趙勃權(quán)(中國石油大學(xué)(華東)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,山東青島 266555 中國石油集團(tuán)測井有限公司塔里木事業(yè)部,新疆庫爾勒 841000)

能譜水流測井在塔里木油田的應(yīng)用

趙勃權(quán)(中國石油大學(xué)(華東)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,山東青島 266555 中國石油集團(tuán)測井有限公司塔里木事業(yè)部,新疆庫爾勒 841000)

闡述了能譜水流測井的基本原理,介紹了塔里木油田使用的新型9探頭能譜水流測井儀的結(jié)構(gòu),以測井解釋實例分析了能譜水流測井在塔里木油田注水井分層流量的定量測試、識別套管破損、封隔器驗封、找竄等應(yīng)用情況。應(yīng)用效果表明,該技術(shù)施工工藝獨特,受影響因素少,在注水剖面測井中可以定量計算各吸入層的流量,同時在識別套管破損、封隔器驗封、竄槽等方面具有顯著效果。

能譜水流測井;氧活化;注入剖面;中子源;塔里木油田

1 能譜水流測井基本原理概述

能譜水流測井是脈沖中子與氧元素相互作用,使活化后的氧原子放出特征伽馬射線,通過檢測伽馬射線來確定儀器周圍含氧流體的流動情況[1-3]。用能量大于10Me V的快中子照射流體,流體中的活化氧產(chǎn)生氧的放射性同位素16N,16N不穩(wěn)定放射β-射線后衰變,半衰期為7.13s。衰變過程中放出高能γ射線,16N衰變過程放射出γ射線能量為6.13Mev。其反應(yīng)式為:

氧原子核活化后放出的伽馬射線的能量較高,能穿透幾英寸井筒材料,可以通過對伽馬射線時間譜的測量來反映油管內(nèi)、環(huán)型空間、套管外含氧物質(zhì)特別是水的流動狀況。測量流體從中子源流到探測器的時間為Δt,中子源至探測器的距離為L,則流體的速度為V=L/Δt,再根據(jù)水流動空間的截面積,即可計算出流量。

2 塔里木油田使用的能譜水流測井儀器的結(jié)構(gòu)

塔里木油田自2011年引進(jìn)新型的能譜水流測井儀(見圖1),該測井儀具有單發(fā)多收功能,一次下井可同時測上、下水流量,上水流有4個探頭,下水流有5個探頭,最大源距可達(dá)3.5127m;同時也可以獲得井溫、壓力、自然伽馬、中子壽命和CCL等多種參數(shù);而且能滿足中子壽命和中子氧活化2種測井方法結(jié)合來在水平產(chǎn)出井中找水的需要,便于綜合解釋。

圖1 能譜水流測井儀器結(jié)構(gòu)圖

3 應(yīng)用效果分析

1)計算注入層流量 X10-4井能譜水流測井時,地面計量日注水量為80.0m3,能譜水流測井儀器在4730.0m處測量套管內(nèi)總注水量,測量注入水量為82.03m3/d,與地面計量表讀數(shù)(80.0m3/d)誤差較小,相對誤差為2.54%,能譜水流測井各層吸水如圖2所示。

圖2 X10-4井能譜水流測井解釋圖

2)識別套管破損 X1-27H井利用能譜水流測井識別套管破損(見圖3)。能譜水流測井資料反映油套環(huán)空中1510～1540m處監(jiān)測出存在上水流,并且在1540m上水流量基本與井口注入量相等,從1540m上返至1500m處逐漸減小至零,分析認(rèn)為在1500～1540m之間存在套損,該井為無效注水井。

3)封隔器驗封 X4-10井利用能譜水流測井監(jiān)測封隔器失效(見圖4),在4990.4m處有61.13m3/d的環(huán)空上水流,封隔器在4998m,配水器在5008.8m, 5005m處有69.47m3/d的環(huán)空上水流,分析認(rèn)為4998m處的封隔器失效。

4)識別套管外水竄 X2-33-3井為產(chǎn)液井,在改層生產(chǎn)后開始5d日出水達(dá)到230m3,根據(jù)該層產(chǎn)液特征,懷疑產(chǎn)層下部存在管外水竄現(xiàn)象。在2013 年5月29日通過能譜水流測井尋找井底水竄層,能譜水流測井解釋如圖5所示。該次測井資料顯示溫度在4875m處存在明顯異常拐點,認(rèn)為是管外竄位置,通過能譜水流定量計算發(fā)現(xiàn)在4879m處未檢測到上水流峰,而在4871m處儀器記錄值存在明顯的上水流峰,分析認(rèn)為井底4875m存在管外水竄。

圖3 X1-27H井能譜水流測井識別套管破損

圖4 X4-10井能譜水流測井監(jiān)測封隔器失效

圖5 尋找套管外水竄層

4 結(jié)語

塔里木油田引進(jìn)能譜水流測井以后,由于該技術(shù)施工工藝獨特,受影響因素少,在注水剖面測井中可以定量計算各吸入層的流量,同時在識別套管破損、封隔器驗封、竄槽等方面具有顯著效果。近3年,塔里木油田能譜水流測井的工作量每年以超過50%的速度增加,在油田注水開發(fā)中發(fā)揮著越來越大的作用。

[1]黃隆基.放射性測井原理[M].北京:石油工業(yè)出版社,1998.

[2]韓玉堂,林梁,李婧.能譜水流測井技術(shù)的研究和推廣[J].測井技術(shù),2002,26(4):306-310.

[3]郭海敏.生產(chǎn)測井導(dǎo)論[M].北京:石油工業(yè)出版社,2003.

[編輯] 洪云飛

TE151

A

1673-1409(2014)32-0058-03

2014-07-05

趙勃權(quán)(1972-),男,工程師,現(xiàn)主要從事注采剖面測井解釋評價方面的研究工作。