脈沖中子全譜測(cè)井應(yīng)用效果分析

曹福龍

（測(cè)試技術(shù)服務(wù)分公司第二大隊(duì)）

摘 要：本文介紹了脈沖中子全譜測(cè)井儀的基本原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)場推廣就其應(yīng)用效果進(jìn)行了簡要分析。結(jié)果表明脈沖中子全譜測(cè)井能有效識(shí)別氣層、確定潛力油層，為油田控水挖潛提供技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：肪沖中子全譜測(cè)井；結(jié)構(gòu)；效果

引 言

碳氧比測(cè)井技術(shù)通過分析地層C、O、Si、Ca等元素相對(duì)產(chǎn)額，評(píng)價(jià)地層巖性與剩余油飽和度，判斷儲(chǔ)層水淹級(jí)別。大慶油田原有的DDCO雙源距碳氧比測(cè)井儀功能較少，不能直接測(cè)量有效孔隙度與泥質(zhì)含量，也不直觀指示出水層位或識(shí)別氣層。使用完鉆時(shí)的有效孔隙度與泥質(zhì)含量測(cè)井參數(shù)可導(dǎo)致老井剩余油飽和度的計(jì)算誤差增大，為了解決這一問題，開發(fā)了PNST脈沖中子全譜測(cè)井儀及相應(yīng)的解釋軟件。

脈沖中子全譜測(cè)井技術(shù)通過優(yōu)化設(shè)計(jì)傳感器結(jié)構(gòu)和電路，一次下井能同時(shí)完成雙源距碳氧比、中子壽命、脈沖中子-中子、能譜水流4項(xiàng)測(cè)井功能，儀器自動(dòng)化程度高；測(cè)井資料能提供巖性、泥質(zhì)含量、孔隙度、飽和度、層位產(chǎn)水等解釋信息，可以不依賴裸眼井測(cè)井資料進(jìn)行套管井剩余油評(píng)價(jià)，是一種尋找遺漏油氣層的既經(jīng)濟(jì)又有效的重要手段[1]。

1 脈沖中子全譜測(cè)井儀結(jié)構(gòu)

脈沖中子全譜測(cè)井儀在雙源距碳氧比測(cè)井儀的基礎(chǔ)上，采用一個(gè)中子發(fā)生器同時(shí)實(shí)現(xiàn)雙源距碳氧比、中子壽命、PNN、能譜水流等測(cè)井功能。儀器的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

儀器主要包括四部分：探測(cè)器及線性放大電路；主數(shù)控采集、自動(dòng)穩(wěn)譜、控制、傳輸電路；低壓電源；中子發(fā)生器、自動(dòng)控制及工作參數(shù)采集電路。探測(cè)器及線性放大電路部分主要包括長、短源距BGO伽馬射線探測(cè)器、3He熱中子探測(cè)器、線性放大器及信號(hào)采集處理電路，主要功能是探測(cè)伽馬射線及熱中子信號(hào)，完成對(duì)探測(cè)器信號(hào)的預(yù)處理。數(shù)據(jù)采集、控制、自動(dòng)穩(wěn)譜、傳輸電路部分主要功能是對(duì)伽馬射線能譜、時(shí)間譜及中子脈沖幅度譜、時(shí)間譜的采集，實(shí)現(xiàn)不同的中子爆發(fā)、采集時(shí)序，完成長、短源距光電倍增管自動(dòng)穩(wěn)譜高壓的控制，完成井下儀器和地面采集板之間的通訊和傳輸?shù)裙δ?。中子發(fā)生器自動(dòng)控制及采集電路部分主要包括直流陽極高壓模塊、脈沖陽極高壓開關(guān)模塊、燈絲控制模塊、靶壓控制電路、中子發(fā)生器自動(dòng)控制采集電路等，實(shí)現(xiàn)對(duì)中子管參數(shù)的采集及對(duì)中子發(fā)生器自動(dòng)控制。

2 現(xiàn)場應(yīng)用效果分析

（1）C/O與PNC測(cè)井綜合解釋。對(duì)于裸眼井測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)不全的井可采用C/O與中子壽命測(cè)井組和解釋。具體解釋原則是：利用中子壽命測(cè)井提供的俘獲曲線求取泥質(zhì)含量，近、遠(yuǎn)探測(cè)器俘獲總計(jì)數(shù)比求取孔隙度；把中子壽命的俘獲曲線與C/O的硅鈣比曲線相結(jié)合進(jìn)行儲(chǔ)層劃分。圖2和圖3分別為喇9-檢PS2604井利用完井資料解釋的成果圖和C/O與中子壽命綜合和解釋的成果圖。從圖中可以看出二者在孔隙度、泥質(zhì)含量、含有飽和度等儲(chǔ)層參數(shù)上符合的很好，因此利用C/O與中子壽命測(cè)井組合可以代替完井資料進(jìn)行解釋。

（2）PNC與PNN綜合解釋。PNC與PNN紀(jì)錄的計(jì)數(shù)率與地層的滲透性有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。圖4是大慶油田的一口油井，該井于2008年7月進(jìn)行了全譜測(cè)井，為了找出能夠反映地層滲透性好壞的相關(guān)規(guī)律。將PNC紀(jì)錄的長源距計(jì)數(shù)率（FTMD）與PNN紀(jì)錄的熱中子總計(jì)數(shù)率（TCTMP）進(jìn)行疊加，且二者在泥巖段保持重合。從圖中發(fā)現(xiàn)FTMD與TCTMP二者在儲(chǔ)層處存在幅度差，且與裸眼井測(cè)井曲線中的微電極曲線的幅度差具有很好的一致性。

當(dāng)?shù)貙又泻刑烊粴鈺r(shí)，地層宏觀減速能力和吸收能力較油水層均有所下降，相對(duì)來說熱中子到達(dá)探測(cè)器的數(shù)要比γ射線數(shù)目高。因而FTMD與TCTMP疊合顯示為“負(fù)異常”。利用這一特性可以很好的評(píng)價(jià)氣層。圖5為拉9-檢PS2604井FTMD與TCTMP疊合圖，圖中第一道為PNC近、遠(yuǎn)探測(cè)器計(jì)數(shù)率曲線；第二道為深度道；第三、四道分別為裸眼井的深淺側(cè)向和微電極曲線；第五道為PNC與PNN的地層俘獲截面；第六道為FTMD與TCTMP曲線。第七道為巖性剖面曲線。從圖中可以看出898.6～901.0m和906.0～916.4m處FTMD與TCTMP曲線疊合出現(xiàn)負(fù)幅度差（與正常儲(chǔ)層疊合情況比較），指示為氣層。與脈沖中子壽命測(cè)井曲線的氣層主要特征相符，與采油廠儲(chǔ)層情況一致。

（3）OAI曲線指示高壓出水層。氧活化指數(shù)OAI曲線能指示測(cè)井過程中的高壓出水層。圖6為西丁6-P3井脈沖中子全譜測(cè)井解釋成果圖，該井為采油一廠西區(qū)二元試驗(yàn)區(qū)的一口采油井。測(cè)井施工時(shí)，西丁6-P3完全出水不產(chǎn)油，即含水100%，井口有吐水，測(cè)井時(shí)發(fā)現(xiàn)1030.5～1034m的層上OAI曲線出現(xiàn)偏移，說明此層出水，在脫氣的作用下向井口流動(dòng)，與現(xiàn)場井口出水現(xiàn)象相符。地質(zhì)部門依據(jù)測(cè)試結(jié)果，采用化學(xué)封堵，措施后產(chǎn)液31.9t/d，產(chǎn)油2.23t/d，含水93%；最高日產(chǎn)液100.8t/d，產(chǎn)油6.8t/d，含水93.2%。表明合理利用“優(yōu)勢(shì)通道”進(jìn)行調(diào)整，可以有效改善試驗(yàn)區(qū)波及效果，達(dá)到提高采收率的目的。

（4）曲線重疊法識(shí)別氣層。儲(chǔ)層中含有天然氣將使中子孔隙度減小，通常情況下，原油與水的熱中子宏觀俘獲截面相近，而天然氣的熱中子俘獲截面很小，因此可以利用俘獲截面低值識(shí)別氣層。俘獲計(jì)數(shù)率與地層減速能力以及地層元素的俘獲能力有個(gè)，氫是所有元素中最強(qiáng)的中子減速劑，當(dāng)?shù)貙雍瑲鈺r(shí)，地層氫元素含量相對(duì)較低，地層減速能力降低，將有更多的熱中子被遠(yuǎn)探測(cè)器接收到，因此可以利用近遠(yuǎn)探測(cè)器俘獲計(jì)數(shù)率重疊、近遠(yuǎn)探測(cè)器非彈計(jì)數(shù)率重疊識(shí)別氣層。氣層與水層相比，氣層處地層密度降低，脈沖中子測(cè)井的近遠(yuǎn)探測(cè)器非彈計(jì)數(shù)率比和近遠(yuǎn)探測(cè)器俘獲計(jì)數(shù)率比均降低，因此，可以利用近遠(yuǎn)探測(cè)器非彈計(jì)數(shù)率比和近遠(yuǎn)探測(cè)器俘獲計(jì)數(shù)率比曲線重疊識(shí)別氣層。

圖7為達(dá)深9井全譜測(cè)井氣層定性解釋成果圖，圖中第一道為近遠(yuǎn)探測(cè)器宏觀俘獲截面SGFM，第二道為近探測(cè)器俘獲計(jì)數(shù)率NCAP和遠(yuǎn)探測(cè)器俘獲計(jì)數(shù)率FCAP，第三道為近探測(cè)器非彈計(jì)數(shù)率NIN和遠(yuǎn)探測(cè)器非彈計(jì)數(shù)率FIN，第四道為近遠(yuǎn)探測(cè)器非彈計(jì)數(shù)率比RI和俘獲計(jì)數(shù)率比RCAP，第五道為近探測(cè)器俘獲與非彈計(jì)數(shù)率比RCIN和遠(yuǎn)探測(cè)器俘獲與非彈計(jì)數(shù)率比RCIF。該井1、2號(hào)層為氣層，4組重疊曲線在氣層處均有幅度異常顯示，F(xiàn)CAP大于NCAP，F(xiàn)IN>NIN，RCIF>RCIN，RCAP與RI均變小，表明1、2號(hào)層為氣層，與該層實(shí)際結(jié)論一致。

3 結(jié)論

（1）全譜測(cè)井C/O模式下解決了缺少裸眼井資料難以求準(zhǔn)地層泥質(zhì)含量及孔隙度的問題；（2）現(xiàn)場應(yīng)用表明，全譜測(cè)井資料能有效指導(dǎo)制訂堵水方案，達(dá)到增油降水的目的；（3）通過全譜測(cè)井在沒有裸眼井測(cè)井資料的地區(qū)確定潛力油層，為重新評(píng)價(jià)這些地區(qū)油田儲(chǔ)量提供指導(dǎo)；（4）利用全譜測(cè)井資料，通過曲線重疊法，能夠有效識(shí)別氣層。

參考文獻(xiàn)

[1]鄭華等.PNST脈沖中子全譜測(cè)井儀[J].測(cè)井技術(shù)，2011.35（1）：P83～P88.endprint