PSSL脉冲中子全谱测井技术及其应用的探讨

董广云，杨联会，韩忠林新疆华隆油田科技股份有限公司（新疆　克拉玛依　834000）



PSSL脉冲中子全谱测井技术及其应用的探讨

董广云，杨联会，韩忠林
新疆华隆油田科技股份有限公司（新疆克拉玛依834000）

从测井仪器、现场施工、数据处理解释及现场应用效果几个方面介绍一种全新的剩余油评价测井技术，为采油厂提供一套完整解决方案。PSSL脉冲中子全谱测井仪采用新型探测器及独特的谱数据处理技术，使得碳氧比的测量动态范围（在35%孔隙度的油砂、水砂中）由原来的14%提高到34%，大大提高了空隙流体中油水的识别能力，也使得在低孔隙度条件下测量评价剩余油成为可能。PSSL脉冲中子全谱测井技术制定了一套全新现场施工方案，测井时无需洗井、刮蜡、尽量不压井，减少了各种施工把射孔层可动油推走的风险，从而更加客观真实反映各个储层状态。井温、自然伽玛、活化氧等参数动态反映高压出水层，为堵水补孔提供科学的依据。现场应用表明综合解释符合率在85%以上，得到了采油企业的高度评价。

PSSL脉冲中子；全谱测井；孔隙度；剩余油;测井技术

随着我国各个油田开发进入中后期阶段，稳产保产的难度越来越大，剩余油评价技术就显得越来越重要。以往采用的传统碳氧比测井技术，由于测量的动态范围小，仅能在中高孔隙度下定性区分油层与水层；中子寿命测井或者热中子衰减时间[1]测井依靠测量油层、水层的热中子俘获截面，确定含水饱和度，仅适用于矿化度较高地区应用；其他方法的测井技术也由于下套管后，测量的信号微弱易受到各种干扰，因此不能很好的解决各种地层条件下剩余油的评价。此外以上技术测量参数单一，从某一个方面反映地层及流体特性，不能综合评价解释储层。2010年西安某公司推出的PSSL脉冲中子全谱测井仪，一次下井能够获得碳氧比、俘获截面、活化氧、套后孔隙度、当前矿化度、井温及自然伽玛等多种测井曲线，为动态综合解释评价储层提供较为丰富的第一手资料[2]。更重要的是由于采用新型探测器及谱数据处理技术，使得碳氧比的动态测量范围接近孔隙度值，满足了中低孔隙度下评价储层含油性的要求；提出了一套合理的现场施工测量方案及全新解释理念，因此几年来得到了较好的应用。

14Mev高能快中子与物质的作用从时间上主要分为非弹散射、俘获辐射、中子活化等3个过程，每个过程都会产生相应的特征伽玛射线[3-4]。

PSSL全谱饱和度测井仪通过测量不同时间不同过程的特征伽马射线的时间和幅度分布，形成了4种伽玛射线谱，其信息覆盖了快中子和物质作用的所有过程。其中非弹散射伽玛、俘获伽玛能谱、热中子衰减时间谱充分反映了井眼和地层信息[5]，活化伽玛能谱及其时间谱用于寻找各种管外、管内流体，为解释处理提供更加全面的原始资料。

1　仪器主要性能指标

1）仪器耐压：80 MPa。

2）耐温：150℃/6h；（适合元素测井175℃）。

3）直径：φ89mm（适合元素测井的规格是φ 124mm）。

4）仪器长度：小于4.6m。

5）油水分辨能力：在孔隙度35%的饱和油水砂中碳氧比的相对差值(动态范围)22%～25%，能谱数据处理后达到34%。

6）测量误差：±5%（在孔隙度35%的饱和油水砂中）。

7）一次下井完成全部谱的获取，获得多种指示曲线。

8）测量速度50～60m/h，连续稳定工作10h（单井一次最大测量井段500～600m）。

9）完成测试后，20～40h提供精细解释成果。

10）以单层生产结论为准，解释符合率85%。

2　现场施工及解释处理

2.1现场施工

1）压井通井。在确保人员、仪器和井的安全前提下，不建议压井、通井等作业，以免把射孔层的可动油推走而导致把油层测成水层。对于高压井建议采用适当的放喷措施如防喷管作业。

2）洗井和刮蜡的要求。①测量井段在未射孔层和稠油井中。为确保仪器正常下放到目的层段，也为了确保仪器的测量效果，建议对目标井进行洗井及刮蜡作业，洗井时注意压力不要太高，不把可动油退走。②为了确定已射孔的稀油井水淹等级的测井任务，建议最好不要洗井，可进行刮蜡作业，保证仪器可下放到目的层。

3）测量新井的要求。新井测量要等泥浆侵入消失后方可测井。①孔隙度大于20%，渗透率也较高的地区，一般新井打完固井后15天即可进行PSSL测井；②孔隙度在15%～20%的情况下，固井后20天再测井；③孔隙度低于15%的地层中，渗透率也很低时，泥浆的侵入消失较慢，这时要求固井30天后才能进行PSSL测井。

2.2解释处理

PSSL脉冲中子全谱测井技术采用多年研制的解释处理软件，提供纯油层、纯水层及实测碳氧比，纯油层、纯水层及实测俘获截面，实测孔隙度及套前孔隙度，实测及套前矿化度，产油率及产水率，解释成果等。结合裸眼井资料、区域地质资料、采油资料及测井多种曲线资料综合评价解释。区分主产层、次产层以及不产层，产层内细分为主产部位、次产部位以及不产部位；套前套后比较，动态评价解释储层，提供堵水补孔建议，使解释结论更加符合试油和生产实际。

3　现场应用

PSSL脉冲中子全谱饱和度测井仪器从2010年研制成功以来，在油田测井应用，综合解释符合率大于85%。截至2014年底，PSSL脉冲中子全谱饱和度测井技术已经在我国的大港油田、中原油田、南阳油田、新疆油田、塔河油田、胜利油田、辽河油田、吉林油田、长庆油田、青海油田、华北、南海及江苏油田等广泛应用，累计测井数百口。其应用效果得到了甲方的高度评价。

3.1PSSL全谱在中高孔渗地区成功实例

胜利油田、大港油田、辽河油田、大庆油田属于中高孔渗地层，成功的找到未动用油层和已经水淹层，为补孔和堵水提供了科学的依据，取得了良好的应用效果。

图1是江苏油田高X-XX井，测前产液12.5t/d、产油1.8t/d；堵下部地层，射6～10号层与16合采；措施后产液3.5m3/d，产油3.2t/d。本井全谱解释6～10号层是低水淹层或油层，层内含有较好，除9号层底部呈现侵入带未消失彻底外，均显示含油良好。

图1　江苏油田高X-XX井PSSL脉冲中子全谱测井成果图

3.2PSSL全谱在低孔渗地区成功实例

长庆油田属于中低孔渗地区，所测井成功的找到油层和出水层，取得了较好的应用效果。长庆油田郭X-XX井（图2），目前产液2.96m3/d、产油0.98t/ d、产水率72.5%、动液面1 198m。全谱测井显示，主要产水部位是19号层顶部1 564～1 566m，活化氧显示1 562m以上溢流较强，下部有较小的上水流流动，说明19～21号层有微水流流动，推测是压裂形成的纵向微缝存在。建议挤堵1 564～1 566m，对1 566.5m以下补孔生产。

3.3PSSL全谱在高矿化度地区成功实例

中原油田、青海油田、塔里木油田属于高矿化度地区，得到很好地应用。

青海油田跃XX-X（图3），154、156号层射孔，其他资料用户未提供。射孔层含水较低，生产层伴随较强烈的自然伽马异常，表示得到动用；井温较高说明该层是原始地层状况；中子寿命、孔隙度显示含较多的气，说明水淹程度较低；碳氧比显示含油较多。

3.4PSSL全谱在稠油地区成功实例

胜利油田、辽河油田、大港油田、克拉玛依油田等有部分地区是稠油地区，在这些地区取得了很好的测量效果，目前在克拉玛依已经把该项目作为采油厂对老井的必测项。

克拉玛依XXXX井正在动用215m（图4）。16～ 17号层孔隙度升高是固井不好所致。显示的是14号层正在被动用的油层，井温、活化氧均显示该部位动用，碳氧比显示高值意味地层含油，215m以上是正在动用层段，下部地层均没有得到动用。从套前、后孔隙度对比看出少量气显示，中子寿命也显示动用段偏低。

图2　长庆油田郭X-XX井PSSL脉冲中子全谱测井成果图

图3　青海油田跃XX-X井PSSL脉冲中子全谱测井成果图

3.5PSSL全谱特殊成功实例

胜利油田曲XXXX井，关井时11号层下部有高含水层溢流，油水到11号层分离，水进入11号层，油积累在套管内，形成典型的油柱。图5中活化测井显示上水流到11号层终止；井温在11号层底部异常拐点，碳氧比、碳钙比均呈现台阶状升高。由于套管内是油而不是水，因此11号层直观解释为油层，实际该层是吸水的低压特高水淹层。正式结果中，需要对11号层及上部进行井眼含油校正，特此说明。

图4　克拉玛依XXXX井PSSL脉冲中子全谱测井成果图

图5　胜利油田曲XXXX井PSSL脉冲中子全谱测井成果图

4　结论

PSSL全谱测井技术经过几年的现场测井验证，最突出的特点是：动静结合，套前、套后比较，结合裸眼井及区域资料综合解释。过去测井资料普遍只给出饱和度资料，至于含油饱和度高的地层能否意味着就开采得油多，测井资料不能反映，因此常常与采油厂的试油、采油结果不符。现在，PSSL全谱测井技术的解释结论不尽给出目标地层的含油、含水饱和度；还提供了主产层、次产层、主产部位、次产部位及不产部位划分即产层细分；更重要的是通过测井的动态资料氧活化水流的变化、井温数据、套前套后孔隙度变化、自然伽玛的变化，动态识别高压水层。实际采油时那些层出液、那些层甚至倒灌，结合渗透率等其它资料，最终给出各目的层的产水率和产油率。建议采油厂堵那一层，什么部位采取什么封堵还是射孔措施，从而发挥那些未动用油层的作用，使那些老井重新焕发出勃勃生机。因此这项技术是目前套后剩余油评价最好的技术。

[1]尤武，陶碧娥，马立新，等.PSSL全能谱饱和度测井技术在塔河油田的应用[J].石油天然气学报，2012，34(8)：99-102，106．

[2]朱达智.碳氧比能谱测井[M].北京：石油工业出版社，1984．

[3]黄隆基.核测井原理[M].东营：石油大学出版社，2000．

[4]张唯聪,侯世华. RMT测井仪在某些油田的初步应用[J].测井技术,2003,27(2):151-154.

[5]管润红，林健，王艳，等.中子寿命测井技术在卫城油田的应用[J].内蒙古石油化工，2002，28(2)：115-117，242．

A new loggingtechnique for evaluation of remainingoil is introduced from logginginstrument, field construction, dataprocess⁃ing and interpretation and field application effect, which provide a complete solution for oil production plants. PSSL pulse neutron full spectrum logging tool uses a new type of detector and a unique spectral data processing technique, which makes the dynamic measure⁃ment range of carbon-oxygen ratio (in oil sand and water sand of 35% porosity) increases from the original 14% to 34%, greatly im⁃proves the recognition ability of the oil and the water in interstitial fluid, and also makes the measurement and evaluation of remaining oil become possible under the condition of low porosity. The field construction plan of the PSSL pulse neutron full spectrum logging tech⁃nology is formulated, and there is no need to wash well, and scrape wax, and try not to press well in well logging, which reduces the risk that various kinds of construction push the movable oil in perforation layer, thereby the status of each reservoir is more objectively and truly reflected. The parameters of well temperature, natural gamma and active oxygen dynamically reflect the high pressure water layer, which provides scientific basis for plugging water and adding well. The field application shows that the comprehensive interpretation co⁃incidence rate of the loggingtechnique is above 85%, which is highly valued by the oil production enterprises.

PSSL pulse neutron; full spectrum logging; porosity; remainingoil; well loggingtechnology

董广云（1964-），男，工程师，现从事油田动态监测技术服务。

本文编辑：尉立岗2015-12-14