渤海油田復(fù)雜井身結(jié)構(gòu)注入剖面測井技術(shù)

張林周 翁繼清 毛 彤

(1.大慶油田有限責(zé)任公司測試技術(shù)服務(wù)分公司 黑龍江大慶)(2.中國石油集團(tuán)測井有限公司裝備與銷售分公司 陜西西安) (3.長城鉆探工程有限公司測井公司 遼寧盤錦)

渤海油田復(fù)雜井身結(jié)構(gòu)注入剖面測井技術(shù)

張林周1翁繼清2毛 彤3

(1.大慶油田有限責(zé)任公司測試技術(shù)服務(wù)分公司 黑龍江大慶)(2.中國石油集團(tuán)測井有限公司裝備與銷售分公司 陜西西安) (3.長城鉆探工程有限公司測井公司 遼寧盤錦)

海上油田礫石填充完井技術(shù)及復(fù)雜的配注技術(shù)的應(yīng)用,常用的注入剖面測井方法已不能滿足測井需求。在復(fù)雜井身結(jié)構(gòu)條件下,脈沖中子氧活化測井能夠準(zhǔn)確地獲得注入剖面數(shù)據(jù),并且在檢查套管漏失、封隔器、井口閘門等工具漏失方面更為便捷。

脈沖中子氧活化;分層配注;井身結(jié)構(gòu)

0 引 言

隨著油田的不斷開發(fā),儲層孔隙結(jié)構(gòu)和剩余油分布越來越復(fù)雜,剩余油開采難度也隨之加大。為了穩(wěn)定和提高采收率,注水工藝也變得越來越復(fù)雜,采用的技術(shù)也越來越先進(jìn),相應(yīng)的原有注入剖面測井技術(shù)已不能適用測井技術(shù)的要求。礫石填充篩管完井、采水井水源及污水回注、分層配注、注聚等測試環(huán)境,使得常用于注入剖面測試的同位素測井技術(shù)、電磁流量測井技術(shù)、渦輪流量計測井技術(shù)等無法滿足油田測試的技術(shù)需求。脈沖中子氧活化測井技術(shù)的應(yīng)用,很好的解決了這些問題。脈沖中子氧活化測井技術(shù)不受井內(nèi)流體粘度、沾污、地層大孔道、多層管柱等因素影響,可以較好地滿足注聚、分層配注、找竄驗(yàn)封等注入剖面測試要求。

1 脈沖中子氧活化測井儀簡介

脈沖中子氧活化是一種通過放射性示蹤求取水流速度的測井方法。氧活化儀包括兩個脈沖中子發(fā)生器、四個不同源距的伽馬射線探頭。脈沖中子發(fā)生器產(chǎn)生14.1 MeV的高能中子,高能中子使儀器周圍的氧元素原子核活化,活化的氧原子核放出能量為6.13 MeV的高能伽馬射線,氧的放射性同位素半衰期為7.13 s。高能伽馬射線能穿透油管、套管和水泥等介質(zhì),通過檢測伽馬射線可確定儀器周圍含氧流體的流動情況。測井時將儀器停在某一測點(diǎn)深度,從中子源發(fā)出一個中子脈沖的時刻起,四個不同源距的伽馬射線探頭同時記錄時間譜,從時間譜上讀取活化水流從脈沖中子發(fā)生器到達(dá)伽馬射線探頭的時間,源距除以時間得到該測點(diǎn)的水流速度,進(jìn)而得到該測點(diǎn)的流量。

測點(diǎn)水流時間tm數(shù)據(jù)精細(xì)計算及流量Q流量計算公式如下:

西安奧華DSC單芯多功能水流測井儀由中子氧活化測井儀、中子壽命測井儀、自然伽馬測井儀、套管節(jié)箍磁性定位器、溫度測量儀以及壓力測量儀等組成;一次下井可完成井溫、壓力、自然伽馬、CCL、遠(yuǎn)、近俘獲截面及各種條件下的流量等參數(shù)測量,圖1為井下儀器結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1 井下儀器結(jié)構(gòu)示意圖

中子氧活化測井不使用放射性示蹤劑,不受注入流體粘度的影響,不受巖性和孔滲參數(shù)以及射孔孔道大小的影響,活化時間、活化周期及占空比可調(diào),方便了各種情況下的管內(nèi)、環(huán)套內(nèi)水流量測量。

2 油田基本井況

渤海油田屬于淺水海上油田,開發(fā)生產(chǎn)采用海上石油平臺,井位叢式分布,采油井及注入井基本為斜井,采用礫石填充篩管完井,井身結(jié)構(gòu)復(fù)雜。注入井注入介質(zhì)為聚合物及水;水源為油井產(chǎn)出分離污水及采水井地層水。注入井基本為分層配注井。圖2所示管柱是海上油田普遍采用的空心集成配水管柱,為四段分層配水注入管柱?？招募膳渌苤筛鶕?jù)配注層段或油組多級組合分層配水注入。

圖2 空心集成配注管柱

渤海油田采用礫石填充完井技術(shù),填充礫石粒徑大小以及高注入量,使得同位素顆粒容易深入地層,無法形成濾積被探測,從而造成測井?dāng)?shù)據(jù)錯誤;復(fù)雜的完井及配水管柱、污水回注又容易形成同位素沾污,所以同位素測井技術(shù)無法滿足測井技術(shù)要求。配水管柱的使用,電磁流量測井技術(shù)、渦輪流量計測井技術(shù)只能測量多層合注配水器水嘴的注入量,無法測量單層注入量,更沒有能力做到層內(nèi)細(xì)分。中子氧活化測井技術(shù),不受上述因素的影響,能夠測量到單層注入量,以及層內(nèi)注入量細(xì)分到2 m。

3 應(yīng)用實(shí)例

3.1 Wx-x井測井實(shí)例

Wx-x井為一口設(shè)計注水井,注水層位為東營組下段Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ油組。初期為合注管柱注水,注水層位Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ油組。

目前Wx-x井為空心集成配注管柱,注水層位為東營組下段Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、(Ⅴ關(guān)閉)油組,水嘴8.7 mm,井口壓力10.4 MPa,套壓9.5 MPa,日均注水量802.6 m3。Wx-x測試目的是為了了解各配水段、各層及層內(nèi)細(xì)分的吸入量,層內(nèi)細(xì)分到2 m。

Wx-x井脈沖中子氧活化測試結(jié)果見表1。

表1 Wx-x井注入剖面測試解釋結(jié)果

Wx-x測試實(shí)測總流量為789.6 m3/d,Ⅰ油組的第三個小層、Ⅲ油組的第一個小層為主要吸入層,分別吸入183.1 m3/d,占全井的23.19%;272.8 m3/d,占全井的34.55%;Ⅰ油組的第二個層為全井次要吸入層,吸入119.8 m3/d,占全井的15.17%。Ⅴ油組由于關(guān)閉不吸水,其余各層有相對少的吸入量。

Wx-x測試提供了各配水器、各層段及層內(nèi)2 m細(xì)分吸水量,并且對封隔器、滑套等工具進(jìn)行了驗(yàn)封,為注入調(diào)配提供了數(shù)據(jù)依據(jù)。

3.2 Fx井測井實(shí)例

Fx井2000年12月3日投產(chǎn),生產(chǎn) Ⅰu+Ⅰd油組。2003年6月1日開始轉(zhuǎn)注作業(yè)。2005年9月18日更換為空心集成分注管柱。

目前Fx井為空心集成分注管柱,注入量618.8 m3/d,注入壓力3.4 MPa,注水層位Ⅰu+Ⅰd油組。

Fx井測試目的是為了了解各配水段、各層及層內(nèi)細(xì)分吸入量,層內(nèi)細(xì)分到2 m。

Fx井脈沖中子氧活化測試結(jié)果見表2。

表2 Fx井注入剖面測試解釋結(jié)果

Fx井測試實(shí)測總流量為602.5 m3/d。在非射孔層段1628～1631 m吸入量為425.4 m3/d,相對吸入量為70.6%。Ⅰu油組的第二個小層為主要吸入層,吸入76.5 m3/d,占全井的12.7%;Ⅰu油組的第一個層與Ⅰd油組第一個層有相對少的吸入量;其余各層均不吸入。

Fx測試結(jié)果提供了各配水器、各層段及層內(nèi)2 m細(xì)分吸水量,并且檢查出該井在非射孔層段存在嚴(yán)重的漏失,與廠家研究認(rèn)為是注砂滑套打開。

3.3 Bxx井測井實(shí)例

Bxx井于1996年10月24日轉(zhuǎn)注,注水層位為Ⅰu+Ⅰd+Ⅱ油組,初期為籠統(tǒng)注水。

目前Bxx井注水層位Ⅰu+Ⅰd+Ⅱ油組,三分一體分注管柱,注水量720 m3/d,井口注入壓力 7.6 MPa。測試前管柱改為測試籠統(tǒng)注水管柱,注水采用油管及環(huán)套空間配注方式。

Bxx井測試目的是為了了解各配水段、各層及層內(nèi)細(xì)分吸入量,層內(nèi)細(xì)分到2 m。

Bxx井雖然采用籠統(tǒng)注水管柱,但使用油管及環(huán)套空間同時注水配注方式。

測試結(jié)果表明:環(huán)套空間注入230.6 m3/d,注入Ⅰu油組第一段射孔層段;油管注入459.3 m3/d,注入Ⅰu油組第二段射孔層段及Ⅰd、Ⅱ油組射孔層段。Iu油組的第一、二小層為主要吸水層,分別為230.6 m3/d,占全井吸入量為33.4%;296 m3/d,占全井吸入量42.9%。Id和Ⅱ油組各小層有較少的吸入量。

Bxx井測試提供了各配水器、各層段及層內(nèi)2 m細(xì)分吸水量,并且對封隔器、滑套等工具進(jìn)行了驗(yàn)封,為注入調(diào)配提供了數(shù)據(jù)依據(jù)。

4 結(jié)束語

1)脈沖中子氧活化測井在配注井測試方面優(yōu)于其它測井項(xiàng)目,并且能夠用于厚層細(xì)分。

2)脈沖中子氧活化測井不受大孔道、沾污以及井內(nèi)流體介質(zhì)的影響。

3)氧活化測井在檢查套管漏失,封隔器、井口閘門等工具漏失方面更為便捷。

目前小直徑的脈沖中子氧活化測井儀已經(jīng)投入使用,不用施工作業(yè)更換配水工作筒就可直接測試。相信隨著技術(shù)的提高和施工工藝的完善,脈沖中子氧活化測井應(yīng)用會更為廣泛。

[1] 鐘興福,李 婧,樸玉琴,等.中子氧活化測井技術(shù)在油田開發(fā)中的應(yīng)用[J].測井技術(shù),2004,28(S0)

[2] 李 波,楊 波,李 薇.脈沖中子氧活化測井技術(shù)在杏北油田的應(yīng)用[J].測井技術(shù),2006,30(2)

[3] 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)

The injection logging technology of complicated borehole struc- ture at Bohai oilfield.

Zhang Linzhou,Wong Jiqing and Mao Tong.

With the application of the gravel packing completion technology and the complex separate layers injection technology in offshore field,the commonly used injection logging method is not able to meet the demand.In the complicated borehole structure,Pulsed neutron oxygen activation logging method is a very good technology which can be used to get the accurate injection data,and detect the leaking in casing,packer and christmas tree.

pulsed neutron oxygen activation;separate layer injection;borehole structure

P631.8+1

B

1004-9134(2011)04-0055-03

張林周,男,1968年生,工程師,1991年畢業(yè)于成都地質(zhì)學(xué)院核電子學(xué)與核技術(shù)應(yīng)用專業(yè),現(xiàn)在大慶油田有限責(zé)任公司測試技術(shù)服務(wù)分公司從事測井資料解釋。郵編:163453

2010-11-14編輯高紅霞)

PI,2011,25(4):55～57

·儀器設(shè)備·