電磁流量與示蹤相關(guān)組合測(cè)井方法

單宏寬

(大慶油田有限責(zé)任公司測(cè)試技術(shù)服務(wù)分公司,黑龍江大慶163453)

電磁流量與示蹤相關(guān)組合測(cè)井方法

單宏寬

(大慶油田有限責(zé)任公司測(cè)試技術(shù)服務(wù)分公司,黑龍江大慶163453)

對(duì)處于開發(fā)后期的油田,受套變、管壁結(jié)垢等因素的影響,單一的測(cè)井方法很難滿足目前注入剖面測(cè)井的需要。通過將電磁流量計(jì)與示蹤相關(guān)流量測(cè)井儀二者組合,并配以溫度、壓力、磁定位等短節(jié)能有效地改善和彌補(bǔ)二者的不足。利用電磁流量的測(cè)井結(jié)果確定示蹤相關(guān)解釋模型中的系數(shù),再利用所得系數(shù)來計(jì)算環(huán)套空間內(nèi)的流量,減小了解釋誤差。該技術(shù)能滿足復(fù)雜條件下注入井的測(cè)井要求,儀器功能短接可以根據(jù)需要自由組合,目前已在大慶油田應(yīng)用。

組合測(cè)井;注入井;電磁流量;示蹤相關(guān)

0 引 言

放射性示蹤相關(guān)流量測(cè)井是一種常用的注入剖面測(cè)井方法,能夠測(cè)量油套環(huán)形空間流量,在測(cè)量注聚井以及找竄找漏等方面具有測(cè)井施工時(shí)間短、曲線直觀簡潔、測(cè)量范圍廣、可靠性強(qiáng)等特點(diǎn)[1]。但是隨著油田進(jìn)入高含水開發(fā)后期,管柱的變形與結(jié)垢都會(huì)改變注入液流動(dòng)的橫截面積,影響示蹤相關(guān)流量測(cè)井的測(cè)量結(jié)果。同時(shí),由于注入液黏度的增加造成部分釋放的同位素吸附在管壁上,加大重復(fù)測(cè)量時(shí)曲線的干擾,影響解釋精度。該方法無法滿足目前油田開發(fā)生產(chǎn)對(duì)測(cè)量精度的要求,為此大慶油田測(cè)試技術(shù)服務(wù)分公司研制了電磁流量與示蹤相關(guān)流量(簡稱電磁相關(guān))組合測(cè)井儀。

1 儀器結(jié)構(gòu)及原理

1.1 儀器結(jié)構(gòu)

井下儀器結(jié)構(gòu)見圖1。上扶正器、下扶正器可保證儀器居中;磁性定位器可確定儀器的深度;遙測(cè)四參數(shù)短節(jié)中的伽馬儀和固體顆粒同位素釋放器共同組成同位素示蹤注入剖面測(cè)井系統(tǒng),用于分層流量的測(cè)量;上下伽馬儀和液體同位素釋放器組成示蹤相關(guān)流量測(cè)井系統(tǒng),可用于油管外流量的測(cè)量;電磁流量計(jì)進(jìn)行油管內(nèi)流量的測(cè)量。溫度、壓力作為環(huán)境條件測(cè)量參數(shù)。

圖1 井下儀器結(jié)構(gòu)示意圖

1.2 測(cè)量原理

電磁流量計(jì)[2]測(cè)量精度高,不受流體的壓力、溫度、密度、礦化度及其他物理參數(shù)的影響,不論流體的性質(zhì)如何,只要有微弱的導(dǎo)電性(電導(dǎo)率>8× 10-5S/m)即可進(jìn)行測(cè)量。通常油田的注入水及聚合物溶液都具有良好的導(dǎo)電性能,符合電磁流量計(jì)的測(cè)量條件。

放射性示蹤相關(guān)測(cè)量方法在油管內(nèi)的配水器上方釋放示蹤劑,并迅速把帶有2個(gè)伽馬射線探測(cè)器的儀器移至測(cè)量點(diǎn),示蹤劑被水?dāng)y帶,一部分經(jīng)配水器流到油套空間,進(jìn)入各個(gè)吸水層,當(dāng)示蹤劑流經(jīng)這2個(gè)探測(cè)器時(shí)測(cè)量伽馬計(jì)數(shù)率隨時(shí)間變化曲線;利用相關(guān)算法計(jì)算出渡越時(shí)間;由于傳感器的間距和油套空間的橫截面積是已知的,從而可以算出流體流速,進(jìn)而得出流體流量,最后計(jì)算出要測(cè)量層的注入量。

電磁相關(guān)組合儀利用電磁流量計(jì)在管內(nèi)點(diǎn)測(cè)流量精度高、穩(wěn)定性好、操作方便的特點(diǎn),準(zhǔn)確地測(cè)量注入管柱內(nèi)的流量;利用示蹤相關(guān)流量計(jì)能夠測(cè)量管外流量的特點(diǎn),測(cè)量進(jìn)入配注段的流量。根據(jù)井溫曲線和壓力曲線可驗(yàn)證測(cè)井中是否有異?，F(xiàn)象[3]。

2 測(cè)井資料綜合解釋

電磁相關(guān)組合測(cè)井解釋方法采用電磁流量計(jì)與示蹤相關(guān)流量測(cè)井綜合解釋法。首先利用電磁流量測(cè)量油管內(nèi)的流量,計(jì)算出每個(gè)配水器的絕對(duì)注入量;然后將同1個(gè)配水器所對(duì)應(yīng)的配注層段作為1口井,這里稱作1個(gè)測(cè)井單元。利用示蹤相關(guān)測(cè)量油管外的流量情況,跟據(jù)示蹤相關(guān)測(cè)量結(jié)果計(jì)算出各個(gè)注水層的相對(duì)注入比例;最后按每個(gè)測(cè)井單元總注入量和其內(nèi)部各注水層的相對(duì)注入比例計(jì)算各層注入量。在無流量變化的井段,如果電磁流量連續(xù)測(cè)井曲線值平穩(wěn),則說明此處管徑無明顯變化,可以進(jìn)行定量計(jì)算[4]。

其數(shù)學(xué)模型為,設(shè)電磁流量計(jì)資料確定1～N個(gè)測(cè)井單元的絕對(duì)注入量分別為Q1,Q2,…,QN;第i個(gè)單元的絕對(duì)注入量為Qi,第i個(gè)單元所對(duì)應(yīng)的1～M層的相對(duì)注入量分別為 Pi1,Pi2,…,PiM,其中Pi1+Pi2+,…,+ PiM應(yīng)該等于1,則第 i段第 j層絕對(duì)吸水量Qij為

3 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)井實(shí)例及其應(yīng)用效果

圖2是采用電磁相關(guān)組合儀在大慶油田采油三廠1口注聚井進(jìn)行測(cè)井的解釋成果圖。該井為分層注入井,共有3個(gè)配水器,3個(gè)封隔器,井口注入量為100 m3/d。表1為電磁流量計(jì)測(cè)量結(jié)果和計(jì)算所得的對(duì)應(yīng)配水器的絕對(duì)注入量。表2為示蹤相關(guān)測(cè)量的相對(duì)流量成果表以及計(jì)算所得的目標(biāo)地層的絕對(duì)注入量。

表1 電磁流量測(cè)得的油管內(nèi)流量表

表2 示蹤相關(guān)相對(duì)及絕對(duì)吸液量表

圖2 電磁相關(guān)解釋成果圖

先根據(jù)電磁流量的連續(xù)測(cè)量曲線判斷管徑是否變形,選擇測(cè)量點(diǎn),測(cè)量各個(gè)配水器的絕對(duì)注入量;再用示蹤相關(guān)流量計(jì)測(cè)量油套空間對(duì)應(yīng)深度點(diǎn)液體的相對(duì)流量;最后結(jié)合二者換算出要測(cè)量目標(biāo)地層的絕對(duì)注入量。由成果圖2可以看出已經(jīng)完全測(cè)出目標(biāo)地層吸液量,井溫壓力曲線穩(wěn)定,測(cè)量無異常,在1 054 m處死水區(qū)井溫有明顯拐點(diǎn),這也驗(yàn)證了儀器性能穩(wěn)定。由于各個(gè)配水器所對(duì)應(yīng)的測(cè)井單元所處環(huán)境大致相同,因此認(rèn)為其變形程度及結(jié)垢程度相似,能夠減少由此產(chǎn)生的誤差。

該井若單獨(dú)使用示蹤相關(guān)流量計(jì)進(jìn)行測(cè)量,有以下缺陷:

(1)難以準(zhǔn)確測(cè)得配水器A對(duì)應(yīng)層段的總注入量。由于100 m3/d超過了示蹤相關(guān)流量計(jì)測(cè)量油管流量的上限,不能用該流量計(jì)獲得配水器A上下油管內(nèi)的流量差,只能在配水器A與層A1之間測(cè)量油套空間流速。若該油套空間截面積變化,則流量測(cè)量結(jié)果精度低。

(2)施工難度大。配水器B、封隔器C與地層B2太接近,因此測(cè)量點(diǎn)的選擇很困難。

(3)若無井溫、壓力資料,解釋人員無法對(duì)測(cè)井過程進(jìn)行監(jiān)視,也無法驗(yàn)證死水區(qū)。

4 結(jié) 論

電磁流量與示蹤相關(guān)流量組合測(cè)井儀將多種注入?yún)?shù)組合在一起,發(fā)揮各流量計(jì)的優(yōu)勢(shì)。利用電磁流量計(jì)測(cè)量精度高、操作簡便、使用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)來確定每個(gè)配水器的注水量;利用示蹤相關(guān)流量可以測(cè)量油套空間內(nèi)部流量的特點(diǎn)來測(cè)量油套空間相對(duì)流量;然后二者結(jié)合換算出要測(cè)量目標(biāo)地層的絕對(duì)注入量。該方法可以減小因管柱老化變形和井壁結(jié)垢對(duì)流量測(cè)量的影響,目前在大慶油田已經(jīng)推廣使用。

[1] 張耀文,王金鐘,夏慧玲,等.注入剖面放射性相關(guān)測(cè)量方法研究[J].測(cè)井技術(shù),2004,28(增刊):57-60.

[2] 呂殿龍,魏云飛,韋 旺.電磁流量計(jì)及其在注聚井中的應(yīng)用[J].石油儀器,2001,15(3):34-36.

[3] 閆來喜,孫玉環(huán).井溫測(cè)井在疑難井中的應(yīng)用[J].測(cè)井技術(shù),1999,23(2):155-158.

[4] 李桂軍,劉 慧,閃俊梅,等.五參數(shù)吸水剖面測(cè)井資料解釋方法分析與研究[J].石油儀器,2006,20(4):57-59.

Combination Logging Tool of Electromagnetic Flowmeter and Tracer Correlation Flowmeter

SHAN Hongkuan
(Daqing Logging&Testing Services Company,Daqing Oilfield Corp.L TD.,Daqing,Heilongjiang 163453,China)

Any individual logging method can not perfectly meet injection profile logging needs in the later development period of Daqing oilfield,especially under the condition of casing deformation or casing scaling.Radioactive tracer correlation flowmeter and electromagnetic flowmeter, which are major injection profile logging flowmeters,have now been combined into one logging tool with temperature sub,pressure sub and magnetic locator sub.The combination tool can effectively make up for the deficiencies of original meters.The tool adopts telemetry technique,so it can acquire multiple parameters simultaneously by one pass of down-hole measurement.Determined are the coefficients of tracer correlation interpretation models with the measured results of electromagnetic flowmeter log,and calculated is the annulus flowrate with the coefficients,so, interpretation errors are greatly reduced.This logging technology can meet the wel logging needs in complex injection wells.Subs in the tool string can be flexibly combined according to our requirements.The technology is already used in Daqing oilfield.

combination logging,injection well,electromagnetic flowrate,tracer correlation

P631.33

A

2010-03-17 本文編輯 余 迎)

1004-1338(2010)04-0386-03

項(xiàng)目來源:國家科技重大專項(xiàng)(課題編號(hào):2008ZX05020)和國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(編號(hào):2007AA06Z231)資助課題

單宏寬,男,1975年生,工程師,從事測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)處理、軟件開發(fā)、方法研究等工作。