張 洪 邱金權(quán) 王青川 甘常建 周 峰

(青海油田測試公司 青海 海西)

0 引 言

澀北氣田是國內(nèi)最大的第四系生物氣藏，位于柴達木盆地東部三湖地區(qū)，該氣田氣層埋藏深度淺、膠結(jié)疏松，井下溫度、壓力和產(chǎn)氣量相對較低，井底多有積液，井筒中的氣液流動非常復雜。出水伴隨著出砂和井底積液，進而使井底壓力增加，井口壓力快速下降，生產(chǎn)壓差減小，導致氣井產(chǎn)量降低，甚至停產(chǎn)。統(tǒng)計澀北三大氣田產(chǎn)氣剖面測井出水情況，產(chǎn)水井(169 口)占測井總數(shù)(272 口)的62%，其中，出水量小于1 m3/d的井(82 口)占49%，出水量在1 m3/d ～5 m3/d 的井(60 口)占36%，出水量在5 m3/d ～10 m3/d 的井(21口)占12%，出水量大于10 m3/d 的井(6 口)占3%。因此如何找準出水位置，準確計算產(chǎn)水量，為氣田開發(fā)提供可靠依據(jù)尤為重要。

1 氣井出水來源與原因及特征分析

氣井中出水來源有三種［1、2］:一種是地層中的游離水或烴類凝析液與氣體一起進入井筒，液體的存在會影響氣的流動;二是地層中含有水汽的天然氣流入井筒，由于熱損失使溫度沿井筒逐漸下降，出現(xiàn)凝析水。三是鉆井、完井及措施改造時，滯留在井筒的工作液體。氣井各種類型的出水原因及特征見表1。

表1 各種類型的出水原因及特征

2 澀北氣田找水測井技術(shù)

通過調(diào)研，國內(nèi)外目前普遍采用的找水技術(shù)為多參數(shù)產(chǎn)出剖面組合測井進行分析并確定小層的產(chǎn)水量。從多參數(shù)產(chǎn)氣剖面測井應用情況來看，該方法對于出水量較大的井能準確確定出水層位和出水量的大小。但是當氣井產(chǎn)水量較小，存在積液，并伴隨出砂時，識別上就存在相當大的困難，因此，需要進一步挖掘研究其它找水測井工藝和解釋方法［3］，提高識別出水層位的能力，定量計算出水量，為措施作業(yè)和氣井長期有效生產(chǎn)提供資料依據(jù)。

因此在澀北氣田先后進行了Sondex 八參數(shù)產(chǎn)氣剖面測井找水、氧活化水流測井找水、PSSL 全譜飽和度測井找水和固井質(zhì)量檢測找水共4 種測井找水技術(shù)見表2。

表2 澀北氣田找水測井技術(shù)

2.1 Sondex 八參數(shù)產(chǎn)氣剖面測井找水技術(shù)

英國Sondex 八參數(shù)產(chǎn)氣剖面測井儀器精度高，錄取參數(shù)豐富，解釋軟件功能強大，模型豐富等特點，是了解小層產(chǎn)出狀況最直接的方法，能夠定量計算產(chǎn)氣量，定性判斷、定量解釋產(chǎn)水量。

出水層曲線響應特征:伽馬反向呈現(xiàn)高值;溫度有正異常顯示;密度應有增大趨勢;持水率曲線降低;壓力曲線應有拐點顯示;持氣率曲線降低。

圖1 A 井Sondex 八參數(shù)產(chǎn)氣剖面成果圖

A 井產(chǎn)氣剖面測井成果圖如圖1 所示。從圖1 可以看出，套管井自然伽馬較裸眼井自然伽馬出現(xiàn)明顯的高值反向;溫度曲線正異常明顯;伽馬、溫度測井曲線可以定性的識別該層可能產(chǎn)水，符合伽馬、井溫曲線出水響應的特征(GR 高值、溫度曲線正異常);渦輪曲線值有一定的升高，最后經(jīng)產(chǎn)出剖面定量計算，該層日產(chǎn)水28.74 m3/d。

2.2 氧活化水流測井找水技術(shù)

根據(jù)脈沖中子氧活化測井原理及速度計算條件［4、5］，在靜水流條件下，由于沒有流動氧信號，探測器測到的總計數(shù)率明顯呈指數(shù)衰減(半衰期7.13S)，因此，可以根據(jù)靜水條件下計數(shù)率衰減這一特性來檢測其他測點處各探測器計數(shù)率是否有明顯疊加現(xiàn)象如圖2 所示，來判斷附近是否有流動氧活化信號，從而判斷出水層位。

圖2 靜水流情況下水流時間譜及流動活化水水流時間譜

針對澀北氣田出水量低，氣攜液速度比較高等特點，目前(DSC 單芯多功能水流測井儀)脈沖中子氧活化測井技術(shù)能定性識別和判別出水量＞3 m3/d 出水層位或半定量計算出水量大小。

由于氧活化水流測井設計的初衷是用于注水井、注聚井中，在產(chǎn)氣井中氣液流動復雜［6］，測井受很多因素的制約，主要有以下因素:

1)流體流速極高，被氧活化后的水流在極短的時間內(nèi)(在活化時間內(nèi))已經(jīng)到達各探測器;

2)氣、水兩相高速流動條件下，環(huán)霧狀流形成高速紊流狀態(tài);

3)管外竄槽通道變化導致流速不穩(wěn)定;

4)產(chǎn)水不穩(wěn)定或間歇性產(chǎn)水。

根據(jù)氧活化測井的原理，在上述幾種情況下氧活化測井時間譜內(nèi)不能記錄到明顯的流動氧活化峰位。在澀北氣田氧活化測井中也存在這些現(xiàn)象，因為要準確找水出水層位，還要結(jié)合產(chǎn)氣剖面資料(溫度、流量、密度)來綜合分析最終判斷出水層位，定量或半定量計算出產(chǎn)水量的大小。

2.3 PSSL 全譜飽和度測井找水技術(shù)

PSSL 全譜飽和度測井部分測井曲線與孔隙度曲線相關性好，對其進行疊合后，可以有效識別氣層、水層(水淹層):俘獲譜/非彈譜(NCNI)曲線與俘獲硅曲線疊合、近俘獲/近非彈比值曲線與遠俘獲/遠非彈比值曲線疊合、近俘獲/遠俘獲比值曲線與近非彈/遠非彈比值曲線疊合，疊合原理如圖3 所示。

圖3 PSSL 全譜飽和度測井氣、水層定性識別圖

B 井PSSL 全譜飽和度測井成果圖如圖4 所示，可以看出水層SIGMA 值明顯高于氣層;水層NCNI 與活化硅完全疊合，且均為低值;水層長短源距曲線均為低值且無離差;水層的礦化度曲線為高值，明顯高于氣層。

圖4 B 井PSSL 全譜飽和度測井解釋成果圖

2.4 固井質(zhì)量檢測找水技術(shù)

由于產(chǎn)氣、產(chǎn)水對水泥環(huán)具有較強沖刷作用，導致產(chǎn)層段部分水泥缺失，使得膠結(jié)質(zhì)量變差。通過固井質(zhì)量測井檢測一、二界面膠結(jié)情況，可以輔助判斷出水類型，如層間水(層間竄槽)，層內(nèi)水。建議對生產(chǎn)時間較長的老井(尤其是出水量逐年加大的井)進行連續(xù)檢測，了解固井質(zhì)量變化情況。

3 多種測井技術(shù)綜合找水應用

澀北氣田復雜的氣、水分布情況，小層出水存在不同類型的特點，以及伴隨著出砂和井筒流型復雜等現(xiàn)象，決定了單一的測井和解釋方法難以很好的識別小層出水類型和出水量。因此在澀北氣田開展了多種測井技術(shù)綜合找水應用，現(xiàn)場應用表明，該方法不僅可以定性解釋出水層，還能定量計算出水量，且與實際生產(chǎn)情況較吻合。已經(jīng)開展了“產(chǎn)氣剖面測井+ 飽和度測井”、“產(chǎn)氣剖面測井+ 氧活化水流測井”、“飽和度測井+固井質(zhì)量檢測”等組合測井，目前已形成了“飽和度測井+固井質(zhì)量檢測”組合測井技術(shù)。

3.1 產(chǎn)氣剖面測井+飽和度測井

2009 年采用產(chǎn)氣剖面測井+飽和度測井的方式開展了氣田找水應用，有效確定了出水層位和小層產(chǎn)水量。C井產(chǎn)出剖面測井解釋80 號小層產(chǎn)氣16 633.2 m3/d，產(chǎn)水32.42 m3/d，與飽和度解釋結(jié)果相符如圖5 所示。

圖5 C 井飽和度測井與產(chǎn)氣剖面測井解釋成果對比圖

3.2 產(chǎn)氣剖面測井+氧活化水流測井

2010 年開展了產(chǎn)氣剖面測井+氧活化水流測井組合模式測井實驗，采用氧活化水流測井直接測量產(chǎn)水量，與產(chǎn)氣剖面資料相結(jié)合、相互校正，確定出各小層準確的產(chǎn)氣量、產(chǎn)水量。D 井氧活化測井結(jié)論與產(chǎn)氣剖面測井結(jié)論一致，都顯示Ⅳ-1 -4 -2 小層為主要出水層。

3.3 產(chǎn)氣剖面測井+飽和度測井+固井質(zhì)量檢測

產(chǎn)氣剖面+飽和度+固井質(zhì)量評價等多種測井技術(shù)綜合應用，能確定各層產(chǎn)出情況、含氣飽和度現(xiàn)狀、有效識別出水層位以及判斷出水類型，為下步生產(chǎn)措施提供可靠依據(jù)。E 井產(chǎn)氣剖面為氣水同出，飽和度測井解釋4 -1 -3 層飽和度有降低趨勢，RIB 測井顯示該段膠結(jié)質(zhì)量不好，綜合分析該層產(chǎn)出水為層內(nèi)水，并計算出產(chǎn)水量為2.6 m3/d，與實際計量相符。

4 結(jié) 論

經(jīng)過總結(jié)經(jīng)驗，摸索規(guī)律，深化解釋方法研究，本文提出的氧活化水流測井找水、PSSL 全譜飽和度測井找水技術(shù)，在識別出水層上特征明顯，解釋符合率較高，且與Sondex 八參數(shù)產(chǎn)氣剖面測井、固井質(zhì)量檢測測井組合應用，不僅可以定性識別出水層，還能定量計算出水量，且符合率更高，為澀北氣田的氣井找水評價提供了可靠的技術(shù)保障。

［1］鄧 勇.澀北氣田疏松砂巖氣藏出水規(guī)律研究［J］. 江漢石油學院學報，2008，30(2)

［2］羅萬靜.澀北氣田多層合采出水原因及識別［J］. 開發(fā)及開采，2009，29(2)

［3］劉國良.脈沖氧活化測井水流速度計算方法研究［J］. 測井技術(shù)，2006，30(6)

［4］吳錫令，鐘興水，郭海敏.兩相流動計算方法的探討［J］.測井技術(shù)，1987，11(3)

［5］文玉蓮.氣藏動態(tài)預測方法研究［D］. 成都:西南石油學院，2002

［6］嚴 謹.井筒氣液兩相流動數(shù)值模擬研究［D］. 成都:西南石油學院，2005