PLT結(jié)合PNN資料在復(fù)雜管柱油井找竄中的應(yīng)用

馬涌貴,許建暉,李健楠

(長城鉆探工程有限公司國際測井公司 北京 100101)

0 引 言

在油田開發(fā)過程中，PLT(Production Logging Tool)生產(chǎn)測井一直作為油田動態(tài)監(jiān)測的一種重要手段。它既可以通過測量產(chǎn)液剖面來確定生產(chǎn)井中各層的產(chǎn)液貢獻(xiàn)，也可以通過測量注入剖面來確定注入井中各層吸入情況，從而為優(yōu)化和完善油田開發(fā)方案提供依據(jù)。PLT主要通過測量井筒內(nèi)的流體流動情況來判斷井下生產(chǎn)情況，而對于井筒外的流動即套后流動、竄槽等只能通過溫度曲線來定性的判別。因此，如果要完全了解井下實際生產(chǎn)動態(tài)，需要結(jié)合其它測井方法來進(jìn)行識別[1-3]。 PNN (Pulse Neutron-Neutron) 測井儀器通過測量熱中子時間譜，求取地層的宏觀俘獲截面，從而得到地層含水飽和度，判斷當(dāng)前各儲層的剩余油動用情況[4-6]。PLT與PNN結(jié)合可以有效地識別井筒內(nèi)各層的實際生產(chǎn)情況以及井筒外各層的當(dāng)前剩余油動用程度，可以用于有效判斷各層之間是否存在竄槽情況，為優(yōu)化開發(fā)方案提供可靠依據(jù)。本文主要分析PLT結(jié)合PNN資料在油井竄槽方面的應(yīng)用。

1 PLT和PNN測井資料簡介

PLT生產(chǎn)測井根據(jù)生產(chǎn)井的特征主要分為產(chǎn)液剖面測井和注入剖面測井。通過產(chǎn)液剖面測井可以獲得各層的分層產(chǎn)液情況，確定產(chǎn)液剖面，解決多層系開發(fā)存在的層間矛盾，為優(yōu)化開發(fā)方案提供依據(jù)；確定各層的含水特征，確定高含水層位，為調(diào)剖堵水等增產(chǎn)控水措施提供有利幫助；確定氣層、倒灌層以及判斷是否存在套管破損、管外流動等工程問題[7]。通過注入剖面資料反映注入井各層的吸入情況，檢驗配注效果，為調(diào)整注入剖面以及檢驗封堵效果等提供可靠依據(jù)。根據(jù)不同的測量目的PLT測井一般采用七參數(shù)或五參數(shù)組合測井，主要包括伽馬、磁定位、溫度、壓力、流量、持水率和流體密度。

PNN測井儀通過遠(yuǎn)、近兩個3He計數(shù)管探測熱中子，通過熱中子的時間譜獲取地層宏觀界面SIGMA(單位c.u.，1 c.u.=10-3cm-1)，從而得到地層含水飽和度[8-10]。

(1)

式中，∑為宏觀俘獲截面測井值，c.u.；∑ma為巖石骨架俘獲截面，c.u.；∑h為油氣俘獲截面，c.u.；∑sh為泥質(zhì)俘獲截面，c.u.；∑w為水的俘獲截面，c.u.；Vsh為地層泥質(zhì)含量，%；φ為地層有效孔隙度，%；Sw為地層含水飽和度，%。

2 PLT結(jié)合PNN資料找竄應(yīng)用

AD-XX井為中東地區(qū)某油田的一口評價井，該井采用套管完井。完井后對主要目的層進(jìn)行射孔試油，試油結(jié)果顯示各層系產(chǎn)量與鄰井產(chǎn)量基本一致，只是因為構(gòu)造位置的變化該井與同層位的其他井產(chǎn)量有一定的差異。試油后按照開發(fā)方案首先對底部射孔層(3 085.0～3 100.0 m)單獨投產(chǎn)，對上部完成測試的3個射孔段(2 918.0～2 934.0 m，2 950.0～2 965.0 m，2 985.1～3 002.1 m)分別進(jìn)行了擠水泥封隔。同時，為了進(jìn)一步防止發(fā)生竄槽，在上部的射孔段上、下分別在油管和套管之間下入封隔器進(jìn)行封隔。

該井在投產(chǎn)的近五年中產(chǎn)量都一直相對穩(wěn)定，而同一層位投產(chǎn)的其他井，不論是直井還是水平井在投產(chǎn)后，都存在產(chǎn)量衰減較快的特征。尤其與該井構(gòu)造相差不大的鄰井相比，鄰井投產(chǎn)時間晚，但是同一時期的產(chǎn)量比投產(chǎn)時的產(chǎn)量衰減了近1/3，而該井產(chǎn)量一直很穩(wěn)定，因此懷疑該井的產(chǎn)量可能不僅僅來自于目前開發(fā)的層系，而存在分隔器失效，上部射孔層向下供液的可能。為了掌握該井的實際生產(chǎn)狀態(tài)，為后續(xù)開發(fā)提供有利幫助，從而進(jìn)行了PLT+PNN作業(yè)。

2.1 PLT測井資料分析

圖1為該井PLT測井曲線響應(yīng)圖。從圖中各曲線響應(yīng)特征可以看出，在底部射孔層位置(紫色虛線方框)密度曲線(DENR)和持水率曲線(CWHC)在射孔層底部均有變化，同時溫度曲線(TEMP)和溫差曲線(TEMP_D)也有相應(yīng)的變化，說明在該層有流體流動。而在上部三個已經(jīng)擠水泥進(jìn)行了分隔的射孔層段(藍(lán)色虛線方框)溫度曲線在相應(yīng)的層位也存在明顯的變化(與地溫梯度相比)，尤其是最上部的兩個射孔層位。說明在這些層中同樣可能存在流體流動。在3 060.8 m附近(紅色實線方框中)溫度曲線存在明顯變化，說明在該部位有流體流動，同時結(jié)合密度曲線和持水率曲線可以看出密度明顯變小(由1.09 g/cm3至0.74 g/cm3)而持水率值明顯增大(由29 856 cps至33 122 cps)由此可以確定該處流動的流體類型主要以油為主。但是該處沒有射孔層位，同時該位置距離油管口(油管球座深度為3 058.0 m)較近。結(jié)合上述特征分析認(rèn)為，該部位的曲線響應(yīng)特征可能是由于上部的三個已經(jīng)擠水泥的射孔層段分隔失效以及底部的分隔器失效導(dǎo)致上部層位的產(chǎn)出的油向下竄至油管底部所引起。

圖1 PLT測井曲線響應(yīng)圖

圖2和圖3為將溫度曲線局部放大后的響應(yīng)圖，從圖2中可以看出在三個已經(jīng)擠水泥封隔射孔層對應(yīng)的位置，溫度曲線以及溫差曲線都有明顯變化，說明在相應(yīng)的部位存在流體流動。從溫度曲線和溫差曲線的變化幅度可以初步判定第一個射孔層溫度變化最大、流體產(chǎn)出最多，第三個射孔層位流體產(chǎn)出最少，而中間的射孔層位產(chǎn)出居中。圖3為底部目前的生產(chǎn)層。從該圖可以看出，密度曲線、持水率曲線以及溫度曲線在射孔層位均有變化，說明在該射孔層位有產(chǎn)出，根據(jù)溫差曲線可以看出主要產(chǎn)出位置在射孔層位中下部(藍(lán)色方框)。密度曲線在射孔層段顯示為1.09 g/cm3，說明該段產(chǎn)出為油，同時密度曲線跟持水率曲線顯示該井在底部射孔層以下存在靜水段。

圖2 PLT測井溫度曲線放大響應(yīng)圖(擠水泥封隔層位)

圖3 PLT測井溫度曲線放大響應(yīng)圖(當(dāng)前生產(chǎn)層位)

2.2 PNN測井資料分析

為了進(jìn)一步確認(rèn)上部擠水泥封隔的各層位產(chǎn)出特征以及確定當(dāng)前各層的儲層剩余油分布情況，進(jìn)一步確認(rèn)是否存在竄槽，進(jìn)行了PNN作業(yè)。圖4～圖6為上部已擠水泥封隔層位PNN資料解釋成果分析圖。圖4顯示該層溫度曲線(小圖綠色曲線)在射孔層上部變化量較大，而PNN結(jié)果顯示在射孔層上部2 918.0～2 921.0 m之間含水飽和度變化量也是最大的。同時在該段原始物性跟含油性也是最好的，因此上部的產(chǎn)出主要是從該段產(chǎn)出。圖5的PNN資料顯示在物性最好的層段(紅色框，2 950.5～2 954.4 m，2 960.1～2 965.0 m)含水飽和度變化量最大，說明在該射孔層段也有產(chǎn)出，但是同第一個射孔段相比該段溫度曲線的變化量較小，因此判斷該段產(chǎn)出量小于上部層段。圖6中 PNN資料顯示在2 985.1～2 986.8 m之間含水飽和度變化量較大，而且相對應(yīng)的物性和含油性也是最好的層段，同樣說明該層的產(chǎn)出主要來自于此段。

圖4 擠水泥封隔段PNN資料解釋結(jié)果分析圖(2 918.0～2 934.0 m)

圖5 擠水泥封隔段PNN資料解釋結(jié)果分析圖(2 950.0～2 965.0 m)

圖6 擠水泥封隔段PNN資料解釋結(jié)果分析圖(2 985.1～3 002.1 m)

圖7為本井當(dāng)前生產(chǎn)層段PNN資料解釋結(jié)果分析圖，在射孔層段內(nèi)PNN資料顯示當(dāng)前含水飽和度有一定的變化，但是相比上部三個層段在射孔層位整體變化不是很大。同時，在射孔段以下到測量段底部含水飽和度變化量較大，說明該層底水在上升。因此可以確定該層有產(chǎn)出，同鄰井相比產(chǎn)出不是很多，整體動用程度不高。

圖7 當(dāng)前生產(chǎn)層段PNN資料解釋結(jié)果分析圖(2 985.1～3 002.1 m)

結(jié)合上述PLT與PNN資料可以看出，該井主要由于上部3個進(jìn)行過擠水泥封隔的射孔層位封隔失效以及下部油管與套管之間的封隔器失效，從而導(dǎo)致上部產(chǎn)出的流體下竄到油管底部，隨底部射孔層位一起產(chǎn)出。而實際投產(chǎn)的層位有一定的貢獻(xiàn)，但是貢獻(xiàn)相對較小，該層當(dāng)前儲層剩余油動用程度相對較低。

3 結(jié) 論

通過本文分析可以看出，PLT資料在該井中可以有效得到當(dāng)前生產(chǎn)層位的產(chǎn)液特征以及產(chǎn)液性質(zhì)，同時結(jié)合溫度曲線可以定性判斷可能存在封隔器漏失和管外竄等特征，但是對于各層的具體竄流情況無法精確判斷。通過PNN資料可以評價當(dāng)前地層含水飽和度，確定各剩余油分布狀態(tài)。將二者結(jié)合起來既可以確定該井存在擠水泥封隔失效以及管外封隔漏失的特征，同時可以定性分析各層的動用程度。

PLT與PNN測井資料結(jié)合既可以有效精確評價井筒內(nèi)各儲層的產(chǎn)出特征又可以有效評價井筒外各儲層剩余油動用程度。同時，根據(jù)PLT資料定性和定量分析結(jié)果以及PNN資料計算的儲層剩余油分布特征可以有效評價是否存在套后流動，竄槽等特征。該方法在評價是否存在套后流動以及竄槽時需要結(jié)合油田開發(fā)動態(tài)，了解井周生產(chǎn)和注入狀態(tài)。