温度测井在海上油田的特殊应用

李良文

(长江大学石油工程学院，湖北武汉430100 中国石油集团工程设计有限责任公司北京分公司，北京100085)

侯振永，周良文

吴乐军，杨志华

(中海油田服务股份有限公司油田技术事业部，河北 燕郊 065201)



温度测井在海上油田的特殊应用

李良文

(长江大学石油工程学院，湖北武汉430100 中国石油集团工程设计有限责任公司北京分公司，北京100085)

侯振永，周良文

吴乐军，杨志华

(中海油田服务股份有限公司油田技术事业部，河北 燕郊 065201)

[摘要]温度测井是产出、注入剖面测井中的常规测量项目，普遍认为其在解释过程中起到了辅助作用，但是经过近几十年海上生产测井解释经验的积累，在某些特殊情况下温度测井起到了决定性作用。在简要介绍温度测井解释原理的基础上，采用开关井温度对比、流温梯度变化分析和温度模型建立等方法总结了温度测井的特殊应用，成功解决了油藏动态监测的疑难问题。

[关键词]温度测井；生产测井；流温梯度；温度模型

温度测井由于受井筒流动扰动小，测量稳定，是生产测井行业中一种常规动态监测项目，其测量对象是地温梯度和局部温度异常，反映井的长期行为。20世纪30年代温度测井开始应用于生产测井，探测油气层位[1]。一直以来，普遍认为温度测井在解释过程中起到了辅助判定产出/吸入层位的作用，常规应用主要有提供产出剖面测井解释模型的基础参数、定性判定产出剖面测井的产出层位、定性分析注入剖面的吸水层位[2]等。但是，经过近几十年海上生产测井解释经验的积累，在某些特殊情况下温度测井在解释过程中起到了决定性作用。

1温度测井理论基础

图1　井筒内温度分布

温度随深度变化的规律为地温梯度，在无扰动的情况下，温度曲线即与地温剖面相同[1]。当井筒内有流体加入时，原始地温场受到扰动破坏，偏离正常地温而形成井温异常[1,3,4]。

温度测井的解释方法主要有2种：定性分析和定量计算。在生产井中，产出流体的井温曲线在产出层上部出现正异常，即井温高于地热温度；若产气时，由于气体膨胀吸热冷却，使温度下降，井温曲线通常产生负异常；在注入井中，一般注入水的温度低于储层温度，因此井温曲线负异常[3～7](见图1)。

井温曲线影响因素较多，主要有流体、流量和地层的物性以及完井结构等。Ramey在井筒流动、地层不流动、流体具有不可压缩性的情况下[1]，建立了井筒内生产或注入条件下的温度分布特性，是温度曲线定量解释的基础。对于注入层位和生产层位，焦耳-汤姆逊效应明显，采用能量方程和傅里叶导热定律进行计算。Ramey模型是经典、简单、实用的井筒传热模型，在产出井的条件方程[1]为：

当D≫Z时:

Tw(D,t)=gGD+Tb-gGZ=TG+gGZ

式中：Tw(D,t)为井眼温度，℉(1℉=0.5556K)；D为深度，ft(1ft=0.3048m)；t为注入或生产时间，d；Tb1为产出深度处的地层温度，℉；gG为地温梯度，℉/ft；Ti1为产出点上部的流体温度，℉；Tb是初始点处的流体温度，℉；TG为地热温度，℉；w为质量流量，lb/d(1lb=0.4536kg)；Cpf为流体热容，Btu/(lb·℉)；λ为热传递率，Btu/(d·ft·℉)(1Btu=1055.06J)；α为岩石热扩散系数，ft2/d；r2为套管外径，ft。

2特殊应用实例

2.1开关井温度曲线对比判断漏失位置

通过开关井温度对比可以定性判断漏失位置。X1井为海上一口低温注水井，共进行了“四上四下”开井及关井“五参数”测井。在开井状态下，从涡轮转速曲线(图2)上可以看出，在1372.5m处第1个Flowmaster没有注入量，1467.7m处第2个Flowmaster有较大的注入量；但是关井温度曲线在第1个Flowmaster处恢复缓慢，在第2个Flowmaster处恢复较快，反映出第2个Flowmaster注入量进入到上部的射孔层中，1465.9m处的封隔器密封不严。为了验证封隔器的密封性，2015年5月进行了活化水流测井，证实1465.9m处封隔器密封不严。

图2　X1井测井曲线图

2.2温度梯度反映产出井层间窜流

图3　X2井温度梯度计算

一般情况下，产出井射孔层上、下的温度梯度与地温梯度近似，但是对于层间窜流，则流温梯度异常小。X2井为一口产出井，在关井状态下通过分析涡轮流量曲线，认为关井状态下存在窜流，流体从9号层产出进入到5号层中。对该井及邻井在相同层位的温度梯度进行了计算，射孔段以上温度梯度为2℃/100m，射孔层之间温度梯度为0.13℃/100m，射孔层以下为1.3℃/100m。分析表明，层间存在窜流时，温度曲线几乎为一条直线，温度梯度接近于0(图3)。

2.3温度梯度与饱和度测井结合分析水淹层位

X2井在进行产出剖面测井的同时也进行了PNN(pulse neutron-neutron)饱和度测井。通过分析处理，5号层PNN饱和度测井计算的含水饱和度(Sw,PNN)为67.2%，与裸眼井计算的含水饱和度(Sw)相比上升了51.0%；9号层的Sw,PNN为91.0%，与Sw相比上升了85.1%。初步判断9号层与5号层水淹(图4)。结合温度曲线分析，认为5号层的水淹是由于井筒内部的层间窜流造成，不是层底水锥进。该井现象表明，PNN饱和度测井与温度测井相结合更有利于水淹层分析。

图4　X2井饱和度解释成果

2.4定量计算油气水产量

产出剖面测井中，产出层段的产量通常通过涡轮流量计得出，如果涡轮流量计测井曲线的响应质量不好，将影响各产层的产量计算。X3井为海上油田一口产出井，产量较小，在800bbl/d左右(1bbl=0.1589873m3)，井斜为62.88～63.13°，进行了“七参数”产出剖面测井。测井曲线显示，全井眼涡轮流量计曲线全井段负转，伞式流量计(DBT)基本负转，无法准确计算井筒流量；但是，温度曲线在各产出层位变化明显(见图5)，因此采用温度模型进行定量解释。

利用关井井温曲线计算出地温梯度曲线，选择开井井温曲线作为参考曲线，同时输入地温梯度及岩石热力学参数，采用Ramey方程对产层的产量进行定量计算，地面产量为878bbl/d，与井口计量基本一致。

图5　X3井测井曲线图

3结语

温度测井可以用来判断漏失位置、产出井层间窜流等。建议饱和度测井与温度测井进行组合测井，可以对测井资料进行综合分析。温度测井在流量计曲线质量不好的情况下，可以用来进行产量的定量计算。

[参考文献]

[1]郭海敏.生产测井导论[M].第2版.北京：石油工业出版社，2010.

[2]吴锡令.生产测井原理[M].北京：石油工业出版社，1997.

[3]吴春. 井温测井在塔河油田超深井中的应用[J]. 特种油气藏，2005，12(1)：66～69.

[4]孙先汉. 生产测井[M]. 北京：石油工业出版社，1995.

[5]闫来喜，孙玉环. 井温测井在疑难井中的应用[J]. 测井技术，1999，23(2)：155～158.

[6]谭承军.产液剖面测井在塔河碳酸盐岩油田开发中的应用[A].塔河油田奥陶系逢洞型碳酸盐岩油藏开发[C].北京：石油工业出版社，2003.

[7]李正魁，李俊舫，杨多顺，等. 井温曲线在吸水剖面测井解释中的应用[J]. 断块油气田，1998，5(5)：34～36.

[编辑]龚丹

37 Special Application of Temperature Logging in Onshore Oilfield

Li Liangwen，Hou Zhenyong，Zhou Liangwen，Wu Lejun，Yang Zhihua

(FirstAuthor’sAddress：SchoolofPetroleumEngineering，YangtzeUniversity，Wuhan430100，Hubei，China；BeijingCompany，ChinaPetroleumEngineeringCo.Ltd.，Beijing100085，China)

Abstract:Temperature logging was a conventional logging item in production and injection profile logging, which was thought to be the assistant method in interpretation.However，based on the experience accumulated for several decades in production logging, temperature logging was critical in some special situations.On the basis of introduction of temperature logging, the special applications of temperature logging are summed up，such as shut-in and flowing temperature comparison，flowing temperature gradient and temperature model, by which the problem of reservoir performance monitoring is successfully solved.

Key words:temperature logging；production logging；flowing temperature gradient；temperature model

[文献标志码]A

[文章编号]1673-1409(2016)11-0037-04

[中图分类号]P631.84

[作者简介]李良文(1976-)，男，硕士生，主要从事油气田开发方面的研究工作， llw19760814@163.com。

[收稿日期]2015-12-02

[引著格式]李良文，侯振永，周良文，等.温度测井在海上油田的特殊应用[J].长江大学学报(自科版),2016,13(11):37～40.