同井網(wǎng)上返開發(fā)停注層封堵效果評價(jià)方法優(yōu)化

侯文斌，杜東旭，鄧亨建

(大慶油田有限責(zé)任公司測試技術(shù)服務(wù)分公司 黑龍江 大慶 163153)

0 引 言

SII油層開發(fā)是某油田首個(gè)二類油層聚驅(qū)上返[1]試驗(yàn)區(qū)。對注入井，充分利用原來開發(fā)S II油層的井網(wǎng)，射開上部新開發(fā)層系，用分層注入管柱分隔上部油層和下部油層，并對下部原開發(fā)層系投死嘴堵塞器停注[2]。在開發(fā)過程中，停注層段的機(jī)械封堵效果直接影響上部油層的開發(fā)效果。檢測分層注入井層段之間密封性的方法主要有測壓驗(yàn)封法和注入剖面測井法。測壓驗(yàn)封法，如堵塞式壓力計(jì)驗(yàn)封、密封段驗(yàn)封，利用驗(yàn)封工具上下壓力變化來判斷封隔器的密封性[3-6]。注入剖面測井法測量油管內(nèi)外流量和分層吸水量，也能判斷封隔器的密封性，還能檢驗(yàn)死嘴堵塞器處是否過水[7-9]。結(jié)合現(xiàn)場井況，綜合考慮試驗(yàn)區(qū)對下部油層停注效果檢測和上部油層吸水狀況評價(jià)的整體需求，對比分析了幾種常用注入剖面測井技術(shù)的適應(yīng)性，優(yōu)化制定了配套的監(jiān)測方案。實(shí)施該方案后，檢測出有些井的原開發(fā)油層仍吸水，采油廠對這些井及時(shí)采取了治理措施，有效改善了試驗(yàn)區(qū)二類油層聚驅(qū)開發(fā)效果。

1 試驗(yàn)區(qū)概況

1.1 地質(zhì)概況

該試驗(yàn)區(qū)聚驅(qū)布井面積8.46 km2，開發(fā)層系平均有效厚度7.3 m，孔隙體積1 707×104m3。采用五點(diǎn)法面積井網(wǎng)開發(fā)，井距150 m，2019年4月投注，目前處于注聚合物前的注水階段。

1.2 分層注入工藝

分層注入管柱主要由油管、可洗井封隔器、偏心配水器等組成。用多個(gè)封隔器密封油管與套管之間的環(huán)形空間、把射孔層分隔成若干層段，在每個(gè)層段的油管上安裝一個(gè)配水器，注入水從油管中通過配水器進(jìn)入油套管環(huán)形空間，再進(jìn)入射孔孔眼，用安裝在配水器上的堵塞器調(diào)配層段注水量，停注層段由于死嘴堵塞器和封隔器的封堵作用不再吸水。停注層段也可能會(huì)由于死嘴堵塞器與配水器間密封不嚴(yán)、可洗井封隔器洗井閥打開[10]等原因而吸水。

1.3 監(jiān)測需求

試驗(yàn)區(qū)開發(fā)中，首先應(yīng)確保停注層被完全封堵，其次要確保各開發(fā)層段按設(shè)計(jì)合理配注。因此，注入剖面測井需求包含兩個(gè)方面，一是排查停注層段的密封性，二是認(rèn)識開發(fā)層段的吸水狀況。

2 監(jiān)測方案優(yōu)化

2.1 停注失效原因分析

一是停注層段上、下封隔器的洗井閥打開。正常注水時(shí)，油管內(nèi)的高壓水使封隔器中的洗井閥關(guān)閉，封隔器下方的水流不能通過封隔器進(jìn)入上部環(huán)形空間，從而實(shí)現(xiàn)上下層段的封隔。而洗井時(shí)，洗井液從井口進(jìn)入環(huán)形空間，由于壓差的作用，洗井液推開封隔器中的洗井閥，穿過各個(gè)封隔器，再由油管底部球座進(jìn)入油管，返到井口，達(dá)到反洗井的目的。洗井結(jié)束時(shí)，如果洗井閥受井內(nèi)砂粒等雜質(zhì)影響無法歸位，就會(huì)導(dǎo)致封隔器失效。

二是死嘴堵塞器與配水器間密封不嚴(yán)。堵塞器主要依靠其外部密封圈實(shí)現(xiàn)封堵，如果密封圈有殘缺甚至缺失，或者配水孔的內(nèi)壁不光滑，都會(huì)導(dǎo)致死嘴封堵失效。

2.2 測井技術(shù)對比

目前常用的注入剖面測井技術(shù)主要有同位素五參數(shù)注入剖面測井、脈沖中子氧活化測井、示蹤相關(guān)流量測井、電磁流量測井等技術(shù)[11]。根據(jù)試驗(yàn)區(qū)的監(jiān)測需求，從測井原理、停注效果評價(jià)方法、適用條件三方面進(jìn)行了技術(shù)對比，見表1。

表1 常用注入剖面測井技術(shù)對比情況

2.3 監(jiān)測方案

根據(jù)試驗(yàn)區(qū)監(jiān)測需求，首選同位素五參數(shù)注入剖面測井為普查技術(shù)，而脈沖中子氧活化測井作為封隔器和死嘴不密封的驗(yàn)證技術(shù)。

在制定該試驗(yàn)區(qū)注水階段注入剖面測井方案時(shí)，還做了如下技術(shù)要求：

1)試驗(yàn)區(qū)內(nèi)所有具備測試條件的注入井都要進(jìn)行同位素五參數(shù)注入剖面監(jiān)測。

2)施工設(shè)計(jì)中要明確對停注層段吸水狀況進(jìn)行檢測。

3)對于同位素五參數(shù)注入剖面測井發(fā)現(xiàn)停注層吸水的井，要采用脈沖中子氧活化測井進(jìn)行驗(yàn)證。

4)找出停注層段吸水原因后，要立即采取相應(yīng)的治理措施；對封隔器封堵失效井要進(jìn)行二次坐封，對死嘴封堵失效井要更換死嘴堵塞器。

5)治理結(jié)束后，應(yīng)再次進(jìn)行同位素五參數(shù)注入剖面測井，或者進(jìn)行脈沖中子氧活化測井驗(yàn)證停注效果。

3 監(jiān)測資料應(yīng)用分析

應(yīng)用同位素五參數(shù)注入剖面測井技術(shù)對全區(qū)注入井進(jìn)行了停注層停注效果檢測和吸水狀況評價(jià)。根據(jù)評價(jià)結(jié)果，對發(fā)現(xiàn)停注層吸水的58口井采取了治理措施，其中45口井見到效果，治理成功率77.6%。

3.1 停注層吸水治理效果評價(jià)

統(tǒng)計(jì)該試驗(yàn)區(qū)停注層吸水的58口井注入剖面資料，死嘴封堵失效的占14井，封隔器封堵失效的占44井。

1)死嘴封堵失效治理及評價(jià)

以圖1所示A井為例，第1層段封隔器深度為1 039 m和1 071 m，對應(yīng)上部SⅡ開發(fā)層段；第2層段封隔器深度為1 071 m和1 104 m，對應(yīng)下部SⅢ停注層段。第3軌～第5軌為第一次同位素五參數(shù)吸水剖面解釋成果，第7軌～第9軌為第二次同位素五參數(shù)吸水剖面解釋成果。

圖1 A井死嘴封堵失效治理前后測井成果對比情況

從第一次測井成果可以看出，第5道紅色流量曲線顯示在第一級配水器1 050 m之前流量為60 m3/d，在第二級配水器1 083 m之前流量為39 m3/d，之后流量為0 m3/d。說明油管內(nèi)第1層段(生產(chǎn)層段)吸水21 m3/d，第2層段(停注層段)吸水39 m3/d，在停注層段的配水器處，死嘴封堵失效。在深度1 080～1 090 m井段處，第3道同位素與自然伽馬曲線的疊合面積，與第4道井溫曲線的變化，均證實(shí)停注層段地層吸水。為進(jìn)一步驗(yàn)證結(jié)果的正確性，又進(jìn)行了分層注水井調(diào)配測試，測試結(jié)果顯示第1層段吸水20 m3/d，第2層段吸水40 m3/d，測試成果與注入剖面測井結(jié)果相符。

對這類井采取的治理措施是更換死嘴堵塞器及密封膠圈。更換后進(jìn)行第二次同位素五參數(shù)注入剖面測井和注水井調(diào)配測試。從圖1中第7軌至第9軌測試結(jié)果可以看出，第9軌紅色流量曲線顯示第1層段1 050 m之前流量60 m3/d，之后流量為0 m3/d。說明油管內(nèi)第1層段(生產(chǎn)層段)吸水60 m3/d，第2層段(停注層段)吸水0 m3/d。在1 070～1 090 m井段處，第7道同位素與自然伽馬曲線的疊合面積、第8道井溫曲線均顯示地層無吸水指示。注水井調(diào)配測試結(jié)果與注入剖面測井結(jié)果一致，說明治理措施見效。

2)封隔器封堵失效治理及評價(jià)

以圖2所示B井為例，第1層段封隔器深度為974 m和1 006 m，對應(yīng)上部SⅡ開發(fā)層段；第2層段封隔器深度為1 006 m和1 028 m，對應(yīng)下部SⅢ停注層段。第3軌～第5軌和第7軌～第9軌為第一次和第二次同位素五參數(shù)吸水剖面解釋成果。

圖2 B井封隔器失效治理前后測井成果對比情況

從第一次測試成果可以看出，第五道紅色流量曲線顯示在第一級配水器986 m之前流量為41 m3/d，之后流量為0 m3/d。說明油管內(nèi)第1層段(生產(chǎn)層段)吸水41 m3/d，第2層段(停注層段)吸水0 m3/d，在停注層段的配水器處，死嘴封堵有效。但在深度1 010～1 022 m井段處，第3道同位素與自然伽馬曲線的疊合面積，與第4道井溫曲線均有明顯變化，說明停注層段地層吸水，1 006 m處封隔器失效。

針對這種情況，首先是利用死嘴將全井封堵，然后依次進(jìn)行洗井、封隔器第2次坐封，坐封完再對封隔器的密封性進(jìn)行同位素五參數(shù)注入剖面測井，評價(jià)封隔器的封堵效果，對封堵治理失敗的井進(jìn)行作業(yè)處理。按這種治理方式，對B井依次進(jìn)行全井死嘴投堵、水泥車打壓注水坐封、大排量反洗井、再打壓注水坐封治理。在治理的過程中，均用雙通道堵塞式井下壓力計(jì)替代死嘴記錄了全過程的壓力變化，施工順序?yàn)椤巴镀?-投偏1-水泥車打壓-反洗井-注水坐封-撈偏1”。兩個(gè)層段的壓力對比如圖3所示，偏1投堵前，偏1和偏2藍(lán)色油管壓力和紅色套管壓力曲線重合，偏1投堵后，油管、套管壓力曲線同時(shí)分開，說明第二級封隔器失效，與第一次的測井、試井結(jié)果符合。經(jīng)過反洗井，再次開注水坐封后，撈出偏1恢復(fù)注水，洗井通道成功關(guān)閉，此時(shí)第二層段的套管壓力不受油管壓力變化影響，說明第二級封隔器密封。

圖3 B井封隔器失效治理過程壓力測試對比圖

治理后，進(jìn)行氧活化測井驗(yàn)證，結(jié)果顯示封隔器密封，注水正常。隨著時(shí)間推移，3個(gè)月后進(jìn)行同位素五參數(shù)注入剖面測井，測井結(jié)果表明該井停注層吸水為0 m3/d，注水符合開發(fā)需求。

3.2 試驗(yàn)區(qū)吸水狀況分析

在該試驗(yàn)區(qū)開采層位注聚合物之前的注水階段，完成同位素五參數(shù)注入剖面測井150井次。依據(jù)測井資料，統(tǒng)計(jì)分析了小層動(dòng)用狀況，見表2。在不同滲透率級別分類下，統(tǒng)計(jì)的吸水層數(shù)、砂巖厚度、有效厚度2次吸水比例均在99.75%以上，說明各層吸水狀況較好，儲(chǔ)層動(dòng)用均衡，為將來注聚開發(fā)效果跟蹤與評價(jià)奠定了對比基礎(chǔ)。

表2 試驗(yàn)區(qū)內(nèi)空白水驅(qū)階段注入井按砂巖厚度分級吸水狀況統(tǒng)計(jì)

4 結(jié)論及建議

根據(jù)試驗(yàn)區(qū)的監(jiān)測需求，從測井原理、停注效果評價(jià)方法、適用條件三方面，對比分析了目前常用的注入剖面測井技術(shù)，首選同位素五參數(shù)注入剖面測井技術(shù)，優(yōu)化制訂了注入井吸水剖面監(jiān)測方案。在注聚前的注水階段，實(shí)現(xiàn)了對停注效果和吸水狀況的綜合評價(jià)。

總結(jié)以上工作，對開發(fā)過程中的動(dòng)態(tài)監(jiān)測提出以下建議：

1)分層注入井封堵作業(yè)后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行磁性定位和同位素五參數(shù)注入剖面測井，確保封隔器等工具深度位置準(zhǔn)確，檢測停注層停注效果，為“注好水、注夠水”做好保障。

2)對于停注層不吸水的井，建議周期性進(jìn)行時(shí)間推移測井，監(jiān)測全井注水狀況。

3)對于未測吸水剖面的分層注水井，建議進(jìn)行注水井調(diào)配測試，核實(shí)停注效果。對停注失效井及時(shí)治理，并用注入剖面測井技術(shù)了解注水狀況。