仲艷華, 魏大農(nóng), 馮愛國, 袁明前

(中國石化集團江漢石油工程公司測錄井公司, 湖北 潛江 433123)

0 引 言

中國大多數(shù)老油田的絕大部分油區(qū)已經(jīng)進入開采中后期,如何提高老油區(qū)的采收率是一件十分重要的工作,其中剩余油飽和度測井技術(shù)在提高采收率中具有重要作用。絕大部分油田開發(fā)采用注水的方式,多年注水后油區(qū)的地下油氣層巖性、物性、含油(水)性、電、聲特性都發(fā)生了較大的變化,采用剩余油飽和度測井方法確定剩余油飽和度及其分布十分迫切。剩余油飽和度測井的方法主要是碳氧比能譜測井、中子壽命測井以及最近幾年引進的過套管電阻率測井和PNN測井等方法[1-2]。江漢油田地層水礦化度高,從20世紀60年代就開始中子壽命測井確定剩余油飽和度的實驗研究,根據(jù)不同的地質(zhì)情況,該方法衍生出多種應(yīng)用,中子壽命測井的應(yīng)用仍然相當有效[2]。

1 中子壽命測井技術(shù)的發(fā)展

江漢油田自1969年開始一直從事中子壽命測井的測井方法、施工工藝和剩余油評價的解釋模型、解釋軟件的研究,使用過FC731型、SMJ-A型、SMJ-B、C、D型測井儀器。常規(guī)測井應(yīng)用于大厚油層非均質(zhì)水淹層解釋、開發(fā)調(diào)整井解釋、油水界面判斷、低電阻率油層識別、特殊巖性識別等,發(fā)展了一些測井工藝如時間推移、測-注-測等工藝。在實際應(yīng)用過程中,早期的測-注-測方法盡管可以獲取精度較高的地層剩余油飽和度,但由于其施工過程復雜,還需動用大型設(shè)備等,在實際生產(chǎn)中已經(jīng)很少應(yīng)用,取而代之的是結(jié)合作業(yè)過程的“測-堵-測”技術(shù)。在此基礎(chǔ)上,通過多年努力,發(fā)展了通過向地層注入極高俘獲截面物質(zhì)溶液的極低速“測-注-測”(如注入硼等高俘獲截面元素的方法)工藝,使中子壽命測井得以在低礦化度油田應(yīng)用,這種方法在油井已射孔儲層可以計算出儲層的剩余油飽和度[2]。

2 中子壽命測井技術(shù)監(jiān)測剩余油飽和度

2.1 常規(guī)剩余油飽和度監(jiān)測

常規(guī)剩余油飽和度監(jiān)測是指在高礦化度地層水油田利用中子壽命測井的方法原理,一次下井測得中子壽命曲線,結(jié)合完井測井曲線對儲層尤其是已開采的油層進行剩余油飽和度評價。理論上,當?shù)貙涌紫抖却笥?0%以及井筒和地層液體礦化度大于5×104mg/L時便可用中子壽命測井方法識別油、氣、水層[3-4]。江漢油田的絕大多數(shù)油區(qū)滿足該條件。對老井尤其是早期只有橫向資料的井,該方法是資料上的一個補充。

2.2 開發(fā)調(diào)整井判斷水淹層(應(yīng)用)

圖2是GX6-××井固井完井后26 d所測的中子壽命測井曲線圖。該井鉆開油層段之后發(fā)生卡鉆事故,致使目的層段泥漿浸泡時間長達1個多月之后才進行完井測井。完井測井解釋發(fā)現(xiàn)潛43油組3 271.2～3 273.4 m和3 274.8～3 280.0 m井段2、3號2個層7.4 m儲層電阻率都偏低(4 Ω·m),泥漿電阻率0.1 Ω·m,地層水礦化度32×104mg/L(電阻率0.015 Ω·m),地層孔隙度平均14%,含油飽和度僅43.7%,按完井資料解釋較難判斷油層或水淹層。固井26 d后進行中子壽命測井,用中子壽命測井資料計算含油飽和度為60%,解釋結(jié)果為油層,油層低電阻率原因是泥漿浸泡時間過長、侵入深造成的。1、2、3號等3個層合試結(jié)果日產(chǎn)油8 t,無水。中子壽命測井解釋與試油結(jié)論相符[2]。

圖1 GU-××井中子壽命測井解釋成果圖

圖2 GX6-××井中子壽命測井解釋成果圖

對于完井過程中因特殊原因無法取全資料的情況,中子壽命測井資料無疑對完井是一個很好的補充。但是如果在固井后較短的時間內(nèi)測得中子壽命測井資料,則可能會因為地層沒有得到很好的恢復,中子壽命測井探測淺而不能反映地層的真實狀況,造成解釋與試油結(jié)果不符。

圖3 ZX8-××CZ井中子壽命測井解釋成果圖

2010年12月31日后的9個月對該井進行PNN測井。圖3中2條俘獲截面曲線對比分析,PNN測量數(shù)值普遍比中子壽命測量值低,9個月后泥漿侵入已消失,PNN測井反映儲層真實的流體性質(zhì)。如19號層及15號層的俘獲截面值在24～20 c.u.,符合該地區(qū)油層(低水淹)的解釋級別,解釋為油層。試油結(jié)果也證實這個結(jié)論是正確的。

2.3 “測-注-測”測井方法

圖4 CZC J5-×290井中子壽命測井圖

圖5 W4-9-2井中子壽命時間推移監(jiān)測曲線圖

2.4 時間推移測井判斷油水界面變化

圖5為W4-9-2井中子壽命時間推移測井監(jiān)測實例。該井1970年投產(chǎn),初產(chǎn)油51.5 t/d,1980年見水,見水后含水率上升很快;1982年9月含水51%,1985年4月含水90%,為了解地層產(chǎn)液情況,先后4次進行中子壽命測井。圖5中顯示油水界面從初期的1 687.4 m上升到1986年4月的1 684.4 m和1995年10月的1 679 m;注入水推進不均勻,即水淹程度不同,在1 671～1 676 m、1 679～1 687 m之間注入水推進較快,1 676～1 679 m之間注入水推進較慢[2]。

1987年8月中子壽命測井前,W4-9-2井產(chǎn)油4.4 t/d,水68 m3/d,含水率95.3%。1987年9月,中子壽命測井后進行措施,產(chǎn)油7.1 t/d,產(chǎn)水54.9 m3/d,含水率88.5%。措施后產(chǎn)油上升,產(chǎn)水明顯下降。

2.5 了解注入剖面的吸水情況

H101-××井是一口注水井,2009年進行注同位素注水剖面測井施工,多次反復測井因同位素沾污嚴重,無法判斷吸水層段。后采用注硼-中子壽命測井,取得滿意資料,資料顯示吸水層和非吸水層明顯,與地質(zhì)動態(tài)分析相符,解決了地質(zhì)上難以判斷的難題(見圖6)。

圖6 H101-××硼中子注水剖面成果圖

2.6 稠油井中找竄

T2×-1井是江漢油田TK稠油區(qū)塊的一口生產(chǎn)井。投產(chǎn)初期日產(chǎn)油7 t,水2.7 m3,隨后產(chǎn)液量迅速上升到25.2 m3,含水率達到100%,初步判斷是水層竄槽。采用同位素找竄效果不理想,判斷為有竄槽的可能。為了進一步證實,建議進行注硼中子壽命測井。注硼中子壽命測井證實26號油層與下部27號水層竄槽。對該井實施封堵,打開上部油層,日產(chǎn)油穩(wěn)定在3.7 t,含水下降到74.6%。取得較好的效果(見圖7)。

圖7 T2×-1井注硼中子壽命測井找竄成果圖

2.7 特殊井監(jiān)測應(yīng)用

水平井、大斜度井等特殊井的監(jiān)測一直是油田開發(fā)監(jiān)測中的難點之一。2009年,通過在×××地區(qū)J10-×75井(最大井斜為86 °)(見圖8)采用水平井電纜牽引器+脈沖中子測井技術(shù),成功完成了該井監(jiān)測。資料顯示油層及以下地層的俘獲截面基線和曲線一直保持一定幅度的離差,說明下部水層上竄,與預測結(jié)果一致。根據(jù)這一結(jié)論,改變采油工藝,油層含水率得到了有效控制。根據(jù)資料對該井進行措施后取得降水增油的效果。這是首次在特殊井中進行監(jiān)測施工并取得成功。

圖8 ×××地區(qū)J10-×75井水平井來水方向監(jiān)測

3 結(jié) 論

(1) 中子壽命測井技術(shù)的應(yīng)用證明該方法值得在江漢油田及類似油區(qū)進行推廣應(yīng)用。

(2) 高礦化度地層水油田高孔隙度地層采用儀器一次下井取得的資料,結(jié)合完井資料、區(qū)域地質(zhì)資料以及動態(tài)資料,可以有效評價地層剩余油飽和度;對于缺少部分資料的老井、開發(fā)調(diào)整井等也可以成為一種補充資料。

(3) 低礦化度地層水油田可以采用“測-注-測”的方法尋找剩余油飽和度高的儲層;該方法還可用于找竄(漏)、替代注同位素注水剖面測井等。

(4) 特殊井監(jiān)測應(yīng)用的成功進一步擴大了中子壽命測井的應(yīng)用范圍。

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