渤海油田复杂井身结构注入剖面测井技术

张林周 翁继清 毛 彤

(1.大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司 黑龙江大庆)(2.中国石油集团测井有限公司装备与销售分公司 陕西西安) (3.长城钻探工程有限公司测井公司 辽宁盘锦)

渤海油田复杂井身结构注入剖面测井技术

张林周1翁继清2毛 彤3

(1.大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司 黑龙江大庆)(2.中国石油集团测井有限公司装备与销售分公司 陕西西安) (3.长城钻探工程有限公司测井公司 辽宁盘锦)

海上油田砾石填充完井技术及复杂的配注技术的应用,常用的注入剖面测井方法已不能满足测井需求。在复杂井身结构条件下,脉冲中子氧活化测井能够准确地获得注入剖面数据,并且在检查套管漏失、封隔器、井口闸门等工具漏失方面更为便捷。

脉冲中子氧活化;分层配注;井身结构

0 引 言

随着油田的不断开发,储层孔隙结构和剩余油分布越来越复杂,剩余油开采难度也随之加大。为了稳定和提高采收率,注水工艺也变得越来越复杂,采用的技术也越来越先进,相应的原有注入剖面测井技术已不能适用测井技术的要求。砾石填充筛管完井、采水井水源及污水回注、分层配注、注聚等测试环境,使得常用于注入剖面测试的同位素测井技术、电磁流量测井技术、涡轮流量计测井技术等无法满足油田测试的技术需求。脉冲中子氧活化测井技术的应用,很好的解决了这些问题。脉冲中子氧活化测井技术不受井内流体粘度、沾污、地层大孔道、多层管柱等因素影响,可以较好地满足注聚、分层配注、找窜验封等注入剖面测试要求。

1 脉冲中子氧活化测井仪简介

脉冲中子氧活化是一种通过放射性示踪求取水流速度的测井方法。氧活化仪包括两个脉冲中子发生器、四个不同源距的伽马射线探头。脉冲中子发生器产生14.1 MeV的高能中子,高能中子使仪器周围的氧元素原子核活化,活化的氧原子核放出能量为6.13 MeV的高能伽马射线,氧的放射性同位素半衰期为7.13 s。高能伽马射线能穿透油管、套管和水泥等介质,通过检测伽马射线可确定仪器周围含氧流体的流动情况。测井时将仪器停在某一测点深度,从中子源发出一个中子脉冲的时刻起,四个不同源距的伽马射线探头同时记录时间谱,从时间谱上读取活化水流从脉冲中子发生器到达伽马射线探头的时间,源距除以时间得到该测点的水流速度,进而得到该测点的流量。

测点水流时间tm数据精细计算及流量Q流量计算公式如下:

西安奥华DSC单芯多功能水流测井仪由中子氧活化测井仪、中子寿命测井仪、自然伽马测井仪、套管节箍磁性定位器、温度测量仪以及压力测量仪等组成;一次下井可完成井温、压力、自然伽马、CCL、远、近俘获截面及各种条件下的流量等参数测量,图1为井下仪器结构示意图。

图1 井下仪器结构示意图

中子氧活化测井不使用放射性示踪剂,不受注入流体粘度的影响,不受岩性和孔渗参数以及射孔孔道大小的影响,活化时间、活化周期及占空比可调,方便了各种情况下的管内、环套内水流量测量。

2 油田基本井况

渤海油田属于浅水海上油田,开发生产采用海上石油平台,井位丛式分布,采油井及注入井基本为斜井,采用砾石填充筛管完井,井身结构复杂。注入井注入介质为聚合物及水;水源为油井产出分离污水及采水井地层水。注入井基本为分层配注井。图2所示管柱是海上油田普遍采用的空心集成配水管柱,为四段分层配水注入管柱。空心集成配水管柱可根据配注层段或油组多级组合分层配水注入。

图2 空心集成配注管柱

渤海油田采用砾石填充完井技术,填充砾石粒径大小以及高注入量,使得同位素颗粒容易深入地层,无法形成滤积被探测,从而造成测井数据错误;复杂的完井及配水管柱、污水回注又容易形成同位素沾污,所以同位素测井技术无法满足测井技术要求。配水管柱的使用,电磁流量测井技术、涡轮流量计测井技术只能测量多层合注配水器水嘴的注入量,无法测量单层注入量,更没有能力做到层内细分。中子氧活化测井技术,不受上述因素的影响,能够测量到单层注入量,以及层内注入量细分到2 m。

3 应用实例

3.1 Wx-x井测井实例

Wx-x井为一口设计注水井,注水层位为东营组下段Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ油组。初期为合注管柱注水,注水层位Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ油组。

目前Wx-x井为空心集成配注管柱,注水层位为东营组下段Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、(Ⅴ关闭)油组,水嘴8.7 mm,井口压力10.4 MPa,套压9.5 MPa,日均注水量802.6 m3。Wx-x测试目的是为了了解各配水段、各层及层内细分的吸入量,层内细分到2 m。

Wx-x井脉冲中子氧活化测试结果见表1。

表1 Wx-x井注入剖面测试解释结果

Wx-x测试实测总流量为789.6 m3/d,Ⅰ油组的第三个小层、Ⅲ油组的第一个小层为主要吸入层,分别吸入183.1 m3/d,占全井的23.19%;272.8 m3/d,占全井的34.55%;Ⅰ油组的第二个层为全井次要吸入层,吸入119.8 m3/d,占全井的15.17%。Ⅴ油组由于关闭不吸水,其余各层有相对少的吸入量。

Wx-x测试提供了各配水器、各层段及层内2 m细分吸水量,并且对封隔器、滑套等工具进行了验封,为注入调配提供了数据依据。

3.2 Fx井测井实例

Fx井2000年12月3日投产,生产 Ⅰu+Ⅰd油组。2003年6月1日开始转注作业。2005年9月18日更换为空心集成分注管柱。

目前Fx井为空心集成分注管柱,注入量618.8 m3/d,注入压力3.4 MPa,注水层位Ⅰu+Ⅰd油组。

Fx井测试目的是为了了解各配水段、各层及层内细分吸入量,层内细分到2 m。

Fx井脉冲中子氧活化测试结果见表2。

表2 Fx井注入剖面测试解释结果

Fx井测试实测总流量为602.5 m3/d。在非射孔层段1628～1631 m吸入量为425.4 m3/d,相对吸入量为70.6%。Ⅰu油组的第二个小层为主要吸入层,吸入76.5 m3/d,占全井的12.7%;Ⅰu油组的第一个层与Ⅰd油组第一个层有相对少的吸入量;其余各层均不吸入。

Fx测试结果提供了各配水器、各层段及层内2 m细分吸水量,并且检查出该井在非射孔层段存在严重的漏失,与厂家研究认为是注砂滑套打开。

3.3 Bxx井测井实例

Bxx井于1996年10月24日转注,注水层位为Ⅰu+Ⅰd+Ⅱ油组,初期为笼统注水。

目前Bxx井注水层位Ⅰu+Ⅰd+Ⅱ油组,三分一体分注管柱,注水量720 m3/d,井口注入压力 7.6 MPa。测试前管柱改为测试笼统注水管柱,注水采用油管及环套空间配注方式。

Bxx井测试目的是为了了解各配水段、各层及层内细分吸入量,层内细分到2 m。

Bxx井虽然采用笼统注水管柱,但使用油管及环套空间同时注水配注方式。

测试结果表明:环套空间注入230.6 m3/d,注入Ⅰu油组第一段射孔层段;油管注入459.3 m3/d,注入Ⅰu油组第二段射孔层段及Ⅰd、Ⅱ油组射孔层段。Iu油组的第一、二小层为主要吸水层,分别为230.6 m3/d,占全井吸入量为33.4%;296 m3/d,占全井吸入量42.9%。Id和Ⅱ油组各小层有较少的吸入量。

Bxx井测试提供了各配水器、各层段及层内2 m细分吸水量,并且对封隔器、滑套等工具进行了验封,为注入调配提供了数据依据。

4 结束语

1)脉冲中子氧活化测井在配注井测试方面优于其它测井项目,并且能够用于厚层细分。

2)脉冲中子氧活化测井不受大孔道、沾污以及井内流体介质的影响。

3)氧活化测井在检查套管漏失,封隔器、井口闸门等工具漏失方面更为便捷。

目前小直径的脉冲中子氧活化测井仪已经投入使用,不用施工作业更换配水工作筒就可直接测试。相信随着技术的提高和施工工艺的完善,脉冲中子氧活化测井应用会更为广泛。

[1] 钟兴福,李 婧,朴玉琴,等.中子氧活化测井技术在油田开发中的应用[J].测井技术,2004,28(S0)

[2] 李 波,杨 波,李 薇.脉冲中子氧活化测井技术在杏北油田的应用[J].测井技术,2006,30(2)

[3] 韩玉堂,林 梁,李 婧.能谱水流测井技术的研究和推广[J].测井技术,2002,26(4)

The injection logging technology of complicated borehole struc- ture at Bohai oilfield.

Zhang Linzhou,Wong Jiqing and Mao Tong.

With the application of the gravel packing completion technology and the complex separate layers injection technology in offshore field,the commonly used injection logging method is not able to meet the demand.In the complicated borehole structure,Pulsed neutron oxygen activation logging method is a very good technology which can be used to get the accurate injection data,and detect the leaking in casing,packer and christmas tree.

pulsed neutron oxygen activation;separate layer injection;borehole structure

P631.8+1

B

1004-9134(2011)04-0055-03

张林周,男,1968年生,工程师,1991年毕业于成都地质学院核电子学与核技术应用专业,现在大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司从事测井资料解释。邮编:163453

2010-11-14编辑高红霞)

PI,2011,25(4):55～57

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