) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103282602A (zh) * | 2010-11-01 | 2013-09-04 | 鼎盛油田技术有限公司 | 分布式流速传感器及相关方法 |
CN103930752A (zh) * | 2011-11-22 | 2014-07-16 | 鼎盛油田技术有限公司 | 分布式二维流体传感器 |
CN105156098A (zh) * | 2015-06-24 | 2015-12-16 | 山东省科学院激光研究所 | 一种油气井井中产液剖面的测试系统及方法 |
CN108350735A (zh) * | 2015-09-01 | 2018-07-31 | 斯塔特伊石油公司 | 流入通道 |
CN110185434A (zh) * | 2019-05-23 | 2019-08-30 | 张建华 | 油气水井的流体注入或产出分布流量的测量装置及其方法 |
CN113280261A (zh) * | 2016-09-09 | 2021-08-20 | 恩文特服务有限责任公司 | 自动再熔化控制系统 |
TWI820721B (zh) * | 2022-05-23 | 2023-11-01 | 國立臺灣海洋大學 | 流體監測裝置 |
Families Citing this family (46)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7398680B2 (en) | 2006-04-05 | 2008-07-15 | Halliburton Energy Services, Inc. | Tracking fluid displacement along a wellbore using real time temperature measurements |
GB0616330D0 (en) * | 2006-08-17 | 2006-09-27 | Schlumberger Holdings | A method of deriving reservoir layer pressures and measuring gravel pack effectiveness in a flowing well using permanently installed distributed temperature |
US7730936B2 (en) * | 2007-02-07 | 2010-06-08 | Schlumberger Technology Corporation | Active cable for wellbore heating and distributed temperature sensing |
US7731421B2 (en) * | 2007-06-25 | 2010-06-08 | Schlumberger Technology Corporation | Fluid level indication system and technique |
DK200701385A (da) * | 2007-09-26 | 2009-03-27 | Maersk Olie & Gas | Fremgangsmåde til stimulelring af en brönd |
WO2010056353A2 (en) | 2008-11-17 | 2010-05-20 | SensorTran, Inc | High spatial resolution fiber optic temperature sensor |
WO2010093920A2 (en) * | 2009-02-13 | 2010-08-19 | Halliburton Energy Services, Inc. | Bi-directional flow and distributed temperature sensing in subterranean wells |
US20110088462A1 (en) * | 2009-10-21 | 2011-04-21 | Halliburton Energy Services, Inc. | Downhole monitoring with distributed acoustic/vibration, strain and/or density sensing |
US9388686B2 (en) | 2010-01-13 | 2016-07-12 | Halliburton Energy Services, Inc. | Maximizing hydrocarbon production while controlling phase behavior or precipitation of reservoir impairing liquids or solids |
US8783355B2 (en) | 2010-02-22 | 2014-07-22 | Schlumberger Technology Corporation | Virtual flowmeter for a well |
US8505625B2 (en) | 2010-06-16 | 2013-08-13 | Halliburton Energy Services, Inc. | Controlling well operations based on monitored parameters of cement health |
US8930143B2 (en) | 2010-07-14 | 2015-01-06 | Halliburton Energy Services, Inc. | Resolution enhancement for subterranean well distributed optical measurements |
US8584519B2 (en) | 2010-07-19 | 2013-11-19 | Halliburton Energy Services, Inc. | Communication through an enclosure of a line |
GB201019567D0 (en) | 2010-11-19 | 2010-12-29 | Zenith Oilfield Technology Ltd | High temperature downhole gauge system |
US20140130591A1 (en) | 2011-06-13 | 2014-05-15 | Schlumberger Technology Corporation | Methods and Apparatus for Determining Downhole Parameters |
KR101254293B1 (ko) * | 2011-09-08 | 2013-04-12 | 이재준 | 스마트 기능을 보유한 지능형 히팅 케이블 및 그 제조방법 |
GB2495132B (en) * | 2011-09-30 | 2016-06-15 | Zenith Oilfield Tech Ltd | Fluid determination in a well bore |
RU2474687C1 (ru) * | 2011-10-26 | 2013-02-10 | Шлюмберже Текнолоджи Б.В. | Способ определения профиля притока флюидов многопластовых залежей |
US8893785B2 (en) | 2012-06-12 | 2014-11-25 | Halliburton Energy Services, Inc. | Location of downhole lines |
US9823373B2 (en) | 2012-11-08 | 2017-11-21 | Halliburton Energy Services, Inc. | Acoustic telemetry with distributed acoustic sensing system |
CN102944546B (zh) * | 2012-12-07 | 2015-08-12 | 上海神开石油化工装备股份有限公司 | 一种钻井液分析装置及其分析方法 |
GB2511739B (en) | 2013-03-11 | 2018-11-21 | Zenith Oilfield Tech Limited | Multi-component fluid determination in a well bore |
US9194220B2 (en) * | 2013-03-15 | 2015-11-24 | Baker Hughes Incorporated | Apparatus and method for determining fluid interface proximate an electrical submersible pump and operating the same in response thereto |
US9880035B2 (en) | 2013-03-28 | 2018-01-30 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Method and system for detecting coking growth and maldistribution in refinery equipment |
US9746434B2 (en) * | 2013-03-28 | 2017-08-29 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Method and system for determining flow distribution through a component |
US9778115B2 (en) * | 2013-03-28 | 2017-10-03 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Method and system for detecting deposits in a vessel |
US9645002B2 (en) * | 2013-03-28 | 2017-05-09 | Exxonmobil Research And Engineering Company | System and method for identifying levels or interfaces of media in a vessel |
GB2515638B (en) | 2013-05-17 | 2018-01-10 | Schlumberger Holdings | Method and apparatus for determining fluid flow characteristics |
RU2531499C1 (ru) * | 2013-08-23 | 2014-10-20 | Шлюмберже Текнолоджи Б.В. | Способ определения профиля притока флюидов многопластовых залежей в скважине |
RU2537446C1 (ru) * | 2013-10-18 | 2015-01-10 | Шлюмберже Текнолоджи Б.В. | Способ определения скорости фильтрации пластовых флюидов |
US10316643B2 (en) * | 2013-10-24 | 2019-06-11 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | High resolution distributed temperature sensing for downhole monitoring |
US10634536B2 (en) | 2013-12-23 | 2020-04-28 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Method and system for multi-phase flow measurement |
US9651415B2 (en) * | 2013-12-23 | 2017-05-16 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Method and system for monitoring distillation tray performance |
CA2943538C (en) * | 2014-05-02 | 2020-02-18 | Halliburton Energy Services, Inc. | Model for one-dimensional temperature distribution calculations for a fluid in a wellbore |
WO2016204725A1 (en) | 2015-06-15 | 2016-12-22 | Halliburton Energy Services, Inc. | Application of depth derivative of distributed temperature survey (dts) to identify fluid level as a tool of down hole pressure control |
US10288463B2 (en) | 2015-06-26 | 2019-05-14 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Multiphase thermal flowmeter for stratified flow |
GB201511574D0 (en) | 2015-07-01 | 2015-08-12 | Stfc Science & Technology | Clinical thermometer |
US10120102B2 (en) * | 2015-11-04 | 2018-11-06 | General Electric Company | Fluid sensor cable assembly, system, and method |
US10569309B2 (en) | 2015-12-15 | 2020-02-25 | General Electric Company | Equipment cleaning system and method |
MX2018006818A (es) | 2016-02-02 | 2018-09-05 | Halliburton Energy Services Inc | Metodos y aparatos en linea para determinar la composicion de un fluido de perforacion emulsionado. |
GB201618260D0 (en) | 2016-10-28 | 2016-12-14 | Science And Tech Facilities Council The | Detection of pH |
CN109209357B (zh) * | 2017-07-07 | 2022-02-01 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种生产测井解释方法 |
US10947817B2 (en) | 2018-08-14 | 2021-03-16 | Robert C Kramm | Methods and systems for a tool with encapsulated heating cable within a wellbore |
US10927645B2 (en) * | 2018-08-20 | 2021-02-23 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Heater cable with injectable fiber optics |
US11579025B2 (en) | 2019-05-16 | 2023-02-14 | Halliburton Energy Services, Inc. | Sensor to measure thermal conductivity and heat capacity of reservoir fluids |
RU2724064C1 (ru) * | 2020-01-13 | 2020-06-19 | Общество с ограниченной ответственностью "Айсико" | Способ определения дебита жидкости в малодебитных скважинах |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3709032A (en) * | 1970-12-28 | 1973-01-09 | Shell Oil Co | Temperature pulsed injectivity profiling |
US4676664A (en) * | 1983-07-15 | 1987-06-30 | The Trustees Of Columbia University In The City Of New York | Exploring for subsurface hydrocarbons by sea floor temperature gradients preferably using a multiplexed thermistor probe |
US4570715A (en) * | 1984-04-06 | 1986-02-18 | Shell Oil Company | Formation-tailored method and apparatus for uniformly heating long subterranean intervals at high temperature |
US5400430A (en) * | 1990-10-01 | 1995-03-21 | Nenniger; John E. | Method for injection well stimulation |
ID25807A (id) * | 1998-03-06 | 2000-11-09 | Shell Int Research | Peralatan pendeteksi aliran masuk dan sistem penggunaannya |
WO2000011317A1 (en) | 1998-08-25 | 2000-03-02 | Baker Hughes Incorporated | Method of using a heater with a fiber optic string in a wellbore |
GB0007587D0 (en) * | 2000-03-30 | 2000-05-17 | Sensor Highway Ltd | Flow-rate measurement |
AU2001258367B2 (en) * | 2000-04-24 | 2004-07-08 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | In situ recovery of hydrocarbons from a kerogen-containing formation |
DE10149092B4 (de) | 2001-10-05 | 2005-11-03 | GESO-Gesellschaft für Sensorik geotechnischen Umweltschutz und mathematische Modellierung mbH Jena | Verfahren zur Blanketspiegel-Überwachung von Speicher- und Solegewinnungskavernen und Verwendung faseroptischer Sensorkabel hierfür |
US8011430B2 (en) * | 2003-03-28 | 2011-09-06 | Schlumberger Technology Corporation | Method to measure injector inflow profiles |
GB2401430B (en) * | 2003-04-23 | 2005-09-21 | Sensor Highway Ltd | Fluid flow measurement |
AT6511U3 (de) * | 2003-07-16 | 2004-09-27 | Avl List Gmbh | Ultraschall-gasdurchflusssensor sowie vorrichtung zur messung von abgas-strömungen von verbrennungskraftmaschinen sowie ein verfahren zur ermittlung des durchflusses von gasen |
US20080065362A1 (en) * | 2006-09-08 | 2008-03-13 | Lee Jim H | Well completion modeling and management of well completion |
-
2004
- 2004-12-22 BR BRPI0418100-0A patent/BRPI0418100A/pt not_active IP Right Cessation
- 2004-12-22 GB GB0612448A patent/GB2426332B/en active Active
- 2004-12-22 CA CA2551283A patent/CA2551283C/en active Active
- 2004-12-22 WO PCT/EP2004/053675 patent/WO2005064117A1/en active Application Filing
- 2004-12-22 US US10/584,418 patent/US7475724B2/en active Active
- 2004-12-22 AU AU2004309118A patent/AU2004309118B2/en active Active
- 2004-12-22 CN CNA200480041242XA patent/CN1914406A/zh active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103282602A (zh) * | 2010-11-01 | 2013-09-04 | 鼎盛油田技术有限公司 | 分布式流速传感器及相关方法 |
CN103930752A (zh) * | 2011-11-22 | 2014-07-16 | 鼎盛油田技术有限公司 | 分布式二维流体传感器 |
CN103930752B (zh) * | 2011-11-22 | 2018-01-26 | 鼎盛油田技术有限公司 | 分布式二维流体传感器 |
CN105156098A (zh) * | 2015-06-24 | 2015-12-16 | 山东省科学院激光研究所 | 一种油气井井中产液剖面的测试系统及方法 |
CN108350735A (zh) * | 2015-09-01 | 2018-07-31 | 斯塔特伊石油公司 | 流入通道 |
CN113280261A (zh) * | 2016-09-09 | 2021-08-20 | 恩文特服务有限责任公司 | 自动再熔化控制系统 |
CN110185434A (zh) * | 2019-05-23 | 2019-08-30 | 张建华 | 油气水井的流体注入或产出分布流量的测量装置及其方法 |
TWI820721B (zh) * | 2022-05-23 | 2023-11-01 | 國立臺灣海洋大學 | 流體監測裝置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US7475724B2 (en) | 2009-01-13 |
AU2004309118A1 (en) | 2005-07-14 |
GB0612448D0 (en) | 2006-08-30 |
BRPI0418100A (pt) | 2007-04-17 |
GB2426332B (en) | 2007-07-11 |
US20070158064A1 (en) | 2007-07-12 |
GB2426332A (en) | 2006-11-22 |
AU2004309118B2 (en) | 2008-06-12 |
CA2551283A1 (en) | 2005-07-14 |
WO2005064117A1 (en) | 2005-07-14 |
CA2551283C (en) | 2014-09-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1914406A (zh) | 确定钻井的流体流入量分布图的方法 | |
CN101163860B (zh) | 用于地下屏障的低温监视系统 | |
US7747388B2 (en) | Systems and methods for acquiring data in thermal recovery oil wells | |
CN104011327B (zh) | 利用地下地层中的绝缘导线的介电性能来确定绝缘导线的性能 | |
CN1079888C (zh) | 监视井中地层构造特性的方法和系统 | |
US8548743B2 (en) | Method and apparatus to monitor reformation and replacement of CO2/CH4 gas hydrates | |
EP2635770B1 (en) | Distributed fluid velocity sensor and associated method | |
US20070272406A1 (en) | System, method, and apparatus for downhole submersible pump having fiber optic communications | |
US20080201080A1 (en) | Determining fluid and/or reservoir information using an instrumented completion | |
GB2496863A (en) | Distributed two dimensional fluid sensor | |
Carnahan et al. | Fiber optic temperature monitoring technology | |
WO2015153549A1 (en) | Distributed thermal flow metering | |
EP3507453B1 (en) | Improvements in or relating to geothermal power plants | |
CN105547359B (zh) | 一种土层响应监测系统 | |
CN106197586B (zh) | 井下流体的流量的测量方法和装置 | |
Karanikas et al. | Downhole electric heating of heavy-oil wells | |
RU2194855C1 (ru) | Способ исследования скважин | |
CN1155817C (zh) | 传热测井方法 | |
Reinsch | Structural integrity monitoring in a hot geothermal well using fibre optic distributed temperature sensing | |
Wang | Application of temperature observation wells during SAGD operations in a medium deep burial extra heavy oil reservoir | |
Jaimes et al. | Conceptual Study and Evaluation of the DTS-Fiber-Optic System as Monitoring System of Injection-Production Profiles in Conventional Reservoirs: A Colombian Field Application | |
Luft et al. | Thermal Performance of Insulated Concentric Coiled Tubing (ICCT) for Continuous Steam Injection in Heavy Oil Production | |
Denney | Real-time fiber-optic distributed temperature sensing: oilfield applications | |
CN105181172A (zh) | 一种油气井分布式光纤测温装置及井下布置方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |