注入剖面測(cè)井方法及其優(yōu)化選擇

陳露

摘 要：測(cè)井是石油生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)之一，選擇合適的測(cè)井方法對(duì)企業(yè)的正常生產(chǎn)具有科學(xué)的指導(dǎo)意義。本文對(duì)同位素示蹤注入剖面測(cè)井法、脈沖氧活化法及電磁流量計(jì)法進(jìn)行了分析對(duì)比，并對(duì)青海地區(qū)油田測(cè)井方法選擇提供了幾點(diǎn)建議。

關(guān)鍵詞：注入剖面；測(cè)井；優(yōu)化選擇

中圖分類號(hào)： TE35 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1673-1069（2016）13-183-2

0 引言

石油是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)必不可少的支撐能源，也是國(guó)家經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定和國(guó)防安全的重要保證。隨著石油開(kāi)采量不斷增多，石油開(kāi)采難度不斷加大，測(cè)井是石油開(kāi)采的重要環(huán)節(jié)之一，選擇合適的測(cè)井方法不僅能保證石油開(kāi)采的安全進(jìn)行，還能有效提高開(kāi)采效率，為企業(yè)贏取更大的經(jīng)濟(jì)利益。

1 注入剖面測(cè)井方法分析

1.1 同位素示蹤注入剖面測(cè)井

1.1.1 原理分析

同位素示蹤測(cè)井法主要應(yīng)用到的儀器有磁定位、伽瑪儀、超聲波流量計(jì)、釋放器和電機(jī)等。其測(cè)井原理如下：放射性同位素離子被加載到固相載體上，然后通過(guò)釋放器攜帶至待測(cè)深度后釋放，在井內(nèi)注水的作用下形成活化懸浮液，被吸水層吸附。若固相載體的顆粒直徑超過(guò)地層孔隙直徑時(shí)，則固相載體顆粒無(wú)法通過(guò)地層，積累在井壁上，而懸浮液中的水分可以直接進(jìn)入地層。這種情況下地層注水量、濾積在對(duì)應(yīng)井壁上的載體顆粒量以及載體內(nèi)同位素放射強(qiáng)度之間成正比關(guān)系。將同位素載體在地層濾積前后測(cè)量的伽瑪測(cè)井曲線進(jìn)行對(duì)比分析，計(jì)算對(duì)應(yīng)射孔層上曲線疊合異常面積的大小，然后分析該層的吸水能力及相應(yīng)的吸水量，為最終確定注水井的分層吸水剖面情況奠定基礎(chǔ)。

1.1.2 方法評(píng)價(jià)

雖然同位素示蹤測(cè)井具有污染、大孔道、躥槽、漏失、封隔器密封性較差等不足，影響其測(cè)量精度，但其工藝簡(jiǎn)單，且資料分層性能較好，是現(xiàn)階段油田開(kāi)發(fā)注水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)應(yīng)用較為普遍的一種方法。以青海油田為例，利用同位素示蹤三參數(shù)測(cè)井法確定分層注入井的層段注水量，對(duì)堵水、壓裂和調(diào)剖效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，為壓裂、堵水改造措施提供指導(dǎo)；除此之外，還能利用同位素示蹤五參數(shù)測(cè)井法對(duì)井下工具工作狀況及管柱的竄、漏問(wèn)題進(jìn)行檢測(cè)。該方法的主要優(yōu)點(diǎn)是能較為準(zhǔn)確的對(duì)各地層間的吸水量進(jìn)行測(cè)量，為定性和定量分析提供依據(jù)；相對(duì)于優(yōu)點(diǎn)而言，其缺點(diǎn)更為突出。首先，同位素離子具有放射性，因此會(huì)對(duì)土壤和人體健康帶來(lái)不利影響；其次，影響測(cè)量結(jié)果精確度因素較多。在使用過(guò)程中，無(wú)法利用有效儀器將堆積在吸水層的同位素離子與污染區(qū)分離，導(dǎo)致吸水層主次不明，甚至出現(xiàn)偏心問(wèn)題，致使分析結(jié)果出現(xiàn)多解或者無(wú)解現(xiàn)象；在測(cè)量出水量較小的井時(shí)，同位素容易出現(xiàn)沉淀現(xiàn)象，影響分析的精確度；測(cè)量?jī)x器一旦受阻，就會(huì)給測(cè)井工作帶來(lái)影響；若測(cè)量過(guò)程中出現(xiàn)泄漏問(wèn)題也會(huì)造成自然伽瑪基線缺失，影響測(cè)量結(jié)果。

1.2 脈沖氧活化法測(cè)井技術(shù)

1.2.1 原理分析

脈沖氧活化法測(cè)井技術(shù)主要有中子發(fā)生器、探測(cè)器、電路系統(tǒng)三個(gè)功能單元組成，該法是一種較新的測(cè)量流體流速的方法，其測(cè)量原理如下：利用中子發(fā)生器和特征射線探測(cè)器組成井下儀器，其中，中子發(fā)生器的主要功能是發(fā)射14.1MeV的中子，活化井筒內(nèi)水溶液中的氧，氧元素被活化后具有一定的放射性，可放出半衰期為7.13s，能量為6.13MeV的高能射線，且射線能夠穿透井內(nèi)流體、油管、套管、水泥管等一般性井眼物質(zhì)，這就說(shuō)明，只要有含氧的流體發(fā)生流動(dòng)，γ射線探測(cè)器就能檢測(cè)到流體流動(dòng)的信號(hào)。假設(shè)測(cè)量流體從中子源流到探測(cè)器的時(shí)間為Δt，中子源到探測(cè)器的距離為s，則流體的流速可通過(guò)v=s/Δt計(jì)算而得；再根據(jù)水流動(dòng)空間的截面積，即可獲得流體流量的相關(guān)信息。

1.2.2 方法評(píng)價(jià)

脈沖中子氧活化測(cè)井法擺脫了流體黏度的影響，可在除注水井以外的其他類型注入井中進(jìn)行推廣應(yīng)用，如注聚合物注入井、三元復(fù)合劑注入井、籠統(tǒng)井和配注井等均可使用；此外該法受巖性、孔道大小、滲透數(shù)的影響較小，提高了測(cè)井資料的可靠性。脈沖中子氧活化測(cè)井法同樣存在不足，如儀器性能較差，高壓驅(qū)動(dòng)電源和探測(cè)器故障頻繁，影響運(yùn)行效率；儀器測(cè)量范圍小；在注聚井中應(yīng)用效果不理想，仍需要進(jìn)一步改進(jìn)；無(wú)法測(cè)量水量的面積，影響測(cè)量結(jié)果。

1.3 電磁流量計(jì)法

1.3.1 原理分析

電磁流量計(jì)法主要有上扶正器、磁定位、電磁流量傳感器和下扶正器組成。其原理是利用電磁感應(yīng)原理測(cè)量流過(guò)管道中導(dǎo)電流體的流量。導(dǎo)體做切割磁感應(yīng)線時(shí)，導(dǎo)體上能夠感應(yīng)出速度與成正比的電壓，然后根據(jù)相關(guān)的物理公式計(jì)算電量。

1.3.2 方法評(píng)價(jià)

電磁流量計(jì)法能對(duì)含固體顆粒的固-液兩相流體進(jìn)行測(cè)量，受流體黏性影響較小，可測(cè)量注聚合物井；儀器可靠耐用，測(cè)量結(jié)果較為準(zhǔn)確，而且集流式可用于低注入量井的測(cè)試。電磁流量計(jì)對(duì)含有大量磁性物質(zhì)的流體測(cè)量精度較差；流體中含有氣體時(shí)，可能會(huì)影響測(cè)量；在油改水井中，無(wú)法實(shí)現(xiàn)測(cè)量的連續(xù)性，測(cè)量效果較差；無(wú)法細(xì)分吸水層；測(cè)量成本較高，信號(hào)易受外界磁場(chǎng)干擾。

2 測(cè)井方法的優(yōu)化選擇

2.1 測(cè)井方法優(yōu)化需考慮影響因素

2.1.1 注水管柱結(jié)構(gòu)對(duì)測(cè)井方法選擇的影響

若油井為分層注水井時(shí)，同位素示蹤法、脈沖氧活化法均能夠?qū)ψ⑺窟M(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)定；而電磁流量計(jì)法只能對(duì)各個(gè)偏心配水器的注水量進(jìn)行測(cè)量，無(wú)法確定偏心內(nèi)各射孔層的注水量，因此應(yīng)選擇同位素示蹤法或脈沖氧活化法較為適宜。若油井為籠統(tǒng)井，喇叭口在射孔層上端時(shí)，各類測(cè)量方法都可以對(duì)流體流量進(jìn)行計(jì)量，但同位素示蹤法受多種因素影響，因此可減少該法的使用；當(dāng)喇叭口在射孔層下端時(shí)，電磁流量計(jì)法受到了限制，此時(shí)可選用同位素示蹤法或脈沖氧活化法進(jìn)行流量測(cè)定；但同位素示蹤法使用時(shí)，示蹤劑比重超過(guò)懸浮液時(shí)會(huì)導(dǎo)致其上返困難，影響測(cè)井資料的可靠性，應(yīng)用脈沖氧活化法較為理想。

2.1.2 注入介質(zhì)對(duì)測(cè)井方法選擇的影響

若井內(nèi)聚合物黏度較大，影響固定同位素示蹤劑與其混合的均勻性，不適合測(cè)量注入聚合物井；電磁流量計(jì)法和脈沖氧活化法受聚合物黏度影響較小，用于測(cè)量注入聚合物井較為適宜，但若流體中含有磁性物質(zhì)，盡量避免使用電磁流量計(jì)法，用脈沖氧活化法較為適宜，或者采用液體同位素示蹤劑進(jìn)行測(cè)量；井內(nèi)死油多，水質(zhì)污染較為嚴(yán)重的，盡量不采用同位素示蹤法。

2.1.3 測(cè)井目的對(duì)測(cè)井方法選擇的影響

電磁流量法不能對(duì)管外液體的流動(dòng)情況進(jìn)行測(cè)量，所以無(wú)法確定水井是否存在管外躥槽、漏失位置，因此應(yīng)用受到限制；這種情況下可選用同位素示蹤法、脈沖中子氧化法以獲取所需結(jié)果。

2.2 測(cè)井方法優(yōu)化原則

測(cè)井方法較多，在實(shí)際工作中，應(yīng)按照安全性、技術(shù)性、環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)性為原則進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化前，可對(duì)施工技術(shù)、施工設(shè)備、施工地地質(zhì)狀況等各個(gè)要素進(jìn)行分析，不斷調(diào)整和優(yōu)化測(cè)井方案，在保證人員身體健康的前提下，降低對(duì)環(huán)境的污染，提高測(cè)井效率，同時(shí)減少成本支出，確保工程企業(yè)能夠獲取較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，提升其在市場(chǎng)中的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)同位素示蹤測(cè)井法、脈沖氧活化法和電磁流量計(jì)法進(jìn)行了介紹，通過(guò)分析可知三種方法均有其各自的優(yōu)缺點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)油井實(shí)際情況進(jìn)行選擇比較，確保測(cè)量結(jié)果的可靠性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)測(cè)井工藝的經(jīng)濟(jì)性和生態(tài)型。

參 考 文 獻(xiàn)

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