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[摘 要]油田进入开发后期,面临剩余油分散、井筒条件日益恶化的形势,为实现综合判断油水井生产动态、评价生产效率、掌握井下技术状况以及各种地质参数的动态变化情况,就要依靠动态监测技术。本文重点介绍测井技术的原理以及在现场中的应用,阐述了测井解释在开发后期对稳产挖潜、综合调整的重要性。
[关键词]油田 测井 技术 应用
中图分类号:TE357 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)08-017-01
前 言
油田动态监测包括测井技术、试井技术和测试技术,其中:测井是应用物理学原理解决油田地质和油藏工程问题的应用技术学科。通常采用电缆将测量探头(下井仪器)送入井筒内,完成对井周地层物理参数的测量或井筒工程结构的测量,并提供对测量数据的处理和解释。与录井、取芯等其他技术手段相比,测井技术具有观测密度大、分辨率高与纵向连续性等技术优势;同时又具有人才密集、技术密集和资金密集等特征。迄今为止,测井技术已经历了四次的更新换代,第一代:模拟测井(60年代以前),采集的测井数据用模拟记录方式,测井系列以电法测井为主。第二代:数字测井(60年代开始),测井数据采用数字记录方式,相应出现测井数据的计算机处理技术。第三代:数控测井(70年代后期),数控测井阶段计算机技术全面融入测井数据采集和处理技术。第四代:成像测井(90年代初期),这阶段主要特征为井下传感器阵列化、数据电缆传输高速遥测化、地面采集和处理工作站化、记录和显示成像化。测井数据处理成果以图像形式为主。
1 测井技术概况
从油田的勘探和开发生产两大方面来讲,可将测井分为勘探测井(完井电测)和生产测井(又称开发测井)。在油气井未下套管之前所进行的裸眼测井作业,称为勘探测井。油气井下完套管后所进行的一系列测井作业称为生产测井。采油厂监测大队所从事的测井都属于生产测井的范畴,其主要目的是了解和分析油气藏的动态特性,提高油气产量和采收率以及了解井下的技术状况。根据测量对象和应用范围的不同,生产测井又可以分为以下三大测井系列:1)生产动态测井系列:为了评价生产效率,需要了解生产井的产出剖面以及注入井的注入剖面。测井方法主要包括流量测井、温度测井、压力测井以及自然伽玛等测井项目。2)储能参数测井系列:为了评价投产后的储集层,了解产层的含油性、渗透性以及油水界面的变化情况,需要测量剩余油饱和度、渗透率等参数。主要测井方法包括中子寿命、流体密度、PNN、C/O等。3)工程测井系列:测量的主要对象是井身结构、套管的技术状况,固井水泥胶结质量等,以確定井下水动力的完整性,评价酸化、压裂、封堵效果。主要测井方法包括井径测井、电缆桥塞、声波变密度、磁定位、陀螺测斜、电磁探伤仪等。本文就几种常见的测井技术展开论述。
2 吸水剖面测井及应用
(1)解决问题。测量注水井各射孔层段的相对吸水量、判断吸水程度,同时利用五参数吸水剖面测井探测大孔道的具体层位、检验死嘴、封隔器及底球的工作状态。(2)测量原理。将示踪剂从倒源孔或井下释放器到入井筒并随注入水进入地层,当载体颗粒直径大于地层孔隙直径时,悬浮液中的注入水进入地层,而微球载体却滤积在井壁上,在示踪剂选择合理和正确施工的条件下,地层的吸水量与滤积在该段地层对应井壁上的同位素载体量和载体的放射性强度三者之间成正比例关系,将倒源前后伽玛测井曲线叠合在一起,通过计算叠合后曲线异常面积的大小即可求出每一层段的相对吸水量及每米相对吸水量,进而判断吸水好坏。测量方式为连续测量、点测。(3)施工管柱要求。分层管柱要求底球深度至少应设计在油层底部深度以下15m。既无十字叉又无喇叭口的光油管管柱无法进行测井,带笔尖或强磁器的管柱也无法进行测井。(4)吸水剖面测井自引入五参数组合测井以来逐渐发展为一种较为成熟的测井方法,克服了常规吸水剖面测井的诸多局限性,录取的资料全面、准确、可靠性强,由以前只录取伽马和磁定位两种参数发展为可以录取井温、压力和流量的五参数测井,施工工艺方面也进行了改进和完善,油田用大粒径同位素源代替了300-600um的小粒径同位素源,解决了大孔道层位的探测问题,为死嘴漏失、封隔器漏失及底球漏失提供了基础数据,解释时变可能性为确定性、变多解性为唯一性,资料更加准确可靠。
3 剩余油饱和度测井及应用
目前开展的剩余油饱和度测井技术仅限于中子寿命测井和同位素井间自动监测,只能定性解释,能够进行定量解释的C/O、PND等技术尚未开展。中子寿命测井用于单井层间含水情况监测,同位素井间自动监测则用于多井(井间)剩余油饱和度监测。以中子寿命测井为例:该测井方法是利用硼酸作为示踪剂,采用特殊的“测-注-测”工艺来实现。由于硼元素是井下热中子强俘获剂,并且易溶于水而不溶于油,因此在吸收层处就会存在两次测量的曲线离差,根据此离差的大小即可直观地识别主要的产水层和具体位置,进而划分水淹级别,计算出地层的剩余油饱和度。筛管型管柱,底部管柱设计为:油管+短节+筛管+丝堵,丝堵深度应在油层下部至少15m,人工井底以上10 m,该管柱主要适用于中低压地层井。不适用于高压井或漏失严重井以及未射开地层,建议尽量选取射孔层位较多、含水率较高的井进行测井。一方面是硼酸浓度直接影响了注硼酸后俘获截面曲线的幅度,另一方面在不同的测井方式下(常压、加压、卸压等)所测得的曲线也会有差别,由哪条曲线来计算剩余油饱和度其结果都会不一样,解释参数也很难选取,资料解释水平上还有待提高。另外对严重漏失井和高压井的施工还需要进一步探索。
4 工程测井及应用
油田开展的工程测井主要有声波变密度测井、陀螺测斜、40臂井径测井等,初步具备了对井下工具状况的监测,但部分项目由于引进较晚,尚未大规模投入使用。以声波变密度测井为例。(1解决水泥环两界面胶结程度的测量问题,为窜槽和套漏提供基础信息。(2)测井时仪器由发射器向地层发射一定频率的声波信号,声波经过不同的介质发生折射和反射,接收探头对声波到达的时间及幅度进行检测。一次下井可获取两个方面的信息,即套管两个界面的信息。其中第一层界面指的是套管与水泥环,第二界面是指水泥环与地层,由声幅曲线及变密度曲线上的套管波信号来判断第一界面的胶结程度,由地层波判断第二界面的胶结情况。(3)作业施工要求:冲砂至人工井底,通井、洗井,在套管测量。(4)现场应用。以**井洗井前后录取的声波变密度资料为例。两次测井曲线首先在声幅曲线上有明显差别:如在2468-2472m处洗井前出现声幅曲线的来回波动,造成第一界面胶结不好的假象,而洗井后的声幅曲线在此处则显示胶结良好;在变密度灰度图上也有明显的差异:未洗井时测得的灰度图上套管波和地层波都不明显,好多地方直接是空白,且灰度图上干扰信号多。而洗井后则能看见较为明显的套管波和地层波。造成洗井前后资料差异的原因是井壁脏、有死油块、油稠、且井内介质不均匀,对发射出的声波信号有一定的衰减作用,使接收到的声波信号减弱或者没有。
5 结 论
利用动态监测资料,对油水井进行了挖潜措施,使油田开发指标得到明显改善。新技术、新工艺对油田的开发生产有重要的指导作用。(1)利用注入剖面测井技术可以摸清水流方向,针对性地实现控水稳油。(2)工程测井技术可以深化井筒技术状况的认识,提高工艺治理的针对性,是有效修复治理的可靠依据。(4)剩余油测井技术在油田具有良好地质适用性,可以准确评价剩余油分布,确定挖潜方向。
[关键词]油田 测井 技术 应用
中图分类号:TE357 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)08-017-01
前 言
油田动态监测包括测井技术、试井技术和测试技术,其中:测井是应用物理学原理解决油田地质和油藏工程问题的应用技术学科。通常采用电缆将测量探头(下井仪器)送入井筒内,完成对井周地层物理参数的测量或井筒工程结构的测量,并提供对测量数据的处理和解释。与录井、取芯等其他技术手段相比,测井技术具有观测密度大、分辨率高与纵向连续性等技术优势;同时又具有人才密集、技术密集和资金密集等特征。迄今为止,测井技术已经历了四次的更新换代,第一代:模拟测井(60年代以前),采集的测井数据用模拟记录方式,测井系列以电法测井为主。第二代:数字测井(60年代开始),测井数据采用数字记录方式,相应出现测井数据的计算机处理技术。第三代:数控测井(70年代后期),数控测井阶段计算机技术全面融入测井数据采集和处理技术。第四代:成像测井(90年代初期),这阶段主要特征为井下传感器阵列化、数据电缆传输高速遥测化、地面采集和处理工作站化、记录和显示成像化。测井数据处理成果以图像形式为主。
1 测井技术概况
从油田的勘探和开发生产两大方面来讲,可将测井分为勘探测井(完井电测)和生产测井(又称开发测井)。在油气井未下套管之前所进行的裸眼测井作业,称为勘探测井。油气井下完套管后所进行的一系列测井作业称为生产测井。采油厂监测大队所从事的测井都属于生产测井的范畴,其主要目的是了解和分析油气藏的动态特性,提高油气产量和采收率以及了解井下的技术状况。根据测量对象和应用范围的不同,生产测井又可以分为以下三大测井系列:1)生产动态测井系列:为了评价生产效率,需要了解生产井的产出剖面以及注入井的注入剖面。测井方法主要包括流量测井、温度测井、压力测井以及自然伽玛等测井项目。2)储能参数测井系列:为了评价投产后的储集层,了解产层的含油性、渗透性以及油水界面的变化情况,需要测量剩余油饱和度、渗透率等参数。主要测井方法包括中子寿命、流体密度、PNN、C/O等。3)工程测井系列:测量的主要对象是井身结构、套管的技术状况,固井水泥胶结质量等,以確定井下水动力的完整性,评价酸化、压裂、封堵效果。主要测井方法包括井径测井、电缆桥塞、声波变密度、磁定位、陀螺测斜、电磁探伤仪等。本文就几种常见的测井技术展开论述。
2 吸水剖面测井及应用
(1)解决问题。测量注水井各射孔层段的相对吸水量、判断吸水程度,同时利用五参数吸水剖面测井探测大孔道的具体层位、检验死嘴、封隔器及底球的工作状态。(2)测量原理。将示踪剂从倒源孔或井下释放器到入井筒并随注入水进入地层,当载体颗粒直径大于地层孔隙直径时,悬浮液中的注入水进入地层,而微球载体却滤积在井壁上,在示踪剂选择合理和正确施工的条件下,地层的吸水量与滤积在该段地层对应井壁上的同位素载体量和载体的放射性强度三者之间成正比例关系,将倒源前后伽玛测井曲线叠合在一起,通过计算叠合后曲线异常面积的大小即可求出每一层段的相对吸水量及每米相对吸水量,进而判断吸水好坏。测量方式为连续测量、点测。(3)施工管柱要求。分层管柱要求底球深度至少应设计在油层底部深度以下15m。既无十字叉又无喇叭口的光油管管柱无法进行测井,带笔尖或强磁器的管柱也无法进行测井。(4)吸水剖面测井自引入五参数组合测井以来逐渐发展为一种较为成熟的测井方法,克服了常规吸水剖面测井的诸多局限性,录取的资料全面、准确、可靠性强,由以前只录取伽马和磁定位两种参数发展为可以录取井温、压力和流量的五参数测井,施工工艺方面也进行了改进和完善,油田用大粒径同位素源代替了300-600um的小粒径同位素源,解决了大孔道层位的探测问题,为死嘴漏失、封隔器漏失及底球漏失提供了基础数据,解释时变可能性为确定性、变多解性为唯一性,资料更加准确可靠。
3 剩余油饱和度测井及应用
目前开展的剩余油饱和度测井技术仅限于中子寿命测井和同位素井间自动监测,只能定性解释,能够进行定量解释的C/O、PND等技术尚未开展。中子寿命测井用于单井层间含水情况监测,同位素井间自动监测则用于多井(井间)剩余油饱和度监测。以中子寿命测井为例:该测井方法是利用硼酸作为示踪剂,采用特殊的“测-注-测”工艺来实现。由于硼元素是井下热中子强俘获剂,并且易溶于水而不溶于油,因此在吸收层处就会存在两次测量的曲线离差,根据此离差的大小即可直观地识别主要的产水层和具体位置,进而划分水淹级别,计算出地层的剩余油饱和度。筛管型管柱,底部管柱设计为:油管+短节+筛管+丝堵,丝堵深度应在油层下部至少15m,人工井底以上10 m,该管柱主要适用于中低压地层井。不适用于高压井或漏失严重井以及未射开地层,建议尽量选取射孔层位较多、含水率较高的井进行测井。一方面是硼酸浓度直接影响了注硼酸后俘获截面曲线的幅度,另一方面在不同的测井方式下(常压、加压、卸压等)所测得的曲线也会有差别,由哪条曲线来计算剩余油饱和度其结果都会不一样,解释参数也很难选取,资料解释水平上还有待提高。另外对严重漏失井和高压井的施工还需要进一步探索。
4 工程测井及应用
油田开展的工程测井主要有声波变密度测井、陀螺测斜、40臂井径测井等,初步具备了对井下工具状况的监测,但部分项目由于引进较晚,尚未大规模投入使用。以声波变密度测井为例。(1解决水泥环两界面胶结程度的测量问题,为窜槽和套漏提供基础信息。(2)测井时仪器由发射器向地层发射一定频率的声波信号,声波经过不同的介质发生折射和反射,接收探头对声波到达的时间及幅度进行检测。一次下井可获取两个方面的信息,即套管两个界面的信息。其中第一层界面指的是套管与水泥环,第二界面是指水泥环与地层,由声幅曲线及变密度曲线上的套管波信号来判断第一界面的胶结程度,由地层波判断第二界面的胶结情况。(3)作业施工要求:冲砂至人工井底,通井、洗井,在套管测量。(4)现场应用。以**井洗井前后录取的声波变密度资料为例。两次测井曲线首先在声幅曲线上有明显差别:如在2468-2472m处洗井前出现声幅曲线的来回波动,造成第一界面胶结不好的假象,而洗井后的声幅曲线在此处则显示胶结良好;在变密度灰度图上也有明显的差异:未洗井时测得的灰度图上套管波和地层波都不明显,好多地方直接是空白,且灰度图上干扰信号多。而洗井后则能看见较为明显的套管波和地层波。造成洗井前后资料差异的原因是井壁脏、有死油块、油稠、且井内介质不均匀,对发射出的声波信号有一定的衰减作用,使接收到的声波信号减弱或者没有。
5 结 论
利用动态监测资料,对油水井进行了挖潜措施,使油田开发指标得到明显改善。新技术、新工艺对油田的开发生产有重要的指导作用。(1)利用注入剖面测井技术可以摸清水流方向,针对性地实现控水稳油。(2)工程测井技术可以深化井筒技术状况的认识,提高工艺治理的针对性,是有效修复治理的可靠依据。(4)剩余油测井技术在油田具有良好地质适用性,可以准确评价剩余油分布,确定挖潜方向。