張 遂,劉 淵,黨永潮 (中石油長慶油田分公司第一采油廠,陜西延安716000)

夏幼紅,張 立,郭 鑫 (中石化中原油田分公司采油院生產(chǎn)測(cè)井中心,河南濮陽457001)

張坤峰 (中原油田分采油二廠,河南濮陽457001)

安塞油田地處鄂爾多斯盆地陜北斜坡的中東部偏南,主要含油層系為三疊系延長組長6、長2油層,是鄂爾多斯盆地三疊湖盆由鼎盛期轉(zhuǎn)入衰退期時(shí)形成的三角洲前緣亞相沉積體系。該儲(chǔ)層巖性致密,油層物性差,平均喉道半徑0.31～0.48μ m,孔隙度為11%～13%,平均為12.3%,空氣滲透率1.29×10-3μ m2,變異系數(shù)0.47～0.5,排驅(qū)壓力0.5MPa,屬于低滲-特低滲油層。具有低孔、低滲,油水接觸關(guān)系復(fù)雜的特點(diǎn)。延長組長6、長2油藏縱向小層多,水驅(qū)規(guī)律復(fù)雜,水洗程度高,剩余油富集。近年來,將碳氧比測(cè)井、過套管電阻率測(cè)井、脈沖中子-中子測(cè)井3種剩余油測(cè)井方法用于現(xiàn)場實(shí)踐,目的是進(jìn)行水淹層的判斷識(shí)別,認(rèn)識(shí)高含水井各小層的水淹程度,尋找剩余油分布規(guī)律,進(jìn)行綜合調(diào)整,提高油藏開發(fā)水平。與此同時(shí),對(duì)這3種剩余油測(cè)井技術(shù)在低滲透油藏的適用性進(jìn)行對(duì)比分析,從而找出合適的測(cè)井技術(shù)。

1 3種剩余油測(cè)井技術(shù)簡介

1.1 碳氧比測(cè)井

碳氧比測(cè)井即運(yùn)用地層監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行剩余油飽和度測(cè)試,主要通過測(cè)量油層內(nèi)各小層碳元素與氧元素的比值,進(jìn)而確定儲(chǔ)層的含油飽和度。測(cè)量主要采用物理方法,由中子管產(chǎn)生的快中子與地層的碳、氧原子發(fā)生非彈性散射,不同元素的原子要產(chǎn)生特定能量的伽馬射線能譜,通過記錄和分析這些伽馬能譜,從而獲得儲(chǔ)層飽和度參數(shù),確定水淹程度,評(píng)價(jià)剩余油分布。

1.2 過套管電阻率測(cè)井

圖1 過套管電阻率測(cè)量原理示意圖

過套管電阻率測(cè)井是一種電法測(cè)井方式,主要運(yùn)用套管井電阻率測(cè)井儀 (CHFR)測(cè)量套管井中套管、產(chǎn)層電阻率,計(jì)算得到含油飽和度,進(jìn)行剩余油富集程度評(píng)價(jià)[1]。主要采用點(diǎn)測(cè)方式,測(cè)量過程分為測(cè)量階段和刻度階段,如圖1所示。以上行測(cè)量為例,用位于CHFR儀器上端的電流電極發(fā)射電流,回路電極置于地面。發(fā)射電流到達(dá)套管后,有2種途徑到達(dá)地面的回路電極:①大多數(shù)電流直接通過鋼質(zhì)套管。②少部分漏失電流在地層中流動(dòng)到達(dá)回路電極。儀器上有3組電壓電極接觸套管,通過測(cè)定每對(duì)電極間的壓降以測(cè)定漏失的地層電流和套管內(nèi)的阻抗變化關(guān)系。上述階段為測(cè)量階段。在刻度階段,發(fā)射電流的位置不變,但直接經(jīng)套管到達(dá)電流電極。通過對(duì)比這2個(gè)階段測(cè)量電流值的差異,計(jì)算地層電阻率。將過套管電阻率測(cè)井得到的套管井電阻率和裸眼井測(cè)井資料結(jié)合,運(yùn)用儲(chǔ)層評(píng)價(jià)程序?qū)y(cè)量井段進(jìn)行地層評(píng)價(jià)和飽和度解釋,可以得到套管井地層含油飽和度及綜合成果圖。該技術(shù)徑向測(cè)試距離可達(dá)到1.5m,可以評(píng)價(jià)剖面小層水淹程度和剩余油潛力。

1.3 脈沖中子-中子 (PNN)測(cè)井

脈沖中子-中子測(cè)井技術(shù)原理是通過脈沖中子測(cè)井儀的中子發(fā)生器向地層發(fā)射14MeV的快中子,經(jīng)過一系列的非彈性碰撞和彈性碰撞,中子減速,快中子成為慢中子,中子的能量與組成地層的原子處于熱平衡狀態(tài)時(shí),中子不再減速,直到與地層內(nèi)其他元素原子核發(fā)生俘獲反應(yīng)[2]。利用 PNN測(cè)井儀器上長、短源距探測(cè)器上中子計(jì)數(shù)的比值可以計(jì)算儲(chǔ)層的含氫指數(shù)。據(jù)此可以計(jì)算測(cè)試井近井地帶含油飽和度,劃分水淹級(jí)別,進(jìn)而確定剩余油分布狀況。

脈沖中子-中子 (PNN)測(cè)井適用于低礦化度、低孔隙度地層,測(cè)試速度一般為400m/h左右。工藝技術(shù)簡單,在不洗井的情況下起出原井油管,下入測(cè)井儀器至目的層段,經(jīng)過預(yù)熱即可直接進(jìn)行測(cè)試,錄取數(shù)據(jù),完成地層特征信息采集,測(cè)試即可結(jié)束。該測(cè)井技術(shù)具有測(cè)試占井時(shí)間短、節(jié)省作業(yè)費(fèi)用、精確度高的優(yōu)點(diǎn)。

圖2 中子與地層元素相互作用示意圖

2 3種剩余油測(cè)井技術(shù)的地質(zhì)應(yīng)用

最近幾年來,運(yùn)用以上3種剩余油測(cè)井方法在低滲儲(chǔ)層采油井上進(jìn)行了現(xiàn)場測(cè)試。這3種剖面剩余油飽和度測(cè)井技術(shù)的現(xiàn)場應(yīng)用不僅豐富了剩余油飽和度監(jiān)測(cè)的手段,而且為油井下步開發(fā)調(diào)整起到了指導(dǎo)作用。

2.1 射孔層位優(yōu)選

對(duì)注水開發(fā)時(shí)間長,地下油水接觸關(guān)系復(fù)雜,注入水水驅(qū)方向復(fù)雜的區(qū)塊,在高含水區(qū)域剩余油富集規(guī)律認(rèn)識(shí)難度大。為了了解該類型區(qū)塊剩余油分布狀況,對(duì)9口井進(jìn)行碳氧比測(cè)井,采用點(diǎn)測(cè)方式,測(cè)速為50m/h,對(duì)測(cè)試井井筒狀況要求高,需要進(jìn)行洗井作業(yè),并通井至人工井底。對(duì)地層孔隙度要求在20.0%以上,徑向探測(cè)半徑為30cm。測(cè)試之后,依據(jù)測(cè)試成果,采取了隔采、側(cè)鉆等措施,取得了一定的效果。以王1#井為例加以說明。

圖3 王1#井碳氧比測(cè)井解釋結(jié)果圖

王1#井投產(chǎn)初期含水15.2%,1995年10月見注入水,含水達(dá)到42.9%,累計(jì)產(chǎn)油3098t,累計(jì)產(chǎn)水782m3。該井于2004年9月16日進(jìn)行碳氧比測(cè)井。測(cè)試結(jié)果見圖3。結(jié)果顯示,1191.0～1192.5m油層段為低水淹;1173.0～1173.5m油層段和1183.5～1188.0m油層段為中等水淹;1147.5～1150.5m油層段和1174.5～1177.0油層段為強(qiáng)水淹。分析認(rèn)為該井近井地帶剩余油較為富集。2005年6月下旬在該測(cè)試井周圍部署側(cè)鉆井王側(cè)1#井,在測(cè)試結(jié)果顯示的未水淹層段進(jìn)行射孔,射孔段分為1160.0～1164.0m和1188.0～1192.0m,共8.0m。王側(cè)1#井自2005年6月生產(chǎn)至今,累積產(chǎn)油4065t,累積產(chǎn)水1163m3,側(cè)鉆取得了較好的效果,進(jìn)而驗(yàn)證了該井的測(cè)試結(jié)果。

2.2 對(duì)油層進(jìn)行綜合改造

對(duì)于多油層發(fā)育油藏,層間矛盾突出的區(qū)塊。為了認(rèn)識(shí)主向油井剩余油分布狀況,在該類型井進(jìn)行過套管電阻率測(cè)井。過套管電阻率剩余油測(cè)井技術(shù)測(cè)井以點(diǎn)測(cè)方式直接進(jìn)行,測(cè)井儀器與套管內(nèi)壁的接觸程度影響測(cè)試精度,這一測(cè)井技術(shù)工藝簡單,無須洗井作業(yè),測(cè)試成果便于應(yīng)用。運(yùn)用剖面剩余油測(cè)井技術(shù)資料成果,進(jìn)行油井產(chǎn)層改造,取得了顯著的地質(zhì)效果。以杏2#井為例加以說明。

杏2#井產(chǎn)層為長油層和長油層,長層段射開1504.8～1505.8m、1508.0～1510.0m、1511.0～1512.0m 3個(gè)射孔段,長油層射開1532.0～1534.0 m、1536.0～1538.0m 2個(gè)射孔段,初期含水4.3%,周圍對(duì)應(yīng)水井2口,注水10mon之后,該井含水上升到52.6%,有見水見效顯示。該井進(jìn)行過套管電阻率測(cè)井,測(cè)試解釋結(jié)果見圖4。

圖4 杏2#井CHFR測(cè)井綜合解釋成果圖

運(yùn)用過套管電阻率測(cè)井資料現(xiàn)場測(cè)試出的儲(chǔ)層電阻率值與裸眼井電阻率值之間的差值來判斷測(cè)試井各油層段的水淹情況。當(dāng)儲(chǔ)層電阻率值小于裸眼井電阻率值時(shí),表明層段已水淹,差值越大,水淹越嚴(yán)重;當(dāng)儲(chǔ)層電阻率值接近于裸眼井電阻率值,表明未水淹或水淹弱[3]。依據(jù)過套管測(cè)井水淹層判斷標(biāo)準(zhǔn),測(cè)試油井長層為中等水淹,長層為油層,剩余油比較富集。結(jié)合周圍水井對(duì)應(yīng)情況,該井只有長層與周圍對(duì)應(yīng)注水井注水層位對(duì)應(yīng),下部長層射孔段無注水層位對(duì)應(yīng),分析認(rèn)為該層沒有動(dòng)用。測(cè)得該井近井地帶地層壓力為14.59MPa,壓力保持水平146.0%,認(rèn)為地層能量充足。半年后,進(jìn)行酸化解堵,隔采長層,目前在長層進(jìn)行生產(chǎn)。

2.3 判斷油水界面

為了認(rèn)識(shí)底水油藏剖面剩余油狀況,進(jìn)一步判斷底水發(fā)育區(qū)油井近井地帶油水接觸關(guān)系,運(yùn)用脈沖中子-中子測(cè)井技術(shù)在現(xiàn)場測(cè)試1口油井。以杏2#井為例加以說明。

圖5 賀1#井脈沖中子-中子測(cè)井解釋結(jié)果圖

3 結(jié) 語

低滲儲(chǔ)層剩余油測(cè)井技術(shù)是近年來在生產(chǎn)現(xiàn)場監(jiān)測(cè)油井剖面剩余油過程中形成的技術(shù)系列。在安塞油田低滲透儲(chǔ)層剩余油測(cè)試中,利用該類技術(shù)得到的成果對(duì)于油層地質(zhì)認(rèn)識(shí)起到重要的指導(dǎo)作用,具有廣泛的應(yīng)用前景。對(duì)3種剩余油測(cè)井技術(shù)進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn),對(duì)注水開發(fā)時(shí)間長,地下油水接觸關(guān)系復(fù)雜,注入水水驅(qū)方向復(fù)雜的區(qū)塊,可采用碳氧比測(cè)井技術(shù)。該技術(shù)對(duì)地層孔隙度要求在20.0%以上,徑向探測(cè)半徑為30cm,對(duì)測(cè)試井井筒狀況要求高,需要進(jìn)行洗井作業(yè),并通井至人工井底。并且這一測(cè)試方法的準(zhǔn)確度受到資料成果中未顯示裸眼完井時(shí)測(cè)試的含油飽和度影響,不便于與油井生產(chǎn)時(shí)測(cè)試的含油飽和度進(jìn)行對(duì)比,因而存在一定的局限。對(duì)于多油層發(fā)育油藏,層間矛盾突出的區(qū)塊,可采用過套管電阻率測(cè)井技術(shù),徑向探測(cè)半徑在1.5～2.0m,該測(cè)井技術(shù)工藝簡單,無須進(jìn)行洗井作業(yè),測(cè)試成果便于應(yīng)用。但是該測(cè)試技術(shù)的成本費(fèi)用高,而且測(cè)井儀器與套管內(nèi)壁的接觸程度影響測(cè)試精度。對(duì)于低礦化度、低孔隙度地層,可采用脈沖中子-中子測(cè)井技術(shù),徑向探測(cè)半徑為50cm,測(cè)試準(zhǔn)確度高,對(duì)測(cè)試井的井況要求低,不需進(jìn)行洗井作業(yè),因此節(jié)省作業(yè)費(fèi)用。比較上述3種測(cè)井技術(shù),認(rèn)為脈沖中子-中子測(cè)井更加適用于低孔、低滲的儲(chǔ)層特征。

[1]王慶如,李萍.套管井電阻率測(cè)井在剩余油研究中的應(yīng)用 [J].中國海上油氣,2004,16(4):259～262.

[2]任建華.脈沖中子水流測(cè)井技術(shù)及其應(yīng)用 [J].油氣地質(zhì)與采收率,2006,13(3):91～93.

[3]馬世東,任瑞清.剩余油研究技術(shù)在馬嶺油田開發(fā)中的應(yīng)用[J].低滲透油氣田,2007,(2):16～18.