電導陣列探針測井儀評價機采井堵水效果的應(yīng)用*

高樹山

(大慶油田有限責任公司測試技術(shù)服務(wù)分公司 黑龍江 大慶 163000)

0 引 言

大慶油田朝陽溝區(qū)塊為典型的低滲透油田，儲層非均質(zhì)性強。隨著油田開發(fā)的進行朝陽溝油田油井綜合含水率呈逐年上升趨勢。油井含水高容易造成注采井無效循環(huán)，影響開發(fā)效果，亟需對這些高含水層位進行封堵[1-3]。因此，如何準確確定這些高含水層位，進行機械封堵或者化學堵水，并評價堵水后效果已迫在眉睫。

大慶油田主流的機采井高含水層位測試方法為阻抗式產(chǎn)出剖面測井法，堵水效果評價方法仍舊為該測井方法[4]。阻抗式產(chǎn)出剖面測井儀采用渦輪流量計進行流量測試，依靠阻抗式含水率計進行含水率測量，采取遞減法進行各個層位的產(chǎn)液量和含水率計算，該儀器渦輪流量計啟動排量高，含水率測量范圍大于50%。阻抗式產(chǎn)出剖面測井儀在某些井內(nèi)流動條件下較難取到全水樣品，測試結(jié)果可信度低[5]。也有部分學者采取了井溫法確定高含水層位，但是井溫法僅僅適用于產(chǎn)液量較高的層位，對于低產(chǎn)液層位井溫變化并不明顯、很難找出高含水層位[6-7]。

針對阻抗式產(chǎn)出剖面測井儀在機采井產(chǎn)出剖面測試上的不足，大慶油田測試技術(shù)服務(wù)分公司近年來研制了電導陣列探針產(chǎn)出剖面測井儀，該儀器顯著克服了上述不足[8-10]。本文使用電導陣列探針產(chǎn)出剖面測井儀準確確定了機采井高含水層位，為機采井堵水提供了可靠依據(jù)，并評價了堵水效果。

1 電導陣列探針產(chǎn)出剖面測井儀工作原理

1.1 工作原理

圖1 陣列探針含水率測量原理

電導陣列探針產(chǎn)出剖面測井儀采用渦輪流量計測量合層產(chǎn)液量，通過遞減法計算單層產(chǎn)液量。含水率的測量是依據(jù)油水的導電特性不同在儀器殼體液流通道中設(shè)計了一系列陣列探針，通過檢測這些陣列探針與油、水的接觸情況測量這段管子的持水率。當探針接觸油、氣或水后，如圖1所示，每個探針就會產(chǎn)生相應(yīng)的輸出信號，輸出的高電平信號代表油泡(或氣泡)，輸出的低電平信號代表水，輸出信號的寬度代表油泡(或氣泡)與探針的接觸時間。經(jīng)過對每個測點各個探針輸出信號的連續(xù)采集，計算測點處探針處于水中與處于油水中的導電時間平均值之比，即可計算出探針所處管道的局部持水率。將各探針局部持水率平均，得到平均持水率曲線，通過模擬井建立含水率與持水率的關(guān)系圖版進行解釋，進而得到含水率[8]，公式(1)為探針i處的局部持水率。

(1)

1.2 測井儀結(jié)構(gòu)及技術(shù)指標

測井儀由電路、電路快速連接、存線倉、 出液口、集流傘快速連接、流量傳感器、電導探針傳感器、集流傘和電機組成，如圖2所示。儀器外徑28.0 mm，耐溫150.0 ℃，耐壓50.0 MPa，含水率測量范圍為50%～100%，含水率測量精度±5.0%，流 量測量范圍3.0～80.0 m3/d，流量測量精度 ±3.0%。

1-電路；2-電路快速連接；3-存線倉；4-出液口；5-集流傘快速連接；6-流量傳感器；7-電導探針傳感器；8-集流傘；9-電機圖2 電導陣列探針產(chǎn)出剖面測井儀結(jié)構(gòu)

2 機采井堵水方案設(shè)計

按照大慶油田的含水分級劃分標準：含水率小于2%為無水采油期、含水率2%～20%為低含水采油期、含水率20%～60%中為含水期、含水率60%～90%高含水期、含水率大于90%為特高含水期，大慶油田已進入高含水期和特高含水期開采階段。機采井堵水方法分為機械堵水、化學堵水及復合堵水等[11-13]，常用的方法為機械堵水。機采井堵水方案設(shè)計是決定堵水效果的重要關(guān)鍵環(huán)節(jié)，堵水前必須準確選擇堵水目的層位?，F(xiàn)以C井為例，C井2002年投產(chǎn)，開采層位為扶余油層組，共有4個產(chǎn)液層段，機械堵水前采油礦綜合記錄顯示日產(chǎn)液20 m3/d，日產(chǎn)水18.8 m3/d，化驗含水94%，屬于特高含水采油井。2018年地質(zhì)部門決定對該井進行機械堵水，急需確定高含水層位。針對傳統(tǒng)的阻抗式產(chǎn)出剖面測井儀器的不足，本次采用了電導陣列探針產(chǎn)出剖面測井儀器測試C井產(chǎn)出剖面，解釋成果表見表1。

表1 C井電導陣列探針產(chǎn)出剖面測井成果表

從表1可以看出該井主產(chǎn)層為FI5層，F(xiàn)I5層產(chǎn)液為10.8 m3/d、占全井產(chǎn)液的55.10%，分層含水99.1%；次主產(chǎn)層為FI6，F(xiàn)I6層產(chǎn)液為5.5 m3/d、占全井產(chǎn)液的28.06%，分層含水96.4%。按照大慶油田產(chǎn)油井含水級別劃分標準，該井FI5層和FI6層為特高級含水層。因此，C井FI5層與FI6井為目的堵水層位。

地質(zhì)部門根據(jù)電導陣列探針產(chǎn)出剖面測井解釋成果2018年7月對C井的FI5和FI6兩個層位進行了機械堵水，設(shè)計管柱圖如圖3。

圖3 C井機械堵水管柱結(jié)構(gòu)示意圖

3 堵水效果評價

由于機械堵水后無法再次對堵水井進行產(chǎn)液剖面測試，我們采用井口量油法測取全井產(chǎn)液含水數(shù)據(jù)。C井堵水后日產(chǎn)液6.8 m3/d，日產(chǎn)油2.0 m3/d，含水70.6%,含水平均下降23%。表明高滲透層被封堵后其他層位注水受效變好，油井全井產(chǎn)液量增加。說明該井機械堵水目的層位選擇合理，也說明電導陣列探針產(chǎn)出剖面測井儀測試的含水率測試結(jié)果較為準確，能夠為機械堵水施工設(shè)計提供準確的參考依據(jù)。

C9井2004年投產(chǎn)，開采層位為扶余油層組，實施化學堵水前地面量油全井產(chǎn)液27.0 m3/d，含水92%。2018年進行了C9井的電導探針產(chǎn)出剖面測井，測試解釋成果見表2。從表中可以看出，化學堵水前FI2層分層含水100%，F(xiàn)I5層分層含水95.1%，都為特高含水開采層位。地質(zhì)人員考慮到該井單層縱向射開厚度較大等問題，結(jié)合化學堵水能夠?qū)崿F(xiàn)高滲透層的縱向和橫向封堵的技術(shù)優(yōu)勢，依據(jù)電導陣列探針產(chǎn)出剖面測井解釋結(jié)果決定對該井實施化學堵水，堵水目的層位為FI2層及FI5層?；瘜W堵水結(jié)束后對該井再次進行了電導陣列探針產(chǎn)出剖面測井，解釋成果見表2。從表2可以看出FI3、FII1層產(chǎn)液量上升、含水率幾乎不變，F(xiàn)I2、FI5產(chǎn)液量和含水率均下將，說明化學堵水封堵，F(xiàn)I2和FI5高滲透層效果較好，同時FI3和FII1注水受效變好，產(chǎn)液量上升。C9井化學堵水后全井綜合含水率下降了13%，每日增油2.2 t。說明化學堵水層位選擇合理，進一步說明電導陣列產(chǎn)出剖面測井儀含水率測試較為準確，能夠為堵水選擇提供可靠的依據(jù)。

表2 C9井化學堵水前后產(chǎn)出剖面測井解釋結(jié)對比

2018年至今應(yīng)用電導陣列探針產(chǎn)出剖面測井解釋成果在大慶油田朝陽溝區(qū)塊累計進行了9口井機械堵水，1口井實施化學堵水，堵水成功率達到100%，大大降低了無效注水循環(huán)。截至2018年10月末的統(tǒng)計報表顯示，實施的機械堵水井每日平均單井增油2.3 t，見表3。

表3 機械堵水效果對比

4 結(jié) 論

1)陣列探針產(chǎn)出剖面測井儀基于統(tǒng)計學規(guī)律測試的界面內(nèi)多個位置的含水率，避免了傳統(tǒng)阻抗式產(chǎn)出剖面測井儀易受測不準全水值等影響帶來的誤差，儀器可靠性較高，測試結(jié)果誤差小。

2)朝陽溝油田9口機采井機械堵水井前期測試及1口機采井化學堵水前后測試結(jié)果表明，對產(chǎn)出井進行堵水前應(yīng)采用電導陣列探針產(chǎn)出剖面測井解釋結(jié)果確定堵水目的層位。堵水后，進行機械堵水的井宜用井口量油法確定產(chǎn)液量和含水率；對于進行化學堵水的井，堵水后應(yīng)再次進行產(chǎn)出剖面測試。