剩余油飽和度監(jiān)測(cè)技術(shù)在遼河油田的適用性研究

陳淑梅,張春青 (中石油長(zhǎng)城鉆探工程有限公司測(cè)井公司，遼寧 盤(pán)錦 124010)

剩余油飽和度監(jiān)測(cè)技術(shù)在遼河油田的適用性研究

陳淑梅,張春青 (中石油長(zhǎng)城鉆探工程有限公司測(cè)井公司，遼寧 盤(pán)錦 124010)

為更好地尋找剩余油分布規(guī)律，通過(guò)分析各項(xiàng)技術(shù)的測(cè)量原理及適用性，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用情況，以經(jīng)濟(jì)適用性為原則，從實(shí)際井況出發(fā)，選擇適合遼河油田的優(yōu)化測(cè)井系列。

剩余油飽和度監(jiān)測(cè)技術(shù)；遼河油田；優(yōu)化測(cè)井

遼河油田從1980年開(kāi)始注水，目前已進(jìn)入高含水開(kāi)發(fā)階段，剩余油高度分散。近年來(lái)，為認(rèn)識(shí)油層水淹狀況、尋找潛力層以及確定剩余油分布規(guī)律進(jìn)行了多項(xiàng)剩余油飽和度技術(shù)監(jiān)測(cè)。這些技術(shù)包括硼/釓中子壽命測(cè)井、雙源距/高精度碳氧比測(cè)井及過(guò)套管電阻率測(cè)井，它們?yōu)榱私庥蛥^(qū)的開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)，調(diào)整開(kāi)發(fā)方案及提高原油采收率提供了科學(xué)依據(jù)，確保了措施有效率的提高，但每項(xiàng)技術(shù)都有自己的優(yōu)勢(shì)及局限性，因此應(yīng)將這些測(cè)井技術(shù)取長(zhǎng)補(bǔ)短，為地質(zhì)人員提供最優(yōu)化的剩余油監(jiān)測(cè)技術(shù)。通過(guò)精選的測(cè)井系列，為采油廠提供準(zhǔn)確的儲(chǔ)層地質(zhì)參數(shù)，充分發(fā)揮各項(xiàng)技術(shù)在地質(zhì)中的應(yīng)用，為增油控水出力。下面，筆者通過(guò)分析各項(xiàng)技術(shù)的測(cè)量原理及適用性，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用情況，以經(jīng)濟(jì)適用性為原則，從實(shí)際井況出發(fā)，選擇適合遼河油田的優(yōu)化測(cè)井系列。

1 剩余油飽和度監(jiān)測(cè)技術(shù)

1.1硼/釓中子壽命測(cè)井

1)測(cè)量原理 在低礦化度地層水的油田(遼河油田礦化度在1500～8000PPM)，把易溶于水不易溶于油的硼(釓)化合物在測(cè)井施工中注入井筒，在注硼(釓)前后分別測(cè)一條俘獲截面/中子伽馬曲線，水層由于滲入了硼(釓)酸液，則水層的俘獲截面(中子伽馬)明顯增大，而純油層俘獲截面(中子伽馬)不變化，把2條俘獲截面(中子伽馬)曲線重疊在一起，純油層或未射孔層基本重合，在產(chǎn)水層則存在差異，而且產(chǎn)水越多，2條曲線差異越大[1]。

2)技術(shù)局限 ①只能應(yīng)用在已射孔的套管井中。②地層孔隙度大于15%。③硼(釓)中子測(cè)井資料的理論模型是建立在滲吸剖面完全均勻，從而硼(釓)酸的滲吸量只與地層可動(dòng)水含量有關(guān)的理論假設(shè)條件下的[2]。但實(shí)際施工過(guò)程中，由于地層與井況的復(fù)雜性及工藝技術(shù)水平的限制使得硼(釓)酸溶液未能完全驅(qū)替地層可動(dòng)水或者使可動(dòng)油也部分被驅(qū)替，測(cè)取的資料不可避免地會(huì)出現(xiàn)“未進(jìn)硼(釓)”層(包括未水淹層、高壓層和強(qiáng)水淹層)或“超進(jìn)硼(釓)”層(包括高滲層、低壓層和漏失層),從而導(dǎo)致解釋結(jié)果難以定性,甚至得出錯(cuò)誤解釋結(jié)論。④在解釋方法上，沒(méi)有實(shí)驗(yàn)依據(jù),對(duì)測(cè)量的俘獲截面(中子伽馬)與地層水淹程度的關(guān)系沒(méi)有理論及實(shí)驗(yàn)依據(jù)及定量的標(biāo)準(zhǔn)[3];解釋模型和公式僅根據(jù)理論制定,缺少不同地質(zhì)特征的針對(duì)性,因此解釋結(jié)論與實(shí)際水淹狀況常出現(xiàn)偏差。

1.2高精度/雙源距碳氧比測(cè)井

1)測(cè)量原理 利用能穿透儀器外殼、井內(nèi)流體、鋼套管和水泥環(huán)等介質(zhì)的14Mev的中子脈沖轟擊地層，當(dāng)中子與地層元素發(fā)生作用后，釋放出伽馬射線，地層元素不同，放出來(lái)的伽馬射線的能譜也不一樣，分析所探測(cè)到的伽馬射線能譜，就可以確定地層所含元素的種類(lèi)和數(shù)量。碳元素和氧元素是油和水的代表元素，鈣元素和硅元素可識(shí)別巖性。

2)技術(shù)局限 ①井筒內(nèi)有井液；②地層孔隙度大于15%；③井筒規(guī)則、固井質(zhì)量好；④測(cè)井前必須用通井規(guī)進(jìn)行通井并洗井；⑤新井固井7d后方可進(jìn)行測(cè)井。

1.3過(guò)套管電阻率測(cè)井(ECOS)

1)測(cè)量原理 過(guò)套管電阻率測(cè)井和裸眼電阻率測(cè)井在物理上的顯著區(qū)別是井眼套管本身就是一個(gè)巨大的導(dǎo)體，大部分電流會(huì)沿著套管流動(dòng)，高頻交流電幾乎全部留在套管內(nèi)部，但是低頻交流電流將會(huì)有一小部分泄漏到地層中去。通過(guò)檢測(cè)滲漏到地層中的這部分電流，就可以計(jì)算出地層電阻率[4]。

2 優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1優(yōu)化設(shè)計(jì)原則

遼河油區(qū)儲(chǔ)層巖性分為砂巖和特殊巖性(灰質(zhì)白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、混合花崗巖、英安巖、安山巖等)2種，剩余油監(jiān)測(cè)工作主要滿足砂巖儲(chǔ)層的評(píng)價(jià)需求。每一口井所選用的測(cè)井方法是否合理，關(guān)系到后期測(cè)井資料解釋精度，解釋精度的高低影響到這口井及這一地區(qū)的開(kāi)發(fā)效果及資金投入情況。因此，應(yīng)最大化利用各項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，為采油廠提供更準(zhǔn)確的生產(chǎn)指導(dǎo)，減少套后飽和度測(cè)井選擇的盲目性。

2.2優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

1)已射孔的套管井 ①對(duì)已射孔的套管井，測(cè)試目的為尋找竄槽層段的井，只有硼/釓中子壽命測(cè)井技術(shù)能解決此問(wèn)題；測(cè)試目的為尋找主出水層位的井，由于硼/釓元素的親水性，相對(duì)于其他監(jiān)測(cè)技術(shù)，硼/釓中子壽命測(cè)井技術(shù)更直觀準(zhǔn)確。②硼中子壽命測(cè)井儀使用脈沖中子源，產(chǎn)生的中子平均能量為14MeV，釓中子壽命測(cè)井儀采用镅鈹中子源，產(chǎn)生的中子平均能量為5MeV。脈沖中子源產(chǎn)生的能量差不多是镅鈹中子源的3倍，其產(chǎn)生的快中子運(yùn)移能力強(qiáng)，被地層物質(zhì)俘獲產(chǎn)生的高強(qiáng)度伽馬射線更容易被儀器接收、記錄，有利于辨別、分析地層物質(zhì)的成分，對(duì)小于200m的井段，建議進(jìn)行硼中子壽命測(cè)井。③測(cè)井時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)影響中子管的穩(wěn)定，導(dǎo)致測(cè)井曲線優(yōu)等率降低，釓中子壽命測(cè)儀使用镅鈹中子源，不受測(cè)井時(shí)間的影響，根據(jù)需要可以進(jìn)行多次時(shí)間推移測(cè)井；硼酸的配液濃度是2%，釓的配液濃度是0.7%，釓液使用量的減少，最大限度地減少了對(duì)油井近井地帶地層的污染。對(duì)大于200m的井段，建議進(jìn)行釓中子壽命測(cè)試。④進(jìn)行硼/釓中子壽命測(cè)試時(shí)，對(duì)高壓井、漏失井及層間壓力差異較大的井，尤其要注意施工工藝。若測(cè)取的資料不符合解釋要求，及時(shí)與采油廠地質(zhì)人員溝通，改測(cè)碳氧比測(cè)井或過(guò)套管電阻率測(cè)井。

2)已射孔或未射孔的套管井 ①過(guò)套管電阻率測(cè)井技術(shù)是一種電阻率測(cè)量方法，不受礦化度、孔隙度限制，探測(cè)深度較深(2.5m)，能較真實(shí)地反映地層信息。對(duì)于區(qū)塊重點(diǎn)井，應(yīng)用過(guò)套管電阻率測(cè)井方法計(jì)算的剩余油飽和度，能夠有助于單井或區(qū)塊的認(rèn)識(shí)，特別是需部署水平井的區(qū)塊，該技術(shù)在研究和分析油藏剩余油潛力及其分布形式起著至關(guān)重要的作用。②由于過(guò)套管電阻率測(cè)試費(fèi)用較高、點(diǎn)測(cè)方式使測(cè)量時(shí)間較長(zhǎng)，從經(jīng)濟(jì)適用性出發(fā)，對(duì)非重點(diǎn)井，凡符合碳氧比測(cè)試條件的，建議采用碳氧比測(cè)井技術(shù)。③高精度與雙源距碳氧比測(cè)井儀器外徑分別為89mm和54mm，采用的都是BGO晶體，前者比后者的晶體尺寸大，探測(cè)效率較高。對(duì)于大于177.8mm的套管井，建議采用高精度碳氧比測(cè)井。④雙源距碳氧比測(cè)井儀外徑54mm，可以過(guò)油管測(cè)井；SGFF可進(jìn)行泥質(zhì)含量計(jì)算，IRIN和RCAP為孔隙度指示曲線，在無(wú)裸眼井資料情況下可獨(dú)立進(jìn)行飽和度分析；儀器采用雙探測(cè)器，近探頭主要反映井眼流體的性質(zhì)，利用環(huán)境校正程序可對(duì)井眼環(huán)境進(jìn)行定性、定量的校正，消除沾污的影響，而高精度碳氧比測(cè)井儀只有一個(gè)探頭，無(wú)此功能。對(duì)油管井、雙層套管井、無(wú)完井孔隙度資料的井只能采用雙源距碳氧比測(cè)試；稠油區(qū)塊的井建議進(jìn)行雙源距碳氧比測(cè)井。⑤ 碳氧比儀器探測(cè)深度較淺(20～30cm)，因此對(duì)井眼垮塌較嚴(yán)重井段、出砂層位，不能探測(cè)真正的地層信息，影響解釋精度。在出砂嚴(yán)重的區(qū)塊，建議進(jìn)行過(guò)套管電阻率測(cè)試。⑥合理選擇組合測(cè)井方式。如在碳氧比測(cè)試井段中，對(duì)不符合測(cè)試條件的空井筒層位加測(cè)過(guò)套管電阻率測(cè)井。

3 結(jié) 論

1)每種剩余油飽和度測(cè)井技術(shù)都有各自的技術(shù)優(yōu)勢(shì)及局限性，應(yīng)結(jié)合實(shí)際井況，以經(jīng)濟(jì)適用性為原則，選擇合理的優(yōu)化測(cè)井系列。

2)隨著遼河油田進(jìn)入中高含水期，層間壓力差異過(guò)大是造成硼/釓中子壽命測(cè)井失敗的主要原因；應(yīng)用最廣泛的是碳氧比測(cè)井技術(shù)，施工工藝及解釋方法相對(duì)成熟；過(guò)套管電阻率儀器在耐溫性能上還需進(jìn)一步提高。

3)雙碳氧比測(cè)井儀器中子管的更換受到國(guó)外廠家制約，為進(jìn)一步發(fā)展剩余油監(jiān)測(cè)技術(shù)，可考慮寬能域等新技術(shù)。

4)為深化對(duì)剩余油分布規(guī)律的認(rèn)識(shí)，應(yīng)結(jié)合多種資料，相互驗(yàn)證與綜合對(duì)比分析。

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

[2]張雪芹.注硼中子壽命測(cè)井綜合解釋技術(shù)研究與應(yīng)用[J].測(cè)井技術(shù)， 2007,31(2)：178-182.

[3]趙培華.注硼中子壽命測(cè)井技術(shù)及其在油田開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用[J].國(guó)外測(cè)井技術(shù)， 2005,20(3)：42-48.

[4]邱輝麗.過(guò)套管電阻率測(cè)井技術(shù)在海26塊的應(yīng)用[J].國(guó)外測(cè)井技術(shù)， 2009(171)：37-39.

[5]孫金浩.俄羅斯過(guò)套管電阻率測(cè)井技術(shù)技術(shù)局限研究[J].國(guó)外測(cè)井技術(shù)， 2009(169)：34-38.

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[編輯] 洪云飛

10.3969/j.issn.1673-1409.2011.06.020

TE341

A

1673-1409(2011)06-0063-02

2011-03-26

陳淑梅，女，工程師，現(xiàn)主要從事生產(chǎn)測(cè)井解釋方面的研究工作。