密闭式示踪注水剖面测井过程控制及应用

陈小茹 魏炳存 刘 洁

(江汉石油管理局测录井工程公司 湖北潜江)

密闭式示踪注水剖面测井过程控制及应用

陈小茹 魏炳存 刘 洁

(江汉石油管理局测录井工程公司 湖北潜江)

文章对井下释放同位素示踪测井(密闭式注水剖面测井)的同位素释放高度,施工中放射性污染控制方法,不同地区不同井条件同位素用量以及注入时间和资料质量控制进行了总结,摸索出一套适用于江汉油田的密闭式注水剖面测井施工过程控制方法。

释放高度;污染控制;同位素用量;注入时间

0 引 言

油田注水开发动态监测中,示踪注水剖面资料仍起着不可替代的作用。目前注水剖面测井已由传统的井口倒入法,转变为井下释放器的密闭测井。

传统的注水剖面测井施工方法,同位素在井中经历时间长,流经路途长,注水量和注水时间难以控制,最佳监测时间难以把握,当同位素用量较大时对井筒污染严重。

井口密闭的注水剖面测井施工方法,采用井下释放器将同位素在井内一定深度释放,实现了注水井不停注、不溢流、不放喷测井,同位素用量小、测井时间短,减少了同位素管柱沾污和下沉严重的问题,测井资料能更真实地反映正常注水情况下的地层吸水状况。

长期测井实践表明,密闭式示踪注水剖面测井施工中,对同位素释放高度、同位素用量、注入时间及资料质量的跟踪控制是测井成功的关键。

1 释放高度的确定

释放高度是第一目的层或最高配水器距同位素释放器位置的距离,是影响测量及解释结果的关键因素。如果释放点太高必将增大同位素用量、影响测井时效、还易造成井筒污染;释放点太低则同位素进入地层前不能形成均匀的悬浮液,而悬浮液的均匀性是保证地层吸水量与滤积于地层表面的示踪剂强度成正比的关键。根据这一规律,不同注水量及不同注入压力同位素释放高度应不同[1]。

常用的压差式释放器在通电的瞬间电磁阀打开,只要作用在单向阀上15 kg/cm2压强,同位素便喷射出来。通过近几年的现场试验与摸索,根据注水井注入压力确定释放高度可以获得较满意的效果,经验数据见表1。

表1 注水压力与同位素释放高度对应经验值

2 测井施工中的放射性污染控制

井内放射性污染主要是吸附沾染和沉淀沾染两类。吸附沾染主要是放射性同位素随水流的行进中,与管壁、工具、井下污物等接触而形成的污染;沉淀沾染主要是由于同位素的密度略大于注入水的密度所致。同位素在井内释放后,在紊流及重力作用下向下运移,与管柱上的原油、蜡质污物、破损管壁接触及沉淀。实践表明:

(1)在保证放射性同位素示踪剂总强度不变前提下,通过增加其用量同时降低131Ba-GTP微球示踪剂比强度,达到控制吸附沾污目的;

(2)对污染严重井,在射孔层附近释放同位素,减少油管内壁污染,提高沾污判别能力,提高解释质量;

(3)对于高压、低排量井,采用反注法,井口加注同位素进行施工,以降低沉淀污染。

3 同位素用量控制

根据注水井所在区块、井组地质条件以及每口井的注入条件(包括井身结构、层数、水质、日注量、注水压力等)设计配制同位素用量及同位素颗粒大小。目前国内通用的方法是根据每米厚度确定微球用量,基本公式[1]为:

式中,S为全井同位素设计强度,X为每米厚度同位素强度系数,h为注水层厚度,D为沾污消耗强度。

但在实际应用中发现:①全井同位素设计强度S与注水层厚度h不成正比;②每米厚度同位素强度系数X难以回归;③沾污消耗强度D难以预测,因而不能得出如式(1)的经验公式。

经过对油田各区块(王场、广华、马王庙、浩口、钟市、老新、江陵等)测井实践,通过大量测井曲线显示特征及解释结果与注水动态资料吻合的实际,制定出适合于各地区同位素用量经验数据:(1)江汉油田浩口地区、钟市地区、广一区、广北地区:7～8 MBq;(2)江汉油田王场地区、广二区、高场地区:5～6 MBq;(3)江汉油田马王庙地区、江陵地区、老新地区:4～5 MBq。

此外,对于负压注水井,裂缝性地层、可能大孔道地层,新注水井,新转井可适当加大其用量;对于注水压力大、注水量小而井筒污染严重的井,可适当减少其用量。131Ba-GTP微球示踪剂粒径较大时,可适当减少其用量,反之,适当增加其用量。

4 注入时间及资料质量控制

4.1 注入时间确定

注入时间是排量、停等时间、释放高度、第一目的层距油管底部的距离、每米油管容积、每米环空容积等的函数,其基本公式为:

式中,V为排量,T为停等时间,H为释放高度,h为第一目的层距油管底部距离,VR为每米油管容积,一般为0.003 m3,Vr为每米环空容积,一般为0.01 m3。

经过长期现场实践,计算出的注水时间少于15 min,同位素在井中不能均匀分布,所以注水时间必须大于15 min,再根据地层的物性,吸水层的连通性,孔隙度、渗透率大小等确定测同位素的时间[2]。适时监测,直到曲线合格为止。

4.2 曲线选取原则

(1)分析同次测井、不同时间所测的多条同位素示踪曲线,选用同位素沾污较小、射孔层对应示踪曲线异常幅度明显、吸水稳定、重复性好,并且在非射孔层段与基线重叠良好的曲线。

(2)对注水量大,负压注水井,有裂缝或可能大孔道地层的井,选用注水时间较短的曲线。

(3)对测量井段长的井可能出现同位素悬浮液先流经的井段已经分配好,而后流经的井段未分配好,等到最后层位分配好后,前井段同位素已被冲刷到离井较远的部位,影响测量曲线真实性,可酌情用两条示踪曲线进行确定[1]。

5 应用实例

江汉油田采用井下释放同位素示踪测井工艺进行注水剖面测井,目前共测624井次。将示踪注水剖面测井资料运用于油田注水开发,效果明显。

图1 L1-5-6吸水剖面成果图

如图1所示,L1-5-6井为1994.7.4转注的注水井,该井目前注水压力为26 MPa,2009年7月30日采用新进的高压密闭装置进行注水剖面测井,测井时注水压力达到30 MPa,通过注水7 m3,完成了本井的注水剖面测井任务。资料解释结果:下31吸水 62.09%,下32吸水37.91%。该井由于注水压力高,注水剖面测井一直未完成,引入井下释放同位素高压密闭装置,解决了高压井吸剖问题,为注水井动态调整提供措施依据。

6 结束语

井下释放同位素示踪测井控制因素很多,但关键是过程控制,根据区块和井的条件把握好同位素用量、注入时间、释放高度等几个关键环节是保证测井质量,得出正确分析结论的前提,也是达到消除地面及井下污染,节约同位素用量和注水量,减少施工环节并提高施工时效以达到清洁生产的根本保证。

[1] 姜文达.放射性同位素注水剖面测井[M].北京:石油工业出版社,1997

[2] 廖文山,薛令东,孙雪花,等.同位素吸水剖面测井问题的探讨[J].内江科技,2006,27(4)

Process control of closed tracer injection profile logging and its appli- cation.

Chen Xiaoru,Wei Bingcun and Liu Jie.

The isotope release height,radioactive pollution control method in operation,different isotope amount in different areas under different conditions and injection time for down hole isotopic tracing logging(closed injection profile logging)are summarized in the paper.A set of process control methods for closed injection profile logging have been found out.These methods prove to be suitable for Jianghan oilfield.

release height;Pollution Control;Isotope amount;Injection time

P631.8+17

B

1004-9134(2011)04-0067-02

陈小茹,女,工程师,2004年毕业于长江大学石油工程专业。目前在江汉石油管理局测录井工程公司从事生产井测井资料解释工作。邮编:433123

2011-02-10编辑姜 婷)

PI,2011,25(4):67～68,72

·方法研究·