PNN饱和度测井技术在套管井中识别气层的应用

2011-04-14刘存辉中石油大港油田分公司滨港公司天津300280

长江大学学报(自科版) 2011年19期

刘存辉（中石油大港油田分公司滨港公司，天津300280）

赵成忠（中石油大港油田分公司采油五厂，天津300280）

胡玲妹，修春红（中石油大港油田分公司测试公司，天津300280）

大港油田测试公司于2004年7月从奥地利HOTWELL公司引进了脉冲中子-中子（pulse-pulse neutron logging，PNN）饱和度测井仪，利用该测井仪形成的脉冲中子-中子饱和度测井技术为大港油田开发后期的剩余油挖潜提供了一种好的监测手段，其在判断水淹层、寻找潜力层和未动用层、识别低阻油层、定性识别岩性、定量计地层含油饱和度和中子孔隙度等方面发挥了重要作用。为了进一步拓展该技术的应用范围，笔者提出了一种利用该测井技术寻找气层的方法，即以PNN饱和度测井识别气层技术为主、结合裸眼井测井资料为辅来识别气层。

1 利用PNN饱和度测井技术识别气层特征

首先利用PNN饱和度测井资料识别气层特征。由于孔隙流体对热中子的俘获能力的不同，气层的俘获截面范围为5～16c．u．，油层的俘获截面范围为18～22c．u．，水层的俘获截面范围为22～120c．u．，气层的俘获截面明显低于油、水的俘获截面［1］。此外，当长、短源距总计数率曲线以一定比例在水层或泥岩处进行重叠，根据幅度差的大小可定性判别油气水层（在气层处两者会出现较大的幅度差）。以上是PNN饱和度测井资料识别气层的2个明显特征。但具备上述特征不一定就是气层，也可能是干层或低孔隙油层。因此，还应结合裸眼井测井的相关资料来进行进一步识别。当声波时差曲线出现高值或周波跳跃现象、中子伽马曲线出现高值以及中子密度曲线在石灰岩处重叠产生挖掘效应［2］，就可判定为气层。

2 现场应用实例

2．1 老井中浅层气的识别

G××井是港东油田一区七八断块1969年8月投产的一口老井，1993年12月开始关井直到PNN饱和度测井测试前（已经简易封井）。该井一直生产在明化镇组二油组和明化镇组三油组，经过长时期的开发，这些油层已基本枯竭，但明化镇组一油组的浅层气尚未动用。为了充分挖掘该井潜力，决定上返开发明化镇组一油组的浅层气，但该井PNN测量井段内裸眼井资料很少，并且只解释了1个层（1号层解释为气层），为了落实1号层是否是气层和有无其他的潜力层，决定对该井进行PNN饱和度测试。测试结果如图1所示。除开1号层明显显示为气层外，另外还新解释了2个层（即无1和无2号层，图中只显示了无2号层），无2号层裸眼井未解释，而PNN解释为水层。1号层与无2号层相比，当LSN和SSN曲线以一定比例重叠时，1号层中LSN和SSN曲线分离幅度较大。此外，其俘获截面SIGMA曲线值明显偏低，再结合裸眼井的中子伽马NG曲线呈现明显的高值，因此1号层解释为气层。根据PNN饱和度测试结果，对1号层（996～1000m）进行补孔单采，初期日产气9496m3，截止2011年4月21日，该井已经累计产气319．703×104m3，从而有效开采了明化镇组一油组的浅层气，使老井得以较好地重新利用。

图1 G××井PNN饱和度测井解释成果图

2．2 气水界面的识别

D××井是港东油田一区七八断块1970年3月投产的一口老井，1970年3月生产在明化镇组三油组7、13号层、明化镇组四油组的15～17号层共5层，生产至1974年11月，因含水上升，1974年12月卡水明化镇组三油组7、13号层、明化镇组四油组的15号层后，生产明化镇组四油组的16～17号层。1976年3月至2000年2月转注水井。2000年3月射开明化镇组二油组的1～2号层，日产水46．52m3／d，不产油。从2000年8月开始一直关井到PNN饱和度测井前（已经简易封井）。由于PNN饱和度测井技术在该区块对明化镇组一油组的多口井成功找气，决定对该井进行PNN饱和度测试，测试结果如图2所示。补1号层裸眼井解释为气水同层，但从PNN测井曲线上看，该层的LSN和SSN曲线以一定比例重叠时，在顶部分离幅度较大，而底部基本重叠。从俘获截面SIGMA曲线看，顶部SIGMA值较底部SIGMA值明显要低，因而解释1号层顶部（951～958m）为气层，底部（958～961m）为水层。根据PNN饱和度测试结果，对1号层顶部（951～953m）进行补孔单采，初期日产气29639m3。截止2011年4月21日，一直稳定生产，日产气24500m3，累计产气253．3764×104m3。

2．3 气油界面的识别

Y××井是港西油田港172断块的一口井，PNN饱和度测井前生产4号层，日产油由初期的34．12t／d下降到末期的 10．1t／d，日产水由初期不产水上升到末期的276．59m3／d，含水由0上升到96．48%。根据上述情况，决定对该井进行PNN饱和度测试，测试结果如图3（3号层放大图）所示。从图3可以看出，长、短源距计数率曲线分离的幅度差从上到下分为3段（上部呈较大的正幅度差、中部呈较小的负幅度差、下部呈大的正幅度差），与此相对应的俘获截面曲线SIGMA值分别为低值、高值、低值，同时裸眼井测量的中子伽马NGR曲线为高值，由此可判断3号层上部和下部可能为气层或气油同层，但从裸眼井测量的声波时差曲线AC来看，其下部曲线明显为低值，说明3号层下部为干层所致。综合以上分析，对3号层的解释是上部为气油同层、中部为油层、下部为干层。因而可以射开3号层中部位置，避开上部的气油同层，从而更加有效地开采该层段。根据PNN饱和度解释结果，射开3号层中部，深度为1795～1796．8m （图中圆圈所示），平均日产油38．91t／d，日产水5．38m3／d，日产气14022m3／d，含水率为12．15%，较好地实现了开发后期夺油上产的效果。