氧活化測井技術(shù)在水平井層間驗(yàn)竄的應(yīng)用

王成榮羅雄民徐秋珍張志剛王學(xué)斌劉春輝楊世和

(1.中國石油集團(tuán)測井有限公司吐哈事業(yè)部 新疆鄯善) (2.中國石油集團(tuán)測井有限公司長慶事業(yè)部 陜西西安)

氧活化測井技術(shù)在水平井層間驗(yàn)竄的應(yīng)用

王成榮1羅雄民2徐秋珍2張志剛1王學(xué)斌1劉春輝1楊世和1

(1.中國石油集團(tuán)測井有限公司吐哈事業(yè)部 新疆鄯善) (2.中國石油集團(tuán)測井有限公司長慶事業(yè)部 陜西西安)

脈沖中子氧活化測井不僅適應(yīng)于疑難井吸水剖面測試,而且能解決一些特殊井驗(yàn)竄、找漏的問題,在水平井層間驗(yàn)竄的應(yīng)用,解決了水平井層間驗(yàn)竄的難題,為油田提供了一種水平井層間驗(yàn)竄的手段。

氧活化;測井;水平井;層間驗(yàn)竄

0 引 言

氧活化水流測井能探測油管、套管、油套環(huán)形空間、一定距離地層內(nèi)水的流動(dòng)速度和方向,測試結(jié)果不受井內(nèi)同位素的沾污、沉降、污染、井下工具、同位素進(jìn)層、基線異常高等因素的影響,同時(shí)可以有效的檢查井下工具的有效性如封隔器的卡封是否嚴(yán)格、死堵配水嘴是否有效、絲堵油管是否有效等。使常規(guī)測井方法的疑難問題可以得到較好的解決。該技術(shù)不盡能適應(yīng)于疑難井吸水剖面測試,而且能解決一些特殊井驗(yàn)竄、找漏的問題,尤其在水平井層間驗(yàn)竄的應(yīng)用,解決了水平井層間驗(yàn)竄的難題,為油田提供了一種水平井層間驗(yàn)竄的手段。

1 脈沖中子氧活化測井技術(shù)

1.1 測井原理

脈沖中子氧活化測井是一種直接測量水流速度、間接測量水流量的測井方法[1]。測量時(shí),高能脈沖中子發(fā)生器向井中流體發(fā)射14 MeV(百萬電子伏特)的快中子撞擊水中的氧原子并發(fā)生活化反應(yīng),快中子與水中的氧核16O發(fā)生(n,p)反應(yīng)生成氮的放射性同位素16N,16N經(jīng)半衰期為7.13 s的β衰變蛻變?yōu)樘幱诩ぐl(fā)態(tài)的16O,并隨即在向其基態(tài)躍遷時(shí)發(fā)射出能量為6.13 MeV(97%)、7.12 MeV(4.9%)的特征伽馬射線。其反應(yīng)方程式如下:n+16O→16N+p和16N→16O+γ。

該高能伽馬射線能穿透井中的流體、油管、套管、水泥環(huán)。如果高能脈沖中子發(fā)生器到伽馬射線探測器經(jīng)過的距離為s,水流從高能脈沖中子發(fā)生器到伽馬射線探測器經(jīng)過的時(shí)間為t,那么水的流動(dòng)速度為v=s/t,在流動(dòng)截面已知情況下,就可以準(zhǔn)確的計(jì)算出各層的流量。測井原理如圖1所示。

圖1 氧活化測井原理圖

1.2 測井儀器

1.2.1 測井儀器概況

由中油測井吐哈事業(yè)部引進(jìn)的北京松昊科技有限公司生產(chǎn)的,Φ38 mm單發(fā)雙向脈沖中子氧活化測井儀,由上、中、下三部分組成:上半部是遙測、井溫、壓力、磁定位及上探測器組;中部是中子發(fā)生器;下半部是自然伽馬及下探測器組。如圖2所示。

圖2 氧活化測井儀

儀器各部分功能:遙測電路完成命令控制及數(shù)據(jù)采集傳輸功能;井溫、壓力、磁定位、自然伽瑪完成輔助參數(shù)的測量及深度的校正,中子發(fā)生器部分根據(jù)下發(fā)命令完成中子的發(fā)射;上探測器組完成向上水流的流速測量;下探測器組完成向下水流的流速測量[2、3]。

氧活化測井儀中子壽命測井儀是通過測量熱中子在地層中的平均衰減時(shí)間即熱中子的平均壽命進(jìn)而求得地層的熱中子宏觀俘獲截面等多個(gè)地層參數(shù)的一種脈沖中子測井儀器,這些參數(shù)主要有SF(遠(yuǎn)SIGMA)、SN(近SIGMA)、N(近計(jì)數(shù)率)、F(遠(yuǎn)計(jì)數(shù)率)、RNF(近、遠(yuǎn)計(jì)數(shù)率比)等。

氧活化測井儀是通過對(duì)中子活化伽馬射線時(shí)間譜的測量來反映油管內(nèi)、環(huán)型空間、套管外含氧物質(zhì),特別是水的流動(dòng)狀況的;通過解析時(shí)間譜可以計(jì)算出水流速度,進(jìn)而計(jì)算水流量。

1.2.2 測井儀器技術(shù)指標(biāo)

外徑:Φ38 mm,長度:4 188 mm,耐溫:135℃,耐壓:80 MPa[4];中子產(chǎn)額:1.5×108n/s[5],中子管理論壽命:不低于250 h;流速測量范圍及精度:0.7 cm/s～2.1 cm/s,±10%;2.1 cm/s～38 cm/s,±5%;38 cm/s～70 cm/s,±10%;壓力測量范圍及精度:0～80 MPa,±0.2%;溫度測量范圍及精度:0～135℃,±1℃;傳輸方式:單芯曼碼半雙工。

2 在水平井層間驗(yàn)竄的應(yīng)用

魯平5井是一口水平井,如圖3所示。2008年9月26日應(yīng)用氧活化測井驗(yàn)證水層(2 376.8 m～2 407.9 m)與隔縫管井段(2 449.15 m～2 683.9 m)是否竄槽。

圖3 魯平5井管柱結(jié)構(gòu)圖

資料分析:測試結(jié)果:①水層段2 396.0 m～2 407.0 m溫度有明顯正異常,如圖4所示。說明該層段在動(dòng)用,對(duì)該層段的塞封效果不好。②綜合測試結(jié)果見表1,分析認(rèn)為水層2 376.8 m～2 407.9 m和油層2 449.0 m～2 686.0 m之間是否存在竄槽無法判定,產(chǎn)水既來自于水層段2 396.0 m～2 407.0 m,也自于隔縫段2 449.15 m～2 683.97 m。

圖4 魯平5井氧活化測試剖面圖

表1 魯平5井氧活化點(diǎn)測情況表

3 結(jié) 論

氧活化水流測井技術(shù)不盡能適應(yīng)于疑難井吸水剖面測試,而且能解決一些特殊井驗(yàn)竄、找漏的問題,尤其在水平井層間驗(yàn)竄的應(yīng)用,解決了水平井層間驗(yàn)竄的難題,為油田提供了一種水平井層間驗(yàn)竄的手段。在油套管漏失、封隔器漏失、管外竄槽及單井、單一配水嘴器絕對(duì)注入量的檢測方面均優(yōu)于同位素測井技術(shù)。

[1] 陳 剛.脈沖中子氧活化能譜測井在江蘇油田的應(yīng)用[J].石油儀器,2006,20(6)

[2] 孫秀梅.脈沖中子氧活化測井儀的改進(jìn)及應(yīng)用[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā),2005,28(1)

[3] 尤立忠.脈沖中子氧活化測井技術(shù)及其在大港油田的應(yīng)用[J].油氣井測試,2005,28(2)

[4] 龔 杰.MZY-DD1脈沖中子氧活化測井儀[J].石油儀器,2002,16(1)

PI,2010,24(6):43～44

Impulse neutron oxygen activation logging is not only suitable for the water injection profile testing in the knotty wells,but also can resolve the problems such as checking channeling,finding leakiness and so on in the particular wells.It can resolve the questions of the checking channeling in the interlayer of horizontal well,providing a measure to check channeling in the interlayer of horizontal well.

Key words:oxygen activation;well logging;horizontal well,interlayer checking channeling

Application of oxygen activation logging technology to checking channeling in the interlayer of horizontal well.

Wang Chengrong,Luo Xiongmin,Xu Qiuzhen,Wang Xuebin,Zhang Zhigang,Liu Chunhui and Yang Shihe.

P631.8+3

B

1004-9134(2010)06-0043-02

王成榮,男,1969年生,工程師,1996年畢業(yè)于江漢石油學(xué)院地球物理勘探系測井專業(yè),現(xiàn)在中油測井有限公司吐哈事業(yè)部從事生產(chǎn)測井資料處理、解釋、研究工作。郵編:838202

2010-01-06編輯:梁保江)