低滲透油田注入剖面測(cè)井技術(shù)適應(yīng)性分析

馬國(guó)梁，陳威武，王碧濤，王登蓮，陳弓啟（中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第三采油廠，寧夏銀川　750006）

低滲透油田注入剖面測(cè)井技術(shù)適應(yīng)性分析

馬國(guó)梁，陳威武，王碧濤，王登蓮，陳弓啟
（中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第三采油廠，寧夏銀川750006）

低滲透油田具有“低滲、低壓、低產(chǎn)”特征，依靠注水補(bǔ)充能量進(jìn)行開(kāi)發(fā)。注入剖面在很大程度上反映了油藏整體水驅(qū)儲(chǔ)量動(dòng)用程度，對(duì)油井產(chǎn)出狀況有重要影響。水井注入剖面測(cè)井在地層縱向剖面上確定各注水層位吸水量，是監(jiān)測(cè)剖面水驅(qū)狀況的重要手段。低滲透油田注入剖面受儲(chǔ)層非均質(zhì)性、低注入量及管柱結(jié)構(gòu)的影響較大。從測(cè)井資料應(yīng)用的角度對(duì)當(dāng)前應(yīng)用較廣泛的同位素組合測(cè)井、脈沖中子氧活化水流測(cè)井和示蹤相關(guān)流量測(cè)井三類注入剖面測(cè)井技術(shù)進(jìn)行對(duì)比，對(duì)其適用性進(jìn)行了分析評(píng)價(jià)。

低滲透；注入剖面；測(cè)井資料；油田開(kāi)發(fā)；應(yīng)用

同位素注入剖面測(cè)井在我國(guó)已有50多年的歷史，其測(cè)井資料被廣泛的應(yīng)用于油田開(kāi)發(fā)過(guò)程中。注入剖面測(cè)井系列在不斷地發(fā)展和完善，從最初的兩參數(shù)到20世紀(jì)90年代中后期普遍采用三參數(shù)，目前五參數(shù)測(cè)井系列得到普遍應(yīng)用。近年來(lái)又發(fā)展了氧活化水流和相關(guān)流量等注入剖面測(cè)井方法。

同位素注入剖面測(cè)試是傳統(tǒng)的注入剖面測(cè)試技術(shù)；氧活化測(cè)試是一種動(dòng)態(tài)點(diǎn)測(cè)測(cè)量技術(shù)；相關(guān)流量測(cè)試法是在前兩種測(cè)試方法基礎(chǔ)上儀器組合方式、同位素載體以及釋放方式改進(jìn)的基礎(chǔ)上形成的新型測(cè)試工藝。

同位素注入剖面五參數(shù)組合測(cè)井儀一次下井可同時(shí)錄取磁定位、井溫、壓力、伽馬和流量五個(gè)參數(shù)。適用于分層注水井和籠統(tǒng)注水井測(cè)試。測(cè)井資料主要應(yīng)用于注水井的注入剖面測(cè)試，了解各層段的注入情況和各層注水量。

脈沖中子氧活化水流測(cè)井可測(cè)量反映油管內(nèi)、油套環(huán)型空間以及套管外含氧物質(zhì)特別是水的流動(dòng)狀態(tài)?？梢杂?jì)算出水流速度，進(jìn)而計(jì)算各層的吸水量。氧活化測(cè)井不受管柱結(jié)構(gòu)和流體性質(zhì)影響。

相關(guān)流量精細(xì)注入剖面測(cè)試是通過(guò)將特殊方法配置的放射性示蹤劑由釋放器釋放到井筒中，示蹤劑呈聚集的形式隨井液流動(dòng)。通過(guò)自然伽馬探測(cè)器時(shí)，探測(cè)器會(huì)有明顯的異常顯示，在時(shí)間、幅度的坐標(biāo)系里會(huì)有明顯的波形變化。通過(guò)記錄同位素峰值的時(shí)間和位置，可以計(jì)算出兩峰值之間流體的流速，也就可以計(jì)算出該處流體的流量。

長(zhǎng)慶低滲透油田注水井注入剖面測(cè)試以5參數(shù)同位素組合測(cè)井為主、氧活化測(cè)試為輔，2012年以來(lái)開(kāi)始試驗(yàn)評(píng)價(jià)相關(guān)流量精細(xì)注入剖面測(cè)試技術(shù)。

1　注入剖面測(cè)井資料應(yīng)用分析

1.1同位素注入剖面

同位素注入剖面測(cè)井是將同位素示蹤劑從井下釋放器倒入井筒并隨注入水進(jìn)入地層，微球載體被濾積在井壁上，對(duì)應(yīng)地層井壁上慮積的載體越多，放射性同位素強(qiáng)度越高。通過(guò)測(cè)量載體濾積前、后所測(cè)得伽馬曲線，計(jì)算對(duì)應(yīng)射孔層位上疊合曲線異常面積的大小，可反映該層的吸水能力，從而確定井內(nèi)各層的分層注水量，其分層能力比較強(qiáng)。

同位素注入剖面測(cè)井主要分為三參數(shù)（同位素伽馬、井溫、磁定位）、五參數(shù)（三參數(shù)之外加壓力、流量）測(cè)井。五參數(shù)同位素測(cè)井在三參數(shù)測(cè)試的基礎(chǔ)上增加了壓力參數(shù)、流量參數(shù)，克服了三參數(shù)解釋的多解性，可以判斷大孔道、校正沾污的影響、判斷遇阻井段以下的吸水狀況等。

同位素注入剖面應(yīng)用于油田開(kāi)發(fā)，可監(jiān)測(cè)各層剖面吸水狀況，認(rèn)識(shí)單井水驅(qū)效果，實(shí)施針對(duì)性的剖面調(diào)整；通過(guò)對(duì)比措施前后注入剖面的改善情況，評(píng)價(jià)措施效果。監(jiān)測(cè)井筒注水管串、工具是否工作正常。

靖安油田柳76-60井2009至2012年持續(xù)注入空氣泡沫驅(qū)，通過(guò)連續(xù)同位素注入剖面測(cè)井可以發(fā)現(xiàn)，注入剖面在注入空氣泡沫驅(qū)后逐年改善，吸水厚度變大，水驅(qū)儲(chǔ)量動(dòng)用程度增加，吸水剖面趨于均勻，整體水驅(qū)狀況得到改善。

同位素注入剖面測(cè)井存在同位素重力分異、沉降、沾污，大孔道漏失等缺點(diǎn)，影響解釋精度。旗6-21井2012年7月同位素曲線顯示下配進(jìn)水較多，但電磁流量顯示上配進(jìn)水較多，對(duì)照溫度曲線判斷電磁流量準(zhǔn)確，同位素下配顯示多為沾污、沉積造成，解釋結(jié)果以電磁流量為主，上配進(jìn)水較多。2012年9月測(cè)試相關(guān)流量，結(jié)果與實(shí)際符合較好。

1.2氧活化注入剖面測(cè)井資料應(yīng)用分析

脈沖中子氧活化水流測(cè)井是用高能脈沖中子激活氧原子并引發(fā)一系列原子核反應(yīng)，最后激發(fā)態(tài)的氧原子釋放出高能伽馬射線，通過(guò)伽馬射線時(shí)間譜的測(cè)量來(lái)反映油管內(nèi)、油管/套管環(huán)型空間以及套管外含氧物質(zhì)特別是水的流動(dòng)狀態(tài)。通過(guò)解析時(shí)間譜可以計(jì)算出水流速度，進(jìn)而計(jì)算出各層的吸水量。

中子發(fā)生器發(fā)射的14.1 MeV快中子可以和地層中的氧核發(fā)生如下反應(yīng)：

而反應(yīng)產(chǎn)生的16N要以7.13 s的半衰期進(jìn)行衰變，其反應(yīng)式如下：

油田開(kāi)發(fā)中，應(yīng)用脈沖中子氧活化水流技術(shù)測(cè)試注入剖面，同時(shí)測(cè)井過(guò)程中可進(jìn)行封隔器驗(yàn)封、套損檢查等。

（1）對(duì)油套分注井進(jìn)行注入剖面測(cè)試，油套分注井受管柱結(jié)構(gòu)的限制，無(wú)法進(jìn)行常規(guī)同位素測(cè)試，目前采用脈沖中子氧活化水流測(cè)試對(duì)其進(jìn)行注入剖面測(cè)試，同時(shí)可油套分注井進(jìn)行封隔器驗(yàn)封。

（2）判斷封隔器座封情況：靖安油田柳92-38井于2012年4月同位素測(cè)試顯示封隔器漏失，2012年5月國(guó)產(chǎn)工程40臂進(jìn)行工程測(cè)井，驗(yàn)證封隔器存在漏失。

（3）判斷套損位置：老油田進(jìn)入中高含水開(kāi)發(fā)期，套管腐蝕穿孔井?dāng)?shù)急劇增加，目前長(zhǎng)慶油田主要采用工程測(cè)井判斷套損，其測(cè)試結(jié)果雖能了解井筒的腐蝕程度，套破認(rèn)識(shí)不精確，常導(dǎo)致無(wú)效坐封，而氧活化測(cè)試能準(zhǔn)確判斷套損，措施效果較好。

以安塞油田王25-016井為例，2011年7月對(duì)應(yīng)采油井表套返水，注水壓2.5 MPa，經(jīng)過(guò)關(guān)停周?chē)⑺l(fā)現(xiàn)與王25-016井對(duì)應(yīng)關(guān)系明顯，懷疑王25-016井存在套管漏失或竄槽現(xiàn)象。其氧活化結(jié)果顯示，該井在420 m～430 m存在套管漏失，套管補(bǔ)貼后，水泥膠結(jié)圖顯示該段固井質(zhì)量良好，注水壓力從2.5 MPa上升到7.4 MPa，對(duì)應(yīng)采油井無(wú)表套返水現(xiàn)象。

1.3相關(guān)流量注入剖面測(cè)井資料應(yīng)用分析

相關(guān)流量精細(xì)注入剖面測(cè)試是通過(guò)將特殊方法配置的放射性示蹤劑由釋放器釋放到井筒中，示蹤劑呈聚集的形式隨井液流動(dòng)。通過(guò)自然伽馬探測(cè)器時(shí)，探測(cè)器會(huì)有明顯的異常顯示，在時(shí)間、幅度的坐標(biāo)系里會(huì)有明顯的波形變化。通過(guò)記錄同位素峰值的時(shí)間和位置，可以計(jì)算出兩峰值之間流體的流速，也就可以計(jì)算出該處流體的流量（見(jiàn)圖1）。

各個(gè)點(diǎn)的視流速是根據(jù)相鄰兩條曲線峰值的間距△H1、△H2……，與對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔△t1、△t2……相除，得到各個(gè)視流速，即：

式中：△H-兩次測(cè)量示蹤劑位移的距離（峰值深度差）；△t-示蹤劑位移所需的時(shí)間；N-△t、△H的取值次數(shù)視流速va確定后，即可確定各解釋層的流量Qi：

式中：D-套管內(nèi)徑；d-儀器外徑，流動(dòng)截面是儀器與套管所形成的環(huán)形空間；Cv-速度剖面校正系數(shù)，Cv的確定取決于峰值的確定及示蹤劑在流體中的分布狀態(tài)。

連續(xù)相關(guān)流量注入剖面測(cè)井技術(shù)有效地克服了同位素注入剖面測(cè)井的沾污、大孔道、管外竄槽等缺點(diǎn)。具有應(yīng)用范圍廣、不受注水管柱及注入介質(zhì)限制、測(cè)量精度高的特點(diǎn)，單層吸入量測(cè)量精度可達(dá)0.5 m3/d。

相關(guān)流量測(cè)井可較為清晰的區(qū)分同位素污染段。該井相關(guān)流量結(jié)果下配進(jìn)水較少，而同位素在下配2個(gè)射孔段仍有大量沉積顯示，但電磁流量也顯示下配進(jìn)水較少，因此可判斷下配同位素多是由沉積或沾污導(dǎo)致。相關(guān)流量測(cè)井同位素顯示上配相對(duì)吸水量較大，符合實(shí)際結(jié)果。

分注井中由于地層附近的套管經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的注水推力、沖刷、腐蝕及修井等作用后，產(chǎn)生變形、破裂。套管內(nèi)徑發(fā)生不規(guī)則變化，對(duì)此類井流量的準(zhǔn)確計(jì)算相當(dāng)困難。

2　結(jié)論

（1）同位素注入剖面測(cè)井為長(zhǎng)慶油田主要的注入剖面測(cè)試方法，能較準(zhǔn)確判斷井下分注井、喇叭口在層下的籠統(tǒng)注水井的剖面吸水狀況，但受井筒狀況及井下管柱結(jié)構(gòu)影響較大。

（2）脈沖中子氧活化水流測(cè)井對(duì)不同井況、不同流體的適應(yīng)性較強(qiáng)，測(cè)試成功率較高，能對(duì)油套分注井進(jìn)行注入剖面測(cè)試，對(duì)有效測(cè)量竄槽位置效果顯著。但其測(cè)量下限相對(duì)較高，無(wú)法連續(xù)測(cè)量，測(cè)井精度較低。無(wú)法進(jìn)行同位素注入剖面測(cè)井時(shí)，可以做為參考補(bǔ)充資料。

（3）連續(xù)相關(guān)流量注入剖面測(cè)井應(yīng)用范圍廣，不受注水管柱及注入介質(zhì)限制，適用于籠統(tǒng)井、分注井、注聚井，且測(cè)量范圍寬，測(cè)量精度高，是目前優(yōu)選的注入剖面測(cè)井方法。

（4）實(shí)際測(cè)試中應(yīng)結(jié)合測(cè)試目的、管柱結(jié)構(gòu)和技術(shù)適應(yīng)性，優(yōu)選測(cè)試方法。

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10.3969/j.issn.1673-5285.2015.01.012

TE348

A

1673-5285（2015）01-0045-03

2014－12-04

2014－12-26