中子寿命测井技术在江汉油田的应用

2015-05-09仲艳华魏大农冯爱国袁明前

测井技术 2015年2期

仲艳华, 魏大农, 冯爱国, 袁明前

(中国石化集团江汉石油工程公司测录井公司, 湖北潜江 433123)

0 引言

中国大多数老油田的绝大部分油区已经进入开采中后期,如何提高老油区的采收率是一件十分重要的工作,其中剩余油饱和度测井技术在提高采收率中具有重要作用。绝大部分油田开发采用注水的方式,多年注水后油区的地下油气层岩性、物性、含油(水)性、电、声特性都发生了较大的变化,采用剩余油饱和度测井方法确定剩余油饱和度及其分布十分迫切。剩余油饱和度测井的方法主要是碳氧比能谱测井、中子寿命测井以及最近几年引进的过套管电阻率测井和PNN测井等方法[1-2]。江汉油田地层水矿化度高,从20世纪60年代就开始中子寿命测井确定剩余油饱和度的实验研究,根据不同的地质情况,该方法衍生出多种应用,中子寿命测井的应用仍然相当有效[2]。

1 中子寿命测井技术的发展

江汉油田自1969年开始一直从事中子寿命测井的测井方法、施工工艺和剩余油评价的解释模型、解释软件的研究,使用过FC731型、SMJ-A型、SMJ-B、C、D型测井仪器。常规测井应用于大厚油层非均质水淹层解释、开发调整井解释、油水界面判断、低电阻率油层识别、特殊岩性识别等,发展了一些测井工艺如时间推移、测-注-测等工艺。在实际应用过程中,早期的测-注-测方法尽管可以获取精度较高的地层剩余油饱和度,但由于其施工过程复杂,还需动用大型设备等,在实际生产中已经很少应用,取而代之的是结合作业过程的“测-堵-测”技术。在此基础上,通过多年努力,发展了通过向地层注入极高俘获截面物质溶液的极低速“测-注-测”(如注入硼等高俘获截面元素的方法)工艺,使中子寿命测井得以在低矿化度油田应用,这种方法在油井已射孔储层可以计算出储层的剩余油饱和度[2]。

2 中子寿命测井技术监测剩余油饱和度

2.1 常规剩余油饱和度监测

常规剩余油饱和度监测是指在高矿化度地层水油田利用中子寿命测井的方法原理,一次下井测得中子寿命曲线,结合完井测井曲线对储层尤其是已开采的油层进行剩余油饱和度评价。理论上,当地层孔隙度大于10%以及井筒和地层液体矿化度大于5×104mg/L时便可用中子寿命测井方法识别油、气、水层[3-4]。江汉油田的绝大多数油区满足该条件。对老井尤其是早期只有横向资料的井,该方法是资料上的一个补充。

2.2 开发调整井判断水淹层(应用)

图2是GX6-××井固井完井后26 d所测的中子寿命测井曲线图。该井钻开油层段之后发生卡钻事故,致使目的层段泥浆浸泡时间长达1个多月之后才进行完井测井。完井测井解释发现潜43油组3 271.2～3 273.4 m和3 274.8～3 280.0 m井段2、3号2个层7.4 m储层电阻率都偏低(4 Ω·m),泥浆电阻率0.1 Ω·m,地层水矿化度32×104mg/L(电阻率0.015 Ω·m),地层孔隙度平均14%,含油饱和度仅43.7%,按完井资料解释较难判断油层或水淹层。固井26 d后进行中子寿命测井,用中子寿命测井资料计算含油饱和度为60%,解释结果为油层,油层低电阻率原因是泥浆浸泡时间过长、侵入深造成的。1、2、3号等3个层合试结果日产油8 t,无水。中子寿命测井解释与试油结论相符[2]。

图1 GU-××井中子寿命测井解释成果图

图2 GX6-××井中子寿命测井解释成果图

对于完井过程中因特殊原因无法取全资料的情况,中子寿命测井资料无疑对完井是一个很好的补充。但是如果在固井后较短的时间内测得中子寿命测井资料,则可能会因为地层没有得到很好的恢复,中子寿命测井探测浅而不能反映地层的真实状况,造成解释与试油结果不符。

图3 ZX8-××CZ井中子寿命测井解释成果图

2010年12月31日后的9个月对该井进行PNN测井。图3中2条俘获截面曲线对比分析,PNN测量数值普遍比中子寿命测量值低,9个月后泥浆侵入已消失,PNN测井反映储层真实的流体性质。如19号层及15号层的俘获截面值在24～20 c.u.,符合该地区油层(低水淹)的解释级别,解释为油层。试油结果也证实这个结论是正确的。

2.3 “测-注-测”测井方法

图4 CZC J5-×290井中子寿命测井图

图5 W4-9-2井中子寿命时间推移监测曲线图

2.4 时间推移测井判断油水界面变化

图5为W4-9-2井中子寿命时间推移测井监测实例。该井1970年投产,初产油51.5 t/d,1980年见水,见水后含水率上升很快;1982年9月含水51%,1985年4月含水90%,为了解地层产液情况,先后4次进行中子寿命测井。图5中显示油水界面从初期的1 687.4 m上升到1986年4月的1 684.4 m和1995年10月的1 679 m;注入水推进不均匀,即水淹程度不同,在1 671～1 676 m、1 679～1 687 m之间注入水推进较快,1 676～1 679 m之间注入水推进较慢[2]。

1987年8月中子寿命测井前,W4-9-2井产油4.4 t/d,水68 m3/d,含水率95.3%。1987年9月,中子寿命测井后进行措施,产油7.1 t/d,产水54.9 m3/d,含水率88.5%。措施后产油上升,产水明显下降。

2.5 了解注入剖面的吸水情况

H101-××井是一口注水井,2009年进行注同位素注水剖面测井施工,多次反复测井因同位素沾污严重,无法判断吸水层段。后采用注硼-中子寿命测井,取得满意资料,资料显示吸水层和非吸水层明显,与地质动态分析相符,解决了地质上难以判断的难题(见图6)。

图6 H101-××硼中子注水剖面成果图

2.6 稠油井中找窜

T2×-1井是江汉油田TK稠油区块的一口生产井。投产初期日产油7 t,水2.7 m3,随后产液量迅速上升到25.2 m3,含水率达到100%,初步判断是水层窜槽。采用同位素找窜效果不理想,判断为有窜槽的可能。为了进一步证实,建议进行注硼中子寿命测井。注硼中子寿命测井证实26号油层与下部27号水层窜槽。对该井实施封堵,打开上部油层,日产油稳定在3.7 t,含水下降到74.6%。取得较好的效果(见图7)。

图7 T2×-1井注硼中子寿命测井找窜成果图

2.7 特殊井监测应用

水平井、大斜度井等特殊井的监测一直是油田开发监测中的难点之一。2009年,通过在×××地区J10-×75井(最大井斜为86 °)(见图8)采用水平井电缆牵引器+脉冲中子测井技术,成功完成了该井监测。资料显示油层及以下地层的俘获截面基线和曲线一直保持一定幅度的离差,说明下部水层上窜,与预测结果一致。根据这一结论,改变采油工艺,油层含水率得到了有效控制。根据资料对该井进行措施后取得降水增油的效果。这是首次在特殊井中进行监测施工并取得成功。