[发明专利]一种利用阵列流量测井获取水平井持水率的方法

权利要求书

1.一种利用阵列流量测井获取水平井持水率的方法，其特征在于：它包括如下步骤；

①、根据套管内径、仪器外径、仪器在井筒中的位置和各个阵列流量探头的方位角，确定流体过流截面和哥哥阵列流量探头在过流截面的位置；

②、根据过流截面的几何结构，将过流截面以轴心为原点建立直角坐标系，沿横向x轴和纵向y轴，将井筒半径等分为n份，将过流截面划分为若干网格，对描述井筒内粘性流体的纳维-斯托克斯方程(即N-S方程)在过流截面的网格内进行有限差分；将井筒截面沿x轴和y轴上内径等分为n等份，井筒截面划分为若干网格，垂向和横向步长为

h＝Δx＝Δy＝2R/n (1)

对N-S方程进行有限差分，差分形式为

③、首先，预设流体压力P_z和过流截面油水分界面高度H’参数，过流截面油水分布示意图；针对过流截面划分的网格，采用高斯-塞德尔迭代算法计算每个网格点的流速V(i,j)；

然后，根据步骤1)中每个阵列流量探头的位置，读取其位置点的流速V_ical(i＝1,2,3,4,5,6)；

最后，对比每个阵列流量探头位置处迭代计算的流体速度值V_cali(i＝1,2,3,4,5,6)与阵列流量探头的测量值V_fi(i＝1,2,3,4,5,6)，建立最优化目标函数

式中V＝(P_z,H)^T为一个列向量；f(V)、c_i(V)均为V的函数。c_i(V)为约束条件；

通过在约束条件内流体压力P_z和过流截面油水分界面高度H’参数的调优变化，采用最小二乘优化算法对目标函数进行求解，只到模型计算的每个阵列流量探头位置出的流体速度值与探头的测量值接近，得到油水分界面的高度H；

④、分界面高度和持水率计算方法；

具体计算公式如下；由步骤③计算得到油水分界面高度H，由油水分界面高度H减去套管半径R得到油水分界面到井筒中心O的距离h_o，则

式中A_Δ为油水分界面相对于井筒中心O的三角形面积；则油相所占截面积为

井筒过流截面的面积为

A＝π(R²-r²) (7)

如果油水分界面位于仪器之上，则油相所占截面积为A_o为，仪器全部在水中，则持水率为

如果油水分界面位于仪器中间，则油相所占截面积为A_o为，仪器部分在油中，部分在水中，则

仪器在油相所占截面积为

则持水率为

如果油水分界面位于仪器之下，则油相所占截面积为A_o为，仪器全部在油中，仪器在油中的面积为

A_To＝πr² (12)

则持水率为

其中：R为井筒半径；仪器半径为r；ho为油水分界面相对于井筒中心O的高度(在井筒中心O点之上为正值，之下为负值)；α为油水分界面与井筒交点相对于井筒中心O的夹角；θ为油水分界面与仪器外边界交点相对于井筒中心O的夹角。

2.根据权利要求1所述的一种利用阵列流量测井获取水平井持水率的方法，其特征在于：油水分界面高度H即到井筒底部的高度。