趙勃權(quán)(中國石油大學(xué)(華東)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,山東青島 266555 中國石油集團(tuán)測井有限公司塔里木事業(yè)部,新疆庫爾勒 841000)

能譜水流測井在塔里木油田的應(yīng)用

趙勃權(quán)(中國石油大學(xué)(華東)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,山東青島 266555 中國石油集團(tuán)測井有限公司塔里木事業(yè)部,新疆庫爾勒 841000)

闡述了能譜水流測井的基本原理,介紹了塔里木油田使用的新型9探頭能譜水流測井儀的結(jié)構(gòu),以測井解釋實(shí)例分析了能譜水流測井在塔里木油田注水井分層流量的定量測試、識(shí)別套管破損、封隔器驗(yàn)封、找竄等應(yīng)用情況。應(yīng)用效果表明,該技術(shù)施工工藝獨(dú)特,受影響因素少,在注水剖面測井中可以定量計(jì)算各吸入層的流量,同時(shí)在識(shí)別套管破損、封隔器驗(yàn)封、竄槽等方面具有顯著效果。

能譜水流測井;氧活化;注入剖面;中子源;塔里木油田

1 能譜水流測井基本原理概述

能譜水流測井是脈沖中子與氧元素相互作用,使活化后的氧原子放出特征伽馬射線,通過檢測伽馬射線來確定儀器周圍含氧流體的流動(dòng)情況[1-3]。用能量大于10Me V的快中子照射流體,流體中的活化氧產(chǎn)生氧的放射性同位素16N,16N不穩(wěn)定放射β-射線后衰變,半衰期為7.13s。衰變過程中放出高能γ射線,16N衰變過程放射出γ射線能量為6.13Mev。其反應(yīng)式為:

氧原子核活化后放出的伽馬射線的能量較高,能穿透幾英寸井筒材料,可以通過對(duì)伽馬射線時(shí)間譜的測量來反映油管內(nèi)、環(huán)型空間、套管外含氧物質(zhì)特別是水的流動(dòng)狀況。測量流體從中子源流到探測器的時(shí)間為Δt,中子源至探測器的距離為L,則流體的速度為V=L/Δt,再根據(jù)水流動(dòng)空間的截面積,即可計(jì)算出流量。

2 塔里木油田使用的能譜水流測井儀器的結(jié)構(gòu)

塔里木油田自2011年引進(jìn)新型的能譜水流測井儀(見圖1),該測井儀具有單發(fā)多收功能,一次下井可同時(shí)測上、下水流量,上水流有4個(gè)探頭,下水流有5個(gè)探頭,最大源距可達(dá)3.5127m;同時(shí)也可以獲得井溫、壓力、自然伽馬、中子壽命和CCL等多種參數(shù);而且能滿足中子壽命和中子氧活化2種測井方法結(jié)合來在水平產(chǎn)出井中找水的需要,便于綜合解釋。

圖1 能譜水流測井儀器結(jié)構(gòu)圖

3 應(yīng)用效果分析

1)計(jì)算注入層流量 X10-4井能譜水流測井時(shí),地面計(jì)量日注水量為80.0m3,能譜水流測井儀器在4730.0m處測量套管內(nèi)總注水量,測量注入水量為82.03m3/d,與地面計(jì)量表讀數(shù)(80.0m3/d)誤差較小,相對(duì)誤差為2.54%,能譜水流測井各層吸水如圖2所示。

圖2 X10-4井能譜水流測井解釋圖

2)識(shí)別套管破損 X1-27H井利用能譜水流測井識(shí)別套管破損(見圖3)。能譜水流測井資料反映油套環(huán)空中1510～1540m處監(jiān)測出存在上水流,并且在1540m上水流量基本與井口注入量相等,從1540m上返至1500m處逐漸減小至零,分析認(rèn)為在1500～1540m之間存在套損,該井為無效注水井。

3)封隔器驗(yàn)封 X4-10井利用能譜水流測井監(jiān)測封隔器失效(見圖4),在4990.4m處有61.13m3/d的環(huán)空上水流,封隔器在4998m,配水器在5008.8m, 5005m處有69.47m3/d的環(huán)空上水流,分析認(rèn)為4998m處的封隔器失效。

4)識(shí)別套管外水竄 X2-33-3井為產(chǎn)液井,在改層生產(chǎn)后開始5d日出水達(dá)到230m3,根據(jù)該層產(chǎn)液特征,懷疑產(chǎn)層下部存在管外水竄現(xiàn)象。在2013 年5月29日通過能譜水流測井尋找井底水竄層,能譜水流測井解釋如圖5所示。該次測井資料顯示溫度在4875m處存在明顯異常拐點(diǎn),認(rèn)為是管外竄位置,通過能譜水流定量計(jì)算發(fā)現(xiàn)在4879m處未檢測到上水流峰,而在4871m處儀器記錄值存在明顯的上水流峰,分析認(rèn)為井底4875m存在管外水竄。

圖3 X1-27H井能譜水流測井識(shí)別套管破損

圖4 X4-10井能譜水流測井監(jiān)測封隔器失效

圖5 尋找套管外水竄層

4 結(jié)語

塔里木油田引進(jìn)能譜水流測井以后,由于該技術(shù)施工工藝獨(dú)特,受影響因素少,在注水剖面測井中可以定量計(jì)算各吸入層的流量,同時(shí)在識(shí)別套管破損、封隔器驗(yàn)封、竄槽等方面具有顯著效果。近3年,塔里木油田能譜水流測井的工作量每年以超過50%的速度增加,在油田注水開發(fā)中發(fā)揮著越來越大的作用。

[1]黃隆基.放射性測井原理[M].北京:石油工業(yè)出版社,1998.

[2]韓玉堂,林梁,李婧.能譜水流測井技術(shù)的研究和推廣[J].測井技術(shù),2002,26(4):306-310.

[3]郭海敏.生產(chǎn)測井導(dǎo)論[M].北京:石油工業(yè)出版社,2003.

[編輯] 洪云飛

TE151

A

1673-1409(2014)32-0058-03

2014-07-05

趙勃權(quán)(1972-),男,工程師,現(xiàn)主要從事注采剖面測井解釋評(píng)價(jià)方面的研究工作。