硼中子寿命测井技术在临盘油田找水中的应用

巩兰花 陈殿房 张玉平 刘广凤

(胜利油田有限公司临盘采油厂 山东临邑)

硼中子寿命测井技术在临盘油田找水中的应用

巩兰花 陈殿房 张玉平 刘广凤

(胜利油田有限公司临盘采油厂 山东临邑)

硼中子寿命测井是热中子测井的一种,热中子测井方法适用于高矿化度地质条件的地区,测井工作者利用硼元素对热中子具有较高俘获截面,用硼作为示踪剂,把热中子测井推广到淡水油田生产开发中来,为生产井了解剩余油饱和度提供了依据。临盘油田自2002年引进该技术以来每年施工20～30井次,为油田控水增油提供依据。

硼中子寿命;俘获截面;注硼;剩余油饱和度;出水点

0 引 言

临盘油田以多层层状小断块油藏为主,受断块小、单层储量较少等先天地质条件不足的制约,开发层系难以划分,形成了长期多层合采合注的局面。在这种情况下由于层间、层内存在严重的非均质性,油水井连通对应状况的差异及各小层含油带宽窄不一,造成层间层内动用不均、水淹状况差异较大。因此当油井生产至高含水后并非层层高含水,而是有的层可能只产水不产油,有的层可能产油多、产水少。目前临盘油田综合含水已达到90%,如何在高含水生产井中降水增油是临盘油田稳产的关键。硼中子寿命测井技术为低矿化度油区高含水井找出出水层位提供了有力依据,自引进该技术以来,已取得良好的效果。

1 硼中子寿命测井原理

硼中子寿命测井属于中子寿命测井的范畴,它是在中子寿命测井的基础上施工过程得到改进的一种测井方法。它是靠中子管在高压作用下产生14 MeV的脉冲中子流,在地层中发生非弹性散射和弹性散射,经过几百ms后,大部分被吸收,放出γ射线,经γ探头探测输出就是反映地层中岩石和流体性质的∑值[1]。中子寿命测井一般在高矿化度地区对寻找剩余油分步和求残余油饱和度,效果十分明显。为了使中子寿命测井技术在低矿化度油田广泛推广,测井工作者经过实验发现,采用测(基线)—注(高矿化度溶液)—测(高矿化度溶液曲线)的方法能够在低矿化度地区利用中子寿命测井技术比较准确地获取剩余油分布情况资料,也就是说向目的层孔隙空间,注入与原有液体∑值不同的液体,用同一种仪器在注入前后分别测取其资料,进行对比分析,寻找剩余油分布情况和残余油饱和度,起初采用注入高浓度的NaCl溶液时效果很一般[2]。常见矿物流体宏观俘获截面见表1。

表1 常见矿物流体宏观俘获截面

由表1看出,水与原油∑值相差不大,而硼砂是原油俘获截面的500倍,是盐岩的10多倍,所以利用硼砂要比盐岩效果更好,硼砂极易溶于水而不溶于油,所以把硼作为一种示踪剂注入生产井中,含水高的地方硼酸多,俘获截面就大,而油层不易进硼酸,俘获截面异常面积不大,根据生产层位是否进硼判断地层含水情况[3],就象测吸水剖面时利用同位素做示踪剂判断地层吸水好坏一样。

2 硼中子测井施工工艺

1)下测试管柱,油管下过油层底界10 m,确保油第一作者简介:巩兰花,女,1974年生,工程师,1992年毕业于胜利石油学校地质专业,一直从事油水井动态监测施工和资料解释工作。邮编:251507层全部测出,在油管内测一条地层原始状态下的俘获截面曲线称为基线,响应方程为[2]:

测完基线后,把井下仪器下到油层底界以下;

2)运用特殊的工艺把硼酸溶液注入井筒,使硼酸在水层尽量扩散(仪器探测深度为30 cm～50 cm),再测一条俘获截面曲线,其响应方程为:

其中,Σw2、Σw1分别为硼酸溶液和地层水的热中子俘获截面,Σma、Σw2、Σh和Σsh分别是岩石骨架、地层水、烃和泥质的热中子俘获截面,Sw1为地层含水饱和度,Φ为地层的孔隙度,Vsh为地层泥质含量,Sw为地层含水饱和度[2]。

3 硼中子寿命测井资料解释方法和依据

因为硼酸是不溶于油而易溶于水的物质,硼酸进入地层只与水的多少有关,与固相骨架和油无关,与不流动的泥质和束缚水的关系也不大。硼酸的作用只是改变地层水的性质,所以基线和注硼曲线幅度差的大小,实质上就是目前地层含水多少的标志。

在实际工作中,根据地层是否因扩散而进硼酸,构成幅度差来判断地层剩余油分布情况。射孔层位已进入硼酸,按幅度差的大小估算地层剩余油饱和度Sor。当Sor＞60%,以含油为主的地层;当Sor=60%～50%,油水含量接近地层;Sor=50%～30%,以含水为主的地层;Sor＜30%以不可动油为主的地层(强水淹层)[4]。射孔层位没有进硼酸即没有幅度差,这可能是由于射孔不完善,或长期开发污染,或地层本身渗透能力不理想等原因造成的,对此叫“未进硼”层位;没有射孔的井段内进入了硼酸,这是不良固井质量引起的,形成串硼井段[4]。

出水点(即强水淹层)、严重出水点(作业中漏失部位)以及串层串槽都是堵水的主要对象。这些层段因其含水量大,进入的硼酸多,幅度差大,具有明显的直观性。

硼中子寿命测井能够直观测出力产层的具体位置,分辨率比较高,能分辨0.3 m的层位,定量评价产层的剩余油饱和度,如果地层矿化度很高,也能显示未射孔层位剩余油分布情况。另外,硼中子寿命测井资料解释方法还具有两个创新点:

①加测扩散曲线,减少了由于压力大造成水推走油后显示高水淹的假象;

②加测泄压曲线,提高了对高压层的识别。

4 硼中子寿命测井在临盘油田应用典型事例

4.1 怀疑生产层出水,而实际是管外串槽出水

该井是一口滚动井,2008年1月投产。生产井段2 275.2 m～2 285.2 m,6.4 m/3层,位居15、16、18号层。

2008年4月日液15 m3,日油1 t,含水93%,因与该井位于同高度的一口生产井目前日油5.8 t,含水73%,并结合该井射孔井段固井质量,分析认为该井可能管外窜,决定硼中子找水。

实施硼中子寿命测井,测井资料如图1。解释结论:16和18号层强水淹,15号层弱水淹,18～22号层之间存在串槽。

图1 硼中子测井解释成果图

决定先补孔19号层,挤灰18、19号层封窜,生产15、16号层。开井生产后效果显示:日油由1 t/d,上升到2.9 t/d。含水由93%下降到39%。年累计增油311 t。

4.2 怀疑套损出水,而实际是生产层出水

该井2006年9月投产,生产2 002.8～2 012.0,2m/2层,生产9、10层。初期日液23.3 t/d,日油7.2 t/d,含水68.9%,累计产油3 846 t。2008年4月16日突然全水,水分析总矿化度为20 674 mg/l,硫酸根310 mg/l,怀疑套破,决定结合检泵找漏。

2008年5月8日实施微差井温找漏,450 m～2 070 m测试井段内无明显漏失显示,10号层为主动层。2008年5月11日作业队对油层以上试压,20 MPa不降,证实不漏。

2008年5月12日实施硼中子测井,结合井温资料及该井动态资料,得出结论:10号强水淹。

2008年5月14日采油厂研究决定:卡封10,生产8、9层。生产后效果明显,日产油 16.3 t,含水由100%降至13.7%,年累计增油1 795 t。

4.3 硼中子找水结合微差井温找水

该井于2006年10月投产,初日产液24 m3,日产油14 t,含水40%,液面600m,2007年6月日液20 m3,日产油2 t,含水92%,液面600 m,累计产油900 t。7月1日井温找水,7月2日硼中子找水,21、25井温解释为主动层,其余为次动层;硼中子测井21层强水淹,25层中水淹,其余层弱水淹。两者吻合较好。根据井温和硼中子资料解释结果研究决定封上采下。卡封井段1 806.0 m～1 820.0 m,生产井段1 831.4 m～1 845.0 m。打丢手,Y445-114F:1 795.7 m,Y341-114F:1 825.63 m。7月9日开井后,日液22.9 m3,日油6.1 t,含水40%。效果明显。

5 结 论

利用中子寿命测井方法找水,合理选用示踪剂,采取科学合理的施工工艺,能够有效地在淡水油田推广中子寿命测井工艺,并且取得了良好效果。该工艺在胜利油田得到推广应用,特别是临盘油区,每年施工20～30井次,增油效果明显。

[1] 刘福林,宋 存.测井方法原理[M].北京:石油工业出版社,1993

[2] 耿全喜,钟兴水.油田开发测井技术[M].东营:石油大学出版社,1992

[3] 油气田开发测井技术与应用[M].北京:石油工业出版社,1995

[4] 宋长伟.用硼中子寿命测井确定低深透砂岩储集层剩余油饱和度[J].测井技术,1999,23(3)

The application of boron neutron lifetime logging technology in water hunting in Linpan oilfield.

Gong Lanhua,Chen Dianfang,Zhang Yuping and Liu Guangfeng.

Boron neutron lifetime logging is the logging of a thermal neutron,which is suitable for geological conditions of high salinity areas,where logging workers use boron as a tracer to extended the thermal neutron logging to fresh oil production in an effort to understand the remaining wells oil saturation,because of the high capture noodles of the boron to the thermal neutron.Since 2002 when this technique was introduced,20 30 times well logging have been conducted every year to provide the basis of how to control water and increase oil production in Linpan oil field.

Peng neutron life span;Capture noodles;Note Peng;The surplus oil saturation degree;Water orders

P631.8+17

B

1004-9134(2010)01-0058-03

2009-05-10编辑刘雅铭)

PI,2010,24(1):58～60

·方法研究·