電磁流量與示蹤相關(guān)流量組合測井儀及其應(yīng)用

單宏寬 柴金剛 勞鵬程 單福軍 劉慧東

大慶油田 測試技術(shù)服務(wù)分公司研發(fā)中心 （黑龍江 大慶 163453）

電磁流量與示蹤相關(guān)流量組合測井儀及其應(yīng)用

單宏寬 柴金剛 勞鵬程 單福軍 劉慧東

大慶油田 測試技術(shù)服務(wù)分公司研發(fā)中心 （黑龍江 大慶 163453）

在對電磁流量與示蹤相關(guān)流量組合測井儀的基本原理、井下儀器結(jié)構(gòu)、儀器工作方式、技術(shù)指標(biāo)等內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)闡述的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步運用測井實例分析了電磁流量與示蹤相關(guān)流量組合測井儀能把電磁流量計、示蹤相關(guān)流量計、同位素吸水剖面測井儀組合到一起，使附加井溫、壓力、磁性定位等參數(shù)相互印證，得出準(zhǔn)確的綜合解釋結(jié)果,從而為油田監(jiān)測提供準(zhǔn)確可靠的測井資料，具有一定的現(xiàn)實意義。

電磁流量計 示蹤相關(guān)流量計 測井儀 注入井

注聚采油是大慶油田三次采油提高采收率增產(chǎn)的重要舉措之一，目前大慶油田聚驅(qū)原油年產(chǎn)量已達(dá)一千多萬噸。大批注水井改為注聚井，同時在采油井周圍增加了大量新鉆的注聚井，因此注聚井注入剖面測試問題成為油田動態(tài)監(jiān)測的重要問題之一。隨著油田開發(fā)的需要和采油工藝技術(shù)的不斷發(fā)展，聚驅(qū)油田注入井的注入液種類越來越多，粘度差異也較大，注入管柱更是多種多樣,單一的電磁流量計、同位素吸水剖面測井儀、示蹤相關(guān)流量計等測井方法已不能滿足目前注聚井測試的需要，需要研制一種組合測井儀，進(jìn)行綜合測井。

電磁流量與示蹤相關(guān)流量組合測井儀的結(jié)構(gòu)及原理

1 電磁流量與示蹤相關(guān)流量組合測井儀的結(jié)構(gòu)

電磁流量與示蹤相關(guān)流量組合測井儀結(jié)構(gòu)如圖1所示。自上而下依次為上扶正器、固體顆粒同位素釋放器、液體同位素釋放器、遙測四參數(shù)短節(jié)（含磁性定位器、井溫、壓力、伽馬）、下伽馬儀短接、下扶正器、電磁流量計。上扶正器、下扶正器可保證儀器居中[1]；磁性定位器可確定儀器的深度;遙測四參數(shù)短節(jié)中的伽馬儀和固體顆粒同位素釋放器共同組成同位素示蹤注入剖面測井系統(tǒng),用于分層流量的測量[2];上下伽馬儀和液體同位素釋放器組成示蹤相關(guān)流量測井系統(tǒng)，可用于油管外流量的測量[3]；電磁流量計進(jìn)行油管內(nèi)流量的測量。溫度、壓力作為環(huán)境條件測量參數(shù)。

該組合儀短接的接口采取絲扣套式結(jié)構(gòu)，連接方便，不易脫扣，既繼承了原各測試短接的優(yōu)點，又對組合儀的總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，既縮短了原儀器串長度，又提高了各短接的可靠性。

2 技術(shù)指標(biāo)

本組合儀的標(biāo)定是在大慶油田測試分公司模擬井實驗室進(jìn)行的。經(jīng)檢驗，儀器的主要技術(shù)指標(biāo)為：

（1）耐溫：125℃；

（2）耐壓：60MPa；

（3）外徑：38mm；組合儀全長儀器6.8m；

（4）電磁流量計：2m3/d～500m3/d±5%；

（5）溫度計：0℃～125 ℃±1℃；

（6）壓力計：0.1MPa～60MPa，優(yōu)于 0.5 級。

3 測量原理

電磁流量與示蹤相關(guān)組合測井儀根據(jù)優(yōu)勢互補的原則，把電磁流量計、示蹤相關(guān)流量計、同位素吸水剖面測井儀組合到一起，發(fā)揮各流量計的優(yōu)點，進(jìn)行注入剖面組合流量測井，并附加井溫、壓力、CCL參數(shù)，采用遙測技術(shù)，一次性下井，可同時錄取油管內(nèi)電磁流量、油套空間內(nèi)的示蹤性相關(guān)流量及同位素吸水剖面、井溫、壓力、磁性定位等六參數(shù)測井資料。利用電磁流量計在管內(nèi)點測流量精度高、穩(wěn)定性好的特點，可準(zhǔn)確地測量注入管柱內(nèi)的流量[4]；利用示蹤相關(guān)流量計能夠測量管外流量的特點，可測量流入注入點后流量的分配情況；發(fā)揮各流量計短接的優(yōu)勢，進(jìn)行組合流量測井，測井資料能相互印證,進(jìn)而給出較準(zhǔn)確的綜合解釋結(jié)果,特別是采用電磁流量、放射性相關(guān)流量、井溫資料與同位素吸水剖面測井資料進(jìn)行對比,提高了解釋精度及準(zhǔn)確性[5]。

4 解釋方法及軟件

（1)解釋方法

采用電磁流量與示蹤相關(guān)綜合解釋方法，對其中解釋參數(shù)進(jìn)行互相校正，從而消除了管徑變形對流量的影響，具體解釋由軟件來實現(xiàn)。

首先進(jìn)行電磁流量解釋，解釋采用的是積分法，根據(jù)其結(jié)果確定參數(shù)，然后進(jìn)行示蹤相關(guān)解釋，對于示蹤相關(guān)則采用相對復(fù)雜重心相關(guān)法代替以前的尋峰法，從而消除了儀器擾動對測量精度的影響，使測量精度有所提高。

（2)解釋流程及軟件

圖2為解釋軟件流程圖，其中電磁流量解釋采用積分法，示蹤相關(guān)解釋采用重心相關(guān)法。

圖3為部分軟件顯示界面，軟件可在Windows 98/XP系統(tǒng)下運行，操作方便，能提高工作效率；數(shù)據(jù)可在現(xiàn)場解釋處理，使結(jié)果更貼合實際，從而提高解釋精度及效率，增加測井?dāng)?shù)據(jù)預(yù)處理功能，有效去除干擾，進(jìn)一步提高測井資料解釋的準(zhǔn)確性。

測井實例及其應(yīng)用效果

電磁相關(guān)組合儀是把多種參數(shù)結(jié)合到一起，其資料能相互印證，解釋精度及準(zhǔn)確性較高，適于介質(zhì)為聚合物和水的注入剖面測井。為保證測量解釋的準(zhǔn)確程度,共計進(jìn)行80井次的現(xiàn)場試驗,其中聚驅(qū)井70口,注水井10口。在80井次實驗中,因示蹤液遇阻及井下儀故障等原因,測成76口,成功率95%。

通過現(xiàn)場試驗，驗證了測井儀在結(jié)構(gòu)設(shè)計、制造工藝上的合理性及數(shù)據(jù)采集、信號傳輸?shù)裙ぷ餍阅艿目煽啃?，以及儀器的穩(wěn)定性、重復(fù)性和可靠性，并檢驗了儀器的技術(shù)性能指標(biāo)，確定了解釋模型中的系數(shù)，其中60口現(xiàn)場試驗的測井資料已被地質(zhì)部門采用，創(chuàng)產(chǎn)值240余萬元，取得了可觀的經(jīng)濟效益。

1 測井實例一

北1-XXX，該井實注流量120m3/d，井口壓力14MPa，被測流體為聚合物。測量井段為1 028～1 053m，該井段有二級配水器，第一級配水器內(nèi)有4個吸水層，分別位于配水器的正對或下方，層間距大于0.5m,且正對的層位可通過間接測量測得，適于示蹤相關(guān)流量測井及同位素吸水剖面測井。而第二級配水器內(nèi)有3個吸水層，分別位于配水器的上方，層間距較大，由于該配水器位于整個配水管柱的下端，相關(guān)測井受油管與油套空間示蹤液體重疊影響較小，也適于示蹤相關(guān)流量測井及同位素吸水剖面測井。

利用電磁流量計測得管內(nèi)總流量為120m3/d，第一、第二級配水器的相對注入量分別為25%和75%，而利用同位素吸水剖面測得相對注入量分別為36%和64%，兩測試結(jié)果主吸水層一致，差異的主要原因是同位素吸水剖面測井受沾污不同的影響，使其解釋結(jié)果存在一定誤差，同位素吸水剖面測井結(jié)果需補充校正。由于本井同位素吸水剖面測井結(jié)果受影響的因素較多，以電磁流量計、示蹤相關(guān)測井測試結(jié)果解釋較為合理。通過與地質(zhì)部門驗證，該結(jié)果與所對應(yīng)的受益的產(chǎn)出井的產(chǎn)出液量相一致，主產(chǎn)層為第二級配水器下端的PI7，而非第一級配水器上端的PI2（4）。圖4為北1-XXX井組合測井儀綜合解釋成果圖。

2 測井實例二

北2-XXX，該井實注流量97m3/d，井口壓力12.9MPa，被測流體為聚合物。測量井段為北2-XXX，該井實注流量97m3/d，井口壓力 12.9MPa，被測流體為聚合物。測量井段為1 048.5～1 065m，該井段有二級配水器，第一級配水器內(nèi)有1個吸水層，位于配水器的下方，配水器水嘴距吸水層1.2m，適于示蹤相關(guān)流量計進(jìn)行油套空間內(nèi)測井，可對該吸水層細(xì)分測試，按試驗設(shè)計劃分為4個吸水層；而第二級配水器內(nèi)有2個吸水層P12、P12-3，分別位于配水器的上方，由于該配水器位于整個配水管柱的下端，相關(guān)測井受油管與油套空間示蹤液體重疊影響較小，也適于示蹤相關(guān)流量計進(jìn)行油套空間內(nèi)測井，并對厚層吸水層P12-3進(jìn)行細(xì)分測試。經(jīng)分析該井適宜示蹤相關(guān)流量測井。

利用電磁流量計、測得管內(nèi)總流量為97m3/d，第一、第二級配水器的相對注入量分別為38.1%和61.9%；而利用同位素吸水剖面測得相對注入量分別為0%和100%，兩者相差較大，經(jīng)分析認(rèn)為其主要原因是配制的示蹤劑黏度過大，以至于同位素抱團(tuán)，共同流入第二級配水器；經(jīng)過與地質(zhì)部門驗證：第一級配水器對應(yīng)的吸水層SⅢ10-2是滲透性較好的吸水層，為主力吸水層，對應(yīng)的產(chǎn)出井也為主力產(chǎn)層，由此證明同位素吸水剖面測試的結(jié)果有誤；根據(jù)優(yōu)勢互補的原則，其測量結(jié)果需補充校正。圖5為北2-XXX井電磁流量計與示蹤相關(guān)流量組合測井儀同位素吸水剖面解釋成果圖及綜合解釋成果圖。

通過現(xiàn)場試驗結(jié)果證明：組合儀在現(xiàn)場測試中每口井均進(jìn)行重復(fù)測量，測井資料重復(fù)性都比較好，其重復(fù)測井最大誤差為4.8%，該儀器適于介質(zhì)為聚合物和水的注入剖面測井，通過組合測井，發(fā)揮了各流量計短接的優(yōu)勢，達(dá)到去粗存精，去偽存真的測試結(jié)果，經(jīng)過綜合解釋，其測試結(jié)果能準(zhǔn)確地反映配注井注入狀況，能夠完成注聚井吸水剖面的測試任務(wù)，為油田監(jiān)測提供準(zhǔn)確的測井資料。

結(jié) 論

電磁流量與示蹤相關(guān)組合儀是將多種注入?yún)?shù)組合在一起，以發(fā)揮各流量計的優(yōu)點，測井資料能相互印證，可以給出準(zhǔn)確的流量綜合解釋結(jié)果，該組合儀具有測井成功率高，重復(fù)性較好等特點。該組合儀經(jīng)過現(xiàn)場試驗，證明電磁流量與示蹤相關(guān)測井儀適于注入介質(zhì)為聚合物和水的注入剖面測井，測井資料能夠較真實反映井下動態(tài)情況。

電磁流量與示蹤相關(guān)測井儀具有以下優(yōu)點：

（1）參數(shù)組合，使測井資料能相互印證，進(jìn)而給出較準(zhǔn)確的綜合解釋結(jié)果,提高了解釋精度及準(zhǔn)確性。

（2）可根據(jù)實際情況,靈活合理的進(jìn)行組合優(yōu)選,測井效率較高。

（3）改進(jìn)完善了軟件操作方式，數(shù)據(jù)可在現(xiàn)場解釋處理，使得解釋結(jié)果更加貼合實際，在原有尋峰法的基礎(chǔ)上進(jìn)行重心相關(guān)，使得解釋精度有所提高。

[1]謝榮華.生產(chǎn)測井技術(shù)應(yīng)用與進(jìn)展[M].北京:石油工業(yè)出版社,1998.

[2]姜文達(dá).放射性同位素示蹤注水剖面測井[M].北京:石油工業(yè)出版社，1997.

[3]張耀文，王金鐘，夏慧玲.注入剖面放射性相關(guān)測量方法研究[J].測井技術(shù),2004,28(增):57-60.

[4]呂殿龍，魏云飛，韋旺.電磁流量計及其在注聚井中的應(yīng)用[J].石油儀器,2001,15(3):34-36.

[5]閆來喜，孫玉環(huán).井溫測井在疑難井中的應(yīng)用[J].測井技術(shù),1999,23(2):155-158.

Based on a detailed introduction to some aspects of combination logging device of electromagnetic flow and tracer flow,such as the basic principle,the structure of down-hole equipment,the working way of equipment,technical index and so on,the practical logging example is applied to the analysis about the combination logging device of electromagnetic flow and tracer correlation flow.This kind of device can combine the electromagnetic flowmeter,tracer flowmeter,and the logging instrument of isotopic water entry profile together,and confirm multiple parameters of additional well temperature,pressure and magnetic location for each other.Then the accurate comprehensive explanation result has been concluded from the above,which can provide accurate and reliable logging material for oilfield detection,and thus having certain significance in reality.

electromagnetic flowmeter;tracer correlation flowmeter;logging device;injection well

??栓琴

2009-09-02