PSSL脈沖中子全譜測(cè)井技術(shù)及其應(yīng)用的探討

董廣云，楊聯(lián)會(huì)，韓忠林新疆華隆油田科技股份有限公司（新疆　克拉瑪依　834000）

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PSSL脈沖中子全譜測(cè)井技術(shù)及其應(yīng)用的探討

董廣云，楊聯(lián)會(huì)，韓忠林
新疆華隆油田科技股份有限公司（新疆克拉瑪依834000）

從測(cè)井儀器、現(xiàn)場(chǎng)施工、數(shù)據(jù)處理解釋及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果幾個(gè)方面介紹一種全新的剩余油評(píng)價(jià)測(cè)井技術(shù)，為采油廠提供一套完整解決方案。PSSL脈沖中子全譜測(cè)井儀采用新型探測(cè)器及獨(dú)特的譜數(shù)據(jù)處理技術(shù)，使得碳氧比的測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍（在35%孔隙度的油砂、水砂中）由原來的14%提高到34%，大大提高了空隙流體中油水的識(shí)別能力，也使得在低孔隙度條件下測(cè)量評(píng)價(jià)剩余油成為可能。PSSL脈沖中子全譜測(cè)井技術(shù)制定了一套全新現(xiàn)場(chǎng)施工方案，測(cè)井時(shí)無需洗井、刮蠟、盡量不壓井，減少了各種施工把射孔層可動(dòng)油推走的風(fēng)險(xiǎn)，從而更加客觀真實(shí)反映各個(gè)儲(chǔ)層狀態(tài)。井溫、自然伽瑪、活化氧等參數(shù)動(dòng)態(tài)反映高壓出水層，為堵水補(bǔ)孔提供科學(xué)的依據(jù)?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明綜合解釋符合率在85%以上，得到了采油企業(yè)的高度評(píng)價(jià)。

PSSL脈沖中子；全譜測(cè)井；孔隙度；剩余油;測(cè)井技術(shù)

隨著我國各個(gè)油田開發(fā)進(jìn)入中后期階段，穩(wěn)產(chǎn)保產(chǎn)的難度越來越大，剩余油評(píng)價(jià)技術(shù)就顯得越來越重要。以往采用的傳統(tǒng)碳氧比測(cè)井技術(shù)，由于測(cè)量的動(dòng)態(tài)范圍小，僅能在中高孔隙度下定性區(qū)分油層與水層；中子壽命測(cè)井或者熱中子衰減時(shí)間[1]測(cè)井依靠測(cè)量油層、水層的熱中子俘獲截面，確定含水飽和度，僅適用于礦化度較高地區(qū)應(yīng)用；其他方法的測(cè)井技術(shù)也由于下套管后，測(cè)量的信號(hào)微弱易受到各種干擾，因此不能很好的解決各種地層條件下剩余油的評(píng)價(jià)。此外以上技術(shù)測(cè)量參數(shù)單一，從某一個(gè)方面反映地層及流體特性，不能綜合評(píng)價(jià)解釋儲(chǔ)層。2010年西安某公司推出的PSSL脈沖中子全譜測(cè)井儀，一次下井能夠獲得碳氧比、俘獲截面、活化氧、套后孔隙度、當(dāng)前礦化度、井溫及自然伽瑪?shù)榷喾N測(cè)井曲線，為動(dòng)態(tài)綜合解釋評(píng)價(jià)儲(chǔ)層提供較為豐富的第一手資料[2]。更重要的是由于采用新型探測(cè)器及譜數(shù)據(jù)處理技術(shù)，使得碳氧比的動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍接近孔隙度值，滿足了中低孔隙度下評(píng)價(jià)儲(chǔ)層含油性的要求；提出了一套合理的現(xiàn)場(chǎng)施工測(cè)量方案及全新解釋理念，因此幾年來得到了較好的應(yīng)用。

14Mev高能快中子與物質(zhì)的作用從時(shí)間上主要分為非彈散射、俘獲輻射、中子活化等3個(gè)過程，每個(gè)過程都會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的特征伽瑪射線[3-4]。

PSSL全譜飽和度測(cè)井儀通過測(cè)量不同時(shí)間不同過程的特征伽馬射線的時(shí)間和幅度分布，形成了4種伽瑪射線譜，其信息覆蓋了快中子和物質(zhì)作用的所有過程。其中非彈散射伽瑪、俘獲伽瑪能譜、熱中子衰減時(shí)間譜充分反映了井眼和地層信息[5]，活化伽瑪能譜及其時(shí)間譜用于尋找各種管外、管內(nèi)流體，為解釋處理提供更加全面的原始資料。

1　儀器主要性能指標(biāo)

1）儀器耐壓：80 MPa。

2）耐溫：150℃/6h；（適合元素測(cè)井175℃）。

3）直徑：φ89mm（適合元素測(cè)井的規(guī)格是φ 124mm）。

4）儀器長度：小于4.6m。

5）油水分辨能力：在孔隙度35%的飽和油水砂中碳氧比的相對(duì)差值(動(dòng)態(tài)范圍)22%～25%，能譜數(shù)據(jù)處理后達(dá)到34%。

6）測(cè)量誤差：±5%（在孔隙度35%的飽和油水砂中）。

7）一次下井完成全部譜的獲取，獲得多種指示曲線。

8）測(cè)量速度50～60m/h，連續(xù)穩(wěn)定工作10h（單井一次最大測(cè)量井段500～600m）。

9）完成測(cè)試后，20～40h提供精細(xì)解釋成果。

10）以單層生產(chǎn)結(jié)論為準(zhǔn)，解釋符合率85%。

2　現(xiàn)場(chǎng)施工及解釋處理

2.1現(xiàn)場(chǎng)施工

1）壓井通井。在確保人員、儀器和井的安全前提下，不建議壓井、通井等作業(yè)，以免把射孔層的可動(dòng)油推走而導(dǎo)致把油層測(cè)成水層。對(duì)于高壓井建議采用適當(dāng)?shù)姆艊姶胧┤绶绹姽茏鳂I(yè)。

2）洗井和刮蠟的要求。①測(cè)量井段在未射孔層和稠油井中。為確保儀器正常下放到目的層段，也為了確保儀器的測(cè)量效果，建議對(duì)目標(biāo)井進(jìn)行洗井及刮蠟作業(yè)，洗井時(shí)注意壓力不要太高，不把可動(dòng)油退走。②為了確定已射孔的稀油井水淹等級(jí)的測(cè)井任務(wù)，建議最好不要洗井，可進(jìn)行刮蠟作業(yè)，保證儀器可下放到目的層。

3）測(cè)量新井的要求。新井測(cè)量要等泥漿侵入消失后方可測(cè)井。①孔隙度大于20%，滲透率也較高的地區(qū)，一般新井打完固井后15天即可進(jìn)行PSSL測(cè)井；②孔隙度在15%～20%的情況下，固井后20天再測(cè)井；③孔隙度低于15%的地層中，滲透率也很低時(shí)，泥漿的侵入消失較慢，這時(shí)要求固井30天后才能進(jìn)行PSSL測(cè)井。

2.2解釋處理

PSSL脈沖中子全譜測(cè)井技術(shù)采用多年研制的解釋處理軟件，提供純油層、純水層及實(shí)測(cè)碳氧比，純油層、純水層及實(shí)測(cè)俘獲截面，實(shí)測(cè)孔隙度及套前孔隙度，實(shí)測(cè)及套前礦化度，產(chǎn)油率及產(chǎn)水率，解釋成果等。結(jié)合裸眼井資料、區(qū)域地質(zhì)資料、采油資料及測(cè)井多種曲線資料綜合評(píng)價(jià)解釋。區(qū)分主產(chǎn)層、次產(chǎn)層以及不產(chǎn)層，產(chǎn)層內(nèi)細(xì)分為主產(chǎn)部位、次產(chǎn)部位以及不產(chǎn)部位；套前套后比較，動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)解釋儲(chǔ)層，提供堵水補(bǔ)孔建議，使解釋結(jié)論更加符合試油和生產(chǎn)實(shí)際。

3　現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

PSSL脈沖中子全譜飽和度測(cè)井儀器從2010年研制成功以來，在油田測(cè)井應(yīng)用，綜合解釋符合率大于85%。截至2014年底，PSSL脈沖中子全譜飽和度測(cè)井技術(shù)已經(jīng)在我國的大港油田、中原油田、南陽油田、新疆油田、塔河油田、勝利油田、遼河油田、吉林油田、長慶油田、青海油田、華北、南海及江蘇油田等廣泛應(yīng)用，累計(jì)測(cè)井?dāng)?shù)百口。其應(yīng)用效果得到了甲方的高度評(píng)價(jià)。

3.1PSSL全譜在中高孔滲地區(qū)成功實(shí)例

勝利油田、大港油田、遼河油田、大慶油田屬于中高孔滲地層，成功的找到未動(dòng)用油層和已經(jīng)水淹層，為補(bǔ)孔和堵水提供了科學(xué)的依據(jù)，取得了良好的應(yīng)用效果。

圖1是江蘇油田高X-XX井，測(cè)前產(chǎn)液12.5t/d、產(chǎn)油1.8t/d；堵下部地層，射6～10號(hào)層與16合采；措施后產(chǎn)液3.5m3/d，產(chǎn)油3.2t/d。本井全譜解釋6～10號(hào)層是低水淹層或油層，層內(nèi)含有較好，除9號(hào)層底部呈現(xiàn)侵入帶未消失徹底外，均顯示含油良好。

圖1　江蘇油田高X-XX井PSSL脈沖中子全譜測(cè)井成果圖

3.2PSSL全譜在低孔滲地區(qū)成功實(shí)例

長慶油田屬于中低孔滲地區(qū)，所測(cè)井成功的找到油層和出水層，取得了較好的應(yīng)用效果。長慶油田郭X-XX井（圖2），目前產(chǎn)液2.96m3/d、產(chǎn)油0.98t/ d、產(chǎn)水率72.5%、動(dòng)液面1 198m。全譜測(cè)井顯示，主要產(chǎn)水部位是19號(hào)層頂部1 564～1 566m，活化氧顯示1 562m以上溢流較強(qiáng)，下部有較小的上水流流動(dòng)，說明19～21號(hào)層有微水流流動(dòng)，推測(cè)是壓裂形成的縱向微縫存在。建議擠堵1 564～1 566m，對(duì)1 566.5m以下補(bǔ)孔生產(chǎn)。

3.3PSSL全譜在高礦化度地區(qū)成功實(shí)例

中原油田、青海油田、塔里木油田屬于高礦化度地區(qū)，得到很好地應(yīng)用。

青海油田躍XX-X（圖3），154、156號(hào)層射孔，其他資料用戶未提供。射孔層含水較低，生產(chǎn)層伴隨較強(qiáng)烈的自然伽馬異常，表示得到動(dòng)用；井溫較高說明該層是原始地層狀況；中子壽命、孔隙度顯示含較多的氣，說明水淹程度較低；碳氧比顯示含油較多。

3.4PSSL全譜在稠油地區(qū)成功實(shí)例

勝利油田、遼河油田、大港油田、克拉瑪依油田等有部分地區(qū)是稠油地區(qū)，在這些地區(qū)取得了很好的測(cè)量效果，目前在克拉瑪依已經(jīng)把該項(xiàng)目作為采油廠對(duì)老井的必測(cè)項(xiàng)。

克拉瑪依XXXX井正在動(dòng)用215m（圖4）。16～ 17號(hào)層孔隙度升高是固井不好所致。顯示的是14號(hào)層正在被動(dòng)用的油層，井溫、活化氧均顯示該部位動(dòng)用，碳氧比顯示高值意味地層含油，215m以上是正在動(dòng)用層段，下部地層均沒有得到動(dòng)用。從套前、后孔隙度對(duì)比看出少量氣顯示，中子壽命也顯示動(dòng)用段偏低。

圖2　長慶油田郭X-XX井PSSL脈沖中子全譜測(cè)井成果圖

圖3　青海油田躍XX-X井PSSL脈沖中子全譜測(cè)井成果圖

3.5PSSL全譜特殊成功實(shí)例

勝利油田曲XXXX井，關(guān)井時(shí)11號(hào)層下部有高含水層溢流，油水到11號(hào)層分離，水進(jìn)入11號(hào)層，油積累在套管內(nèi)，形成典型的油柱。圖5中活化測(cè)井顯示上水流到11號(hào)層終止；井溫在11號(hào)層底部異常拐點(diǎn)，碳氧比、碳鈣比均呈現(xiàn)臺(tái)階狀升高。由于套管內(nèi)是油而不是水，因此11號(hào)層直觀解釋為油層，實(shí)際該層是吸水的低壓特高水淹層。正式結(jié)果中，需要對(duì)11號(hào)層及上部進(jìn)行井眼含油校正，特此說明。

圖4　克拉瑪依XXXX井PSSL脈沖中子全譜測(cè)井成果圖

圖5　勝利油田曲XXXX井PSSL脈沖中子全譜測(cè)井成果圖

4　結(jié)論

PSSL全譜測(cè)井技術(shù)經(jīng)過幾年的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)井驗(yàn)證，最突出的特點(diǎn)是：動(dòng)靜結(jié)合，套前、套后比較，結(jié)合裸眼井及區(qū)域資料綜合解釋。過去測(cè)井資料普遍只給出飽和度資料，至于含油飽和度高的地層能否意味著就開采得油多，測(cè)井資料不能反映，因此常常與采油廠的試油、采油結(jié)果不符?，F(xiàn)在，PSSL全譜測(cè)井技術(shù)的解釋結(jié)論不盡給出目標(biāo)地層的含油、含水飽和度；還提供了主產(chǎn)層、次產(chǎn)層、主產(chǎn)部位、次產(chǎn)部位及不產(chǎn)部位劃分即產(chǎn)層細(xì)分；更重要的是通過測(cè)井的動(dòng)態(tài)資料氧活化水流的變化、井溫?cái)?shù)據(jù)、套前套后孔隙度變化、自然伽瑪?shù)淖兓?，?dòng)態(tài)識(shí)別高壓水層。實(shí)際采油時(shí)那些層出液、那些層甚至倒灌，結(jié)合滲透率等其它資料，最終給出各目的層的產(chǎn)水率和產(chǎn)油率。建議采油廠堵那一層，什么部位采取什么封堵還是射孔措施，從而發(fā)揮那些未動(dòng)用油層的作用，使那些老井重新煥發(fā)出勃勃生機(jī)。因此這項(xiàng)技術(shù)是目前套后剩余油評(píng)價(jià)最好的技術(shù)。

[1]尤武，陶碧娥，馬立新，等.PSSL全能譜飽和度測(cè)井技術(shù)在塔河油田的應(yīng)用[J].石油天然氣學(xué)報(bào)，2012，34(8)：99-102，106．

[2]朱達(dá)智.碳氧比能譜測(cè)井[M].北京：石油工業(yè)出版社，1984．

[3]黃隆基.核測(cè)井原理[M].東營：石油大學(xué)出版社，2000．

[4]張唯聰,侯世華. RMT測(cè)井儀在某些油田的初步應(yīng)用[J].測(cè)井技術(shù),2003,27(2):151-154.

[5]管潤紅，林健，王艷，等.中子壽命測(cè)井技術(shù)在衛(wèi)城油田的應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古石油化工，2002，28(2)：115-117，242．

A new loggingtechnique for evaluation of remainingoil is introduced from logginginstrument, field construction, dataprocess?ing and interpretation and field application effect, which provide a complete solution for oil production plants. PSSL pulse neutron full spectrum logging tool uses a new type of detector and a unique spectral data processing technique, which makes the dynamic measure?ment range of carbon-oxygen ratio (in oil sand and water sand of 35% porosity) increases from the original 14% to 34%, greatly im?proves the recognition ability of the oil and the water in interstitial fluid, and also makes the measurement and evaluation of remaining oil become possible under the condition of low porosity. The field construction plan of the PSSL pulse neutron full spectrum logging tech?nology is formulated, and there is no need to wash well, and scrape wax, and try not to press well in well logging, which reduces the risk that various kinds of construction push the movable oil in perforation layer, thereby the status of each reservoir is more objectively and truly reflected. The parameters of well temperature, natural gamma and active oxygen dynamically reflect the high pressure water layer, which provides scientific basis for plugging water and adding well. The field application shows that the comprehensive interpretation co?incidence rate of the loggingtechnique is above 85%, which is highly valued by the oil production enterprises.

PSSL pulse neutron; full spectrum logging; porosity; remainingoil; well loggingtechnology

董廣云（1964-），男，工程師，現(xiàn)從事油田動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)服務(wù)。

本文編輯：尉立崗2015-12-14