王艷萍　(中國(guó)石油集團(tuán)長(zhǎng)城鉆探工程有限公司測(cè)井公司，遼寧 盤錦 124011)

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碳氧比能譜測(cè)井解釋中擴(kuò)徑影響校正方法研究

王艷萍(中國(guó)石油集團(tuán)長(zhǎng)城鉆探工程有限公司測(cè)井公司，遼寧 盤錦 124011)

[摘要]碳氧比(C/O)能譜測(cè)井應(yīng)用于套管井時(shí)，除受地層孔隙度影響，還會(huì)受到井徑、套管尺寸、水泥環(huán)厚度等井眼條件的影響，使得在井徑擴(kuò)徑處計(jì)算的剩余油飽和度(S(or))準(zhǔn)確性降低。通過采用在同井選擇受不利因素影響最小的純泥巖層的R(COIR)(遠(yuǎn)C/O非彈計(jì)數(shù)率)和R(LIRI)(遠(yuǎn)Ca/Si非彈計(jì)數(shù)率)，分別做R(COIR)-(dh-db) (井眼直徑與鉆頭直徑的差)和R(LIRI)-(dh-db)的交會(huì)圖，擬合得到R(COIR)、R(LIRI)受水泥環(huán)影響的校正值，得到準(zhǔn)確的地層C/O、鈣硅比(Ca/Si)參與S(or)的計(jì)算。該方法消除了C/O資料受井眼擴(kuò)徑和水泥環(huán)增厚的影響，提高了S(or)的計(jì)算精度，應(yīng)用效果較好。

[關(guān)鍵詞]C/O能譜測(cè)井；擴(kuò)徑影響；水泥環(huán)增厚；剩余油飽和度

碳氧比(C/O)能譜測(cè)井是通過測(cè)量14.1MeV的脈沖中子在地層中激發(fā)出的非彈性散射伽馬射線、俘獲伽馬射線等的能譜，來分析和確定地層的巖性和含油飽和度的一種測(cè)井方法。它不受地層水礦化度影響，在套管中直接測(cè)量?jī)?chǔ)層剩余油飽和度(Sor)，根據(jù)其大小還可以判斷油層的水淹程度、劃分油水層、確定油水界面以及進(jìn)行潛力層挖潛等[1]。C/O能譜測(cè)井主要應(yīng)用于套管井中，因此除受地層孔隙度影響外，井徑、套管尺寸、水泥環(huán)厚度、井內(nèi)流體性質(zhì)等都對(duì)C/O測(cè)量有較為明顯的影響。當(dāng)井徑發(fā)生明顯擴(kuò)徑時(shí)，水泥環(huán)厚度明顯增加，儀器的靈敏度下降；而伽馬能譜記錄了大量的水泥環(huán)信息，水泥環(huán)越厚，干擾計(jì)數(shù)越多，而真正來自地層的有用計(jì)數(shù)相對(duì)減少，這時(shí)根據(jù)C/O計(jì)算出的Sor的準(zhǔn)確性就大大降低[2]。現(xiàn)有的環(huán)境校正方法的局限性在于其主要針對(duì)套管尺寸、持油率和地層水礦化度進(jìn)行校正，并未考慮井徑對(duì)C/O能譜測(cè)井的影響，所以針對(duì)受井徑擴(kuò)徑影響的測(cè)井資料，基本利用經(jīng)驗(yàn)值采用人工校正法，該校正方法不能保證C/O的解釋精度。為此，筆者通過理論研究和試驗(yàn)得到了消除井徑影響的校正方法，即選用受不利因素影響最小的純泥巖層的RCOIR(遠(yuǎn)C/O非彈計(jì)數(shù)率)和RLIRI(遠(yuǎn)Ca/Si非彈計(jì)數(shù)率)，分別做RCOIR-(dh-db) (其中，dh為井眼直徑,mm；db為鉆頭直徑,mm)和RLIRI-(dh-db)的交會(huì)圖，擬合得到RCOIR、RLIRI受水泥環(huán)影響的校正值，消除來自擴(kuò)徑和水泥環(huán)的影響。

1C/O能譜測(cè)井原理及井眼擴(kuò)徑影響

中子發(fā)生器發(fā)射14MeV的高能快中子，能穿透儀器外殼、井內(nèi)流體、鋼套管和水泥環(huán)等介質(zhì)，與井眼和地層周圍物質(zhì)發(fā)生非彈性散射碰撞，釋放非彈性散射伽馬射線，RMT(reservoir monitoring tool)測(cè)井儀利用雙BGO閃爍晶體探測(cè)并俘獲上述伽馬射線。利用本底能譜求出介質(zhì)內(nèi)C/O等一系列比值，通過對(duì)元素及元素的比值分析結(jié)果解決地質(zhì)問題。

受C/O能譜測(cè)井儀器自身的探測(cè)深度范圍(非彈模式20～31cm；俘獲模式25～46cm)限制，在不同的井眼環(huán)境(不同井徑、井內(nèi)流體、水泥環(huán)厚度)下，對(duì)非彈性散射伽馬的測(cè)量都會(huì)產(chǎn)生影響，實(shí)際測(cè)井時(shí)測(cè)得的伽馬能譜非常復(fù)雜，包括儀器外殼、井眼流體、套管、固井水泥環(huán)和地層中各元素的貢獻(xiàn)。因此，為獲取地層真實(shí)的RCOIR、RLIRI進(jìn)而準(zhǔn)確求得地層的含油飽和度，必須對(duì)上述影響因素進(jìn)行校正。

目前，C/O能譜測(cè)井主要用于套管井中。根據(jù)C/O能譜測(cè)井系統(tǒng)分別在套管直徑為6、7.5、9in井眼中的試驗(yàn)測(cè)量結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在同等條件下，井眼越大，測(cè)量效果越差。通過對(duì)不同地層和井眼條件下的C/O的研究得出，儀器受自身測(cè)量范圍影響，測(cè)井時(shí)記錄的RCOIR、RLIRI隨井眼擴(kuò)徑、水泥環(huán)厚度的改變而改變，該干擾隨著井眼擴(kuò)徑、水泥環(huán)厚度的增加而益加明顯。這是因?yàn)樗喹h(huán)正好處在快中子密度大、產(chǎn)生非彈性散射伽馬射線多、距離探測(cè)器晶體近的位置上，所以測(cè)量的C/O包含了非彈性散射伽馬射線產(chǎn)生的一個(gè)較大的本底干擾，水泥環(huán)越厚，干擾計(jì)數(shù)越多，儀器靈敏度下降，真正來自地層的有效計(jì)數(shù)就相對(duì)減少。不論井眼內(nèi)充滿水、地層孔隙中充滿油或井眼內(nèi)充滿水、地層孔隙中充滿水時(shí)，在井眼擴(kuò)徑、水泥環(huán)增厚的情況下，近探測(cè)器還是遠(yuǎn)探測(cè)器測(cè)得的C/O都隨孔隙度的變化而減?。浑S水泥環(huán)厚度的增加，所測(cè)量的RCOIR隨之降低而RLIRI隨之增加。

2解釋方法研究

2.1方法研究

通過統(tǒng)計(jì)幾口井的C/O能譜測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)了同井內(nèi)井徑未擴(kuò)徑處的純泥巖、純水層段和未動(dòng)用的純油層段的RCOIR、RLIRI數(shù)據(jù)(見表1)。由表1可知，在同口井中，在井徑未擴(kuò)徑的情況下，未動(dòng)用的純油層、純水層、純泥巖層段近、遠(yuǎn)探測(cè)器的RCOIR、RLIRI測(cè)量值基本接近，因此將井徑正常時(shí)未動(dòng)用的純油層、水層、純泥巖層段的RCOIR、RLIRI做為標(biāo)準(zhǔn)值，對(duì)井眼擴(kuò)徑、水泥環(huán)增厚條件下的RCOIR、RLIRI進(jìn)行清除本底干擾校正處理。

表1　同井、同性儲(chǔ)層C/O能譜測(cè)井資料統(tǒng)計(jì)表

注：套管尺寸139.73mm；鉆頭直徑241.3mm；地層水礦化度2870～3100mg/L；儀器類型為RMTE；泥漿性質(zhì)為水基泥漿。

在同一口井內(nèi)，選擇受不利因素影響最小的純泥巖層的RCOIR、RLIRI，分別做RCOIR-(dh-db)和RLIRI-(dh-db)交會(huì)圖，擬合得到RCOIR、RLIRI受水泥環(huán)影響的校正值：

DCOIR=KCOIR×(dh-db)

(1)

DLIRI=KLIRI×(dh-db)

(2)

則：

RCOIR,c=RCOIR+DCOIR

(3)

RLIRI,c=RLIRI-DLIRI

(4)

式中：DCOIR﹑KCOIR分別為RCOIR的降低值(/1)和校正系數(shù)(/mm-1)；DLIRI﹑KLIRI分別為RLIRI的增加值(/1)和校正系數(shù)(/mm-1)；RCOIR,c、RLIRI,c分別為RCOIR、RLIRI的校正值,1。

2.2軟件實(shí)現(xiàn)

在DPP平臺(tái)處理界面上實(shí)現(xiàn)C/O能譜測(cè)井資料解釋全過程，擴(kuò)徑影響校正解釋處理過程分步完成：①利用交會(huì)圖處理模塊，需校正井根據(jù)各自情況選擇做不同的交會(huì)圖，具體分析后擬合得到RCOIR、RLIRI受水泥環(huán)影響的KCOIR、KLIRI。②在曲線編輯處理界面，編輯所需的校正公式，計(jì)算井徑曲線、鉆頭直徑與井眼直徑差值。③在曲線編輯處理界面，設(shè)置校正條件；如果為井徑縮徑情況，設(shè)置為“不?！?。④在曲線編輯處理界面，輸入KCOIR、KLIRI、DCOIR、DLIRI完成擴(kuò)徑影響校正。⑤在成果計(jì)算運(yùn)行界面，利用RCOIR,c、RLIRI,c參與Sor的計(jì)算。

3應(yīng)用實(shí)例

圖1　A井校正處理前、后對(duì)比圖

A井套管外徑139.7 mm，鉆頭尺寸24.13cm，水泥性質(zhì)水基，最大井斜13.67°，平均地層壓力12MPa。該井在完井后20d進(jìn)行C/O能譜測(cè)試，生產(chǎn)井段1453.5～1454.7m，C/O能譜測(cè)量井段1310～1490m，未進(jìn)行射孔作業(yè)。生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)：投產(chǎn)生產(chǎn)8.8d，含水率74.2%，日產(chǎn)油34t，日產(chǎn)水98m3，累計(jì)產(chǎn)水0.098×104m3，累計(jì)產(chǎn)油0.034×104t。

在A井的C/O測(cè)試資料解釋圖(圖1)上，1425.0～1428.5m處顯示RCOIR明顯降低，RLIRI變大，求得的Sor較低，通過與井徑曲線對(duì)比，此處井徑明顯擴(kuò)徑，數(shù)值達(dá)到38.80cm左右；對(duì)該井段的RCOIR、RLIRI進(jìn)行了消除井徑擴(kuò)徑影響校正，求出了合理的Sor,c。A井校正處理前、后數(shù)據(jù)對(duì)比見表2。

表2　A井校正處理前、后數(shù)據(jù)對(duì)比表

4結(jié)論與認(rèn)識(shí)

1)根據(jù)C/O能譜測(cè)井對(duì)地層巖性的區(qū)分能力，對(duì)比同井內(nèi)井徑未擴(kuò)徑處的純泥巖與井徑擴(kuò)徑處C/O測(cè)量值進(jìn)行消除擴(kuò)徑影響校正。擴(kuò)徑影響校正的方法能有效地消除RCOIR、RLIRI受到的井眼擴(kuò)徑、水泥環(huán)增厚的影響，得到真正來自地層的有效計(jì)數(shù)率，用于確定合理的Sor。

2)因儀器自身的探測(cè)深度范圍所限，在特殊情況下，井徑擴(kuò)徑范圍達(dá)到40mm 以上將無法達(dá)到滿意的校正結(jié)果。

3)C/O能譜測(cè)井解釋中擴(kuò)徑影響校正方法在受井徑擴(kuò)徑影響的資料解釋中發(fā)揮了不可替代的作用，并對(duì)其他井眼條件影響校正起到了良好的借鑒作用。

[參考文獻(xiàn)]

[1]劉宏偉，郭冀義，楊景海.碳氧比能譜測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)處理與解釋方法[M].北京：石油工業(yè)出版社，2012.

[2]郭海敏，戴家才.套管井地層參數(shù)測(cè)井[M]. 北京：石油工業(yè)出版社，2007.

[3]郭海敏.生產(chǎn)測(cè)井導(dǎo)論[M].第2版.北京:石油工業(yè)出版社，2010.

[編輯]龔丹

1Borehole Enlargement Effect Correction Method Used in C/O Ratio Spectrometry Logging Interpretation

Wang Yanping

(Author’sAddress:WirelineLoggingCompany，GreatWallDrillingCompany，CNPC，Panjin124011，Liaoning，China)

Abstract:When C/O Ratio Spectrometry Logging (C/O logging) was used in casing wells, in addition to the influence of formation porosity，it was also affected by well diameter, casing size，cement sheath thickness etc, therefore, the precision of residual oil saturation calculation was reduced in hole enlargement.A method was introduced by determining the R(COIR) and R(LIRI) of mudstone，utilizing the R(COIR)-(dh-db) cross-plot and R(LIRI)-(dh-db) cross-plot to match the impact of cement sheath，thus to obtain the real formation calcium silicon element ratio and carbon oxygen element ratio.With this method the impact of borehole enlargement and cement sheath thickening is eliminated, the accuracy of residual oil saturation calculation is improved and better application effect is obtained.

Key words:C/O logging；borehole enlargement compact；cement sheath thickening；residual oil saturation

[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A

[文章編號(hào)]1673-1409(2016)11-0001-03

[中圖分類號(hào)]P631.84

[作者簡(jiǎn)介]王艷萍(1973-)，女，工程師，從事測(cè)井技術(shù)解釋工作，849016046@qq.com。

[收稿日期]2015-07-15

[引著格式]王艷萍.碳氧比能譜測(cè)井解釋中擴(kuò)徑影響校正方法研究[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版) ,2016,13(11):1～3.