剩余氣監測技術的應用及改進

李興業,付新新

(1.中原油田天然氣產銷廠,河南,濮陽,457162;2.中原油田天然氣處理廠,457162)

剩余氣監測技術的應用及改進

李興業1,付新新2

(1.中原油田天然氣產銷廠,河南,濮陽,457162;2.中原油田天然氣處理廠,457162)

隨著氣田開發壓力逐漸下降,如何通過剩余氣監測資料的錄取與分析,提高對氣田的認識,挖掘生產潛力,尋找遺漏氣層,優選增產措施層位,提高措施效果尤為重要。因此,探索適合于油田的剩余氣監測系列技術和解釋技術,指導油田復雜斷塊氣藏的挖潛明得很有必要。本文針對剩余氣監測技術的應用及改進進行分析。

氣藏;剩余氣;監測技術

1 氣藏現狀及研發特點

近年來為了滿足市場對天然氣的需求,加大了氣田的開采力度,主要利用油藏低效報廢井改采氣井、側鉆等手段進一步挖潛小斷塊氣藏,實現了已開發氣藏(田)穩產。以此同時,大力推廣應用復合壓裂等新技術,滾動進行產能建設,開發白廟、橋口等深層凝析氣儲量,使天然氣產量不斷增長。面對油田勘探難度加大的情況下,老油氣田的挖潛穩產是中原油田發展的基礎,因此,尋找剩余氣富集區對油田的發展尤為重要,目前剩余氣監測技術是最為直觀的研究技術,對老氣田的挖潛起著非常重要的作用。從中表現出的一些特征使的剩余氣監測技術面臨困難。

1.1 氣藏類型 從目前的氣田研究發現,氣藏類型多樣,以低孔低滲氣藏主。可分為整裝氣藏、深層凝析氣藏、復雜斷塊氣藏和氣頂等四種類型,其中大部分氣藏屬于低孔低滲類型。例如東濮凹陷已探明氣田 3個、氣藏 7個、氣頂 7個,文23氣藏 ES41-2砂組孔隙度 8.86-10.32%,平均空氣滲透率 0.27-1.77md,ES43-8砂組孔隙度 11.4-13.86%,平均空氣滲透率 3.79-17.12md,為低孔低滲儲層;戶部寨氣藏平均孔隙度 7-11%,而滲透率相差都較大,最小僅 0.05× 10-3μm2,最大可達 1×10-3μm2以上。

1.2 氣藏埋藏情況 氣藏埋藏情況表現為氣藏埋藏深,地層溫度高,壓力系數高,地層水礦化度高。例如中原油田氣藏表現情況來看,主要分布在 S2-S4段,埋藏深度在 2000-4500米左右,整體埋藏較深,導致高溫高壓,地層溫度最高可達 140℃,最高地層壓力可達 70 MPa。同時受發育多套鹽層的影響,地層水的礦化度極高,凹陷北部地區地層水礦化度25～32萬 PPm,南部地區地層水礦化度 7～15萬 PPm。1.3 含氣層情況 含氣層情況主要表現為氣層段長短不一,隨著大部分氣藏進入開發后期,開發程度差的薄差層成為挖潛的主要目標。例于東濮凹陷沉積相主要是湖相三角洲和扇三角洲為主,沉積砂體以分流河道為主,儲層分布不穩定,橫向變化大,導致含氣層厚度差異很大,厚氣層可以達到 10-20米,薄氣層只有 0.2-0.5米。

1.4 氣井生產情況 由于鹽膏層蠕動、地層水礦化度高,氣井生產時間長,管柱腐蝕嚴重。氣井平均壽命只有 15年左右,而目前很多氣藏已經開發了 20-30年,進入開發中后期,井況急劇惡化,導致部分監測儀器無法正常下入。

2 剩余氣監測技術調研

目前國內外應用飽和度測井、進行儲層剩余油飽和度監測的方法有主要是C/O能譜測井、熱中子壽命測井和過套管電阻率測井。隨著技術的不斷改進,衍生出很多新的測試技術,主要有脈沖中子衰減 -能譜測井儀 (PND-S)、儲層飽和度測井儀(RST)、儲層監測儀 (RMT)、脈沖中子中子測井儀(PNN)以及脈沖中子油藏動態監測儀 (RPM)等。以下對 C/ O能譜測井和熱中子壽命測井兩種技術展開分析。

2.1 C/O能譜測井 碳氧比能譜測井方法是利用一種每秒20千赫茲(KHz)的脈沖控制下的 14.1兆電子伏特(MeV)中子源,穿透儀器外殼、井內流體和套管、水泥環等介質進入地層,與地層元素的原子核發生作用。通過對地層中相應的非彈性散射伽馬射線能譜和俘獲伽馬射線能譜進行能量和強度分析,就可以確定地層中所含有的部分元素及相應的含量。繼而反映地層的巖性、物性及其孔隙中流體的性質。選井條件：固井質量合格,測量井段沒有竄槽,為消除泥漿濾液的侵入影響,在固井 10-15天后進行測井,是測井的最佳時間;孔隙度大于 15%;測量井段跨度小于 150米,深度小于3200米;測量井段內最好油、氣、水層。優點：經濟性較好,且不受地層水礦化度的影響,為區分低礦化度水層與油層方面提供了可能。缺點：計數率低、統計誤差大、受井眼影響嚴重(施工前需清水洗井,以減少井筒流體對測量結果的影響)、定量解釋要求孔隙度大于 15%等。

2.2 熱中子壽命測井 中子壽命測井技術是通過脈沖中子源向地層發射能量為 14Mev的快中子,經過和地層中的原子核發生非彈性碰撞后,逐漸減速為熱中子,直至被俘獲產生伽馬射線。熱中子壽命與物質的俘獲截面有關,地層俘獲截面越大,熱中子壽命越短。對于淡水地層,向其中注入親水不親油且俘獲截面較大的硼酸溶液 (或釓溶液)獲得的宏觀俘獲截面反映了地層水的分布情況。注硼 (釓)中子壽命測井是在注硼(釓)前后各測一條俘獲截面曲線,將兩條曲線重疊,其幅度差的大小可以定性反映地層含水的多少。

適用范圍：地層孔隙度φ＞12%;地層水礦化度大于 10萬ppm;若地層水總礦化度小于 10萬 ppm時,進行硼 (釓)-中子壽命測井。井筒規則、固井質量好。選井條件：套管規則無變形;測量井段小于 200米,單層厚度大于 1米;已知產液層的含水量、水質類型、礦化度及地層壓力;同位素施工井、負壓及漏失井不能進行中子壽命的“測 -注 -測”測井;選井要有一定的接替厚度,即目前油層的開采量并未達到使油層枯竭的程度;重點選取層間、縱向差異較大或注水不均衡的井;固井質量好、保證測井施工及以后能正常進行堵水措施。優點：穿透能力強、縱向分辨率高、橫向探測深、水淹反應靈敏。缺點：地層參數要求較高,地層孔隙度φ＞12%;地層水礦化度大于 10萬 ppm;井筒規則、固井質量好。

3 剩余氣監測技術分析

3.1 問題分析 (1)由于不同氣藏類型剩余氣測井系列優選沒有廣泛應用,造成剩余氣測井的規律性、計劃性較差,從而給氣田的開發調整造成了一定的影響。(2)缺乏系統的剩余氣測井資料,對老井的儲層措施和采氣依據不充分,造成老井措施增氣效果較差,影響了剩余氣測井進一步發展。(3)中子壽命測井技術目前解釋精度較差,要提高測井資料的解釋精度,對于不同的氣田和區塊應該有著不同的測井工藝和解釋圖版,形成符合中原油田地質特點的中子壽命測井技術。(4)由于受投資方面的影響,現有的剩余油測井系列不夠完善,難以滿足不同氣藏類型剩余氣測井的要求,同時制約了剩余氣測井水平的發展和提高。

3.2 建議 (1)大力宣傳不同氣藏類型剩余氣測井優選的必要性和可行性,使項目的研究成果得以廣泛應用。(2)需要加強重點區塊的剩余氣動態監測的力度,為剩余氣分布研究提供豐富的信息,從而為氣田提高采收率發揮一定的作用。(3)盡快引進先進的剩余氣飽和度測井方法,滿足低孔、低滲儲層的剩余氣飽和度監測,為氣田深層次開發和剩余氣分布研究的提供依據。(4)對區塊進行剩余氣飽和度測井時要求集中不要分散,測井與地質技術人員結合選好區塊,并根據地質特點優選剩余氣測井方法。(5)進一步加強技術人員培訓,掌握剩余氣測井技術的理論基礎和應用范圍,為氣田尋找剩余氣富集區奠定良好的基礎,進而為氣田產量穩定發揮作用。

4 總結

本文對氣藏現狀及研發特點展開分析,了解氣藏類型、氣藏埋藏情況、含氣層情況及氣井生產情況。并且對C/O能譜測井、熱中子壽命測井兩項技術進行分析,提出剩余氣監測技術存在的問題。建議大力宣傳不同氣藏類型剩余氣測井優選的必要性和可行性,加強重點區塊的剩余氣動態監測的力度,盡快引進先進的剩余氣飽和度測井方法等。

[1]李海平.氣藏動態分析實例[M].北京：石油工業出版社,2002

[2]廖新維.現代試井分析[M].北京：石油工業出版社,2002

[3] (美)羅伯特,(美)沃特恩伯格著.王玉普 等譯.氣藏工程[M].石油工業出版社,2007.

TG115.3+38

A

1003-3467(2010)10-0048-02