相關(guān)流量追蹤法測(cè)井技術(shù)在塔里木盆地的應(yīng)用

伍軼鳴 （中石油塔里木油田分公司開發(fā)事業(yè)部，新疆 庫爾勒841000）

秦民君 （中國石油集團(tuán)測(cè)井有限公司生產(chǎn)測(cè)井中心，陜西 西安710201）

潘昭才，于志楠 （中石油塔里木盆地分公司開發(fā)事業(yè)部，新疆 庫爾勒841000）

路云峰，裴陽 （中國石油集團(tuán)測(cè)井有限公司生產(chǎn)測(cè)井中心，陜西 西安710201）

塔里木盆地井比較深，最深達(dá)5200m，高溫 （達(dá)140℃）高壓，東河塘油田井底注水壓力達(dá)70MPa。注水井射孔段附近普遍存在自然伽馬高幅度異常，以輪南油田為例，自然伽馬高幅度異常強(qiáng)度主要集中在500～3000API之間，最高達(dá)16800API，是裸眼井儲(chǔ)層自然伽馬強(qiáng)度的200多倍，平均值是2903API，是裸眼井儲(chǔ)層自然伽馬強(qiáng)度的40多倍。采用傳統(tǒng)同位素方法測(cè)井時(shí)，自然伽馬基線與同位素示蹤曲線差異不明顯，精度較低。而研究表明，自然伽馬高幅度異常值與單位厚度的累計(jì)注入量呈正相關(guān)。為此，筆者詳細(xì)研究了相關(guān)流量測(cè)井技術(shù)在塔里木盆地的應(yīng)用。

1 同位素吸水剖面測(cè)井資料分析

塔里木盆地之前的放射性示蹤測(cè)井均采用同位素示蹤法。同位素測(cè)井方法是向井內(nèi)注入放射性同位素微球，并在注入同位素前后分別進(jìn)行伽馬測(cè)井，對(duì)比2次測(cè)井結(jié)果，找出同位素在井中的分布情況，確定注水井的吸水狀況。而塔里木盆地自然伽馬基線與同位素示蹤曲線差異不明顯，為了讓問題分析的更準(zhǔn)確，根據(jù)差異的大小分為下列5類 （以輪南區(qū)塊50口注水井為例）：

1）差異大 （占比36%） 同位素曲線是自然伽馬基線的1.5倍。

2）差異較大 （占比24%） 部分井段同位素曲線是自然伽馬基線的1.5倍，部分井段有差異，但小于1.5倍；解釋結(jié)論在差異小于1.5倍的井段誤差大。

3）差異較小 （占比10%） 同位素示蹤曲線與自然伽馬基線有差異，但小于1.5倍；能解釋，但結(jié)論誤差大。

4）有點(diǎn)差異 （占比4%） 大部分井段同位素示蹤曲線與自然伽馬基線重合，部分高尖子上有差異，基本無法解釋。

5）無差異 （占比26%） 同位素曲線與自然伽馬基線重合，無法解釋。

由輪南油田自然伽馬基線與同位素曲線差異情況統(tǒng)計(jì)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，“差異大”、“差異較大”是希望得到的同位素示蹤測(cè)井資料，但只占到總數(shù)的60%。“差異較小”，特別是 “有點(diǎn)差異”、“無差異”是不希望得到的同位素示蹤測(cè)井資料，占總數(shù)的40%，該部分資料解釋精度較低，一般不能正確反映地層吸水狀況。

自然伽馬基線與同位素示蹤曲線差異大小與監(jiān)測(cè)層段自然伽馬放射性強(qiáng)度、投放載體放射性強(qiáng)度有關(guān)，更與兩者之間的匹配關(guān)系有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，儲(chǔ)層伽馬放射性異常強(qiáng)度與載體放射性活度之間呈正比關(guān)系時(shí)，自然伽馬基線與同位素示蹤曲線差異最明顯。

2 放射性示蹤測(cè)井工藝技術(shù)改進(jìn)

為了讓塔里木盆地吸水剖面資料更準(zhǔn)確，在同位素示蹤剖面測(cè)井中，應(yīng)避免自然伽馬基線高幅度異常對(duì)測(cè)井和解釋的影響。提高資料解釋的準(zhǔn)確性，主要從工藝方面入手：

1）載體同位素類型及強(qiáng)度的確定。傳統(tǒng)同位素測(cè)井適用的同位素為131Ba顆粒，其在超過額度壓力后，隨時(shí)間推移，部分同位素開始脫附、進(jìn)層。同位素類型、釋放強(qiáng)度等與地層自然伽馬高幅度異常值、地層壓力不匹配，改用強(qiáng)度更高的液體同位素測(cè)井效果更好。

2）進(jìn)行相關(guān)流量追蹤法測(cè)井。同位素示蹤吸水是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程，不是靜態(tài)的，同位素從油管內(nèi)釋放，隨水流方向流動(dòng)，測(cè)井儀器對(duì)同位素進(jìn)行追蹤測(cè)量，要追蹤到同位素釋放、運(yùn)移、濾積和穩(wěn)定所有同位素曲線為止。以往研究區(qū)的吸水剖面資料基本只有最后濾積和穩(wěn)定的幾條同位素曲線，而釋放、運(yùn)移的過程基本沒有追蹤到，采用相關(guān)流量追蹤法能將同位素釋放、運(yùn)移、濾積和穩(wěn)定整個(gè)過程全部記錄下來[1]。

3）在傳統(tǒng)4參數(shù) （伽馬、溫度、壓力、同位素）測(cè)井基礎(chǔ)上加測(cè)渦輪流量和關(guān)井井溫[2]。傳統(tǒng)同位素測(cè)井只能判斷沾污、漏失、沉降等問題，而同位素測(cè)井沒有測(cè)流量，只是通過面積法將井口注水量分到射孔層，精度較低，結(jié)合渦輪流量和關(guān)井井溫資料能更加準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)地層吸水狀況[3]。

3 應(yīng)用效果分析

3.1 相關(guān)流量測(cè)井

相關(guān)流量測(cè)井的原理是井下釋放器釋放液體同位素，與水混合成懸浮液，由后續(xù)注入水推向油套環(huán)形空間，同時(shí)示蹤劑發(fā)生放射性衰變，當(dāng)放射性示蹤劑靠近探測(cè)器時(shí)，探測(cè)器會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的輸出信號(hào)。

以輪南x－x井相關(guān)流量解釋成果 （圖1）為例。該井目的層段自然伽馬基線本底值高達(dá)5000API，所測(cè)同位素曲線與自然伽馬基線基本無差異，而使用液態(tài)同位素進(jìn)行相關(guān)流量追蹤法測(cè)井，效果更為理想。利用井下探測(cè)器，連續(xù)跟蹤測(cè)試示蹤劑的運(yùn)移軌跡 （圖2），通過譜峰的位移差和時(shí)間差計(jì)算出井內(nèi)流體的流速，進(jìn)而計(jì)算出流量，并通過流量的變化來確定各個(gè)地層的吸水狀況。

3.2 渦輪流量測(cè)井

渦輪流量計(jì)是利用流體動(dòng)量矩原理實(shí)現(xiàn)流量測(cè)量的。實(shí)際測(cè)量時(shí)，采用上、下各4次測(cè)井交會(huì)方法求取視流體速度，通過遞減法評(píng)價(jià)吸水狀況。由于該方法通過物理手段測(cè)量，不受自然伽馬基線高幅度異常影響，但只適用于油管鞋在射孔段上方的籠統(tǒng)注水井和分注井。

以哈得xx井同位素解釋成果圖 （圖3）為例。該井注水量320m3，渦輪流量反映明顯，同位素測(cè)井曲線受自然伽馬基線高幅度異常及大孔道影響，精度較低，不能真實(shí)反映地層吸水情況；但渦輪曲線則明顯反映上部射孔段為主要吸水段，第2天監(jiān)測(cè)的氧活化測(cè)井解釋成果證明了這一點(diǎn)。

3.3 關(guān)井井溫測(cè)井

由于注入水在吸水層段的溫度一般要低于地層溫度，所以注入水會(huì)對(duì)地層進(jìn)行降溫。注水井的冷卻半徑可分為水推冷卻半徑和熱傳導(dǎo)冷卻半徑。由于各層之間的滲透率和孔隙度存在差異，因此水推冷卻半徑和熱傳導(dǎo)冷卻半徑均有所不同。可以利用關(guān)井井溫恢復(fù)情況判斷各層吸水能力及強(qiáng)度的大?。宏P(guān)井后，注水層的溫度基本不變，井筒的其他部分溫度恢復(fù)較快；兩者的差異越大，說明相應(yīng)層的吸水量越大。

圖1 輪南x－x井相關(guān)流量解釋成果圖

以輪南x井同位素解釋成果圖（圖4）為例，該井2011年進(jìn)行同位素測(cè)井，同位素曲線顯示存在下竄，但之后進(jìn)行了2次氧活化測(cè)井，均未監(jiān)測(cè)到下竄水流；該次測(cè)井加測(cè)關(guān)井井溫，從關(guān)井井溫負(fù)異常情況判斷，注入水確實(shí)存在一定下竄情況。

4 結(jié)論與建議

1）相關(guān)流量追蹤法是同位素示蹤法的改進(jìn)，不僅監(jiān)測(cè)了同位素進(jìn)層后其在射孔段上的慮積狀況，更詳細(xì)地監(jiān)測(cè)了同位素從釋放運(yùn)移直至進(jìn)入射孔段的過程，同時(shí)加測(cè)渦輪流量和關(guān)井井溫，相比傳統(tǒng)4參數(shù)同位素測(cè)井，更能準(zhǔn)確評(píng)價(jià)射孔段吸水狀況。

圖2 輪南x－x井相關(guān)流量示蹤譜峰圖

圖3 哈得xx井同位素解釋成果圖

2）進(jìn)行放射性測(cè)井時(shí)應(yīng)根據(jù)自然伽馬基線本底值加大同位素投放強(qiáng)度。如效果仍不理想，建議進(jìn)行氧活化水流測(cè)井。

圖4 輪南x井同位素解釋成果圖

[1]陳平，陳一凡，宋寶偉，等 .相關(guān)流量測(cè)井方法在大慶和吉林油田的應(yīng)用 [J].石油儀器，2007，21（3）：41～44.

[2]單宏寬 .電磁流量與示蹤相關(guān)組合測(cè)井方法 [J].測(cè)井技術(shù)，2010，34（4）：386～388.

[3]趙士華，姬紅曉，郝身立，等 .五參數(shù)注入剖面測(cè)井解釋問題的分析探討 [J].石油儀器，2008，22（5）：68～70.