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[摘 要]针对探井测试，在开井放喷过程中，采取诱喷措施以后，由于各种地质原因地层流体在井筒内流速较慢，需要对井筒内流体液面进行实时监测，以决定下一步的测试方案，常规方法是使用钢丝设备对进行探测液面深度，但是使用钢丝探测动液面深度具有耗时长、费用高、精度低、安全隐患大等诸多不利因素，使用回声仪代替钢丝设备进行动液面深度监测是比较好的解决方案，本文主要介绍使用回声仪的工作原理以及在探井测试中动态监测井筒流体液面的实际应用与效果分析。
[关键词]探井试油；动态液面深度，回声仪；应用与效果分析
中图分类号：P33 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）31-0282-02
前言
在油气田勘探开发过程中，油井动态液面是反映地质储量、优化生产规划、保证生产设备安全运行的重要参数。尤其是在油气田勘探初期，在探井测试过程中，使用回声仪对油井动态液面进行监测，具有操作简单、省时省钱、效率高、测量准确度高等诸多优点，以下就是对回声仪的详细介绍，以及在海外某口重点探井测试过程中对回声仪的实际应用与分析。
1、回声仪工作原理
回声仪是一种用于测量抽油井内液面位置的仪器。它利用声波遇到障碍物时会发生反射的原理来测量从井口发出的声波遇到井内液面反射回来的时间，然后根据声波在井内气体中的传播速度计算出液面到井口的距离。声波速度是利用声波遇到井内回音标的反射时间和已知的音标深度计算。在未下音标的井内可利用井内气体的相对密度计算理论声波速度。一般回声仪是由声波发生器、接收器、信号放大器和记录装置等部分组成。不同型号的回声仪其相应部分的结构、原理和性能均有所不同。双频道回声仪不仅在记录曲线上反映出液面位置，还可测得液面以上每根油管接箍反射声波的信号，然后根据油管记录确定液面位置。
利用回声仪测液面， 有三种计算方法。
（1） 音标法。以预先下入的已知深度音标反射波为基准， 再找到液面波， 自动计算出液面深度。这种方法适应于已下回音标、液面较浅、接箍不太清晰、干扰性较强的情况。
（2） 油管接箍法。选择几个连续的油管接箍反射波， 输入接箍个数、油管长度， 再找到液面波，自动计算出液面深度。这种方法适应于未下回音标、液面较深、接箍清晰可辨、干扰性弱的情况。
（3） 理论音速法。输入测量条件下的音速， 再找到液面波， 自动计算出液面深度。因为音速与环空温度、天然气密度相关， 这种方法适应于液面较浅、井筒中无压力、油管接箍数少、接箍波不清、干扰性强的情况。
示意图如图1。
2、回声仪在油田中的实际应用
大多数生产油井在开采过程中，经常需要监测液面，目前最常用的方法大致有三种：液面自动监测仪；电子压力计监测压力；回声仪监测液面。液面自动监测仪自动化程度高， 不需人工操作， 测量密度大， 相对成本较高；电子压力计监测压力测量准确， 精度高， 不受人为因素干扰。适用于测量标准高、要求严格的重点探井或重点开发井。回声仪监测液面与液面自动监测仪类似，但因其使用成本相对较低，适用于一般的油井生产井，数据快捷可靠，因而得到广泛使用。
3、回声仪在探井裸眼段测试中的实际应用
对于探井裸眼段坐套测裸方式的中途测试，通常情况下，由于担心井底裸眼段的泥岩或砂岩垮塌，会采取一开一关的开关井制度，而且严格控制测试压差和测试时间，根据不同的储层物性制定相应的工作制度。在这种情况下，经常会由于测试时间过段而取不到地层真实液性资料，从而无法给地层准确定性。针对这种情况，我们适时引进回声仪，以解决在探井裸眼测试时，由于开井时间短，无法及时获取地层真实产液信息的问题。
以阿尔及利亚CNODC-CNPCIAE勘探公司的一口重点水平井KG-Z-1中途测试为例，重点介绍一下回声仪的应用效果。
KG-Z-1在下完7”套管后开始打5-7/8”导眼，在打T1层水平段之前，先后打穿T1和SI两个目的层。T1层（斜深3757.6-3766.6m）经过中途测试确定为低产油层，未能形成有效的工业油流，甲方决定继续往下打穿SI层（斜深3881.0-3884.3m）。
由于SI层测录井资料均显示为致密油干层特征，加上中途测试不能有太长的开井时间，为了确保测试时能有效的判别储层是否产液及产液速度，我方根据井况及甲方需要，及时组织回声仪在井上待命。
2011年11月7日16：00至2011年11月12日10：00 实施对T1+SI层坐套测裸，主要目的产层为SI，原测试程序设计为两开两关，实际为一开一关。测试水垫1015.61m，N2垫井口压力3000psi， MFE测试阀位置为3410.39m， RTTS封隔器坐封位置：3529.33m。环空压井液为SG1.53 油基泥浆，设计测试压差为2966psi。为了防止储层上部泥岩垮塌以储层出砂，开井后分别用8/64”和4/64”小油嘴控制回压释放氮气诱喷地层。2011年11月8日15：40，一开井近7个小时仍然没见到地层流体返出地面的情况下，启用回声仪连接井口控制头翼阀，探测到液面在离井口908.7m的测试管柱里，比开井前液面上升了2009.83m，这一结果大大振奋了甲方的信心，决定继续开井观察液面上升速度。分别在17：49和17：51，17：54 三个时间点分别探测出液面在离井口404.59m，398.84m，390.85m。从17：55到18：55，用回声仪每三分钟一个点连续测量一个小时。这几次测量数据点及结果分析图如表1、图2-图7。
在分析对比回声仪测取到的一系列数据结果基础上，坚定了甲方对于本层出油的信心，决定控制好油嘴大小，延长测试时间。最终在本井SI層获得了突破性的发现，32/64”油嘴，日产原油96m3，日产天然气5550m3。为甲方在本区块下一步勘探开发方向奠定了坚实基础。
4、结论
回声仪服务在本次探井裸眼段试油过程中，实现在了在最短的时间内，安全、快捷、有效地测取合格的液面恢复数据点，对下一步的试油方案起到了指导性的作用，取得了圆满的结果。。
另一方面，回声仪取代繁重而且风险较高的钢丝探液面作业，减轻了现场工程师的作业负重以及危险点接触机会，而且开拓了新的创收点，取得了良好的社会效应与经济效应。经过现场实际应用效果分析，回声仪探液面恢复值得大力推广和应用。
参考文献
[1] 张朝晖.采油井动态液面测量技术研究[J].石油钻采工艺，2007，05（03）：1180-1183.
[2] 陈家琅，抽油井环空拟液面解析[J].石油学报，1986，7（3）.20-21.
[3] 李中华，抽油井真实液面测试技术研究及应用[J]，西南石油学院学报，2003.02（5）.28.
[4] C.Shahjhan kabir： Application of material Balance in Pumping well Analysis dome Petroleum [ C] . Ltd SPE 9932.
[关键词]探井试油；动态液面深度，回声仪；应用与效果分析
中图分类号：P33 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）31-0282-02
前言
在油气田勘探开发过程中，油井动态液面是反映地质储量、优化生产规划、保证生产设备安全运行的重要参数。尤其是在油气田勘探初期，在探井测试过程中，使用回声仪对油井动态液面进行监测，具有操作简单、省时省钱、效率高、测量准确度高等诸多优点，以下就是对回声仪的详细介绍，以及在海外某口重点探井测试过程中对回声仪的实际应用与分析。
1、回声仪工作原理
回声仪是一种用于测量抽油井内液面位置的仪器。它利用声波遇到障碍物时会发生反射的原理来测量从井口发出的声波遇到井内液面反射回来的时间，然后根据声波在井内气体中的传播速度计算出液面到井口的距离。声波速度是利用声波遇到井内回音标的反射时间和已知的音标深度计算。在未下音标的井内可利用井内气体的相对密度计算理论声波速度。一般回声仪是由声波发生器、接收器、信号放大器和记录装置等部分组成。不同型号的回声仪其相应部分的结构、原理和性能均有所不同。双频道回声仪不仅在记录曲线上反映出液面位置，还可测得液面以上每根油管接箍反射声波的信号，然后根据油管记录确定液面位置。
利用回声仪测液面， 有三种计算方法。
（1） 音标法。以预先下入的已知深度音标反射波为基准， 再找到液面波， 自动计算出液面深度。这种方法适应于已下回音标、液面较浅、接箍不太清晰、干扰性较强的情况。
（2） 油管接箍法。选择几个连续的油管接箍反射波， 输入接箍个数、油管长度， 再找到液面波，自动计算出液面深度。这种方法适应于未下回音标、液面较深、接箍清晰可辨、干扰性弱的情况。
（3） 理论音速法。输入测量条件下的音速， 再找到液面波， 自动计算出液面深度。因为音速与环空温度、天然气密度相关， 这种方法适应于液面较浅、井筒中无压力、油管接箍数少、接箍波不清、干扰性强的情况。
示意图如图1。
2、回声仪在油田中的实际应用
大多数生产油井在开采过程中，经常需要监测液面，目前最常用的方法大致有三种：液面自动监测仪；电子压力计监测压力；回声仪监测液面。液面自动监测仪自动化程度高， 不需人工操作， 测量密度大， 相对成本较高；电子压力计监测压力测量准确， 精度高， 不受人为因素干扰。适用于测量标准高、要求严格的重点探井或重点开发井。回声仪监测液面与液面自动监测仪类似，但因其使用成本相对较低，适用于一般的油井生产井，数据快捷可靠，因而得到广泛使用。
3、回声仪在探井裸眼段测试中的实际应用
对于探井裸眼段坐套测裸方式的中途测试，通常情况下，由于担心井底裸眼段的泥岩或砂岩垮塌，会采取一开一关的开关井制度，而且严格控制测试压差和测试时间，根据不同的储层物性制定相应的工作制度。在这种情况下，经常会由于测试时间过段而取不到地层真实液性资料，从而无法给地层准确定性。针对这种情况，我们适时引进回声仪，以解决在探井裸眼测试时，由于开井时间短，无法及时获取地层真实产液信息的问题。
以阿尔及利亚CNODC-CNPCIAE勘探公司的一口重点水平井KG-Z-1中途测试为例，重点介绍一下回声仪的应用效果。
KG-Z-1在下完7”套管后开始打5-7/8”导眼，在打T1层水平段之前，先后打穿T1和SI两个目的层。T1层（斜深3757.6-3766.6m）经过中途测试确定为低产油层，未能形成有效的工业油流，甲方决定继续往下打穿SI层（斜深3881.0-3884.3m）。
由于SI层测录井资料均显示为致密油干层特征，加上中途测试不能有太长的开井时间，为了确保测试时能有效的判别储层是否产液及产液速度，我方根据井况及甲方需要，及时组织回声仪在井上待命。
2011年11月7日16：00至2011年11月12日10：00 实施对T1+SI层坐套测裸，主要目的产层为SI，原测试程序设计为两开两关，实际为一开一关。测试水垫1015.61m，N2垫井口压力3000psi， MFE测试阀位置为3410.39m， RTTS封隔器坐封位置：3529.33m。环空压井液为SG1.53 油基泥浆，设计测试压差为2966psi。为了防止储层上部泥岩垮塌以储层出砂，开井后分别用8/64”和4/64”小油嘴控制回压释放氮气诱喷地层。2011年11月8日15：40，一开井近7个小时仍然没见到地层流体返出地面的情况下，启用回声仪连接井口控制头翼阀，探测到液面在离井口908.7m的测试管柱里，比开井前液面上升了2009.83m，这一结果大大振奋了甲方的信心，决定继续开井观察液面上升速度。分别在17：49和17：51，17：54 三个时间点分别探测出液面在离井口404.59m，398.84m，390.85m。从17：55到18：55，用回声仪每三分钟一个点连续测量一个小时。这几次测量数据点及结果分析图如表1、图2-图7。
在分析对比回声仪测取到的一系列数据结果基础上，坚定了甲方对于本层出油的信心，决定控制好油嘴大小，延长测试时间。最终在本井SI層获得了突破性的发现，32/64”油嘴，日产原油96m3，日产天然气5550m3。为甲方在本区块下一步勘探开发方向奠定了坚实基础。
4、结论
回声仪服务在本次探井裸眼段试油过程中，实现在了在最短的时间内，安全、快捷、有效地测取合格的液面恢复数据点，对下一步的试油方案起到了指导性的作用，取得了圆满的结果。。
另一方面，回声仪取代繁重而且风险较高的钢丝探液面作业，减轻了现场工程师的作业负重以及危险点接触机会，而且开拓了新的创收点，取得了良好的社会效应与经济效应。经过现场实际应用效果分析，回声仪探液面恢复值得大力推广和应用。
参考文献
[1] 张朝晖.采油井动态液面测量技术研究[J].石油钻采工艺，2007，05（03）：1180-1183.
[2] 陈家琅，抽油井环空拟液面解析[J].石油学报，1986，7（3）.20-21.
[3] 李中华，抽油井真实液面测试技术研究及应用[J]，西南石油学院学报，2003.02（5）.28.
[4] C.Shahjhan kabir： Application of material Balance in Pumping well Analysis dome Petroleum [ C] . Ltd SPE 9932.