能谱水流测井在塔里木油田的应用

2014-06-27赵勃权中国石油大学华东地球科学与技术学院山东青岛266555中国石油集团测井有限公司塔里木事业部新疆库尔勒841000

长江大学学报(自科版) 2014年32期

赵勃权(中国石油大学(华东)地球科学与技术学院,山东青岛 266555 中国石油集团测井有限公司塔里木事业部,新疆库尔勒 841000)

能谱水流测井在塔里木油田的应用

赵勃权(中国石油大学(华东)地球科学与技术学院,山东青岛 266555 中国石油集团测井有限公司塔里木事业部,新疆库尔勒 841000)

阐述了能谱水流测井的基本原理,介绍了塔里木油田使用的新型9探头能谱水流测井仪的结构,以测井解释实例分析了能谱水流测井在塔里木油田注水井分层流量的定量测试、识别套管破损、封隔器验封、找窜等应用情况。应用效果表明,该技术施工工艺独特,受影响因素少,在注水剖面测井中可以定量计算各吸入层的流量,同时在识别套管破损、封隔器验封、窜槽等方面具有显著效果。

能谱水流测井;氧活化;注入剖面;中子源;塔里木油田

1 能谱水流测井基本原理概述

能谱水流测井是脉冲中子与氧元素相互作用,使活化后的氧原子放出特征伽马射线,通过检测伽马射线来确定仪器周围含氧流体的流动情况[1-3]。用能量大于10Me V的快中子照射流体,流体中的活化氧产生氧的放射性同位素16N,16N不稳定放射β-射线后衰变,半衰期为7.13s。衰变过程中放出高能γ射线,16N衰变过程放射出γ射线能量为6.13Mev。其反应式为:

氧原子核活化后放出的伽马射线的能量较高,能穿透几英寸井筒材料,可以通过对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。测量流体从中子源流到探测器的时间为Δt,中子源至探测器的距离为L,则流体的速度为V=L/Δt,再根据水流动空间的截面积,即可计算出流量。

2 塔里木油田使用的能谱水流测井仪器的结构

塔里木油田自2011年引进新型的能谱水流测井仪(见图1),该测井仪具有单发多收功能,一次下井可同时测上、下水流量,上水流有4个探头,下水流有5个探头,最大源距可达3.5127m;同时也可以获得井温、压力、自然伽马、中子寿命和CCL等多种参数;而且能满足中子寿命和中子氧活化2种测井方法结合来在水平产出井中找水的需要,便于综合解释。

图1 能谱水流测井仪器结构图

3 应用效果分析

1)计算注入层流量 X10-4井能谱水流测井时,地面计量日注水量为80.0m3,能谱水流测井仪器在4730.0m处测量套管内总注水量,测量注入水量为82.03m3/d,与地面计量表读数(80.0m3/d)误差较小,相对误差为2.54%,能谱水流测井各层吸水如图2所示。

图2 X10-4井能谱水流测井解释图

2)识别套管破损 X1-27H井利用能谱水流测井识别套管破损(见图3)。能谱水流测井资料反映油套环空中1510～1540m处监测出存在上水流,并且在1540m上水流量基本与井口注入量相等,从1540m上返至1500m处逐渐减小至零,分析认为在1500～1540m之间存在套损,该井为无效注水井。

3)封隔器验封 X4-10井利用能谱水流测井监测封隔器失效(见图4),在4990.4m处有61.13m3/d的环空上水流,封隔器在4998m,配水器在5008.8m, 5005m处有69.47m3/d的环空上水流,分析认为4998m处的封隔器失效。

4)识别套管外水窜 X2-33-3井为产液井,在改层生产后开始5d日出水达到230m3,根据该层产液特征,怀疑产层下部存在管外水窜现象。在2013 年5月29日通过能谱水流测井寻找井底水窜层,能谱水流测井解释如图5所示。该次测井资料显示温度在4875m处存在明显异常拐点,认为是管外窜位置,通过能谱水流定量计算发现在4879m处未检测到上水流峰,而在4871m处仪器记录值存在明显的上水流峰,分析认为井底4875m存在管外水窜。