雙示蹤注入剖面組合測井技術(shù)

冉 磊

(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 163100)

·儀器設(shè)備與應(yīng)用·

雙示蹤注入剖面組合測井技術(shù)

冉 磊

(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 163100)

針對油田開發(fā)中后期存在的大孔道、層間矛盾加大、注水管柱多樣化，傳統(tǒng)同位素示蹤法無法準(zhǔn)確測量的問題，研發(fā)了雙示蹤注入剖面組合測井儀器。重點介紹了雙示蹤注入剖面測井儀結(jié)構(gòu)、測量原理及流量算法，驗證了雙示蹤組合測井技術(shù)的可靠性及資料準(zhǔn)確性。

注入剖面測井；雙示蹤注入剖面測井儀；低注入量

0 引 言

隨著油田開發(fā)的不斷深入，注入剖面測井的對象越來越復(fù)雜。主力油層和非主力油層合注，層間矛盾加大；長期注水開發(fā)使一些高滲透油層成為大孔道[1];射孔穿透深度增加，超出了傳統(tǒng)的同位素載體示蹤法的適用范圍；注水管柱多樣化，水流方向復(fù)雜[2]；實施三次采油后，流體粘度增加。雙示蹤注入剖面測井技術(shù)是注入剖面測井技術(shù)的一個革命性進步，從井下測井儀器研制、測井施工工藝的改進到資料解釋方法研究都應(yīng)用了全新的設(shè)計理念，形成了一套完整的測試新方法。并且經(jīng)過大量現(xiàn)場試驗對其儀器的可靠性、工藝的科學(xué)性、方法的合理性、資料解釋的準(zhǔn)確性都一一地進行了驗證，應(yīng)用此測試結(jié)果調(diào)剖后的井，其對應(yīng)的油井產(chǎn)出結(jié)構(gòu)有了明顯的改善，見到了明顯的效果，因此也得到了用戶的認(rèn)可，在近幾年將會慢慢取代傳統(tǒng)同位素測井技術(shù)。

1 測井原理及資料解釋方法

雙示蹤注入剖面測井儀器由液體釋放器、磁性定位、井溫、壓力、雙伽馬探頭、超生流量計、固體釋放器組成，如圖1所示。測井時井下儀由噴射器噴射出與井內(nèi)液體相同比重的、具有放射性的示蹤劑，該示蹤劑與注入井內(nèi)的液體(水、聚合物或三元液)均勻混合并隨之一起流動，儀器配有伽馬探測器，可以跟蹤測試示蹤劑的流向和流速.當(dāng)儀器快速下放追過示蹤劑時，伽馬曲線就會出現(xiàn)示蹤峰，然后再迅速上提，反復(fù)測得若干個示蹤峰，對不同的峰進行相關(guān)計算，可以計算出流體在某深度的流速，進而換算出流量，用分層遞減法求出分層流量，在需要薄層細(xì)分時可以用電機釋放固體源測量同位素曲線確定薄層吸水量[2]。

圖1 雙示蹤注入剖面測井儀器

雙示蹤注入剖面測井解釋方法，目前主要以流速法計算得出每個水嘴或地層的絕對吸水量和相對吸水量流速法是建立在注入量、壓力保持相對穩(wěn)定，油、套管內(nèi)徑在測量井段內(nèi)基本沒有變化的基礎(chǔ)上采用的常規(guī)解釋方法。放射性脈沖在不同曲線上所處的深度位置和時間是不同的[3]，這正反映了井內(nèi)液體的流動狀態(tài)。如圖2所示， 用相鄰兩條測量曲線的數(shù)據(jù)做相關(guān)運算可得到兩個脈沖之間的時間間隔ti和深度差和hi，S為管柱截面，從而可得到在這個深度間隔上水的流速Vi和流量Qi[4]。

(1)

Qi=k×u×s

(2)

通過計算各不同深度上的流量Q1、Q2……Qn。再用遞減差值法可計算出每一地層的吸水量如Qn=Q1-Q2，…… 。

圖2 測井曲線解釋過程分析示意圖

1.1 峰尖取值法

示蹤峰峰尖明顯，如圖3所示，可直接讀取峰尖的深度-時間(hi，ti)坐標(biāo)值,經(jīng)過大量實驗數(shù)據(jù)證明，用此方法取值計算出的流量精度非常高，誤差在±2%以內(nèi)[4]。

圖3 切線交點取值法示意圖

1.2 切線交點取值法

示蹤峰峰尖呈弧形,如圖4所示，將示蹤峰的切線延長，取交點的深度-時間(hi，ti)坐標(biāo)值，實驗數(shù)據(jù)說證明，用此方法取值計算出的流量誤差不超過±3%。

以油管內(nèi)徑為Φ62 mm，套管內(nèi)徑為Φ125 mm為例，流量與流速之間的關(guān)系見表1。

表1 流量計算表

圖4 切線交點取值法示意

現(xiàn)場點測油管流量Q1=L/(t×K1)(套管流量K2)；連續(xù)測量油管流量Q2=Vi×K2(套管流量K2),L為兩探測器之間的距離。

2 測井實例

2.1 判斷工具漏失情況——油管漏失

圖5所示是在測試一口配注井的過程中,在沒有水嘴工具的地方,示蹤劑出現(xiàn)了分流,在此處再次噴射示蹤劑重復(fù)測試,證實示蹤劑在此處進入了油套環(huán)形空間,確定此處油管有漏失,從井溫曲線的異常反應(yīng)也證明了這一點,給用戶提供了非常有價值的信息。

圖5 某井油管漏失測井圖

2.2 判斷工具漏失情況——封隔器漏失

某井為兩級配注井 注入量為44 m3/d,泵壓、油壓均為14 MPa，射孔井段為(2 335.2～2 407.0 m), 測井時儀器在2 402.2 m處遇阻。分別在2 385 m和2 340 m處釋放放射性活化劑，測得兩個水嘴都吸水。2 380 m處的封隔器漏失，進入第一級水嘴的水一部分向上流動進入ES2 E2、E1、D7三個層中，一部分向下流動且越過該封隔器進入ES2 F2層中，此層為主吸水層，測試如圖6所示，而采用傳統(tǒng)同位素很難判斷測量井段內(nèi)封隔器密封情況。

圖6 某井封隔器漏失測井圖

2.3 判斷套管固井情況——套管破裂

A1井是北三西區(qū)塊精細(xì)測量的一口試驗井，該井為五級配注，注入壓力：9.5 MPa，注入量：95 m3/d，2012年8月21日對該井進行同位素五參數(shù)測井，如圖7所示，測試結(jié)果顯示最后一級封隔器漏失(1 063.23 m)，在1 080～1 084 m井段處存在大量同位素源，且隨著注入時間的增長，放射性強度逐漸減少，查射孔數(shù)據(jù)該井段未射孔，通過原始測井藍(lán)圖查詢得知該井段對應(yīng)發(fā)育較好的油層，通過同位素測井資料初步懷疑該井段為套管破裂或套管外竄槽，但是傳統(tǒng)同位素測井資料不能進行定性，故我們有對該井段進行雙示蹤測井，如圖8所示，在第三級配水器上1 012 m處進行釋放液體源，對液體源進行反復(fù)跟蹤測試，液體源從第三級配水器進入油套環(huán)形空間，并通過最后一級封隔器(1 063.23 m)驗證了最后一級封隔器漏失，液體源繼續(xù)往下走進入井段1 080～1 084 m，并且液體源強度逐漸減少，說明1 080～1 084 m該井段套管破裂，排除了套管竄槽的可能性，彌補了同位素五參數(shù)測井的不足。

圖7 A1井同位素五參數(shù)測井原始圖

圖8 A1井偏3雙示蹤測井原始曲線

2.4 測量精度高——適合低注入量井

B1井是北三西區(qū)塊精細(xì)測量的一口試驗井，該井為三級配注，該井落實注入壓力：10.4 MPa，落實注入量為48 m3/d，該井最初采用雙向氧活化進行測量，如圖9所示，測量過程中發(fā)現(xiàn)該井注入量與現(xiàn)場落實不符，注入量較低，氧活化測得油管峰值不明顯，無法準(zhǔn)確確定該井注入量，該測井方法不滿足測試要求。

圖9 B1井氧活化點測全井流量圖

于是我們對該井進行雙示蹤測井，測量結(jié)果如圖10所示，測得全井注入量12.5 m3/d，第一級配水器P1不吸水，第二級配水器吸水6 m3/d，第三級配水器吸水6.5 m3/d，為了驗證該方法的準(zhǔn)確性我們又下入標(biāo)定的低注入量超聲流量計測得全井流量11 m3/d，第二級配水器吸水6 m3/d，第三級配水器吸水5 m3/d，如圖11所示，驗證了雙示蹤測井方法適合低注入量井且測量精度高，說明了該注水井水表不準(zhǔn)。

圖10 B1井雙示蹤測井解釋成果圖

圖11 B1井超聲流量計點測原始圖

3 結(jié) 論

雙示蹤注入剖面測井技術(shù)不但克服了上述常規(guī)測井技術(shù)的不足，綜合了常規(guī)測試技術(shù)的優(yōu)勢[5]，而且還具備了以下特點：

1)應(yīng)用范圍廣，適用于籠統(tǒng)井、配注井、注水井、注聚井。

2)對二三類油藏的測試具有很好的應(yīng)用效果。

3)測量范圍寬，測量精度高，單層吸入量測量精度可達0.5 m3/d。

4)測試解釋成果提供的信息量大。提供地層的絕對、相對吸入量的同時，還可提供井下管柱結(jié)構(gòu)及井下工具的工作狀況，如：配水器吸水情況(是否吸水，其絕對和相對吸水量)、封隔器的密封情況(是否有漏失，漏失量是多少)、套損漏失情況(油管、套管是否存在漏點，漏失量是多少)、井下工具位置(是否符合設(shè)計要求)。

[1] 高小鵬,李勝華,史新良,等.五參數(shù)注水剖面測井資料的應(yīng)用分析[J].國外油田工程,2004,20(7):30-31.

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

[3] 張耀文,王金鐘,夏慧玲,等.注入剖面放射性相關(guān)流量方法研究[J].測井技術(shù),2004,28(1):57-60.

[4] 李 磊,高 磊,閔 楠.雙示蹤組合測井儀在海拉爾油田監(jiān)測中的試驗應(yīng)用[J].石油管材與儀器,2015,1(2):69-72.

[5] 王 蕙. 注入剖面測井資料在油田生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].長江大學(xué)學(xué)報,2014，11(14):33-36.

Dual Tracer Injection Profile Combination Logging Technique

RAN Lei

(LoggingandTestingServicesCompany,DaqingOilfieldCo.Ltd.,Daqing,Heilongjiang163000,China)

The traditional isotope tracing method can not measure accurately due to the large channels，the contradictions among layers and the diversity of water injection pipe string in the later stage of oilfield development. A dual tracer injection profile combination logging tool is designed. The structure is introduced with the principle and the flow algorithm of the tool. Through the cases analysis, the reliability of the double tracer combination logging technology and the accuracy of the logging data are verified

injection profile logging; double tracer injection profile logging tool; low injection rate

冉 磊，男，1984年生，工程師，2007年畢業(yè)于東北石油大學(xué)石油工程專業(yè)，現(xiàn)從事油田測試技術(shù)服務(wù)工作。E-mail:yougougu1232001@126.com

TE357

A

2096-0077(2017)03-0070-04

10.19459/j.cnki.61-1500/te.2017.03.015

2016-07-05 編輯：韓德林)