氧活化測(cè)井技術(shù)在偏心分注井應(yīng)用中的問(wèn)題及對(duì)策

陳 顯，趙立安，尤立忠，張清朧

(中國(guó)石油大港油田測(cè)試公司 天津 300280)

0 引 言

隨著大港油田的不斷開(kāi)發(fā)，進(jìn)入中后期，地層能量不斷遞減，層間矛盾成為制約油田開(kāi)發(fā)的首要因素。注水是補(bǔ)充地層壓力的主要手段，分層注水是減少層間矛盾的重要途徑。

目前，常見(jiàn)的偏心分注井注入剖面主要有同位素+電磁流量計(jì)組合測(cè)井﹑氧活化測(cè)井兩種測(cè)井技術(shù)。受井下分層注水管柱的影響，常規(guī)同位素+電磁流量計(jì)組合測(cè)井，存在井下工具沾污﹑同位素不歸層﹑短時(shí)間內(nèi)不能進(jìn)行同位素復(fù)測(cè)等問(wèn)題；而氧活化測(cè)井技術(shù)能夠精準(zhǔn)細(xì)分每層注入量，能夠很好地解決這些問(wèn)題，廣泛應(yīng)用于偏心分注井中。

氧活化測(cè)井技術(shù)在偏心分注井的測(cè)試過(guò)程中具有一定的優(yōu)勢(shì)，但在應(yīng)用過(guò)程中也會(huì)遇到一些水流峰拖尾，資料品質(zhì)差，各個(gè)探頭解釋流量不一致，低注入量無(wú)法測(cè)取，環(huán)空低流速解釋精度低等問(wèn)題；把這些問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)分析，并提出相應(yīng)問(wèn)題下的處理對(duì)策，解決氧活化測(cè)試技術(shù)在偏心分注井應(yīng)用中的一些問(wèn)題。

1 氧活化測(cè)井儀器簡(jiǎn)介

氧活化測(cè)井儀器包括1個(gè)脈沖中子發(fā)生器、4個(gè)不同源距的伽馬射線(xiàn)探頭。脈沖中子發(fā)生器產(chǎn)生14.1 MeV 的高能中子, 高能中子使儀器周?chē)难踉卦雍嘶罨?，活化的氧原子核放出能量?.13 MeV 的高能伽馬射線(xiàn)，氧的放射性同位素半衰期為7.13 s[1]。測(cè)井時(shí)將儀器停在某一測(cè)點(diǎn)深度，從中子源發(fā)出中子脈沖的時(shí)刻起，7個(gè)不同源距的伽馬射線(xiàn)探頭同時(shí)記錄時(shí)間譜，從時(shí)間譜上讀取活化水流從脈沖中子發(fā)生器到達(dá)伽馬射線(xiàn)探頭的時(shí)間，源距除以時(shí)間得到該測(cè)點(diǎn)的水流速度， 進(jìn)而得到該測(cè)點(diǎn)的流量[2]。

SWFL-B單芯多功能水流測(cè)井儀由遙傳短節(jié)、上采集短節(jié)、發(fā)生器短節(jié)、下采集短節(jié)組成,其儀器內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。該儀器是集溫度﹑流量﹑伽瑪﹑接箍4參數(shù)功能測(cè)井儀、中子壽命測(cè)井儀﹑單發(fā)雙收氧活化測(cè)井儀為一體的小直徑單芯多功能測(cè)井儀器[3]。

圖1 SWFL-B井下儀器結(jié)構(gòu)圖

2 氧活化測(cè)井技術(shù)在偏心分注井應(yīng)用中問(wèn)題分析及對(duì)策

2.1 水流譜峰拖尾、部分被淹掉，資料品質(zhì)差

現(xiàn)象描述：水流譜峰存在拖尾現(xiàn)象，部分水流譜峰被淹掉，導(dǎo)致資料品質(zhì)差。在偏心配水器的水流峰測(cè)試過(guò)程中，氧活化儀器在測(cè)試時(shí)，如果設(shè)定的中子爆發(fā)時(shí)刻太長(zhǎng)，就會(huì)導(dǎo)致部分水流峰部分被淹掉和拖尾嚴(yán)重的現(xiàn)象；選取的記錄時(shí)間譜PT時(shí)間不夠，導(dǎo)致測(cè)取水流峰記錄不完整；累屏次數(shù)不夠，導(dǎo)致水流峰不規(guī)整等現(xiàn)象。

原因分析：氧活化儀器測(cè)試時(shí)，所設(shè)定的儀器參數(shù)有誤，導(dǎo)致測(cè)取資料品質(zhì)差。

處理對(duì)策：氧活化儀器中子爆發(fā)時(shí)間有0.8、1、2、4、6、8 s可選。選擇的爆發(fā)時(shí)刻太短，導(dǎo)致活化的水?dāng)?shù)量少，記錄的譜峰曲線(xiàn)起伏大﹑不規(guī)則。爆發(fā)時(shí)間太長(zhǎng)時(shí)，容易導(dǎo)致水流峰拖尾嚴(yán)重，影響解釋精度且造成中子管的浪費(fèi)。累屏有20﹑40﹑60 s可選。通過(guò)對(duì)氧活化儀器進(jìn)行標(biāo)定和測(cè)井資料統(tǒng)計(jì)分析，得出在偏心配水器環(huán)空水流峰測(cè)試過(guò)程中，氧活化儀器最優(yōu)參數(shù)組合，提高資料錄取品質(zhì)。

2.2 低注入量時(shí)，無(wú)水流譜峰顯示

現(xiàn)象描述：環(huán)空注入量流速低于0.008 m/d時(shí)，時(shí)間記錄譜上，無(wú)水流譜峰顯示。有些偏心注水井，多級(jí)多段，總注入量比較低，使得每個(gè)偏心配水器注水量都比較少，當(dāng)進(jìn)入偏心配水器的水量流速低于0.008 m/s時(shí)，就無(wú)法獲取活化水譜峰。

原因分析：注入流體流速太慢時(shí)，而活化水半衰期為7.13 s，遠(yuǎn)探頭沒(méi)等活化水流過(guò)探頭時(shí)，活化水就衰減完成；近探頭，近地層活化物質(zhì)釋放的射線(xiàn)，也影響探頭計(jì)數(shù)。

處理對(duì)策：對(duì)氧活化儀器進(jìn)行刻度。流速為0.008 m/s環(huán)空水流時(shí)間譜如圖2所示，U1，U2探頭記錄的時(shí)間譜雖有譜峰顯示，但是均不能參與計(jì)算，當(dāng)流速低于0.008 m/s時(shí)，時(shí)間記錄譜就無(wú)任何的譜峰顯現(xiàn)，0.008 m/s為氧活化儀器在環(huán)空內(nèi)能探測(cè)到的最低流速。

圖2 0.008 m/s流速時(shí)環(huán)空水流時(shí)間譜

流速為0.012 m/s時(shí)環(huán)空水流時(shí)間譜如圖3所示。

圖3 0.012 m/s流速時(shí)環(huán)空水流時(shí)間譜

U2探頭記錄譜峰完整且規(guī)整，環(huán)空能進(jìn)行定量解釋的水流速為最低且為0.012 m/s。對(duì)于低于0.012 m/s流速的流體，由偏心配水器進(jìn)入環(huán)空后，無(wú)需再對(duì)環(huán)空水流進(jìn)行細(xì)分，只需測(cè)量進(jìn)入偏心配水器總流量即可。

2.3 同一流量下，各個(gè)探頭測(cè)取的流量不一致

現(xiàn)象描述：XX井1 285 m氧活化點(diǎn)測(cè)譜峰圖如圖4所示，XX注水井，測(cè)試層段為1 251～1 665 m，注水量為98 m3/d。該井在1 285 m處打點(diǎn)測(cè)試氧活化，解釋結(jié)果顯示D2探頭計(jì)算流量為95 m3/d，而D3探頭計(jì)算流量為111 m3/d，2個(gè)探頭解釋的流量不一致，存在16 m3/d的誤差。

原因分析：氧活化測(cè)試技術(shù)是基于發(fā)生器到各探頭之間的橫截面積不變的情況下進(jìn)行解釋的。但是由于地層附近的管柱經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間地應(yīng)力、腐蝕、修井、壓裂、注水等作用后，嚴(yán)重變形、破裂，管柱內(nèi)徑發(fā)生不規(guī)則變化，導(dǎo)致管柱內(nèi)部橫截面積發(fā)生變化，對(duì)于此類(lèi)井，就會(huì)導(dǎo)致探頭顯示的流量不一致。

圖4 XX井1 285 m氧活化點(diǎn)測(cè)譜峰圖

處理對(duì)策：上提1 m后，進(jìn)行復(fù)測(cè)，D2，D3探頭顯示的流量一致，均為101 m3/d。修井作業(yè)起出管柱，發(fā)現(xiàn)在1 285～1 295 m之間管柱發(fā)生變形，而選取的1 285 m測(cè)試點(diǎn)，正好位于該管柱變形的位置。氧活化測(cè)試點(diǎn)選取時(shí)，應(yīng)查閱相關(guān)資料，了解最近的井下作業(yè)信息，及時(shí)掌握井下管柱情況。結(jié)合磁定位和井溫曲線(xiàn)，盡量避開(kāi)管柱變形﹑管柱漏﹑接箍等位置，在各個(gè)探頭流量解釋不一致的地方，應(yīng)將氧活化儀器每次上移或者下移1 m，進(jìn)行重測(cè)。

2.4 流體的流態(tài)不一致，導(dǎo)致測(cè)取流量不一致

現(xiàn)象描述：部分井偏心配水器離層位很近在2 m以?xún)?nèi)，有些注水井偏心配水器就在層中間，水從配水器進(jìn)入后，可能分3個(gè)方向流動(dòng)，可以向上、向下流動(dòng)，也可以直接進(jìn)入對(duì)應(yīng)的地層。這類(lèi)井在用氧活化測(cè)試分層測(cè)試時(shí)，各個(gè)探頭解釋的流量均不一致，無(wú)法對(duì)每層吸水量精準(zhǔn)解釋。

原因分析：在一定的注水壓力情況下，流體從偏心配水器水嘴(一般直徑為5 mm左右)進(jìn)入環(huán)形空間時(shí)的瞬間，注入流體不能完整的充滿(mǎn)整個(gè)環(huán)形空間，流體的流態(tài)也相對(duì)不穩(wěn)定?？偨Y(jié)分析大港油田近6年偏心配水器距離層位比較近的60口井的測(cè)試資料，氧活化測(cè)點(diǎn)離配水器太近(2 m以?xún)?nèi)時(shí))，流體流態(tài)的改變影響流量的解釋結(jié)果，無(wú)法對(duì)層進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量。XX井偏心配水器位置圖如圖5所示。

圖5 XX井偏心配水器位置圖

XX井測(cè)試層位為1 001～1 006 m，而偏心配水器位置為1 002 m，配水器直接在層位上。

處理對(duì)策：對(duì)于配水器距離測(cè)試目的層上界很近,在2 m以?xún)?nèi)時(shí)，只需測(cè)出油管進(jìn)入該配水器的流量即可，無(wú)需對(duì)層位進(jìn)行細(xì)分。針對(duì)配水器的位置選擇，如需精確測(cè)量各小層位的吸水情況的井，需將配水器位置遠(yuǎn)離測(cè)試目的層2 m以上的位置。

2.5 環(huán)空小流量測(cè)試成功率低

現(xiàn)象描述：有些注水井，注水量比較低，每個(gè)偏心配水器注水量都比較低,低于0.036 45 m/s時(shí)，存在解釋的進(jìn)入偏心配水器的每層吸水量總和大于實(shí)際注入量。

原因分析：流體通過(guò)偏心配水器，進(jìn)入環(huán)空后，流體的流態(tài)發(fā)生改變，使得進(jìn)入流體不能完整的充滿(mǎn)整個(gè)環(huán)形空間，就會(huì)存在解釋的環(huán)空流量大于實(shí)際注入量。

處理對(duì)策：對(duì)氧活化儀器進(jìn)行標(biāo)定，建立刻度圖版，對(duì)油管和環(huán)空低流量測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，提高測(cè)試精度。油管內(nèi)校正系數(shù)為：流速大于0.153 m/s，系數(shù)為1.15(D3)，小于0.153 m/s系數(shù)為1.05(D3)，小于0.061 4 m/s系數(shù)為0.85(D2)，精度在5%以?xún)?nèi)。環(huán)空內(nèi)校正系數(shù)為：流速在0.014 5～0.021 9 m/s之間時(shí)，流量無(wú)法進(jìn)行細(xì)分，流速在0.021 9～0.043 7 m/s之間時(shí)，校正系數(shù)為0.80，流速為0.043 7 m/s以上時(shí)校正系數(shù)為0.94，精度在8%以?xún)?nèi)。

3 結(jié)束語(yǔ)

1)偏心分注井中由于變徑較多，流態(tài)復(fù)雜，氧活化測(cè)試時(shí)選點(diǎn)位置不當(dāng)就會(huì)得出不同的結(jié)果；測(cè)井選點(diǎn)時(shí)，需結(jié)合最近作業(yè)近況，結(jié)合磁定位曲線(xiàn)，避開(kāi)管柱異常﹑接箍等位置。

2)偏心分注井測(cè)試時(shí)，需詳細(xì)了解井下管柱和工具的位置，掌握偏心配水器與層位之間的位置。避免盲目打點(diǎn)測(cè)試，前后流量測(cè)試不一致，造成中子管的浪費(fèi)。

3)氧活化測(cè)井儀器刻度圖版的建立，可以解決氧活化流量不一致的問(wèn)題，能有效提升資料的錄取品質(zhì)。