喇嘛甸油田同位素測(cè)井工藝優(yōu)化探討

翟翔宇

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

0 引 言

同位素測(cè)井是目前喇嘛甸油田注入剖面測(cè)井中使用頻次最高的測(cè)井項(xiàng)目，但是隨著喇嘛甸油田的持續(xù)開發(fā)，層間矛盾、層內(nèi)矛盾逐漸凸顯，大孔道地層、低滲透層均向兩極方向發(fā)展，為了解決復(fù)雜井況，提高資料解釋精細(xì)度，需要優(yōu)化同位素測(cè)井工藝。

1 喇嘛甸油田沉積劃分

喇嘛甸油田劃分有8個(gè)油層組，37個(gè)砂巖組，97個(gè)小層。根據(jù)油層發(fā)育情況，又將油層概括分為：一類油層，二類油層和三類油層。其沉積特征見(jiàn)表1。

表1 喇嘛甸油田沉積劃分

喇嘛甸油田儲(chǔ)層屬于河流-三角洲相沉積，層間差異較大，滲透率和孔隙度程遞減趨勢(shì)，因此一類油層易形成大孔道地層，三類油層易形成薄差層，二類油層隨著開發(fā)的深入層間復(fù)雜，因此同位素測(cè)井工藝需要進(jìn)一步優(yōu)化，以適應(yīng)日益復(fù)雜的地層層內(nèi)矛盾和層間矛盾。

圖1為同位素測(cè)井圖頭信息，從某注水井的測(cè)井圖頭上可以看出，井的注入量、注入壓力、測(cè)量井段(即層位)、使用示蹤劑的強(qiáng)度、測(cè)井儀器的種類、測(cè)井項(xiàng)目[1]等都是影響測(cè)試結(jié)果的因素。針對(duì)這些因素，分三類提出同位素測(cè)井工藝的優(yōu)化。

圖1 同位素測(cè)井圖頭信息

2 同位素測(cè)井工藝優(yōu)化的探討

從示蹤劑、測(cè)井方法與測(cè)井設(shè)備三方面來(lái)探討同位素測(cè)井工藝優(yōu)化。

2.1 示蹤劑優(yōu)化因素

2.1.1 強(qiáng)度

在接到測(cè)井通知單后，需要選擇一定強(qiáng)度的示蹤劑，強(qiáng)度的高低影響著測(cè)井時(shí)間與結(jié)果。示蹤劑強(qiáng)度過(guò)高，既增加了測(cè)井替注時(shí)間，又增大管柱的同位素沾污幾率；示蹤劑強(qiáng)度過(guò)低，示蹤劑隨井內(nèi)介質(zhì)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間長(zhǎng)距離的運(yùn)移，大多同位素顆粒沾污于井下工具上，使同位素到達(dá)吸水層位時(shí)強(qiáng)度不夠甚至未到達(dá)。

示蹤劑強(qiáng)度的影響因素有注入量與測(cè)量井段，選擇合適強(qiáng)度的示蹤劑可通過(guò)方案上標(biāo)注的注入井實(shí)際注入量與測(cè)量井段，先根據(jù)公式計(jì)算得出系數(shù)Z的大?。?/p>

Z=X×Y/100

式中，X為實(shí)際注入量，m3/h；Y為測(cè)量井段，m。

再根據(jù)系數(shù)Z的大小，利用表2的對(duì)應(yīng)關(guān)系來(lái)選擇合適強(qiáng)度的示蹤劑。

示蹤劑強(qiáng)度與Z值的關(guān)系見(jiàn)表2。

表2 示蹤劑強(qiáng)度與Z值的關(guān)系

因此，通過(guò)注入井的注入量和測(cè)量井段，帶入公式后查表，就能夠快速直觀地解決示蹤劑強(qiáng)度的問(wèn)題。

2.1.2 粒徑大小

同位素測(cè)井方法的基本原理是通過(guò)釋放同位素載體顆粒，使其與井內(nèi)注入介質(zhì)形成活化懸浮液。由于地層孔隙直徑小于載體顆粒直徑，微球載體可以濾積射孔層上，并且吸水量與對(duì)應(yīng)的井壁上濾積的放射性同位素載體量和截體放射性強(qiáng)度三者之間形成的是正比例關(guān)系[2]，進(jìn)而就能確定各射孔層的相對(duì)吸水量。因此，載體粒徑的大小與地層孔隙度有關(guān)。喇嘛甸油田的一類油層、二類油層易形成大孔道無(wú)效循環(huán)，在葡Ⅰ1-2層的兩次對(duì)比測(cè)試中，如圖2所示，左側(cè)測(cè)試過(guò)程中使用的同位素粒徑為300～600 μm，右側(cè)測(cè)試過(guò)程中使用的同位素粒徑為600～900 μm。由于300～600 μm的同位素粒徑較小，測(cè)試過(guò)程中未濾積在射孔層上，致使同位素異常幅度(放射性強(qiáng)度)、濾積量與注入量不成正比關(guān)系，在射孔層段1 050～1 054 m吸水而未探測(cè)到同位素異常幅度；而在600～900 μm較大同位素粒徑的對(duì)比測(cè)試過(guò)程中表現(xiàn)了很好的吸水效果，射孔層段1 050～1 054 m存在同位素幅度異常。

圖2 同位素載體粒徑為300～600 μm與600～900 μm的測(cè)試對(duì)比圖

該井使用兩種不同粒徑的載體進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)較大粒徑(600～900 μm)更能適用于大孔道地層；同理，對(duì)于薄差層三類油層的測(cè)試，選擇粒徑較小的載體則會(huì)有較好的測(cè)試效果，減少了沾污和沉淀的影響。因此選擇合適粒徑的載體同位素也是工藝優(yōu)化因素之一。

2.1.3 釋放同位素深度與時(shí)間

釋放深度與注入量有直接聯(lián)系，在注入量較低的情況下(<100 m3/d)，釋放深度要在層上100 m，減少人為的管柱沾污引起的解釋誤差；在注入量較高的情況下(>100 m3/d)，釋放深度要在150 m，使載體與水充分融合成懸浮液，減少井底堆積概率。釋放時(shí)間點(diǎn)為錄取井溫、基線原始資料后，停在目的層上方，待井內(nèi)平衡穩(wěn)定后，觀察此時(shí)注入量、注入壓力無(wú)變化后再釋放同位素，若有變化，則采取措施使其恢復(fù)至正常注入量、壓力后，再釋放同位素。

2.2 測(cè)試方法

針對(duì)喇嘛甸油田不同地層要根據(jù)不同的同位素測(cè)試方法進(jìn)行優(yōu)化，總體上來(lái)說(shuō)對(duì)于一類油層層位可以運(yùn)用示蹤法；對(duì)于三類油層可以運(yùn)用提吊法；平時(shí)測(cè)井密切關(guān)注各參數(shù)響應(yīng)，針對(duì)管柱沾污情況竄槽情況應(yīng)用驗(yàn)證法。

2.2.1 示蹤法

實(shí)時(shí)跟蹤測(cè)井可反映井內(nèi)吸水的過(guò)程，因此針對(duì)管柱漏失、竄槽、大孔道等異常井況，通過(guò)示蹤法[3]可以追蹤到同位素顆粒從釋放到濾積到層上的一系列過(guò)程。示蹤法的關(guān)鍵需要現(xiàn)場(chǎng)操作人員針對(duì)異常井況快速反應(yīng)，錄取資料，整個(gè)過(guò)程分析后能夠提供詳細(xì)的地質(zhì)動(dòng)態(tài)信息。

在L6-ps1506井中，第一次測(cè)同位素時(shí)未使用示蹤法，錄取過(guò)程資料不及時(shí)，最后測(cè)得資料未占層，無(wú)法進(jìn)行解釋；第二次進(jìn)行同位素測(cè)井時(shí)，采取示蹤法，在釋放同位素后，快速進(jìn)行反復(fù)示蹤同位素測(cè)試，示蹤法過(guò)程曲線圖如圖3所示。根據(jù)系列示蹤曲線圖，可以判斷同位素曲線運(yùn)行軌跡，可以看出，水從1 072 m偏心處進(jìn)入環(huán)套空間后，竄至1 071～1 073 m，最后上竄至1 064～1 067 m處良好發(fā)育的砂巖層。因此通過(guò)示蹤同位素曲線，可以判斷井內(nèi)流體進(jìn)層的系列過(guò)程，是一種可靠的測(cè)試手段。

圖3 L6-ps1506示蹤法過(guò)程曲線圖

2.2.2 提吊法

該方法適合于三類油層的薄差層，表現(xiàn)為注入量低，壓力高的注入井，由于注入量低，壓力高，外加井口有溢流，使同位素釋放后移動(dòng)緩慢，既增加了測(cè)試施工時(shí)間，又加大了同位素沾污、沉積的概率。

針對(duì)這類注入量低、壓力高的井，采用提吊法進(jìn)行測(cè)試。具體做法是確定合適的同位素粒徑及用量，喇嘛甸油田地區(qū)建議用小粒徑顆粒(300～600 μm)，盡量選取日期較新的同位素。釋放同位素后，上提儀器至井口，關(guān)閉測(cè)試閥門，將井口溢流排除，使井內(nèi)總注入量增加，提高測(cè)試成功率。測(cè)試效果如圖4所示。

圖4 應(yīng)用提吊法測(cè)試效果

在L4-2611井中，井口注入壓力14.5 MPa，注入量20 m3/d，由于井口溢流的原因，在井內(nèi)點(diǎn)測(cè)流量10 m3/d，釋放同位素后，藥劑下沉緩慢，將儀器提至防噴管內(nèi)，關(guān)閉測(cè)試閥門，待替注時(shí)間夠時(shí)，開井下儀器，錄取資料。

2.2.3 驗(yàn)證法

此方法適用于射孔層上有同位素異常段顯示的井，驗(yàn)證是同位素沾污還是竄槽而采取的辦法。具體方法就是在射孔層上，異常段下之間再次釋放同位素[4]，觀察異常段形態(tài)是否有變化，以此判斷該異常段是沾污還是竄槽。

在L4-2711井中，釋放同位素后發(fā)現(xiàn)，1 155 m～1 161 m之間有大量同位素異常顯示，由于該段為停注段，無(wú)法判斷沾污還是封隔器漏失，從形態(tài)上看該異常段為慢坡狀而非分層尖峰狀，并且封隔器上沒(méi)有明顯沾污，懷疑是沾污。為了進(jìn)一步確定，在1 163 m處再次釋放同位素，發(fā)現(xiàn)異常段并未升高趨勢(shì)，下段吸水層段同位素形狀有升高，故判定為沾污。前后兩次釋放同位素的測(cè)井對(duì)比圖如圖5所示。

2.3 測(cè)井設(shè)備優(yōu)化

該方面的優(yōu)化主要針對(duì)于喇嘛甸油田實(shí)際生產(chǎn)遇到的問(wèn)題，解決辦法概括為一免一短一回注。

圖5 L4-2711兩次釋放同位素測(cè)井前后對(duì)比圖

2.3.1 免吊裝設(shè)備

免吊裝測(cè)井施工無(wú)需井架車，對(duì)于那些井架車無(wú)法靠近的井場(chǎng)，例如地勢(shì)低洼泥濘，雨雪天氣等也能滿足施工條件。免吊裝測(cè)井井口安裝及配套工具如圖6所示。免吊裝測(cè)井防噴裝置[5]采用遙控操作電動(dòng)液壓泵，實(shí)現(xiàn)防噴裝置的自動(dòng)舉升和降落，不再配用井架車吊裝，使同位素測(cè)井方案利用率大大增加。

圖6 免吊裝測(cè)井井口安裝及配套工具

2.3.2 縮短儀器串

縮短儀器串長(zhǎng)度以增加測(cè)井測(cè)量深度，減少由于遇阻深度未達(dá)到目的層而造成甲方不同意測(cè)試的情況。目前常用的方法為使用過(guò)芯加重，建議研發(fā)短長(zhǎng)度測(cè)井儀器或者將儀器GR探頭移至儀器下端，縮短儀器串總長(zhǎng)度。

2.3.3 溢流回注設(shè)備

將測(cè)井產(chǎn)生的溢流回注到井內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)注入剖面測(cè)井的全密閉施工，提高了測(cè)試資料質(zhì)量，消除了非密閉施工條件下井口泄漏造成的環(huán)保影響。尤其針對(duì)三類油層的薄差層，可以在保證注入量滿足測(cè)試條件的前提下實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)井內(nèi)注入情況，增加測(cè)井成功率。

3 結(jié) 論

通過(guò)選用合適的示蹤劑，運(yùn)用恰當(dāng)?shù)臏y(cè)井方法，針對(duì)不同井況應(yīng)用專屬測(cè)井設(shè)備，在一定程度上提高了同位素測(cè)井一次成功率，優(yōu)化了同位素施工，使方案利用率也有所增加。抽取100口同位素測(cè)井方案進(jìn)行優(yōu)化，一次測(cè)井成功率100%，方案利用率為100%，該優(yōu)化辦法可行。

通過(guò)以上探討，得出以下結(jié)論：

(1)根據(jù)喇嘛甸油田地層劃分，了解注水量與壓力以及井況等測(cè)試信息，正確選擇適當(dāng)?shù)耐凰厥聚檮?/p>

(2)針對(duì)喇嘛甸油田不同地層、不同井況，通過(guò)示蹤法、提吊法、驗(yàn)證法進(jìn)行同位素測(cè)井工藝優(yōu)化。

(3)針對(duì)復(fù)雜井況優(yōu)化測(cè)井設(shè)備，增加方案利用率。