電磁流量與示蹤相關組合測井方法

單宏寬

(大慶油田有限責任公司測試技術服務分公司,黑龍江大慶163453)

電磁流量與示蹤相關組合測井方法

單宏寬

(大慶油田有限責任公司測試技術服務分公司,黑龍江大慶163453)

對處于開發后期的油田,受套變、管壁結垢等因素的影響,單一的測井方法很難滿足目前注入剖面測井的需要。通過將電磁流量計與示蹤相關流量測井儀二者組合,并配以溫度、壓力、磁定位等短節能有效地改善和彌補二者的不足。利用電磁流量的測井結果確定示蹤相關解釋模型中的系數,再利用所得系數來計算環套空間內的流量,減小了解釋誤差。該技術能滿足復雜條件下注入井的測井要求,儀器功能短接可以根據需要自由組合,目前已在大慶油田應用。

組合測井;注入井;電磁流量;示蹤相關

0 引 言

放射性示蹤相關流量測井是一種常用的注入剖面測井方法,能夠測量油套環形空間流量,在測量注聚井以及找竄找漏等方面具有測井施工時間短、曲線直觀簡潔、測量范圍廣、可靠性強等特點[1]。但是隨著油田進入高含水開發后期,管柱的變形與結垢都會改變注入液流動的橫截面積,影響示蹤相關流量測井的測量結果。同時,由于注入液黏度的增加造成部分釋放的同位素吸附在管壁上,加大重復測量時曲線的干擾,影響解釋精度。該方法無法滿足目前油田開發生產對測量精度的要求,為此大慶油田測試技術服務分公司研制了電磁流量與示蹤相關流量(簡稱電磁相關)組合測井儀。

1 儀器結構及原理

1.1 儀器結構

井下儀器結構見圖1。上扶正器、下扶正器可保證儀器居中;磁性定位器可確定儀器的深度;遙測四參數短節中的伽馬儀和固體顆粒同位素釋放器共同組成同位素示蹤注入剖面測井系統,用于分層流量的測量;上下伽馬儀和液體同位素釋放器組成示蹤相關流量測井系統,可用于油管外流量的測量;電磁流量計進行油管內流量的測量。溫度、壓力作為環境條件測量參數。

圖1 井下儀器結構示意圖

1.2 測量原理

電磁流量計[2]測量精度高,不受流體的壓力、溫度、密度、礦化度及其他物理參數的影響,不論流體的性質如何,只要有微弱的導電性(電導率>8× 10-5S/m)即可進行測量。通常油田的注入水及聚合物溶液都具有良好的導電性能,符合電磁流量計的測量條件。

放射性示蹤相關測量方法在油管內的配水器上方釋放示蹤劑,并迅速把帶有2個伽馬射線探測器的儀器移至測量點,示蹤劑被水攜帶,一部分經配水器流到油套空間,進入各個吸水層,當示蹤劑流經這2個探測器時測量伽馬計數率隨時間變化曲線;利用相關算法計算出渡越時間;由于傳感器的間距和油套空間的橫截面積是已知的,從而可以算出流體流速,進而得出流體流量,最后計算出要測量層的注入量。

電磁相關組合儀利用電磁流量計在管內點測流量精度高、穩定性好、操作方便的特點,準確地測量注入管柱內的流量;利用示蹤相關流量計能夠測量管外流量的特點,測量進入配注段的流量。根據井溫曲線和壓力曲線可驗證測井中是否有異常現象[3]。

2 測井資料綜合解釋

電磁相關組合測井解釋方法采用電磁流量計與示蹤相關流量測井綜合解釋法。首先利用電磁流量測量油管內的流量,計算出每個配水器的絕對注入量;然后將同1個配水器所對應的配注層段作為1口井,這里稱作1個測井單元。利用示蹤相關測量油管外的流量情況,跟據示蹤相關測量結果計算出各個注水層的相對注入比例;最后按每個測井單元總注入量和其內部各注水層的相對注入比例計算各層注入量。在無流量變化的井段,如果電磁流量連續測井曲線值平穩,則說明此處管徑無明顯變化,可以進行定量計算[4]。

其數學模型為,設電磁流量計資料確定1～N個測井單元的絕對注入量分別為Q1,Q2,…,QN;第i個單元的絕對注入量為Qi,第i個單元所對應的1～M層的相對注入量分別為 Pi1,Pi2,…,PiM,其中Pi1+Pi2+,…,+ PiM應該等于1,則第 i段第 j層絕對吸水量Qij為

3 現場測井實例及其應用效果

圖2是采用電磁相關組合儀在大慶油田采油三廠1口注聚井進行測井的解釋成果圖。該井為分層注入井,共有3個配水器,3個封隔器,井口注入量為100 m3/d。表1為電磁流量計測量結果和計算所得的對應配水器的絕對注入量。表2為示蹤相關測量的相對流量成果表以及計算所得的目標地層的絕對注入量。

表1 電磁流量測得的油管內流量表

表2 示蹤相關相對及絕對吸液量表

圖2 電磁相關解釋成果圖

先根據電磁流量的連續測量曲線判斷管徑是否變形,選擇測量點,測量各個配水器的絕對注入量;再用示蹤相關流量計測量油套空間對應深度點液體的相對流量;最后結合二者換算出要測量目標地層的絕對注入量。由成果圖2可以看出已經完全測出目標地層吸液量,井溫壓力曲線穩定,測量無異常,在1 054 m處死水區井溫有明顯拐點,這也驗證了儀器性能穩定。由于各個配水器所對應的測井單元所處環境大致相同,因此認為其變形程度及結垢程度相似,能夠減少由此產生的誤差。

該井若單獨使用示蹤相關流量計進行測量,有以下缺陷:

(1)難以準確測得配水器A對應層段的總注入量。由于100 m3/d超過了示蹤相關流量計測量油管流量的上限,不能用該流量計獲得配水器A上下油管內的流量差,只能在配水器A與層A1之間測量油套空間流速。若該油套空間截面積變化,則流量測量結果精度低。

(2)施工難度大。配水器B、封隔器C與地層B2太接近,因此測量點的選擇很困難。

(3)若無井溫、壓力資料,解釋人員無法對測井過程進行監視,也無法驗證死水區。

4 結 論

電磁流量與示蹤相關流量組合測井儀將多種注入參數組合在一起,發揮各流量計的優勢。利用電磁流量計測量精度高、操作簡便、使用范圍廣的優點來確定每個配水器的注水量;利用示蹤相關流量可以測量油套空間內部流量的特點來測量油套空間相對流量;然后二者結合換算出要測量目標地層的絕對注入量。該方法可以減小因管柱老化變形和井壁結垢對流量測量的影響,目前在大慶油田已經推廣使用。

[1] 張耀文,王金鐘,夏慧玲,等.注入剖面放射性相關測量方法研究[J].測井技術,2004,28(增刊):57-60.

[2] 呂殿龍,魏云飛,韋 旺.電磁流量計及其在注聚井中的應用[J].石油儀器,2001,15(3):34-36.

[3] 閆來喜,孫玉環.井溫測井在疑難井中的應用[J].測井技術,1999,23(2):155-158.

[4] 李桂軍,劉 慧,閃俊梅,等.五參數吸水剖面測井資料解釋方法分析與研究[J].石油儀器,2006,20(4):57-59.

Combination Logging Tool of Electromagnetic Flowmeter and Tracer Correlation Flowmeter

SHAN Hongkuan
(Daqing Logging&Testing Services Company,Daqing Oilfield Corp.L TD.,Daqing,Heilongjiang 163453,China)

Any individual logging method can not perfectly meet injection profile logging needs in the later development period of Daqing oilfield,especially under the condition of casing deformation or casing scaling.Radioactive tracer correlation flowmeter and electromagnetic flowmeter, which are major injection profile logging flowmeters,have now been combined into one logging tool with temperature sub,pressure sub and magnetic locator sub.The combination tool can effectively make up for the deficiencies of original meters.The tool adopts telemetry technique,so it can acquire multiple parameters simultaneously by one pass of down-hole measurement.Determined are the coefficients of tracer correlation interpretation models with the measured results of electromagnetic flowmeter log,and calculated is the annulus flowrate with the coefficients,so, interpretation errors are greatly reduced.This logging technology can meet the wel logging needs in complex injection wells.Subs in the tool string can be flexibly combined according to our requirements.The technology is already used in Daqing oilfield.

combination logging,injection well,electromagnetic flowrate,tracer correlation

P631.33

A

2010-03-17 本文編輯 余 迎)

1004-1338(2010)04-0386-03

項目來源:國家科技重大專項(課題編號:2008ZX05020)和國家高技術研究發展計劃(編號:2007AA06Z231)資助課題

單宏寬,男,1975年生,工程師,從事測井數據處理、軟件開發、方法研究等工作。