脈沖中子氧活化測(cè)井技術(shù)在油田開發(fā)中的應(yīng)用

丁愛紅

摘 要：脈沖中子氧活化測(cè)井技術(shù)能夠高效測(cè)量水流速度，在油田開發(fā)應(yīng)用中具有極大優(yōu)勢(shì)。為進(jìn)一步提高應(yīng)用水平，本文就脈沖中子氧活化測(cè)井技術(shù)在油田開發(fā)中的應(yīng)用進(jìn)行研究，首先就脈沖中子氧活化測(cè)井技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要概述，然后結(jié)合當(dāng)前油田開發(fā)的主要情況，就油氣井找水、油田注水井、油田疑難井等開發(fā)應(yīng)用進(jìn)行分析，從而使油田開發(fā)水平得到有效提升。

關(guān)鍵詞：脈沖中子；氧活化測(cè)井技術(shù)；油田開發(fā)

在對(duì)油田進(jìn)行開發(fā)時(shí)，需要在油層注入介質(zhì)，然后通過對(duì)水流情況及注入情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析，從而制定出科學(xué)合理的開發(fā)方案，并且及時(shí)發(fā)現(xiàn)注入工程存在的問題，提出具有針對(duì)性的改造措施。當(dāng)前油田開發(fā)已經(jīng)改變傳統(tǒng)單一注水方式，而是將油層注入介質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)楸砻婊钚詣┧芤?、聚合物等，因此監(jiān)測(cè)難度大大增加，而應(yīng)用脈沖中子氧活化測(cè)井技術(shù)能夠有效解決這一問題。

1 脈沖中子氧活化測(cè)井技術(shù)概述

脈沖中子氧活化測(cè)井技術(shù)是一種先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)，在油田開發(fā)中得到廣泛應(yīng)用，有效解決油層注入介質(zhì)粘度帶來的測(cè)量困難問題，使油田開發(fā)的質(zhì)量安全得到有效保障。脈沖中子氧活化測(cè)井技術(shù)主要對(duì)注入情況和水流速度進(jìn)行測(cè)量，在測(cè)量過程中，中子發(fā)生器、γ射線探測(cè)器等測(cè)量?jī)x器會(huì)向井下發(fā)射14.1MeV快中子，從而氧活化井中的水溶液，使其成為10.2MeV的臨界中子能量。在發(fā)生氧活化反應(yīng)后，水溶液會(huì)產(chǎn)生發(fā)射性變化，并且釋放出半衰期為7.13秒的高能γ射線6.13MeV，這種γ射線的穿透力非常強(qiáng)，因此能夠通過油管、井內(nèi)流體、水泥管、套環(huán)等設(shè)備，使內(nèi)部含氧流體的具體情況得到直觀展示和精確測(cè)量，從而為油田開發(fā)提供可靠數(shù)據(jù)。假設(shè)已知探測(cè)儀與中子源之間的距離設(shè)置為L(zhǎng)，二者相距的時(shí)間設(shè)置為t，那么可以用以下公式計(jì)算出含氧流體的速度：。通過測(cè)量并計(jì)算含氧流體流動(dòng)空間及截面積，就可以得到水流量的計(jì)算結(jié)果。

2 脈沖中子氧活化測(cè)井技術(shù)在油田開發(fā)中的具體應(yīng)用

2.1 明確進(jìn)水口位置

以新疆某油田開發(fā)工程為例，已知該油田人工井深為4908.68m，井內(nèi)的介質(zhì)為水、氣和油的混合物，生產(chǎn)井段為4767.2～4781.3m之間，2016年間該油井的產(chǎn)水量、產(chǎn)油量、產(chǎn)氣量和產(chǎn)液量分別為54m3/d、12m3/d、115m3/d和66m3/d。且含水率達(dá)到80%以上，并且有不斷上升的趨勢(shì)。為了明確含水量上升的原因，施工單位利用脈沖中子氧活化測(cè)井技術(shù)開展油氣井找水工程。在對(duì)脈沖中子氧活化測(cè)井技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，施工人員主要對(duì)密封的施工條件進(jìn)行檢查，確定油壓和套壓分別為4.2MPa和34MPa，然后對(duì)25個(gè)深度點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，確定該井為產(chǎn)出井。在此基礎(chǔ)上，分別利用正常測(cè)量法和倒置測(cè)量法檢查油管內(nèi)的水流類型，經(jīng)檢測(cè)可知為上水流，且套管存在竄槽現(xiàn)象，因此地層水會(huì)下竄到生產(chǎn)井段，導(dǎo)致水流不斷上升。

2.2 保障機(jī)械完整性

以新疆某油田開發(fā)工程為例，已知該油田人工井深為5260.25m，井內(nèi)的介質(zhì)為水、氣和油的混合物，生產(chǎn)井段為4983.4～5216.7m之間。2016年間該油井的含水量、產(chǎn)氣量和產(chǎn)液量分別為56.8%、67t/d和1997m3/d。在對(duì)這一油田投產(chǎn)后，含水量和產(chǎn)液量分別上漲到100%和330.41t/d，為了明晰水量上漲的原因，施工單位利用脈沖中子氧活化測(cè)井技術(shù)對(duì)油井進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)油壓和套壓分別為2.67MPa和9MPa，然后測(cè)量33個(gè)深度點(diǎn)的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)有60m3/d、23m3/d、17m3/d和25m3/d的水分別流入二～四級(jí)的偏心工作筒中，因此對(duì)環(huán)空上水流速度進(jìn)行計(jì)算，發(fā)現(xiàn)變套上部和下部的水流量分別為151.32m3/d和51.5m3/d，判斷變套存在漏失現(xiàn)象。

2.3 測(cè)量注水剖面

以吉林某油田開發(fā)工程為例，已知該工程配注井段分為3個(gè)，因此采用普通測(cè)量方法時(shí)難度較大，需要對(duì)脈沖中子氧活化測(cè)井技術(shù)進(jìn)行有效利用，從而使注水剖面得到準(zhǔn)確測(cè)量。已知該油井的注水壓力和注水量分別為5.1MPa和30m3/d，且上水流和下水流同時(shí)存在于管套環(huán)形空間中，以此可以分別采用正常測(cè)量法和倒置測(cè)量法進(jìn)行定點(diǎn)測(cè)量。測(cè)量結(jié)果表示，除了3號(hào)層處于正常狀態(tài)，1號(hào)層、2號(hào)層和4號(hào)層都存在吸水現(xiàn)象，且吸水量分別為15.7m3/d、1.8m3/d和11.1m3/d，說明3號(hào)層的密封性良好。

2.4 檢查漏井位置

以大慶油田開發(fā)工程為例，已知某分層配注井存在流失現(xiàn)象，通過脈沖中子氧活化測(cè)井技術(shù)檢查后，發(fā)現(xiàn)泄漏部位在油井的1094.2m深處，而相隔1.8m的區(qū)域存在下水流流動(dòng)現(xiàn)象，且流量達(dá)到23.5m3/d，導(dǎo)致上方吸水現(xiàn)象消失。根據(jù)本工程的設(shè)計(jì)要求，這一部位不應(yīng)該存在流水現(xiàn)象，因此可以通過測(cè)量后形成的下水流水時(shí)間譜進(jìn)行判斷，確定漏井位置為封隔器部位，從而給予針對(duì)性修復(fù)。

3 結(jié)論

綜上所述，針對(duì)脈沖中子氧活化測(cè)井技術(shù)在油田開發(fā)應(yīng)用的探究是非常必要的。為了對(duì)粘度較高的注入剖面給予有效檢測(cè)，使油田開發(fā)的質(zhì)量安全得到保障，必須對(duì)先進(jìn)的脈沖中子氧活化測(cè)井技術(shù)進(jìn)行有效利用。在實(shí)際應(yīng)用中，脈沖中子氧活化測(cè)井技術(shù)能夠明確進(jìn)水口位置、保障機(jī)械完整性，同時(shí)準(zhǔn)確測(cè)量注剖面、檢查井下工具。希望本文能夠?yàn)檠芯窟@一課題的相關(guān)人員提供參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳東東.基于氧活化測(cè)井技術(shù)的施工工藝及應(yīng)用研究[D].大慶：東北石油大學(xué)，2016.

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