PNN飽和度測井技術(shù)在套管井中識別氣層的應用

劉存輝 （中石油大港油田分公司濱港公司，天津300280）

趙成忠 （中石油大港油田分公司采油五廠，天津300280）

胡玲妹，修春紅 （中石油大港油田分公司測試公司，天津300280）

大港油田測試公司于2004年7月從奧地利HOTWELL公司引進了脈沖中子-中子 （pulse-pulse neutron logging，PNN）飽和度測井儀，利用該測井儀形成的脈沖中子-中子飽和度測井技術(shù)為大港油田開發(fā)后期的剩余油挖潛提供了一種好的監(jiān)測手段，其在判斷水淹層、尋找潛力層和未動用層、識別低阻油層、定性識別巖性、定量計地層含油飽和度和中子孔隙度等方面發(fā)揮了重要作用。為了進一步拓展該技術(shù)的應用范圍，筆者提出了一種利用該測井技術(shù)尋找氣層的方法，即以PNN飽和度測井識別氣層技術(shù)為主、結(jié)合裸眼井測井資料為輔來識別氣層。

1 利用PNN飽和度測井技術(shù)識別氣層特征

首先利用PNN飽和度測井資料識別氣層特征。由于孔隙流體對熱中子的俘獲能力的不同，氣層的俘獲截面范圍為5～16c．u．，油層的俘獲截面范圍為18～22c．u．，水層的俘獲截面范圍為22～120c．u．，氣層的俘獲截面明顯低于油、水的俘獲截面［1］。此外，當長、短源距總計數(shù)率曲線以一定比例在水層或泥巖處進行重疊，根據(jù)幅度差的大小可定性判別油氣水層 （在氣層處兩者會出現(xiàn)較大的幅度差）。以上是PNN飽和度測井資料識別氣層的2個明顯特征。但具備上述特征不一定就是氣層，也可能是干層或低孔隙油層。因此，還應結(jié)合裸眼井測井的相關(guān)資料來進行進一步識別。當聲波時差曲線出現(xiàn)高值或周波跳躍現(xiàn)象、中子伽馬曲線出現(xiàn)高值以及中子密度曲線在石灰?guī)r處重疊產(chǎn)生挖掘效應［2］，就可判定為氣層。

2 現(xiàn)場應用實例

2．1 老井中淺層氣的識別

G××井是港東油田一區(qū)七八斷塊1969年8月投產(chǎn)的一口老井，1993年12月開始關(guān)井直到PNN飽和度測井測試前 （已經(jīng)簡易封井）。該井一直生產(chǎn)在明化鎮(zhèn)組二油組和明化鎮(zhèn)組三油組，經(jīng)過長時期的開發(fā)，這些油層已基本枯竭，但明化鎮(zhèn)組一油組的淺層氣尚未動用。為了充分挖掘該井潛力，決定上返開發(fā)明化鎮(zhèn)組一油組的淺層氣，但該井PNN測量井段內(nèi)裸眼井資料很少，并且只解釋了1個層 （1號層解釋為氣層），為了落實1號層是否是氣層和有無其他的潛力層，決定對該井進行PNN飽和度測試。測試結(jié)果如圖1所示。除開1號層明顯顯示為氣層外，另外還新解釋了2個層 （即無1和無2號層，圖中只顯示了無2號層），無2號層裸眼井未解釋，而PNN解釋為水層。1號層與無2號層相比，當LSN和SSN曲線以一定比例重疊時，1號層中LSN和SSN曲線分離幅度較大。此外，其俘獲截面SIGMA曲線值明顯偏低，再結(jié)合裸眼井的中子伽馬NG曲線呈現(xiàn)明顯的高值，因此1號層解釋為氣層。根據(jù)PNN飽和度測試結(jié)果，對1號層 （996～1000m）進行補孔單采，初期日產(chǎn)氣9496m3，截止2011年4月21日，該井已經(jīng)累計產(chǎn)氣319．703×104m3，從而有效開采了明化鎮(zhèn)組一油組的淺層氣，使老井得以較好地重新利用。

圖1 G××井PNN飽和度測井解釋成果圖

2．2 氣水界面的識別

D××井是港東油田一區(qū)七八斷塊1970年3月投產(chǎn)的一口老井，1970年3月生產(chǎn)在明化鎮(zhèn)組三油組7、13號層、明化鎮(zhèn)組四油組的15～17號層共5層，生產(chǎn)至1974年11月，因含水上升，1974年12月卡水明化鎮(zhèn)組三油組7、13號層、明化鎮(zhèn)組四油組的15號層后，生產(chǎn)明化鎮(zhèn)組四油組的16～17號層。1976年3月至2000年2月轉(zhuǎn)注水井。2000年3月射開明化鎮(zhèn)組二油組的1～2號層，日產(chǎn)水46．52m3／d，不產(chǎn)油。從2000年8月開始一直關(guān)井到PNN飽和度測井前 （已經(jīng)簡易封井）。由于PNN飽和度測井技術(shù)在該區(qū)塊對明化鎮(zhèn)組一油組的多口井成功找氣，決定對該井進行PNN飽和度測試，測試結(jié)果如圖2所示。補1號層裸眼井解釋為氣水同層，但從PNN測井曲線上看，該層的LSN和SSN曲線以一定比例重疊時，在頂部分離幅度較大，而底部基本重疊。從俘獲截面SIGMA曲線看，頂部SIGMA值較底部SIGMA值明顯要低，因而解釋1號層頂部 （951～958m）為氣層，底部 （958～961m）為水層。根據(jù)PNN飽和度測試結(jié)果，對1號層頂部 （951～953m）進行補孔單采，初期日產(chǎn)氣29639m3。截止2011年4月21日，一直穩(wěn)定生產(chǎn)，日產(chǎn)氣24500m3，累計產(chǎn)氣253．3764×104m3。

2．3 氣油界面的識別

Y××井是港西油田港172斷塊的一口井，PNN飽和度測井前生產(chǎn)4號層，日產(chǎn)油由初期的34．12t／d下降到末期的 10．1t／d，日產(chǎn)水由初期不產(chǎn)水上升到末期的276．59m3／d，含水由0上升到96．48%。根據(jù)上述情況，決定對該井進行PNN飽和度測試，測試結(jié)果如圖3（3號層放大圖）所示。從圖3可以看出，長、短源距計數(shù)率曲線分離的幅度差從上到下分為3段 （上部呈較大的正幅度差、中部呈較小的負幅度差、下部呈大的正幅度差），與此相對應的俘獲截面曲線SIGMA值分別為低值、高值、低值，同時裸眼井測量的中子伽馬NGR曲線為高值，由此可判斷3號層上部和下部可能為氣層或氣油同層，但從裸眼井測量的聲波時差曲線AC來看，其下部曲線明顯為低值，說明3號層下部為干層所致。綜合以上分析，對3號層的解釋是上部為氣油同層、中部為油層、下部為干層。因而可以射開3號層中部位置，避開上部的氣油同層，從而更加有效地開采該層段。根據(jù)PNN飽和度解釋結(jié)果，射開3號層中部，深度為1795～1796．8m （圖中圓圈所示），平均日產(chǎn)油38．91t／d，日產(chǎn)水5．38m3／d，日產(chǎn)氣14022m3／d，含水率為12．15%，較好地實現(xiàn)了開發(fā)后期奪油上產(chǎn)的效果。

圖2 D××井PNN飽和度測井解釋成果圖

圖3 Y××井PNN飽和度測井解釋成果圖

［1］黃隆基 ．放射性測井原理 ［M］．北京：石油工業(yè)出版社，1985．

［2］吳世旗 ．套管井儲層剩余油飽和度測井評價技術(shù) ［M］．北京：石油工業(yè)出版社，1999．