提高同位素吸水剖面精度研究.docx

1、开发设计提高同位素吸水剖面精度研究李晓霞(大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司黑龙江大庆)摘要：同位素吸水剖面资料是油田动态分析和注水调整的重要依据，资料的准确性受到地层条件、井下管柱结构、测井工艺等诸多因素影响。文章根据大量的测井资料和现场实践，对同位素沾污、大孔道、井口防喷装置、井下管柱结构等方面进行探讨，找到一些可有效控制影响因素的具体方法，提高了同位素吸水剖面测井资料的精度和应用效果。关键词：吸水剖面；沾污；大孔道；精度中图法分类号：P631.8+4文献标识码：B文章编号：1004.9134(2012)02-0024.04第一作者简介：李晓霞，女，1984年生，助理工程师，2006年

2、毕业于长江大学环境工程专业，现在在大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司第三大队从事测井解释工作。邮编：163416同位素测井与采油X厂106测试及全井吸水量对比，三者结果相符的有11井次，占68.75%,不符的有5井次，占31.25%。针对试验中出现的问题，根据大量的测井资料和现场实践，对同位素沾污、大孔道、井口防喷装置、井下管柱结构等方面进行探讨,找到一些可有效控制形响因素的具体方法，提高同位素吸水剖面测井资料面精度和应用效果。1同位素吸水剖面精度的影响因素及对策1.1同位素污染影响沾污就是在地层吸水同时，注水管柱、井下工具也滤积了,3,Ba微球颗粒，使得地层的吸水量与同位素滤积量、放射性

3、强度之间的正比关系遭到破坏，造,成在同位素曲线上产生一些与注水量无关的假同位素异常。控制同位素沾污的有效方法1) 使用表面活性剂消除沾污：对于稠油附着井,使用碱性表面活性剂，对稠油膜表面起乳化作用，形成亲水极化层，防止载体沾污；对于矿化度较高和污水回注井，使用中性表面活性剂，起到破膜和络合作用；对于长期污水回注井，使用酸性表面活性剂，具有较弱的酸性和腐蚀性。2) 通过洗井消除沾污：对严重沾污、的井进行反洗井，洗井排量应达到30m3/h,洗井一天，洗井后再进行同位素测井。3) 同位素沾污面积的归位计算方法示踪剂在井下开始分配后示踪剂在井下工具处和管柱上存在沾污，地层吸水量、同位素滤积量及放射性强

4、度三者之间的正比关系被破坏，为提高解释精度，必须对校正过的沾污面积再进行归位计算。(1) 沾污消除校正系数沾污消除校正系数是指用仪器测出不同类型沾污形成的响应曲线面积与相同放射性源在井壁处对仪器的响应曲线面积之比。引入该参数即是将管壁、井下工具处的沾污换算到井壁上，以消除距离等因素的干扰。根据理论推导、试验和测井资料解释的经验，总结出各类沾污校正系数见表1。表1各类型沾污校正系数表(2)沾污面积归位模型及计算方法沾污类型校正系数备注油管接箍内台阶沾污0.07/油管接箍外台阶沾污0.13/偏心配水器沾污0.13/套管内壁沾污0.32无水泥环0.23有2.5cm水泥环按水流方向及吸水能力将校正后的

5、沾污面积，分配给受沾污影响的吸水层，从而将同位素载体在向吸水层内分配时未分配到地层的部分重新分配，使其接近理想条件下的分配。在笼统井中，校正后的沾污面积只分配给其后的吸水层；在配注井中，校正后的沾污面积只在其所在的配注层段中的各层间分配，不影响其它配注段的解释，下面以笼统反注井为例。首先根据不同的同位素沾污类型，选用不同的校正系数。，如图1所示。沾污S2校正后的面积乙.2=。月.2,这部分面积只分配给1号层,即Z.2=Z】-2；沾污S2.3校正后的面积Z2.3=OS2.3,这部分面积应分配给1号层S和2号层S2；曷.3=QXS3曷.3=QXS3s】+zL+勿-3S+Z.2+S2+Z).3+Z五

6、3S2+Z%3Si+Z1_2+S2+Zj-3+Z%3沾污面积校正后，重新计算总吸水面积和分层相对吸水面积如下：（沾污校正前后解释结果对比见表2）S=(S)+Z.2+Z.3)4-(5*2+z.3)+S3B=S】+ZZj.3sX100%Pl=S2+Z$.3S-X100%以此类推，注入水从油管底部上返到油套环形空间后，自下而上分配给各个吸水层。图1笼统井沾污校正示意图表2x.l井吸水剖面沾污校正前后解释结果对比表层号校正前吸校正后吸校正前吸校正后吸校正前后相对水面积水面积水量/%水量/%吸水最差值/%G18521.42683.7719.5819.820.23G191105.041449.1141.5

7、042.000.50G215458.25582.6717.2116.890.32G216331.17421.0912.4412.20-0.23G217(3)246.67313.659.269.09-0.17总和2662.553450.28100100/1.2井口溢流量的影响有效控制井口溢流量，能够保证测井过程在稳定的注入状态下进行，对于测井资料的准确性、有效性十分重要，测井技术标准要求溢流量小于2n）3/d。目前的井口溢流装置，在测试前，防喷盒内的防喷垫全部更换，测井初期防喷盒密封效果能够达到标准要求，但是随着电缆的起下运动，电缆对防喷垫地磨损非常严重，等到测量同位素面积曲线时溢流量将达到68

8、m3/d.研制新型防喷盒控制井口溢流量由于电缆表面的螺纹钢丝，密封件要承受电缆径向压力和轴向摩擦力，磨损速度很快，要求防喷盒有以下要求：能够实现测井过程中可靠密封；更换密封件方便快捷；尽量减慢密封件的磨损速度。1）增加储油舱：用于储存润滑油，在电缆运动时润滑电缆减少摩擦。2）增加密封舱级数：密封舱由两级增加到四级,提高密封效果。3）改进阻流管材质：取消铁质防喷垫，增加耐磨性聚氨酯材质阻流管，降低铁质防喷垫对电缆磨损.4）改进密封盘根：密封盘根的密封性能主要与它的回弹性和磨损率两个参数有关系，目前注入剖面测井使用的盘根材质有橡胶和聚氨酯两种，改进了密封盘根的材质，应用后耐磨性能提高两倍以上。1.

9、3大孔道的影响由于层段内各吸水层的渗透性差异较大，有些区块由于注水的长期冲刷和地层压力的下降，井腔周围的冲刷带变大，在注入的同位素粒径比较小的情况下，注入的同位素微球推向了地层深处，造成注入层井壁附近滤积的同位素微粒大大减少，使吸水层同位素异常幅度变低，甚至主吸层没有异常幅度.2011年6月20日采用300呻600呻同位素源对X-2井进行同位素测试，该井的G24-7层和G14-8层为后期补孔层，地层有效厚度分别是9.0m和5.7m,有效渗透率高，测量未发现同位素异常，怀疑存在大孔道。7月6日采用600呻900呻大颗粒源复测，两层都发现了同位素异常。采用有效方法降低大孔道影响1）同位素用量设计为

10、了保证吸水剖面测井时使用的同位素用量合适，根据施工日期、日注水量、油压、测量井段内的射孔层厚度、同位素出厂强度、载体规范等情况，按照以下原则分4步计算同位素用量。计算吸水指数1w=0CPxH）。式中/w为吸水指数，m3/（dmMPa）;。为注水量，m3/d;P为注水井的流压与静压之差，MPa；H为单井累计射孔层厚度，m。（2）计算每米用量系数通过大量吸水剖面测井历史资料，绘制萨北油田区域性同位素用量图版，计算出每米用量系数（3）计算同位素强度S=37，KxH。37为单位换算系数，1毫居里=37MBq。（4）计算同位素用量体积f=Sx1000/（/。x/）,/=/0*-。693响）。式中，丫为同

11、位素用量，ml；/o为出厂时的放射性浓度，MBq/ml；/为衰减百分数；，为衰减时间，d7为所用同位素半衰期，ll.7d上述计算用量是一个重要的参考值，对于下列情况应适当增大用量：对于新转注的注水井，由于长期的采油或排液，井周围亏空大；对于出砂或者孔隙结构比较松散的注水井，井腔周围可能有大的冲洗带；对于存在大孔道的井，如果偏心水嘴未采用全网形式，在增大同位素用量的同时，应采用大颗粒源测量。2）同位素多曲线选幅分析法高渗透层油层物性好，渗透率高，同位素异常面积相对其他层变化快，对于存在高渗透层的同位素井，一条同位素曲线不能准确反映吸水剖面，应采用多曲线选幅分析解释，使同位素曲线应用更合理，进一步

12、提高同位素吸水剖面精度。下面介绍一下同位素测井多曲线选幅分析解释法。一口两级配注井,注水30min时偏一配注段内的萨I1-2到萨13层的绝对吸水面积分别为514、300、753,偏二配注段内的萨II14到萨III5+6层的绝对吸水面积分别为165、233、574、376。注水45min时,萨I1-2到萨13层的绝对吸水面积为291、205、518,萨II14到萨III5+6层的绝对吸水面积为61.113、302、137。15min内萨I12到萨I3层的绝对吸水面积变化量为&=（514+300+753）-（291+205+518）=553,吸水量变化速度为=553+15分=36.9/分；15mi

13、n内萨II14到萨III5+6层的绝对吸水面积变化量为4=（165+233+574+376）一（61+113+302+137）=735,其吸水量变化速度为4=735+15分=49/分。二者变化速度的关系为右+外=49+22.7=1.33（倍）萨II14到萨III5+6层替注30min时的同位素变化量相当于萨I1-2到萨I3层替注30x1.33=39.9min时的同位素变化量，解释时，应选取萨II14到萨III5十6层替注30min时的同位素曲线和萨I12到萨13层替注39.9min时的同位素曲线共同参与解释。L4同位素分配时间的影响在某些射孔层上部注入量高，下部注入量低的井中，会发生上部射孔层

14、段同位素分层清晰时，下部仍未见同位素，等下部射孔层段同位素分层清晰时，上部同位素异常幅度降低或消失。如图2是X.3井不同替注时间测量的同位素曲线。该井分三级配注，第一级配注量为100n?/d,第二级配注量为80m3/d,第三级配注量为30m3/d。测量结果显示，替注量为3.8n?时，第一、二配注段有同位素显示，第二配注段同位素约占全井的53.46%,层段分层不好，第三配注段几乎无同位素显示。替注量为5.7m3,第三配注段出现分层，第二配注段吸水仍占全井的50.2%,第一配注段吸水面积变小。随着替注时间增加，第一、二配注段吸水量逐渐减少。替注量为10.1n?以上时，90%以上的吸水在第三配注段，

15、第一、二配注段几乎无同位素异常，与流量结果矛盾。分析认为，该井第三配注段吸水量少，同位素分层缓慢，使第一、第二配注段内的同位素异常在较长的分层时间内逐渐降低或者消失，影响了测量的准确性。现场测井时，应持续跟踪测量多条同位素曲线，直至全井分层清晰，进行综合解释。图2X4井测井解释成果图1.5同位素源的释放深度计算井内流体在油管内的注入速度，能够计算出同位素释放时的深度与第一个水嘴（对于笼统井则是喇叭口或者筛管）之间的最佳深度，释放深度过深,同位素就会在目的层上部形成人为的管柱粘污；释放深度过浅，同位素来不及在注入水中均匀分布就会在井底形成堆积。根据现场经验同位素在5min10min内才能均匀分布

16、。假设仪器在井内所测流量为1单位n?/d,油管规范为单位mm,则流体注入速度为：v=0.06782W5m/s其中油管规范。是常数。例如，假设某井所测流量为100m3/d,油管规范为62mm,根据公式（1）计算出同位素释放深度距离第一个水嘴不能小于115m。同位素释放时间应在测完关井资料后，仪器停在目的层之上，待注水压力平衡时，再打开释放器。合理掌握同位素释放深度和时间是保证同位素载体均匀分布于注入水之中，使同位素得到合理分配的关键。1.6改进注水管柱结构1）笼统注水井。对于射孔井段不是很长的井,将喇叭口提到射孔层段以上，避免喇叭口在射孔段底部同位素上返不到位的情况；当射孔井段较长时,将喇叭口提

17、到射孔段中上部；将喇叭口提到特殊层上部，如有些层多次测试结果不变化；有些层解释结果和动态不符，把喇叭口提到射孔段上部，并参考温度曲线综合解释。2）分层配注井。由于配水器、封隔器和油套管接箍处易形成沾污。针对它们的位置作以下改进:避免配水器对着射孔层，以无法区分究竟是沾污还是吸水面积；尽量把配水器放在每个层段的顶部,防止同位素源从水嘴流入上返时，有部分滑脱，形成沾污；在夹层厚度允许情况下，封隔器距离射孔层底部在3m以上。1.7压力损失对流量的影响由于井口密封性和管柱壁、电缆以及水的粘滞力造成的阻力的影响，注水量由井口注入井下的过程中，会产生压力损失导致流量减小。通过计算得到，（上接第23页）从图

18、版中可以看出，各个流量点下持气率响应与标准含气率基本呈正比例关系，液体中的油水比例对测量结果没有直接影响。当流量达到30m3/d以上时,在含气率一定的情况下，各流量点的响应值随流量的增加不再变化，各条曲线基本重合，仪器响应与标准含气呈近似正比例关系。4认识及结论通过对光纤探针持气率计试验样机在模拟井做的气水两相和油气水三相流持气率试验数据进行整理和分析，主要得出以下几点认识：随着气量的增加,各个流量下仪器响应均与标准含气率呈正比例关系。光纤传感器对水和油有相同的响应，液体中的油水井下损失0.1MPa,流量平均减小5m3/d,如一口井注入量lOOmVd,井口压力12MPa,同位素测量压力折算到井口11.7MPa,那么该井井下实注85m3/d.2结论1）同位素沾污是影响资料质量的重要因素，采用注入表面活性剂和同位素沾污面积归位计算方法等措施，降低同位素沾污影响。2）研