Y－TOOL生產(chǎn)井聯(lián)合測井與剩余油分布定量評價(jià)

范樂元

（中國石油長城鉆探工程公司解釋研究中心，北京100101）

Y－TOOL生產(chǎn)井聯(lián)合測井與剩余油分布定量評價(jià)

范樂元

（中國石油長城鉆探工程公司解釋研究中心，北京100101）

以蘇丹×油田1口生產(chǎn)井A井為例，采用SLP潛油電泵機(jī)組與ZENITH的Y－TOOL井下工具配套進(jìn)行測井。綜合運(yùn)用采集到的固井質(zhì)量資料、過套管電阻率資料、產(chǎn)液剖面生產(chǎn)測井資料和脈沖中子－中子測井資料，識別和確認(rèn)了A井的水淹層位，分析和評價(jià)了該井的井下生產(chǎn)動態(tài)。在定量評價(jià)A井剩余油飽和度的基礎(chǔ)上，引入油層采出程度的參數(shù)。深入分析研究該井開發(fā)動態(tài)中的油層采出程度，有效區(qū)分了主力產(chǎn)層和未動用層，指明了該井后續(xù)的剩余油開發(fā)層位。通過對脈沖中子－中子測井資料和過套管電阻率測井資料進(jìn)行分析，其解釋結(jié)果既相互吻合，又互為佐證。實(shí)現(xiàn)了在同一口井中檢驗(yàn)過套管電阻率測井和PNN測井技術(shù)的可靠性、一致性和有效性。

產(chǎn)液剖面測井；過套管電阻率測井；潛油電泵；水淹層；剩余油分布；脈沖中子－中子測井；定量評價(jià)

0 引 言

目前蘇丹×油田已經(jīng)進(jìn)入開發(fā)中后期。隨著該油田的不斷開發(fā)，油田含水率持續(xù)上升，油藏混采矛盾突出。A井為×油田中的1口生產(chǎn)油井，正處于電泵強(qiáng)抽開采生產(chǎn)狀態(tài)，含水率已達(dá)到80%以上。

該研究在A井中成功使用Y－TOOL裝置在不影響油井生產(chǎn)的情況下，圓滿完成了固井質(zhì)量測井（CBL／VDL）、過套管電阻率測井（ECOS）、產(chǎn)液剖面測井（PLT）和脈沖中子－中子（PNN）4個(gè)測井作業(yè)項(xiàng)目和1個(gè)多相流量計(jì)（MPFM）測量項(xiàng)目，獲取了合格的原始測量數(shù)據(jù)和資料。通過對各項(xiàng)資料的綜合研究和交互分析，認(rèn)清了A井的井下生產(chǎn)動態(tài)并識別出水淹層位，在研究該井的剩余油分布狀況和各射孔層的油層采出程度的基礎(chǔ)上，為后續(xù)開發(fā)指明了有利的剩余油分布層位，為在該井中實(shí)現(xiàn)穩(wěn)油控水和穩(wěn)產(chǎn)、上產(chǎn)提供了有效的解決方案。

1 Y-TOOL工具組合及測井技術(shù)原理

1.1 Y-TOOL工具及井下潛油電泵組合

井下工具是由用于抽油作業(yè)的潛油電泵機(jī)組和用于測井儀器的進(jìn)出通道BYPASS管，通過YTOOL工具匯合連接，再由油管連接到井口組成。地面采用變頻柜對輸入的380 V三相電壓進(jìn)行變頻，頻率變化范圍為0～60 Hz，變頻后的電壓通過升壓變壓器轉(zhuǎn)換后由專用的大扁電纜將動力傳輸給電泵，頻率的變化直接反應(yīng)為潛油電泵機(jī)組的排量變化。井下潛油電泵機(jī)組由下至上依次為4節(jié)型號為YQY95／56 k W的電泵串聯(lián)而成、上接保護(hù)器、分離器、再上接1支98系列排量為170 m3／d的離心泵。電泵的上部用Y－BLOCK將潛油電泵機(jī)組和BYPASS管連接，上面接油管直到井口，下部的電機(jī)和BYPASS管的底部采用馬鞍的技術(shù)方案連接，一方面固定了BYPASS管和電泵機(jī)組的相對位置，另一方面增加了Y－BLOCK位置電泵機(jī)組和BYPASS管對接的簡單性。

1.2 Y-TOOL測井技術(shù)原理

Y－TOOL測井技術(shù)采用向潛油電泵作業(yè)的油氣井下入雙管，即潛油電泵和BYPASS管以及2個(gè)管相連通的Y－TOOL BLOCK工具。

從BYPASS管下入用于油氣井動態(tài)監(jiān)測的組合PLT儀器，采用調(diào)整地面變頻系統(tǒng)使得潛油電泵工作在不同的排量情況下，用組合多參數(shù)生產(chǎn)測井PLT儀器對A井中的不同射孔層進(jìn)行動態(tài)、靜態(tài)測量，進(jìn)而測量各個(gè)產(chǎn)出層的產(chǎn)出量；根據(jù)組合測井儀中的密度儀、持水率儀、流量計(jì)等儀器，區(qū)分各產(chǎn)出層的油、氣、水的含量，達(dá)到動態(tài)監(jiān)測生產(chǎn)井的目的。此外，在壓井狀態(tài)下進(jìn)行CBL測井，可以檢測A井生產(chǎn)狀態(tài)下的套管固井質(zhì)量，從而判斷是否存在管內(nèi)竄槽流動；在壓井狀態(tài)下進(jìn)行剩余油飽和度測井（ECOS和PNN）對A井中的不同射孔層進(jìn)行測量，進(jìn)而識別水淹層，并定量評價(jià)各層的剩余油飽和度和油層采出程度。最后根據(jù)各層的生產(chǎn)情況，為該井生產(chǎn)提供合理的技術(shù)處理措施（如對產(chǎn)出層全為水或干層進(jìn)行封堵作業(yè)），為A井的后續(xù)開發(fā)指明有利（潛力）層位等。

2 A井井史

蘇丹×油田A井于2002年9月23日開鉆，2002年10日4日由Schlumberger公司完成裸眼井大滿貫測井作業(yè)。A井的生產(chǎn)目的層位、裸眼井資料解釋結(jié)果和DST測試結(jié)果見表1。

從2005年2月至2007年5月期間，為了提高A井產(chǎn)量，進(jìn)行了多次修井作業(yè)，包括下電潛泵、射孔層水泥擠注（Yabus－VI組的第10小層）等。在進(jìn)行聯(lián)合測井作業(yè)之前，收集到的最新生產(chǎn)測試數(shù)據(jù)為2010年5月30日，日產(chǎn)油288.5桶，日產(chǎn)水1 157.9桶，綜合含水率為80.3%（見圖1）。目前綜合含水率比2009年12月的綜合含水率（74.1%）上升6.2%。同時(shí)，×油田在該地區(qū)有4口生產(chǎn)井已被轉(zhuǎn)成注水井對地層進(jìn)行能量補(bǔ)充。A井鉆探井深1 467.2 m，各射孔層分布在1 170～1 290 m之間，產(chǎn)出液含沙量小于0.5%，液面高度大于700 m，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均滿足潛油電泵機(jī)組指標(biāo)。

由于A井生產(chǎn)中的產(chǎn)液綜合含水率明顯上升，為準(zhǔn)確監(jiān)測井內(nèi)流體的生產(chǎn)動態(tài)情況，分析各射孔層的產(chǎn)出貢獻(xiàn)，確定剩余油分布層位及油層采出程度，在A井中通過Y－TOOL工具在井下與潛油電泵組合、在地面與多相流量計(jì)（MPFM）連接，在A井目的層位上成功完成了CBL測井、ECOS測井、PLT測井、PNN測井和MPFM測試的聯(lián)合作業(yè)，采集到了高品質(zhì)的各項(xiàng)測井資料。

表1 A井裸眼井資料解釋結(jié)果和DST測試結(jié)果

圖1 A井生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)圖

3 Y-TOOL測井資料綜合應(yīng)用研究

3.1 水淹層的分析與確定

ECOS測井探測深度大，比C／O和傳統(tǒng)的中子壽命測井更有優(yōu)勢［1－2］。PNN測井由于其在數(shù)據(jù)采集方面的改進(jìn)和獨(dú)特的成像處理技術(shù)，使得它在老區(qū)挖潛和水淹層識別上顯示出了一定優(yōu)勢［3－6］。A井的CBL／VDL測井資料結(jié)果顯示生產(chǎn)層段內(nèi)套管固井質(zhì)量好。在排除井內(nèi)流體可能在套管內(nèi)竄流的基礎(chǔ)上，綜合分析A井錄井資料、裸眼井資料、井史資料等基礎(chǔ)資料，并分別利用ECOS資料和PNN資料背靠背地進(jìn)行了該井水淹層識別。

ECOS資料分析結(jié)果如圖2中的第4道和第5道所示。圖2第5道Sw，OH為裸眼井狀態(tài)下的含水飽和度，Sw，ECOS為ECOS資料計(jì)算的各小層的當(dāng)今生產(chǎn)狀態(tài)下的含水（剩余油）飽和度。PNN資料的分析結(jié)果如圖2中的第6道和第7道所示。圖2第7道Sw，OH為裸眼井狀態(tài)下的含水飽和度；Sw，PNN為PNN資料計(jì)算的各小層的當(dāng)今生產(chǎn)狀態(tài)下的含水（剩余油）飽和度。綜合對比分析該井生產(chǎn)條件下的含油飽和度與裸眼井的含油飽和度，發(fā)現(xiàn)該井的9號層含油飽和度降低程度最大，2號層和6號層含油飽和度有所降低，但降低程度較低。由于A井周邊的4口生產(chǎn)井已被轉(zhuǎn)成注水井對地層進(jìn)行能量補(bǔ)充，因此，綜合分析認(rèn)為A井的2號層、6號層和9號層含油飽和度降低的原因是存在注水水淹情況。其中9號層水淹程度高，2號層和6號層水淹程度低；4號層ECOS資料計(jì)算的含油飽和度也有稍微降低。但PNN資料評價(jià)的4號層含油飽和度基本沒有明顯變化，考慮到4號層密度較高，泥質(zhì)含量較高，物性較差，認(rèn)為4號層未被水淹。其他各層（1號、3號、5號、7號和8號層）仍然是油層，原油動用程度不大，或基本未動用。

在A井的應(yīng)用實(shí)例中，PNN測井分析結(jié)果與ECOS測井分析結(jié)果相互一致（見圖2），特別是對2號層、6號層和9號層水淹層的認(rèn)識，相互吻合，互為佐證，實(shí)現(xiàn)了在同一井中相互驗(yàn)證ECOS和PNN測井資料可靠性與一致性。

3.2 井下生產(chǎn)動態(tài)的分析與定量評價(jià)

SONDEX的多參數(shù)組合測井儀（PLT）在油田開發(fā)測井中有著廣泛的應(yīng)用，是產(chǎn)液、產(chǎn)氣和注入剖面測井不可或缺的儀器［7］。A井中Y－TOOL生產(chǎn)測井井下儀采用SONDEX 111／16in規(guī)格的系列儀器，具體包括通訊短節(jié)、張力短節(jié)、GR短節(jié)、CCL短節(jié)、壓力短節(jié)、流體密度儀、陣列式持水率儀、在線式流量計(jì)、全井眼流量計(jì)、井徑儀以及扶正器等。陣列式持水率儀（CAT，見圖3中第7道）有12個(gè)探頭均勻分布在儀器周圍，覆蓋率高，能夠較準(zhǔn)確地反映井內(nèi)流體分布情況。由于A井在地表與多相流量計(jì)（MPFM）連接，因此該井多相流量計(jì)計(jì)量的流量數(shù)據(jù)可以綜合分析和檢驗(yàn)生產(chǎn)測井PLT的計(jì)算結(jié)果的合理性和準(zhǔn)確性。

圖3為在潛油電泵工作頻率為49 Hz條件下，A井PLT測井資料綜合圖。從圖3可以觀察到9號層以下溫度曲線（圖3第4道紅線）逐漸恢復(fù)到地溫梯度，并且變化明顯，說明9號層以下基本上沒有流體產(chǎn)出，也同時(shí)表明最底部的10號層無任何流體流動，間接說明了10號層的水泥擠注作業(yè)成功有效。圖3中2號層的流溫曲線（圖3第4道內(nèi)的溫度曲線）有細(xì)微降低的變化，6號層的持水率曲線（圖3第4道內(nèi)的持水率曲線）細(xì)微降低和流量曲線（圖3第5道內(nèi)的流量曲線）有細(xì)微增加的變化。這些細(xì)微變化，暗示2號層和6號層有輕微流體流動，但其流量和流動速度很小。在CBL資料排除套管內(nèi)竄流的可能情況下，結(jié)合ECOS和PNN的資料指示2號層和6號層水淹的響應(yīng)，認(rèn)為6號層的PLT資料與ECOS和PNN的水淹響應(yīng)一致，6號層在當(dāng)前生產(chǎn)狀況下存在水淹；2號層細(xì)微低溫異常是由于井內(nèi)產(chǎn)出的流體有極小一部分流入了2號層所致，2號層可能早先的流體產(chǎn)出而導(dǎo)致目前存在有輕度的壓力衰竭情況。

圖3第9道中的PLT單層定量計(jì)算結(jié)果表明，9號層為主力產(chǎn)層，也是主要產(chǎn)水層，油水同出。其余各層基本上對該井的產(chǎn)能沒什么貢獻(xiàn)。表2為該井詳細(xì)的PLT定量計(jì)算結(jié)果，該結(jié)果與MPFM的實(shí)際計(jì)量結(jié)果吻合一致。從表2可知，盡管9號層的射孔層段有5.1 m（1 251.5～1 256.6 m），但生產(chǎn)的貢獻(xiàn)層只有2.8 m（1 253.4～1 256.2 m）。CAT（見圖3中第7道）成像圖顯示了出油點(diǎn)的位置是從1 254.4 m開始，因此A井在1 254.4 m以下層段基本上出水，間接判斷該井的油水界面在1 254.4 m附近。

圖2 A井裸眼井測井資料和套管井測井資料綜合分析對比圖

圖3 A井PLT生產(chǎn)測井資料綜合圖（49 Hz）

3.3 定量計(jì)算剩余油飽和度和油層采出程度

在識別A井水淹層的基礎(chǔ)上，為了明確該井目前生產(chǎn)的主力層位和開發(fā)的潛力目標(biāo)層，清楚了解該井的生產(chǎn)動態(tài)，在定量計(jì)算剩余油飽和度的基礎(chǔ)上進(jìn)一步引入了油層采出程度的參數(shù)（也稱油層含水系數(shù)），區(qū)分主力產(chǎn)層和未動用層（潛力層）。油層采出程度參數(shù)可由式（1）計(jì)算

式中，Swi、Soi為油層的原始含水和原始含油飽和度，可由原始的常規(guī)測井資料計(jì)算；Sw、So為當(dāng)前油層的含水和含油飽和度，可由ECOS或PNN資料計(jì)算。

充分利用2種剩余油飽和度測井資料在同一口井中對比應(yīng)用、綜合分析的優(yōu)勢，分別使用PNN和ECOS這2種資料定量計(jì)算了A井的剩余油飽和度和油層采出程度。計(jì)算的剩余有飽和度結(jié)果分別用So，ECOS和So，PNN表示（見表3），采出程度參數(shù)由Kw，ECOS和Kw，PNN表示。

從表3可見，根據(jù)PNN和RLAC結(jié)果計(jì)算的剩余油飽和度和采出程度都比較接近。其中，9號層的采出程度最高，這與該層為目前的主力產(chǎn)層的認(rèn)識相互吻合一致。其次，2號層和6號層的采出程度比較高，其他各層的油層采出程度很底，都在2.3%以內(nèi)，可以認(rèn)為油層基本未被動用。因此，1號、3層、4號層、5號層，7號層和8號層可作為A井后續(xù)的開發(fā)的潛力目標(biāo)層，開發(fā)措施可以向這些潛力目標(biāo)層調(diào)整。

表2 A井的產(chǎn)液剖面生產(chǎn)測井資料定量評價(jià)結(jié)果與多相流量計(jì)測量結(jié)果對比表（49 Hz）

表3 A井剩余油飽和度定量評價(jià)和采出程度參數(shù)計(jì)算表

4 結(jié) 論

以蘇丹×油田1口生產(chǎn)油井（A井）為例，總結(jié)和提煉出1種Y－TOOL生產(chǎn)井聯(lián)合測井工藝。該技術(shù)在A井中成功應(yīng)用，采集到該井各項(xiàng)測井項(xiàng)目的合格資料。經(jīng)過對多項(xiàng)目資料的綜合分析研究，為該井的后續(xù)開發(fā)指明了有利的剩余油分布層位，為在該井中實(shí)現(xiàn)穩(wěn)油控水和穩(wěn)產(chǎn)、上產(chǎn)的目的提供了有效的解決方案，是一個(gè)在同一口井中檢驗(yàn)套管電阻率測井和PNN測井技術(shù)的可靠性、一致性和有效性的實(shí)例。

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Y－TOOL Joint Logging Technique and Quantitative Evaluation of Remaining Oil Distribution

FAN Leyuan
（Geoscience Centre of Greatwall Drilling Company，CNPC，Beijing 100101，China）

Y－TOOL joint logging technique，which is combined with ESP（Electric Submersible Pump）and BYPASS sections，has been successfully applied in production well A of×oilfield in Sudan.Qualified CBL（Cement Bond Tool），ECOS（Resistivity Logging after Casing），PLT（Production Log Tool）and PNN（Pulsed Neutron－Neutron）logging data have been comprehen sively studied in this well.Flooded zones are confirmed and dynamic producing situation in the borehole of well A is analyzed.Moreover，oil producing degree is used to evaluate the main pro ducing zones and potential zones in order to provide potential targets for the following development plan based on quantitative evaluation of remaining oil saturation.Besides，qualified ECOS and PNN logging data，acquired together from one same well，shows consistent results between each other based on back－to－back data analysis，which verifies the validity and reliability of ECOS and PNN logging techniques.

production log tool（PLT），resistivity logging after casing（ECOS），electric submersible pump（ESP），flooded zone，remaining oil distribution，pulsed neutron－neutron（PNN）logging，quantitative evaluation

1004－1338（2011）06－0589－05

P631.84

A

范樂元，男，1978年生，從事測井與地質(zhì)資料的綜合分析與研究工作。

2011－06－20 本文編輯 王小寧）