延長油田西區(qū)采油廠吸水剖面測試方法對比

馬裕武

(延長油田股份有限公司西區(qū)采油廠,陜西延安 717500)

延長油田西區(qū)采油廠吸水剖面測試方法對比

馬裕武

(延長油田股份有限公司西區(qū)采油廠,陜西延安 717500)

吸水剖面測試是注水開發(fā)、油藏評價中的重要測試手段,既可了解注水井中各層的吸水狀況,又可為制定有效的開發(fā)方案和有效開采措施提供依據(jù)。本文介紹了西區(qū)采油廠使用的幾種吸水剖面測井方法,包括同位素五參數(shù)測井、連續(xù)示蹤測井、脈沖中子氧活化測井。首先對測試方法的原理進(jìn)行了介紹,再對各方法的適用范圍、優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了對比分析,最后對目前測試中存在的問題進(jìn)行了闡述,以便為以后選取合理的測試方法提供參考。

吸水剖面 測試方法 對比

延長油田是典型的“三低”油田，主要產(chǎn)層為延安組、延長組。根據(jù)相關(guān)資料，全區(qū)滲透率低于10md的開發(fā)區(qū)塊占整個區(qū)塊的比例約為85%，低滲透造成大部分油井自然產(chǎn)能低。隨著開發(fā)時間的延長，地層壓力逐年下降，需通過注水來彌補(bǔ)地層能量。由于西區(qū)采油廠地層非均質(zhì)性嚴(yán)重，含油層數(shù)較多，不同層段的吸水能力有較大的差異。只有根據(jù)可靠的吸水剖面測井資料，才能準(zhǔn)確了解注水井中各層的吸水狀況，為調(diào)剖、調(diào)驅(qū)、分層注水和注水井調(diào)參提供必要的依據(jù)。所以單一的同位素測吸水剖面已不能達(dá)到準(zhǔn)確了解各吸水層段的吸水真實(shí)狀況。目前，西區(qū)采油廠已在同位素四參數(shù)測井的基礎(chǔ)上發(fā)展形成了同位素五參數(shù)測井、連續(xù)示蹤測井、脈沖中子氧活化測井及能譜測井共計4種測試吸水剖面的測試方法。本文著重對上述4種測試方法的原理、適用范圍進(jìn)行了介紹，并分析了這幾種測試方法在西區(qū)采油廠測試中存在的問題，以便為以后選取合理的測試方法提供參考。

1 注入剖面測井方法

1.1 同位素五參數(shù)測井

同位素五參數(shù)吸水剖面測井是采用多參數(shù)的測井方法(包括磁定位、伽馬、井溫、流量、壓力)，根據(jù)地層的注水量與濾積在該段地層對應(yīng)井壁上的同位素載體量和載體的放射性強(qiáng)度三者之間成正比關(guān)系，通過測取同位素在各層位濾積前后的伽馬測井曲線的異常及其它參數(shù)綜合解釋，得到各層吸水量的大小，從而確定注水井的分層吸水剖面情況[1]。

五參數(shù)測井可以有效的解決常規(guī)同位素測井因存在沾污、大孔道、串槽、漏失等缺點(diǎn)造成的測井曲線幅度出現(xiàn)異常，影響其解釋精度的突出問題。所以對注水井來說同位素示蹤五參數(shù)測井是一種比較適用的注入剖面測井方式，但是對于低注入量的長井段、水質(zhì)差、喇叭口在層下的籠統(tǒng)井測試效果差[2]。

1.2 連續(xù)示蹤測井

同位素示蹤相關(guān)流量測井的原理是放射性物質(zhì)通過釋放器釋放到井筒中，示蹤劑呈聚集的形式隨井內(nèi)液體流動。通過記錄各層間自然伽馬探測到的同位素運(yùn)移位置和時間，計算出相鄰兩點(diǎn)間的示蹤劑的流動速度，用此流動速度結(jié)合井筒的橫截面積即可計算出各層間的流量，通過遞減法計算各單層的絕對吸水量。

連續(xù)示蹤測井具有測量精度高、對低注入量的注水井具有明顯的優(yōu)勢，尤其對西區(qū)采油廠平均單井日注入量8m3的低注入量井而言具有廣泛的應(yīng)用前景。此外，與同位素測井相比，克服了大孔道、深穿透射孔、竄槽、漏失的影響。

1.3 脈沖中子氧活化測井

脈沖氧活化測井方法是由雙脈沖熱中子衰減時間測井技術(shù)發(fā)展起來的動態(tài)測量技術(shù)，其核心就是利用中子發(fā)生器產(chǎn)生高能(14.1MeV)中子轟擊、激化氧核，產(chǎn)生放射性氮同位素16N，同時釋放出高能的伽瑪射線。 通過對高能伽馬射線的測量，就能夠反映油管內(nèi)、油套環(huán)形空間以及套管外16O的分布情況，從而判斷出儀器周圍水的流動情況。根據(jù)源距和活化水通過探測器的時間決定流動速度。通過流動速度，結(jié)合流道的橫截面積來計算流量。

脈沖中子氧活化測井克服了同位素沾污、沉淀、抱團(tuán)、聚堆、地層漏失的影響，不僅在注水井中得到較好應(yīng)用，而目適合于注聚合物、二元復(fù)合劑等注入井的注人剖而測試，應(yīng)用范圍廣。同時，該測井技術(shù)不受巖性和孔、滲參數(shù)以及射孔孔道大小的影響。

1.4 能譜測井

通過往注水井內(nèi)投入足夠?qū)捘芰孔V的放射性伽馬射線示蹤劑，以經(jīng)過刻度處理的內(nèi)裝有多道能譜分析器的過油管放射性能譜測井井下儀置入井中，測量示蹤劑發(fā)射的計數(shù)率能譜，將所測能譜與標(biāo)準(zhǔn)刻度能譜加以比較，依據(jù)譜硬化原理，可以分辨出示蹤劑在射孔道內(nèi)的存留位置，也亦識別出示蹤是否處于沾污和漏失狀態(tài)，從而為吸水剖面曲線提供了合理而可靠的修正，較大幅度提高了示蹤吸水剖面測井法的精確度。

2 各種測試方法對比

通過上述對4種測試方法原理的介紹，知道了各測試方法有其優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍，具體見表1。

表1 測試方法對比表

3 各種測試方法在現(xiàn)場測試中存在的問題

3.1 同位素影響

根據(jù)西區(qū)采油廠低孔、低滲的特點(diǎn)，現(xiàn)場測試時使用同位素主要是小粒徑(100～300μm，密度為1.0～1.03g/cm3，GTP131Ba同位素微球顆粒。在載體測試環(huán)境為低溫(井下溫度45℃～60℃)，日注入量8m3條件下，φ73油管中同位素顆粒下沉速度不大于30mm/s，油套環(huán)空中上行速度不大于15mm/s。這對依靠同位素測試的及其運(yùn)動速度計算流體流量的方法影響很大。

3.2 測試流量計影響

目前測試中使用的流量計有渦輪、超聲波及電磁式流量計三種。

渦輪流量計受啟動排量限制及渦輪對流體中粘度、雜質(zhì)的影響較大而未在西區(qū)大量應(yīng)用，且不適合注聚井，還容易受管柱影響。

超聲波流量計在應(yīng)用中主要技術(shù)問題是制造廠家不同，對超聲流量測量存在傳播衰減、信號不穩(wěn)定、信噪比和測試過程中注入量不穩(wěn)定對流場的影響問題，在西區(qū)尚無明確的認(rèn)識。由于西區(qū)大部分注水井為籠統(tǒng)注水，管柱下深在射孔段以下30m，為防止事故頻發(fā)，測試時儀器下深至喇叭口即可，流量測試的效果大打折扣。二是不能測試管外流速，三是井內(nèi)氣體對測試結(jié)果有影響。

電磁流量計使用制約條件，測井時注水管柱需在目的層以上，被測試時流體內(nèi)不應(yīng)有不均勻的氣體和固體，不應(yīng)有大量的磁性物質(zhì)。

4 西區(qū)目前存在問題對測試影響

(1)轉(zhuǎn)注井未建立定期洗井制度，水井吐砂、吐油情況常見，嚴(yán)重干擾測試，投注井投注時洗井不徹底，管壁沾污嚴(yán)重，同時泥漿進(jìn)入流量計中心管，注入水對中心管沖刷能力減弱，測試時流量會降為0;

(2)對使用淺層地下水的注水井，注入水基本不處理，水體中雜質(zhì)較多，規(guī)模站儲水罐密閉性不好，點(diǎn)式站儲水罐無密閉，水中溶解氧含量大于限值;

(3)污水回注井增加，水體成分隨區(qū)域變化，對常規(guī)吸水剖面測試是一個挑戰(zhàn);

(4)井眼軌跡變化大，井下工具狀況不明，對儀器下井過程中操作人員的經(jīng)驗(yàn)、操作水平提出更高的要求;

(5)對于2層以上的分注或合注井，大部分井2層之間的距離大于60m，在常規(guī)測試中難以對分層準(zhǔn)確吸水率做出精確判斷(受同位素運(yùn)動速度影響);

(6)部分區(qū)塊注水時間長，地層受注水沖刷影響，在射孔段附近易產(chǎn)生伽馬值出現(xiàn)異常高值，資料無法運(yùn)用;

(7)早期固井水泥返高未返至地面，如套管破損，同位素進(jìn)入淺層地下水，環(huán)保壓力較大。

5 結(jié)論與建議

(1)各測試方法都有自己的使用范圍及優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)井況和實(shí)際注水情況選擇合適的測試方法進(jìn)行注入剖面測試，進(jìn)而取得質(zhì)量合格的資料。

(2)亟需加強(qiáng)內(nèi)部注水管理水平及對外部測試隊伍的質(zhì)量，以及發(fā)展適宜油田測試要求的新型吸水剖面測試方法上多管齊下，提高吸水剖面測試的效果。

[1]李楊,劉景華 等.注入剖面測井方法綜述及優(yōu)化選擇[J].新疆石油天然氣,2010,6(2)：65-68.

[2]張秋平,黃海,艾鑫.幾種注入剖面測井方法對比分析[J].石油化工應(yīng)用,2010,29(4)：27-30.