氧活化测井技术在水平井层间验窜的应用

王成荣罗雄民徐秋珍张志刚王学斌刘春辉杨世和

(1.中国石油集团测井有限公司吐哈事业部 新疆鄯善) (2.中国石油集团测井有限公司长庆事业部 陕西西安)

氧活化测井技术在水平井层间验窜的应用

王成荣1罗雄民2徐秋珍2张志刚1王学斌1刘春辉1杨世和1

(1.中国石油集团测井有限公司吐哈事业部 新疆鄯善) (2.中国石油集团测井有限公司长庆事业部 陕西西安)

脉冲中子氧活化测井不仅适应于疑难井吸水剖面测试,而且能解决一些特殊井验窜、找漏的问题,在水平井层间验窜的应用,解决了水平井层间验窜的难题,为油田提供了一种水平井层间验窜的手段。

氧活化;测井;水平井;层间验窜

0 引 言

氧活化水流测井能探测油管、套管、油套环形空间、一定距离地层内水的流动速度和方向,测试结果不受井内同位素的沾污、沉降、污染、井下工具、同位素进层、基线异常高等因素的影响,同时可以有效的检查井下工具的有效性如封隔器的卡封是否严格、死堵配水嘴是否有效、丝堵油管是否有效等。使常规测井方法的疑难问题可以得到较好的解决。该技术不尽能适应于疑难井吸水剖面测试,而且能解决一些特殊井验窜、找漏的问题,尤其在水平井层间验窜的应用,解决了水平井层间验窜的难题,为油田提供了一种水平井层间验窜的手段。

1 脉冲中子氧活化测井技术

1.1 测井原理

脉冲中子氧活化测井是一种直接测量水流速度、间接测量水流量的测井方法[1]。测量时,高能脉冲中子发生器向井中流体发射14 MeV(百万电子伏特)的快中子撞击水中的氧原子并发生活化反应,快中子与水中的氧核16O发生(n,p)反应生成氮的放射性同位素16N,16N经半衰期为7.13 s的β衰变蜕变为处于激发态的16O,并随即在向其基态跃迁时发射出能量为6.13 MeV(97%)、7.12 MeV(4.9%)的特征伽马射线。其反应方程式如下:n+16O→16N+p和16N→16O+γ。

该高能伽马射线能穿透井中的流体、油管、套管、水泥环。如果高能脉冲中子发生器到伽马射线探测器经过的距离为s,水流从高能脉冲中子发生器到伽马射线探测器经过的时间为t,那么水的流动速度为v=s/t,在流动截面已知情况下,就可以准确的计算出各层的流量。测井原理如图1所示。

图1 氧活化测井原理图

1.2 测井仪器

1.2.1 测井仪器概况

由中油测井吐哈事业部引进的北京松昊科技有限公司生产的,Φ38 mm单发双向脉冲中子氧活化测井仪,由上、中、下三部分组成:上半部是遥测、井温、压力、磁定位及上探测器组;中部是中子发生器;下半部是自然伽马及下探测器组。如图2所示。

图2 氧活化测井仪

仪器各部分功能:遥测电路完成命令控制及数据采集传输功能;井温、压力、磁定位、自然伽玛完成辅助参数的测量及深度的校正,中子发生器部分根据下发命令完成中子的发射;上探测器组完成向上水流的流速测量;下探测器组完成向下水流的流速测量[2、3]。

氧活化测井仪中子寿命测井仪是通过测量热中子在地层中的平均衰减时间即热中子的平均寿命进而求得地层的热中子宏观俘获截面等多个地层参数的一种脉冲中子测井仪器,这些参数主要有SF(远SIGMA)、SN(近SIGMA)、N(近计数率)、F(远计数率)、RNF(近、远计数率比)等。

氧活化测井仪是通过对中子活化伽马射线时间谱的测量来反映油管内、环型空间、套管外含氧物质,特别是水的流动状况的;通过解析时间谱可以计算出水流速度,进而计算水流量。

1.2.2 测井仪器技术指标

外径:Φ38 mm,长度:4 188 mm,耐温:135℃,耐压:80 MPa[4];中子产额:1.5×108n/s[5],中子管理论寿命:不低于250 h;流速测量范围及精度:0.7 cm/s～2.1 cm/s,±10%;2.1 cm/s～38 cm/s,±5%;38 cm/s～70 cm/s,±10%;压力测量范围及精度:0～80 MPa,±0.2%;温度测量范围及精度:0～135℃,±1℃;传输方式:单芯曼码半双工。

2 在水平井层间验窜的应用

鲁平5井是一口水平井,如图3所示。2008年9月26日应用氧活化测井验证水层(2 376.8 m～2 407.9 m)与隔缝管井段(2 449.15 m～2 683.9 m)是否窜槽。

图3 鲁平5井管柱结构图

资料分析:测试结果:①水层段2 396.0 m～2 407.0 m温度有明显正异常,如图4所示。说明该层段在动用,对该层段的塞封效果不好。②综合测试结果见表1,分析认为水层2 376.8 m～2 407.9 m和油层2 449.0 m～2 686.0 m之间是否存在窜槽无法判定,产水既来自于水层段2 396.0 m～2 407.0 m,也自于隔缝段2 449.15 m～2 683.97 m。

图4 鲁平5井氧活化测试剖面图

表1 鲁平5井氧活化点测情况表

3 结 论

氧活化水流测井技术不尽能适应于疑难井吸水剖面测试,而且能解决一些特殊井验窜、找漏的问题,尤其在水平井层间验窜的应用,解决了水平井层间验窜的难题,为油田提供了一种水平井层间验窜的手段。在油套管漏失、封隔器漏失、管外窜槽及单井、单一配水嘴器绝对注入量的检测方面均优于同位素测井技术。

[1] 陈 刚.脉冲中子氧活化能谱测井在江苏油田的应用[J].石油仪器,2006,20(6)

[2] 孙秀梅.脉冲中子氧活化测井仪的改进及应用[J].大庆石油地质与开发,2005,28(1)

[3] 尤立忠.脉冲中子氧活化测井技术及其在大港油田的应用[J].油气井测试,2005,28(2)

[4] 龚 杰.MZY-DD1脉冲中子氧活化测井仪[J].石油仪器,2002,16(1)

PI,2010,24(6):43～44

Impulse neutron oxygen activation logging is not only suitable for the water injection profile testing in the knotty wells,but also can resolve the problems such as checking channeling,finding leakiness and so on in the particular wells.It can resolve the questions of the checking channeling in the interlayer of horizontal well,providing a measure to check channeling in the interlayer of horizontal well.

Key words:oxygen activation;well logging;horizontal well,interlayer checking channeling

Application of oxygen activation logging technology to checking channeling in the interlayer of horizontal well.

Wang Chengrong,Luo Xiongmin,Xu Qiuzhen,Wang Xuebin,Zhang Zhigang,Liu Chunhui and Yang Shihe.

P631.8+3

B

1004-9134(2010)06-0043-02

王成荣,男,1969年生,工程师,1996年毕业于江汉石油学院地球物理勘探系测井专业,现在中油测井有限公司吐哈事业部从事生产测井资料处理、解释、研究工作。邮编:838202

2010-01-06编辑:梁保江)