密閉式示蹤注水剖面測井過程控制及應(yīng)用

陳小茹 魏炳存 劉 潔

(江漢石油管理局測錄井工程公司 湖北潛江)

密閉式示蹤注水剖面測井過程控制及應(yīng)用

陳小茹 魏炳存 劉 潔

(江漢石油管理局測錄井工程公司 湖北潛江)

文章對井下釋放同位素示蹤測井(密閉式注水剖面測井)的同位素釋放高度,施工中放射性污染控制方法,不同地區(qū)不同井條件同位素用量以及注入時間和資料質(zhì)量控制進(jìn)行了總結(jié),摸索出一套適用于江漢油田的密閉式注水剖面測井施工過程控制方法。

釋放高度;污染控制;同位素用量;注入時間

0 引 言

油田注水開發(fā)動態(tài)監(jiān)測中,示蹤注水剖面資料仍起著不可替代的作用。目前注水剖面測井已由傳統(tǒng)的井口倒入法,轉(zhuǎn)變?yōu)榫箩尫牌鞯拿荛]測井。

傳統(tǒng)的注水剖面測井施工方法,同位素在井中經(jīng)歷時間長,流經(jīng)路途長,注水量和注水時間難以控制,最佳監(jiān)測時間難以把握,當(dāng)同位素用量較大時對井筒污染嚴(yán)重。

井口密閉的注水剖面測井施工方法,采用井下釋放器將同位素在井內(nèi)一定深度釋放,實現(xiàn)了注水井不停注、不溢流、不放噴測井,同位素用量小、測井時間短,減少了同位素管柱沾污和下沉嚴(yán)重的問題,測井資料能更真實地反映正常注水情況下的地層吸水狀況。

長期測井實踐表明,密閉式示蹤注水剖面測井施工中,對同位素釋放高度、同位素用量、注入時間及資料質(zhì)量的跟蹤控制是測井成功的關(guān)鍵。

1 釋放高度的確定

釋放高度是第一目的層或最高配水器距同位素釋放器位置的距離,是影響測量及解釋結(jié)果的關(guān)鍵因素。如果釋放點太高必將增大同位素用量、影響測井時效、還易造成井筒污染;釋放點太低則同位素進(jìn)入地層前不能形成均勻的懸浮液,而懸浮液的均勻性是保證地層吸水量與濾積于地層表面的示蹤劑強(qiáng)度成正比的關(guān)鍵。根據(jù)這一規(guī)律,不同注水量及不同注入壓力同位素釋放高度應(yīng)不同[1]。

常用的壓差式釋放器在通電的瞬間電磁閥打開,只要作用在單向閥上15 kg/cm2壓強(qiáng),同位素便噴射出來。通過近幾年的現(xiàn)場試驗與摸索,根據(jù)注水井注入壓力確定釋放高度可以獲得較滿意的效果,經(jīng)驗數(shù)據(jù)見表1。

表1 注水壓力與同位素釋放高度對應(yīng)經(jīng)驗值

2 測井施工中的放射性污染控制

井內(nèi)放射性污染主要是吸附沾染和沉淀沾染兩類。吸附沾染主要是放射性同位素隨水流的行進(jìn)中,與管壁、工具、井下污物等接觸而形成的污染;沉淀沾染主要是由于同位素的密度略大于注入水的密度所致。同位素在井內(nèi)釋放后,在紊流及重力作用下向下運(yùn)移,與管柱上的原油、蠟質(zhì)污物、破損管壁接觸及沉淀。實踐表明:

(1)在保證放射性同位素示蹤劑總強(qiáng)度不變前提下,通過增加其用量同時降低131Ba-GTP微球示蹤劑比強(qiáng)度,達(dá)到控制吸附沾污目的;

(2)對污染嚴(yán)重井,在射孔層附近釋放同位素,減少油管內(nèi)壁污染,提高沾污判別能力,提高解釋質(zhì)量;

(3)對于高壓、低排量井,采用反注法,井口加注同位素進(jìn)行施工,以降低沉淀污染。

3 同位素用量控制

根據(jù)注水井所在區(qū)塊、井組地質(zhì)條件以及每口井的注入條件(包括井身結(jié)構(gòu)、層數(shù)、水質(zhì)、日注量、注水壓力等)設(shè)計配制同位素用量及同位素顆粒大小。目前國內(nèi)通用的方法是根據(jù)每米厚度確定微球用量,基本公式[1]為:

式中,S為全井同位素設(shè)計強(qiáng)度,X為每米厚度同位素強(qiáng)度系數(shù),h為注水層厚度,D為沾污消耗強(qiáng)度。

但在實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn):①全井同位素設(shè)計強(qiáng)度S與注水層厚度h不成正比;②每米厚度同位素強(qiáng)度系數(shù)X難以回歸;③沾污消耗強(qiáng)度D難以預(yù)測,因而不能得出如式(1)的經(jīng)驗公式。

經(jīng)過對油田各區(qū)塊(王場、廣華、馬王廟、浩口、鐘市、老新、江陵等)測井實踐,通過大量測井曲線顯示特征及解釋結(jié)果與注水動態(tài)資料吻合的實際,制定出適合于各地區(qū)同位素用量經(jīng)驗數(shù)據(jù):(1)江漢油田浩口地區(qū)、鐘市地區(qū)、廣一區(qū)、廣北地區(qū):7～8 MBq;(2)江漢油田王場地區(qū)、廣二區(qū)、高場地區(qū):5～6 MBq;(3)江漢油田馬王廟地區(qū)、江陵地區(qū)、老新地區(qū):4～5 MBq。

此外,對于負(fù)壓注水井,裂縫性地層、可能大孔道地層,新注水井,新轉(zhuǎn)井可適當(dāng)加大其用量;對于注水壓力大、注水量小而井筒污染嚴(yán)重的井,可適當(dāng)減少其用量。131Ba-GTP微球示蹤劑粒徑較大時,可適當(dāng)減少其用量,反之,適當(dāng)增加其用量。

4 注入時間及資料質(zhì)量控制

4.1 注入時間確定

注入時間是排量、停等時間、釋放高度、第一目的層距油管底部的距離、每米油管容積、每米環(huán)空容積等的函數(shù),其基本公式為:

式中,V為排量,T為停等時間,H為釋放高度,h為第一目的層距油管底部距離,VR為每米油管容積,一般為0.003 m3,Vr為每米環(huán)空容積,一般為0.01 m3。

經(jīng)過長期現(xiàn)場實踐,計算出的注水時間少于15 min,同位素在井中不能均勻分布,所以注水時間必須大于15 min,再根據(jù)地層的物性,吸水層的連通性,孔隙度、滲透率大小等確定測同位素的時間[2]。適時監(jiān)測,直到曲線合格為止。

4.2 曲線選取原則

(1)分析同次測井、不同時間所測的多條同位素示蹤曲線,選用同位素沾污較小、射孔層對應(yīng)示蹤曲線異常幅度明顯、吸水穩(wěn)定、重復(fù)性好,并且在非射孔層段與基線重疊良好的曲線。

(2)對注水量大,負(fù)壓注水井,有裂縫或可能大孔道地層的井,選用注水時間較短的曲線。

(3)對測量井段長的井可能出現(xiàn)同位素懸浮液先流經(jīng)的井段已經(jīng)分配好,而后流經(jīng)的井段未分配好,等到最后層位分配好后,前井段同位素已被沖刷到離井較遠(yuǎn)的部位,影響測量曲線真實性,可酌情用兩條示蹤曲線進(jìn)行確定[1]。

5 應(yīng)用實例

江漢油田采用井下釋放同位素示蹤測井工藝進(jìn)行注水剖面測井,目前共測624井次。將示蹤注水剖面測井資料運(yùn)用于油田注水開發(fā),效果明顯。

圖1 L1-5-6吸水剖面成果圖

如圖1所示,L1-5-6井為1994.7.4轉(zhuǎn)注的注水井,該井目前注水壓力為26 MPa,2009年7月30日采用新進(jìn)的高壓密閉裝置進(jìn)行注水剖面測井,測井時注水壓力達(dá)到30 MPa,通過注水7 m3,完成了本井的注水剖面測井任務(wù)。資料解釋結(jié)果:下31吸水 62.09%,下32吸水37.91%。該井由于注水壓力高,注水剖面測井一直未完成,引入井下釋放同位素高壓密閉裝置,解決了高壓井吸剖問題,為注水井動態(tài)調(diào)整提供措施依據(jù)。

6 結(jié)束語

井下釋放同位素示蹤測井控制因素很多,但關(guān)鍵是過程控制,根據(jù)區(qū)塊和井的條件把握好同位素用量、注入時間、釋放高度等幾個關(guān)鍵環(huán)節(jié)是保證測井質(zhì)量,得出正確分析結(jié)論的前提,也是達(dá)到消除地面及井下污染,節(jié)約同位素用量和注水量,減少施工環(huán)節(jié)并提高施工時效以達(dá)到清潔生產(chǎn)的根本保證。

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

[2] 廖文山,薛令東,孫雪花,等.同位素吸水剖面測井問題的探討[J].內(nèi)江科技,2006,27(4)

Process control of closed tracer injection profile logging and its appli- cation.

Chen Xiaoru,Wei Bingcun and Liu Jie.

The isotope release height,radioactive pollution control method in operation,different isotope amount in different areas under different conditions and injection time for down hole isotopic tracing logging(closed injection profile logging)are summarized in the paper.A set of process control methods for closed injection profile logging have been found out.These methods prove to be suitable for Jianghan oilfield.

release height;Pollution Control;Isotope amount;Injection time

P631.8+17

B

1004-9134(2011)04-0067-02

陳小茹,女,工程師,2004年畢業(yè)于長江大學(xué)石油工程專業(yè)。目前在江漢石油管理局測錄井工程公司從事生產(chǎn)井測井資料解釋工作。郵編:433123

2011-02-10編輯姜 婷)

PI,2011,25(4):67～68,72

·方法研究·