李良文

(長江大學石油工程學院，湖北武漢430100 中國石油集團工程設計有限責任公司北京分公司，北京100085)

侯振永，周良文

吳樂軍，楊志華

(中海油田服務股份有限公司油田技術事業(yè)部，河北 燕郊 065201)

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溫度測井在海上油田的特殊應用

李良文

(長江大學石油工程學院，湖北武漢430100 中國石油集團工程設計有限責任公司北京分公司，北京100085)

侯振永，周良文

吳樂軍，楊志華

(中海油田服務股份有限公司油田技術事業(yè)部，河北 燕郊 065201)

[摘要]溫度測井是產出、注入剖面測井中的常規(guī)測量項目，普遍認為其在解釋過程中起到了輔助作用，但是經過近幾十年海上生產測井解釋經驗的積累，在某些特殊情況下溫度測井起到了決定性作用。在簡要介紹溫度測井解釋原理的基礎上，采用開關井溫度對比、流溫梯度變化分析和溫度模型建立等方法總結了溫度測井的特殊應用，成功解決了油藏動態(tài)監(jiān)測的疑難問題。

[關鍵詞]溫度測井；生產測井；流溫梯度；溫度模型

溫度測井由于受井筒流動擾動小，測量穩(wěn)定，是生產測井行業(yè)中一種常規(guī)動態(tài)監(jiān)測項目，其測量對象是地溫梯度和局部溫度異常，反映井的長期行為。20世紀30年代溫度測井開始應用于生產測井，探測油氣層位[1]。一直以來，普遍認為溫度測井在解釋過程中起到了輔助判定產出/吸入層位的作用，常規(guī)應用主要有提供產出剖面測井解釋模型的基礎參數、定性判定產出剖面測井的產出層位、定性分析注入剖面的吸水層位[2]等。但是，經過近幾十年海上生產測井解釋經驗的積累，在某些特殊情況下溫度測井在解釋過程中起到了決定性作用。

1溫度測井理論基礎

圖1　井筒內溫度分布

溫度隨深度變化的規(guī)律為地溫梯度，在無擾動的情況下，溫度曲線即與地溫剖面相同[1]。當井筒內有流體加入時，原始地溫場受到擾動破壞，偏離正常地溫而形成井溫異常[1,3,4]。

溫度測井的解釋方法主要有2種：定性分析和定量計算。在生產井中，產出流體的井溫曲線在產出層上部出現正異常，即井溫高于地熱溫度；若產氣時，由于氣體膨脹吸熱冷卻，使溫度下降，井溫曲線通常產生負異常；在注入井中，一般注入水的溫度低于儲層溫度，因此井溫曲線負異常[3～7](見圖1)。

井溫曲線影響因素較多，主要有流體、流量和地層的物性以及完井結構等。Ramey在井筒流動、地層不流動、流體具有不可壓縮性的情況下[1]，建立了井筒內生產或注入條件下的溫度分布特性，是溫度曲線定量解釋的基礎。對于注入層位和生產層位，焦耳-湯姆遜效應明顯，采用能量方程和傅里葉導熱定律進行計算。Ramey模型是經典、簡單、實用的井筒傳熱模型，在產出井的條件方程[1]為：

當D?Z時:

Tw(D,t)=gGD+Tb-gGZ=TG+gGZ

式中：Tw(D,t)為井眼溫度，℉(1℉=0.5556K)；D為深度，ft(1ft=0.3048m)；t為注入或生產時間，d；Tb1為產出深度處的地層溫度，℉；gG為地溫梯度，℉/ft；Ti1為產出點上部的流體溫度，℉；Tb是初始點處的流體溫度，℉；TG為地熱溫度，℉；w為質量流量，lb/d(1lb=0.4536kg)；Cpf為流體熱容，Btu/(lb·℉)；λ為熱傳遞率，Btu/(d·ft·℉)(1Btu=1055.06J)；α為巖石熱擴散系數，ft2/d；r2為套管外徑，ft。

2特殊應用實例

2.1開關井溫度曲線對比判斷漏失位置

通過開關井溫度對比可以定性判斷漏失位置。X1井為海上一口低溫注水井，共進行了“四上四下”開井及關井“五參數”測井。在開井狀態(tài)下，從渦輪轉速曲線(圖2)上可以看出，在1372.5m處第1個Flowmaster沒有注入量，1467.7m處第2個Flowmaster有較大的注入量；但是關井溫度曲線在第1個Flowmaster處恢復緩慢，在第2個Flowmaster處恢復較快，反映出第2個Flowmaster注入量進入到上部的射孔層中，1465.9m處的封隔器密封不嚴。為了驗證封隔器的密封性，2015年5月進行了活化水流測井，證實1465.9m處封隔器密封不嚴。

圖2　X1井測井曲線圖

2.2溫度梯度反映產出井層間竄流

圖3　X2井溫度梯度計算

一般情況下，產出井射孔層上、下的溫度梯度與地溫梯度近似，但是對于層間竄流，則流溫梯度異常小。X2井為一口產出井，在關井狀態(tài)下通過分析渦輪流量曲線，認為關井狀態(tài)下存在竄流，流體從9號層產出進入到5號層中。對該井及鄰井在相同層位的溫度梯度進行了計算，射孔段以上溫度梯度為2℃/100m，射孔層之間溫度梯度為0.13℃/100m，射孔層以下為1.3℃/100m。分析表明，層間存在竄流時，溫度曲線幾乎為一條直線，溫度梯度接近于0(圖3)。

2.3溫度梯度與飽和度測井結合分析水淹層位

X2井在進行產出剖面測井的同時也進行了PNN(pulse neutron-neutron)飽和度測井。通過分析處理，5號層PNN飽和度測井計算的含水飽和度(Sw,PNN)為67.2%，與裸眼井計算的含水飽和度(Sw)相比上升了51.0%；9號層的Sw,PNN為91.0%，與Sw相比上升了85.1%。初步判斷9號層與5號層水淹(圖4)。結合溫度曲線分析，認為5號層的水淹是由于井筒內部的層間竄流造成，不是層底水錐進。該井現象表明，PNN飽和度測井與溫度測井相結合更有利于水淹層分析。

圖4　X2井飽和度解釋成果

2.4定量計算油氣水產量

產出剖面測井中，產出層段的產量通常通過渦輪流量計得出，如果渦輪流量計測井曲線的響應質量不好，將影響各產層的產量計算。X3井為海上油田一口產出井，產量較小，在800bbl/d左右(1bbl=0.1589873m3)，井斜為62.88～63.13°，進行了“七參數”產出剖面測井。測井曲線顯示，全井眼渦輪流量計曲線全井段負轉，傘式流量計(DBT)基本負轉，無法準確計算井筒流量；但是，溫度曲線在各產出層位變化明顯(見圖5)，因此采用溫度模型進行定量解釋。

利用關井井溫曲線計算出地溫梯度曲線，選擇開井井溫曲線作為參考曲線，同時輸入地溫梯度及巖石熱力學參數，采用Ramey方程對產層的產量進行定量計算，地面產量為878bbl/d，與井口計量基本一致。

圖5　X3井測井曲線圖

3結語

溫度測井可以用來判斷漏失位置、產出井層間竄流等。建議飽和度測井與溫度測井進行組合測井，可以對測井資料進行綜合分析。溫度測井在流量計曲線質量不好的情況下，可以用來進行產量的定量計算。

[參考文獻]

[1]郭海敏.生產測井導論[M].第2版.北京：石油工業(yè)出版社，2010.

[2]吳錫令.生產測井原理[M].北京：石油工業(yè)出版社，1997.

[3]吳春. 井溫測井在塔河油田超深井中的應用[J]. 特種油氣藏，2005，12(1)：66～69.

[4]孫先漢. 生產測井[M]. 北京：石油工業(yè)出版社，1995.

[5]閆來喜，孫玉環(huán). 井溫測井在疑難井中的應用[J]. 測井技術，1999，23(2)：155～158.

[6]譚承軍.產液剖面測井在塔河碳酸鹽巖油田開發(fā)中的應用[A].塔河油田奧陶系逢洞型碳酸鹽巖油藏開發(fā)[C].北京：石油工業(yè)出版社，2003.

[7]李正魁，李俊舫，楊多順，等. 井溫曲線在吸水剖面測井解釋中的應用[J]. 斷塊油氣田，1998，5(5)：34～36.

[編輯]龔丹

37 Special Application of Temperature Logging in Onshore Oilfield

Li Liangwen，Hou Zhenyong，Zhou Liangwen，Wu Lejun，Yang Zhihua

(FirstAuthor’sAddress：SchoolofPetroleumEngineering，YangtzeUniversity，Wuhan430100，Hubei，China；BeijingCompany，ChinaPetroleumEngineeringCo.Ltd.，Beijing100085，China)

Abstract:Temperature logging was a conventional logging item in production and injection profile logging, which was thought to be the assistant method in interpretation.However，based on the experience accumulated for several decades in production logging, temperature logging was critical in some special situations.On the basis of introduction of temperature logging, the special applications of temperature logging are summed up，such as shut-in and flowing temperature comparison，flowing temperature gradient and temperature model, by which the problem of reservoir performance monitoring is successfully solved.

Key words:temperature logging；production logging；flowing temperature gradient；temperature model

[文獻標志碼]A

[文章編號]1673-1409(2016)11-0037-04

[中圖分類號]P631.84

[作者簡介]李良文(1976-)，男，碩士生，主要從事油氣田開發(fā)方面的研究工作， llw19760814@163.com。

[收稿日期]2015-12-02

[引著格式]李良文，侯振永，周良文，等.溫度測井在海上油田的特殊應用[J].長江大學學報(自科版),2016,13(11):37～40.