提高同位素吸水剖面精度研究.docxVIP

1、開發(fā)設計提高同位素吸水剖面精度研究李曉霞(大慶油田有限責任公司測試技術(shù)服務分公司黑龍江大慶)摘要：同位素吸水剖面資料是油田動態(tài)分析和注水調(diào)整的重要依據(jù)，資料的準確性受到地層條件、井下管柱結(jié)構(gòu)、測井工藝等諸多因素影響。文章根據(jù)大量的測井資料和現(xiàn)場實踐，對同位素沾污、大孔道、井口防噴裝置、井下管柱結(jié)構(gòu)等方面進行探討，找到一些可有效控制影響因素的具體方法，提高了同位素吸水剖面測井資料的精度和應用效果。關鍵詞：吸水剖面；沾污；大孔道；精度中圖法分類號：P631.8+4文獻標識碼：B文章編號：1004.9134(2012)02-0024.04第一作者簡介：李曉霞，女，1984年生，助理工程師，2006年

2、畢業(yè)于長江大學環(huán)境工程專業(yè)，現(xiàn)在在大慶油田有限責任公司測試技術(shù)服務分公司第三大隊從事測井解釋工作。郵編：163416同位素測井與采油X廠106測試及全井吸水量對比，三者結(jié)果相符的有11井次，占68.75%,不符的有5井次，占31.25%。針對試驗中出現(xiàn)的問題，根據(jù)大量的測井資料和現(xiàn)場實踐，對同位素沾污、大孔道、井口防噴裝置、井下管柱結(jié)構(gòu)等方面進行探討,找到一些可有效控制形響因素的具體方法，提高同位素吸水剖面測井資料面精度和應用效果。1同位素吸水剖面精度的影響因素及對策1.1同位素污染影響沾污就是在地層吸水同時，注水管柱、井下工具也濾積了,3,Ba微球顆粒，使得地層的吸水量與同位素濾積量、放射性

3、強度之間的正比關系遭到破壞，造,成在同位素曲線上產(chǎn)生一些與注水量無關的假同位素異常?？刂仆凰卣次鄣挠行Х椒?) 使用表面活性劑消除沾污：對于稠油附著井,使用堿性表面活性劑，對稠油膜表面起乳化作用，形成親水極化層，防止載體沾污；對于礦化度較高和污水回注井，使用中性表面活性劑，起到破膜和絡合作用；對于長期污水回注井，使用酸性表面活性劑，具有較弱的酸性和腐蝕性。2) 通過洗井消除沾污：對嚴重沾污、的井進行反洗井，洗井排量應達到30m3/h,洗井一天，洗井后再進行同位素測井。3) 同位素沾污面積的歸位計算方法示蹤劑在井下開始分配后示蹤劑在井下工具處和管柱上存在沾污，地層吸水量、同位素濾積量及放射性強

4、度三者之間的正比關系被破壞，為提高解釋精度，必須對校正過的沾污面積再進行歸位計算。(1) 沾污消除校正系數(shù)沾污消除校正系數(shù)是指用儀器測出不同類型沾污形成的響應曲線面積與相同放射性源在井壁處對儀器的響應曲線面積之比。引入該參數(shù)即是將管壁、井下工具處的沾污換算到井壁上，以消除距離等因素的干擾。根據(jù)理論推導、試驗和測井資料解釋的經(jīng)驗，總結(jié)出各類沾污校正系數(shù)見表1。表1各類型沾污校正系數(shù)表(2)沾污面積歸位模型及計算方法沾污類型校正系數(shù)備注油管接箍內(nèi)臺階沾污0.07/油管接箍外臺階沾污0.13/偏心配水器沾污0.13/套管內(nèi)壁沾污0.32無水泥環(huán)0.23有2.5cm水泥環(huán)按水流方向及吸水能力將校正后的

5、沾污面積，分配給受沾污影響的吸水層，從而將同位素載體在向吸水層內(nèi)分配時未分配到地層的部分重新分配，使其接近理想條件下的分配。在籠統(tǒng)井中，校正后的沾污面積只分配給其后的吸水層；在配注井中，校正后的沾污面積只在其所在的配注層段中的各層間分配，不影響其它配注段的解釋，下面以籠統(tǒng)反注井為例。首先根據(jù)不同的同位素沾污類型，選用不同的校正系數(shù)。，如圖1所示。沾污S2校正后的面積乙.2=。月.2,這部分面積只分配給1號層,即Z.2=Z】-2；沾污S2.3校正后的面積Z2.3=OS2.3,這部分面積應分配給1號層S和2號層S2；曷.3=QXS3曷.3=QXS3s】+zL+勿-3S+Z.2+S2+Z).3+Z五

6、3S2+Z%3Si+Z1_2+S2+Zj-3+Z%3沾污面積校正后，重新計算總吸水面積和分層相對吸水面積如下：（沾污校正前后解釋結(jié)果對比見表2）S=(S)+Z.2+Z.3)4-(5*2+z.3)+S3B=S】+ZZj.3sX100%Pl=S2+Z$.3S-X100%以此類推，注入水從油管底部上返到油套環(huán)形空間后，自下而上分配給各個吸水層。圖1籠統(tǒng)井沾污校正示意圖表2x.l井吸水剖面沾污校正前后解釋結(jié)果對比表層號校正前吸校正后吸校正前吸校正后吸校正前后相對水面積水面積水量/%水量/%吸水最差值/%G18521.42683.7719.5819.820.23G191105.041449.1141.5

7、042.000.50G215458.25582.6717.2116.890.32G216331.17421.0912.4412.20-0.23G217(3)246.67313.659.269.09-0.17總和2662.553450.28100100/1.2井口溢流量的影響有效控制井口溢流量，能夠保證測井過程在穩(wěn)定的注入狀態(tài)下進行，對于測井資料的準確性、有效性十分重要，測井技術(shù)標準要求溢流量小于2n）3/d。目前的井口溢流裝置，在測試前，防噴盒內(nèi)的防噴墊全部更換，測井初期防噴盒密封效果能夠達到標準要求，但是隨著電纜的起下運動，電纜對防噴墊地磨損非常嚴重，等到測量同位素面積曲線時溢流量將達到68

8、m3/d.研制新型防噴盒控制井口溢流量由于電纜表面的螺紋鋼絲，密封件要承受電纜徑向壓力和軸向摩擦力，磨損速度很快，要求防噴盒有以下要求：能夠?qū)崿F(xiàn)測井過程中可靠密封；更換密封件方便快捷；盡量減慢密封件的磨損速度。1）增加儲油艙：用于儲存潤滑油，在電纜運動時潤滑電纜減少摩擦。2）增加密封艙級數(shù)：密封艙由兩級增加到四級,提高密封效果。3）改進阻流管材質(zhì)：取消鐵質(zhì)防噴墊，增加耐磨性聚氨酯材質(zhì)阻流管，降低鐵質(zhì)防噴墊對電纜磨損.4）改進密封盤根：密封盤根的密封性能主要與它的回彈性和磨損率兩個參數(shù)有關系，目前注入剖面測井使用的盤根材質(zhì)有橡膠和聚氨酯兩種，改進了密封盤根的材質(zhì)，應用后耐磨性能提高兩倍以上。1.

9、3大孔道的影響由于層段內(nèi)各吸水層的滲透性差異較大，有些區(qū)塊由于注水的長期沖刷和地層壓力的下降，井腔周圍的沖刷帶變大，在注入的同位素粒徑比較小的情況下，注入的同位素微球推向了地層深處，造成注入層井壁附近濾積的同位素微粒大大減少，使吸水層同位素異常幅度變低，甚至主吸層沒有異常幅度.2011年6月20日采用300呻600呻同位素源對X-2井進行同位素測試，該井的G24-7層和G14-8層為后期補孔層，地層有效厚度分別是9.0m和5.7m,有效滲透率高，測量未發(fā)現(xiàn)同位素異常，懷疑存在大孔道。7月6日采用600呻900呻大顆粒源復測，兩層都發(fā)現(xiàn)了同位素異常。采用有效方法降低大孔道影響1）同位素用量設計為

10、了保證吸水剖面測井時使用的同位素用量合適，根據(jù)施工日期、日注水量、油壓、測量井段內(nèi)的射孔層厚度、同位素出廠強度、載體規(guī)范等情況，按照以下原則分4步計算同位素用量。計算吸水指數(shù)1w=0CPxH）。式中/w為吸水指數(shù)，m3/（dmMPa）;。為注水量，m3/d;P為注水井的流壓與靜壓之差，MPa；H為單井累計射孔層厚度，m。（2）計算每米用量系數(shù)通過大量吸水剖面測井歷史資料，繪制薩北油田區(qū)域性同位素用量圖版，計算出每米用量系數(shù)（3）計算同位素強度S=37，KxH。37為單位換算系數(shù)，1毫居里=37MBq。（4）計算同位素用量體積f=Sx1000/（/。x/）,/=/0*-。693響）。式中，丫為同

11、位素用量，ml；/o為出廠時的放射性濃度，MBq/ml；/為衰減百分數(shù)；，為衰減時間，d7為所用同位素半衰期，ll.7d上述計算用量是一個重要的參考值，對于下列情況應適當增大用量：對于新轉(zhuǎn)注的注水井，由于長期的采油或排液，井周圍虧空大；對于出砂或者孔隙結(jié)構(gòu)比較松散的注水井，井腔周圍可能有大的沖洗帶；對于存在大孔道的井，如果偏心水嘴未采用全網(wǎng)形式，在增大同位素用量的同時，應采用大顆粒源測量。2）同位素多曲線選幅分析法高滲透層油層物性好，滲透率高，同位素異常面積相對其他層變化快，對于存在高滲透層的同位素井，一條同位素曲線不能準確反映吸水剖面，應采用多曲線選幅分析解釋，使同位素曲線應用更合理，進一步

12、提高同位素吸水剖面精度。下面介紹一下同位素測井多曲線選幅分析解釋法。一口兩級配注井,注水30min時偏一配注段內(nèi)的薩I1-2到薩13層的絕對吸水面積分別為514、300、753,偏二配注段內(nèi)的薩II14到薩III5+6層的絕對吸水面積分別為165、233、574、376。注水45min時,薩I1-2到薩13層的絕對吸水面積為291、205、518,薩II14到薩III5+6層的絕對吸水面積為61.113、302、137。15min內(nèi)薩I12到薩I3層的絕對吸水面積變化量為&=（514+300+753）-（291+205+518）=553,吸水量變化速度為=553+15分=36.9/分；15mi

13、n內(nèi)薩II14到薩III5+6層的絕對吸水面積變化量為4=（165+233+574+376）一（61+113+302+137）=735,其吸水量變化速度為4=735+15分=49/分。二者變化速度的關系為右+外=49+22.7=1.33（倍）薩II14到薩III5+6層替注30min時的同位素變化量相當于薩I1-2到薩I3層替注30x1.33=39.9min時的同位素變化量，解釋時，應選取薩II14到薩III5十6層替注30min時的同位素曲線和薩I12到薩13層替注39.9min時的同位素曲線共同參與解釋。L4同位素分配時間的影響在某些射孔層上部注入量高，下部注入量低的井中，會發(fā)生上部射孔層

14、段同位素分層清晰時，下部仍未見同位素，等下部射孔層段同位素分層清晰時，上部同位素異常幅度降低或消失。如圖2是X.3井不同替注時間測量的同位素曲線。該井分三級配注，第一級配注量為100n?/d,第二級配注量為80m3/d,第三級配注量為30m3/d。測量結(jié)果顯示，替注量為3.8n?時，第一、二配注段有同位素顯示，第二配注段同位素約占全井的53.46%,層段分層不好，第三配注段幾乎無同位素顯示。替注量為5.7m3,第三配注段出現(xiàn)分層，第二配注段吸水仍占全井的50.2%,第一配注段吸水面積變小。隨著替注時間增加，第一、二配注段吸水量逐漸減少。替注量為10.1n?以上時，90%以上的吸水在第三配注段，

15、第一、二配注段幾乎無同位素異常，與流量結(jié)果矛盾。分析認為，該井第三配注段吸水量少，同位素分層緩慢，使第一、第二配注段內(nèi)的同位素異常在較長的分層時間內(nèi)逐漸降低或者消失，影響了測量的準確性。現(xiàn)場測井時，應持續(xù)跟蹤測量多條同位素曲線，直至全井分層清晰，進行綜合解釋。圖2X4井測井解釋成果圖1.5同位素源的釋放深度計算井內(nèi)流體在油管內(nèi)的注入速度，能夠計算出同位素釋放時的深度與第一個水嘴（對于籠統(tǒng)井則是喇叭口或者篩管）之間的最佳深度，釋放深度過深,同位素就會在目的層上部形成人為的管柱粘污；釋放深度過淺，同位素來不及在注入水中均勻分布就會在井底形成堆積。根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗同位素在5min10min內(nèi)才能均勻分布

16、。假設儀器在井內(nèi)所測流量為1單位n?/d,油管規(guī)范為單位mm,則流體注入速度為：v=0.06782W5m/s其中油管規(guī)范。是常數(shù)。例如，假設某井所測流量為100m3/d,油管規(guī)范為62mm,根據(jù)公式（1）計算出同位素釋放深度距離第一個水嘴不能小于115m。同位素釋放時間應在測完關井資料后，儀器停在目的層之上，待注水壓力平衡時，再打開釋放器。合理掌握同位素釋放深度和時間是保證同位素載體均勻分布于注入水之中，使同位素得到合理分配的關鍵。1.6改進注水管柱結(jié)構(gòu)1）籠統(tǒng)注水井。對于射孔井段不是很長的井,將喇叭口提到射孔層段以上，避免喇叭口在射孔段底部同位素上返不到位的情況；當射孔井段較長時,將喇叭口提

17、到射孔段中上部；將喇叭口提到特殊層上部，如有些層多次測試結(jié)果不變化；有些層解釋結(jié)果和動態(tài)不符，把喇叭口提到射孔段上部，并參考溫度曲線綜合解釋。2）分層配注井。由于配水器、封隔器和油套管接箍處易形成沾污。針對它們的位置作以下改進:避免配水器對著射孔層，以無法區(qū)分究竟是沾污還是吸水面積；盡量把配水器放在每個層段的頂部,防止同位素源從水嘴流入上返時，有部分滑脫，形成沾污；在夾層厚度允許情況下，封隔器距離射孔層底部在3m以上。1.7壓力損失對流量的影響由于井口密封性和管柱壁、電纜以及水的粘滯力造成的阻力的影響，注水量由井口注入井下的過程中，會產(chǎn)生壓力損失導致流量減小。通過計算得到，（上接第23頁）從圖

18、版中可以看出，各個流量點下持氣率響應與標準含氣率基本呈正比例關系，液體中的油水比例對測量結(jié)果沒有直接影響。當流量達到30m3/d以上時,在含氣率一定的情況下，各流量點的響應值隨流量的增加不再變化，各條曲線基本重合，儀器響應與標準含氣呈近似正比例關系。4認識及結(jié)論通過對光纖探針持氣率計試驗樣機在模擬井做的氣水兩相和油氣水三相流持氣率試驗數(shù)據(jù)進行整理和分析，主要得出以下幾點認識：隨著氣量的增加,各個流量下儀器響應均與標準含氣率呈正比例關系。光纖傳感器對水和油有相同的響應，液體中的油水井下?lián)p失0.1MPa,流量平均減小5m3/d,如一口井注入量lOOmVd,井口壓力12MPa,同位素測量壓力折算到井口11.7MPa,那么該井井下實注85m3/d.2結(jié)論1）同位素沾污是影響資料質(zhì)量的重要因素，采用注入表面活性劑和同位素沾污面積歸位計算方法等措施，降低同位素沾污影響。2）研