相关流量追踪法测井技术在塔里木盆地的应用

1 同位素吸水剖面测井资料分析

塔里木盆地之前的放射性示踪测井均采用同位素示踪法。同位素测井方法是向井内注入放射性同位素微球，并在注入同位素前后分别进行伽马测井，对比2次测井结果，找出同位素在井中的分布情况，确定注水井的吸水状况。而塔里木盆地自然伽马基线与同位素示踪曲线差异不明显，为了让问题分析的更准确，根据差异的大小分为下列5类（以轮南区块50口注水井为例）：

1）差异大（占比36%）同位素曲线是自然伽马基线的1.5倍。

2）差异较大（占比24%）部分井段同位素曲线是自然伽马基线的1.5倍，部分井段有差异，但小于1.5倍；解释结论在差异小于1.5倍的井段误差大。

3）差异较小（占比10%）同位素示踪曲线与自然伽马基线有差异，但小于1.5倍；能解释，但结论误差大。

4）有点差异（占比4%）大部分井段同位素示踪曲线与自然伽马基线重合，部分高尖子上有差异，基本无法解释。

5）无差异（占比26%）同位素曲线与自然伽马基线重合，无法解释。

由轮南油田自然伽马基线与同位素曲线差异情况统计结果发现，“差异大”、“差异较大”是希望得到的同位素示踪测井资料，但只占到总数的60%。“差异较小”，特别是 “有点差异”、“无差异”是不希望得到的同位素示踪测井资料，占总数的40%，该部分资料解释精度较低，一般不能正确反映地层吸水状况。

自然伽马基线与同位素示踪曲线差异大小与监测层段自然伽马放射性强度、投放载体放射性强度有关，更与两者之间的匹配关系有关。研究发现，储层伽马放射性异常强度与载体放射性活度之间呈正比关系时，自然伽马基线与同位素示踪曲线差异最明显。

2 放射性示踪测井工艺技术改进

为了让塔里木盆地吸水剖面资料更准确，在同位素示踪剖面测井中，应避免自然伽马基线高幅度异常对测井和解释的影响。提高资料解释的准确性，主要从工艺方面入手：

1）载体同位素类型及强度的确定。传统同位素测井适用的同位素为131Ba颗粒，其在超过额度压力后，随时间推移，部分同位素开始脱附、进层。同位素类型、释放强度等与地层自然伽马高幅度异常值、地层压力不匹配，改用强度更高的液体同位素测井效果更好。

2）进行相关流量追踪法测井。同位素示踪吸水是一个动态过程，不是静态的，同位素从油管内释放，随水流方向流动，测井仪器对同位素进行追踪测量，要追踪到同位素释放、运移、滤积和稳定所有同位素曲线为止。以往研究区的吸水剖面资料基本只有最后滤积和稳定的几条同位素曲线，而释放、运移的过程基本没有追踪到，采用相关流量追踪法能将同位素释放、运移、滤积和稳定整个过程全部记录下来[1]。

3）在传统4参数（伽马、温度、压力、同位素）测井基础上加测涡轮流量和关井井温[2]。传统同位素测井只能判断沾污、漏失、沉降等问题，而同位素测井没有测流量，只是通过面积法将井口注水量分到射孔层，精度较低，结合涡轮流量和关井井温资料能更加准确地评价地层吸水状况[3]。

3 应用效果分析

3.1 相关流量测井

相关流量测井的原理是井下释放器释放液体同位素，与水混合成悬浮液，由后续注入水推向油套环形空间，同时示踪剂发生放射性衰变，当放射性示踪剂靠近探测器时，探测器会产生相应的输出信号。

以轮南x－x井相关流量解释成果（图1）为例。该井目的层段自然伽马基线本底值高达5000API，所测同位素曲线与自然伽马基线基本无差异，而使用液态同位素进行相关流量追踪法测井，效果更为理想。利用井下探测器，连续跟踪测试示踪剂的运移轨迹（图2），通过谱峰的位移差和时间差计算出井内流体的流速，进而计算出流量，并通过流量的变化来确定各个地层的吸水状况。

3.2 涡轮流量测井

涡轮流量计是利用流体动量矩原理实现流量测量的。实际测量时，采用上、下各4次测井交会方法求取视流体速度，通过递减法评价吸水状况。由于该方法通过物理手段测量，不受自然伽马基线高幅度异常影响，但只适用于油管鞋在射孔段上方的笼统注水井和分注井。

以哈得xx井同位素解释成果图（图3）为例。该井注水量320m3，涡轮流量反映明显，同位素测井曲线受自然伽马基线高幅度异常及大孔道影响，精度较低，不能真实反映地层吸水情况；但涡轮曲线则明显反映上部射孔段为主要吸水段，第2天监测的氧活化测井解释成果证明了这一点。

3.3 关井井温测井

由于注入水在吸水层段的温度一般要低于地层温度，所以注入水会对地层进行降温。注水井的冷却半径可分为水推冷却半径和热传导冷却半径。由于各层之间的渗透率和孔隙度存在差异，因此水推冷却半径和热传导冷却半径均有所不同。可以利用关井井温恢复情况判断各层吸水能力及强度的大小：关井后，注水层的温度基本不变，井筒的其他部分温度恢复较快；两者的差异越大，说明相应层的吸水量越大。