高小榮，任小慶,，董文斌*，井陽陽，路學(xué)明，許勇，劉小育，衛(wèi)聰聰

(1.中石化綠源地?zé)崮荛_發(fā)有限公司，河北 雄安 071800；2.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 能源學(xué)院，北京 100083)

0 引言

地?zé)崽飫?dòng)態(tài)開發(fā)過程中，要做到科學(xué)合理地開發(fā)地?zé)峋⒊掷m(xù)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，需對地?zé)峋矁?nèi)不同熱儲(chǔ)層位進(jìn)行求產(chǎn)，識(shí)別出不同深度熱儲(chǔ)各小層的產(chǎn)水能力大小。在油田中借助產(chǎn)液剖面來了解各層對產(chǎn)液量的貢獻(xiàn)情況，同樣在地?zé)衢_發(fā)過程中，也可以借助產(chǎn)液剖面識(shí)別不同熱儲(chǔ)層對產(chǎn)液量的貢獻(xiàn)。

在地?zé)崽镩_發(fā)過程中，可以通過對地?zé)峋M(jìn)行產(chǎn)液剖面測試，反映熱儲(chǔ)層的產(chǎn)液能力、分析評(píng)價(jià)熱儲(chǔ)層在縱向上產(chǎn)能的差異、評(píng)價(jià)地?zé)崽锏拈_發(fā)效果等?？茖W(xué)地分析應(yīng)用產(chǎn)液剖面資料是了解熱儲(chǔ)層變化、進(jìn)行地?zé)崽镩_發(fā)分析的一種新方式，是指導(dǎo)地?zé)崽镩_發(fā)、進(jìn)行方案部署的重要環(huán)節(jié)。目前，砂巖熱儲(chǔ)地?zé)豳Y源占據(jù)地?zé)衢_發(fā)的主要部分，但是在開發(fā)過程中只是籠統(tǒng)地知道井口的產(chǎn)量，對地層中不同深度各小層產(chǎn)出水量尚無法量化，直接影響后期地?zé)峋畹牟贾谩㈤_發(fā)層位的確定以及對熱儲(chǔ)層的整體評(píng)價(jià)。

張曉玉[1]通過對過環(huán)空集流傘產(chǎn)出剖面測井和示蹤流量計(jì)產(chǎn)出剖面測井兩種工藝的影響因素闡述來對比這兩種工藝，體現(xiàn)各自的優(yōu)缺點(diǎn)。李震等[2]提出利用產(chǎn)出剖面資料確定剩余油飽和度方法，并將其適用條件推廣到缺少取心資料的儲(chǔ)層。林永江[3]運(yùn)用產(chǎn)出剖面組合測試技術(shù)對地?zé)峋M(jìn)行了分層流量測試，得出地?zé)峋a(chǎn)出剖面結(jié)果，分析主要的出水層位，為下一步布置地?zé)峋坝行ч_發(fā)利用提供依據(jù)。張大朋[4]采用產(chǎn)出剖面四參數(shù)組合測井技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)出剖面測井，與井溫資料、歷史資料對比分析后獲得更精確的解釋結(jié)果，更加充分地反映地層的產(chǎn)出狀況，為油田產(chǎn)出剖面測井提供一種新的思路。方偉[5]設(shè)計(jì)了一種地?zé)峋a(chǎn)出(吸水)剖面測試井口裝置，可滿足地?zé)峋谡９┡a(chǎn)過程中開展產(chǎn)出(吸水) 剖面測試需求，為地?zé)峋M(jìn)一步有效開發(fā)利用提供技術(shù)支撐。閆正和[6]為實(shí)現(xiàn)水平井段沿程產(chǎn)出剖面及油水兩相持率的連續(xù)監(jiān)測，從電學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)等角度開展研究，形成了水平井產(chǎn)出剖面光纖監(jiān)測方法。邸德家[7]對當(dāng)前水平井產(chǎn)液剖面測試采用的生產(chǎn)測井技術(shù)、分布式光纖監(jiān)測技術(shù)和智能示蹤劑監(jiān)測技術(shù)進(jìn)行總結(jié)梳理，并提出了對應(yīng)的發(fā)展建議。

鑒于上述實(shí)際問題，有必要采用連續(xù)渦輪流量測井技術(shù)對熱儲(chǔ)層產(chǎn)液(吸水)剖面進(jìn)行研究，定量刻畫熱儲(chǔ)層產(chǎn)液(吸水)剖面出水情況，其研究方法、試驗(yàn)搭配組合以及應(yīng)用都將為地?zé)峋茖W(xué)開發(fā)及地?zé)峋?xì)化管理提供技術(shù)支撐。

1 產(chǎn)出剖面測試原理

地?zé)峋械牧黧w為單相介質(zhì)，適用于連續(xù)渦輪流量計(jì)測井，其通過流體中渦輪的轉(zhuǎn)速來反映流量的大小。利用測井儀器錄取地?zé)峋聹囟?、地?zé)峋聣毫Α⒌責(zé)崃黧w溫度、持率、地?zé)崴俊⒋哦ㄎ缓妥匀毁ゑR等井下參數(shù)，采取4種不同速度測速，在上下目的層段分別測取8條流量曲線，通過解釋軟件的計(jì)算，細(xì)分出每層的出水量。

在地?zé)峋Ｉa(chǎn)情況下測量沿井筒的各參數(shù)，通過不同電纜測速及方向(上測、下測各4次，共8次)進(jìn)行流速測量，根據(jù)渦輪響應(yīng)特征計(jì)算出沿井筒的混合流體視速度，然后根據(jù)各相持率及井下流型選擇適用的垂直管流模型計(jì)算出各相的表觀速度，以計(jì)算出井下各相流體的井下產(chǎn)量，并根據(jù)井下產(chǎn)量換算成地面產(chǎn)量。

測井的過程其實(shí)是渦輪流量現(xiàn)場刻畫的過程。利用產(chǎn)出剖面測井資料，可以獲得各產(chǎn)層所產(chǎn)流體的產(chǎn)量、性質(zhì)、溫度、壓力特性等，主要測量參數(shù)曲線有地?zé)峋聹囟?、地?zé)峋聣毫Α⒌責(zé)崃黧w溫度、持率、地?zé)崴?、磁定位和自然伽馬等井下參數(shù)。渦輪流量計(jì)是應(yīng)用流體動(dòng)量矩原理實(shí)現(xiàn)流量(流速)測量的，其運(yùn)動(dòng)方程為式(1)，理想的響應(yīng)方程為式(2)。

連續(xù)渦輪流量測量實(shí)際是一個(gè)現(xiàn)場刻度的過程，利用式(2)，通過電纜不同測速Vl，可用最小二乘法求出Va(視流體速度)，其計(jì)算過程與步驟如下：

(1)計(jì)算各解釋層視流體速度；

(2)選用解釋模型，計(jì)算各解釋層產(chǎn)量；

漂流模型：

均流模型：

(3)上下解釋層相減，即為各層產(chǎn)量。

2 現(xiàn)場施工與應(yīng)用

該井所下濾水管外徑為φ177.8 mm，鋼級(jí)為N80，壁厚為9.19 mm。打眼、包網(wǎng)60目，纏絲。濾水管總長度為206.64 m，有效長度為187.14 m。濾水管下入井段為1319.64～1342.16 m、1353.07～1493.93 m、1526.64～1569.90 m。

本次現(xiàn)場施工儀器采用連續(xù)渦輪流量測井，用于熱儲(chǔ)層內(nèi)產(chǎn)能檢測，適用于測總產(chǎn)量和測多級(jí)分層產(chǎn)出水量，可用于地?zé)崴a(chǎn)出介質(zhì)條件下的產(chǎn)液剖面測量。采用單芯組合編碼方式傳輸信號(hào)，井內(nèi)參數(shù)在測繩同一下放速度或同一上提速度下一次采集，便于用戶精準(zhǔn)解釋和詳細(xì)評(píng)價(jià)地?zé)峋姆謱赢a(chǎn)水量。通過測量地?zé)峋魃a(chǎn)層位的產(chǎn)水量和總產(chǎn)水量，劃分并分析地?zé)峋漠a(chǎn)液剖面，進(jìn)一步確定每個(gè)生產(chǎn)小層的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，分析在地?zé)峋a(chǎn)中的出水層、不出水層和倒水層，為地?zé)峋扇≡霎a(chǎn)措施提供依據(jù)[8-14]。

磁定位、溫度、伽馬、壓力等測井項(xiàng)目組合成測井單元，其試驗(yàn)現(xiàn)場設(shè)備儀器參數(shù)如表1所示，然后連接渦輪流量計(jì)，流量計(jì)后端也可連接配重裝置，針對不同井況處理。組成的儀器串可以完成磁定位、溫度、壓力、自然伽馬、流量的五參數(shù)測井，通過單芯電纜收集原始數(shù)據(jù)并將其傳輸至地面儀器，滿足對地?zé)峋畬?shí)時(shí)觀測和存儲(chǔ)的需求。

表1 試驗(yàn)現(xiàn)場設(shè)備儀器參數(shù)

2022年9月2日在現(xiàn)場開展試驗(yàn)，排量約為40、80 m3/h，測速分別為600、900、1200、1800 m/h，下測、上測自然伽馬曲線GR、磁性定位曲線CCL、壓力曲線PRE、流量曲線FLOW。

3 實(shí)例分析

針對山東地區(qū)砂巖地?zé)峋卣鳎M(jìn)行產(chǎn)液剖面現(xiàn)場測試，結(jié)合地?zé)峋奈镄詤?shù)，分析砂巖熱儲(chǔ)層在不同深度的產(chǎn)水情況。商河盛景城3號(hào)井產(chǎn)液剖面測井解釋成果如表2所示，山東商河某地?zé)峋a(chǎn)液剖面如圖1所示。

圖1 山東商河某地?zé)峋a(chǎn)液剖面

根據(jù)測試結(jié)果可得出以下結(jié)論，靜止液面為69 m；排量約為80 m3/h時(shí)，動(dòng)液面折算為125 m；存儲(chǔ)電磁流量計(jì)顯示1250 m(垂深1139 m)，壓力10.14 MPa。通過計(jì)算結(jié)果表明，在排量為80 m3/h時(shí)，1330～1340 m井段為主要產(chǎn)水層段，日產(chǎn)水量為445.7m3，相對產(chǎn)水量為63.2%；1320～1330 m、1340～1350 m為次要產(chǎn)水層段，日產(chǎn)水量分別為108.9、23.8 m3，相對產(chǎn)水量為15.4%、3.4%。根據(jù)新近系館陶組的分層數(shù)據(jù)，確定主力產(chǎn)水層。

4 結(jié)論

連續(xù)渦輪流量測井技術(shù)可明確山東商河區(qū)域砂巖儲(chǔ)層各層位的產(chǎn)水能力，主力產(chǎn)水層位位于新近系館陶組的中部，該層位地?zé)崴勺鳛橹髁嵩从糜诨どa(chǎn)。

根據(jù)產(chǎn)液剖面測試結(jié)果，確定合理的地?zé)峋斫Y(jié)構(gòu)和合理的產(chǎn)能，并將該地?zé)崮苡糜诨どa(chǎn)中，極大程度降低了化工生產(chǎn)成本，并避免了環(huán)境污染問題。