PNN飽和度測井技術在套管井中識別氣層的應用

劉存輝 （中石油大港油田分公司濱港公司，天津300280）

趙成忠 （中石油大港油田分公司采油五廠，天津300280）

胡玲妹，修春紅 （中石油大港油田分公司測試公司，天津300280）

大港油田測試公司于2004年7月從奧地利HOTWELL公司引進了脈沖中子-中子 （pulse-pulse neutron logging，PNN）飽和度測井儀，利用該測井儀形成的脈沖中子-中子飽和度測井技術為大港油田開發后期的剩余油挖潛提供了一種好的監測手段，其在判斷水淹層、尋找潛力層和未動用層、識別低阻油層、定性識別巖性、定量計地層含油飽和度和中子孔隙度等方面發揮了重要作用。為了進一步拓展該技術的應用范圍，筆者提出了一種利用該測井技術尋找氣層的方法，即以PNN飽和度測井識別氣層技術為主、結合裸眼井測井資料為輔來識別氣層。

1 利用PNN飽和度測井技術識別氣層特征

首先利用PNN飽和度測井資料識別氣層特征。由于孔隙流體對熱中子的俘獲能力的不同，氣層的俘獲截面范圍為5～16c．u．，油層的俘獲截面范圍為18～22c．u．，水層的俘獲截面范圍為22～120c．u．，氣層的俘獲截面明顯低于油、水的俘獲截面［1］。此外，當長、短源距總計數率曲線以一定比例在水層或泥巖處進行重疊，根據幅度差的大小可定性判別油氣水層 （在氣層處兩者會出現較大的幅度差）。以上是PNN飽和度測井資料識別氣層的2個明顯特征。但具備上述特征不一定就是氣層，也可能是干層或低孔隙油層。因此，還應結合裸眼井測井的相關資料來進行進一步識別。當聲波時差曲線出現高值或周波跳躍現象、中子伽馬曲線出現高值以及中子密度曲線在石灰巖處重疊產生挖掘效應［2］，就可判定為氣層。

2 現場應用實例

2．1 老井中淺層氣的識別

G××井是港東油田一區七八斷塊1969年8月投產的一口老井，1993年12月開始關井直到PNN飽和度測井測試前 （已經簡易封井）。該井一直生產在明化鎮組二油組和明化鎮組三油組，經過長時期的開發，這些油層已基本枯竭，但明化鎮組一油組的淺層氣尚未動用。為了充分挖掘該井潛力，決定上返開發明化鎮組一油組的淺層氣，但該井PNN測量井段內裸眼井資料很少，并且只解釋了1個層 （1號層解釋為氣層），為了落實1號層是否是氣層和有無其他的潛力層，決定對該井進行PNN飽和度測試。測試結果如圖1所示。除開1號層明顯顯示為氣層外，另外還新解釋了2個層 （即無1和無2號層，圖中只顯示了無2號層），無2號層裸眼井未解釋，而PNN解釋為水層。1號層與無2號層相比，當LSN和SSN曲線以一定比例重疊時，1號層中LSN和SSN曲線分離幅度較大。此外，其俘獲截面SIGMA曲線值明顯偏低，再結合裸眼井的中子伽馬NG曲線呈現明顯的高值，因此1號層解釋為氣層。根據PNN飽和度測試結果，對1號層 （996～1000m）進行補孔單采，初期日產氣9496m3，截止2011年4月21日，該井已經累計產氣319．703×104m3，從而有效開采了明化鎮組一油組的淺層氣，使老井得以較好地重新利用。

圖1 G××井PNN飽和度測井解釋成果圖

2．2 氣水界面的識別

D××井是港東油田一區七八斷塊1970年3月投產的一口老井，1970年3月生產在明化鎮組三油組7、13號層、明化鎮組四油組的15～17號層共5層，生產至1974年11月，因含水上升，1974年12月卡水明化鎮組三油組7、13號層、明化鎮組四油組的15號層后，生產明化鎮組四油組的16～17號層。1976年3月至2000年2月轉注水井。2000年3月射開明化鎮組二油組的1～2號層，日產水46．52m3／d，不產油。從2000年8月開始一直關井到PNN飽和度測井前 （已經簡易封井）。由于PNN飽和度測井技術在該區塊對明化鎮組一油組的多口井成功找氣，決定對該井進行PNN飽和度測試，測試結果如圖2所示。補1號層裸眼井解釋為氣水同層，但從PNN測井曲線上看，該層的LSN和SSN曲線以一定比例重疊時，在頂部分離幅度較大，而底部基本重疊。從俘獲截面SIGMA曲線看，頂部SIGMA值較底部SIGMA值明顯要低，因而解釋1號層頂部 （951～958m）為氣層，底部 （958～961m）為水層。根據PNN飽和度測試結果，對1號層頂部 （951～953m）進行補孔單采，初期日產氣29639m3。截止2011年4月21日，一直穩定生產，日產氣24500m3，累計產氣253．3764×104m3。

2．3 氣油界面的識別

Y××井是港西油田港172斷塊的一口井，PNN飽和度測井前生產4號層，日產油由初期的34．12t／d下降到末期的 10．1t／d，日產水由初期不產水上升到末期的276．59m3／d，含水由0上升到96．48%。根據上述情況，決定對該井進行PNN飽和度測試，測試結果如圖3（3號層放大圖）所示。從圖3可以看出，長、短源距計數率曲線分離的幅度差從上到下分為3段 （上部呈較大的正幅度差、中部呈較小的負幅度差、下部呈大的正幅度差），與此相對應的俘獲截面曲線SIGMA值分別為低值、高值、低值，同時裸眼井測量的中子伽馬NGR曲線為高值，由此可判斷3號層上部和下部可能為氣層或氣油同層，但從裸眼井測量的聲波時差曲線AC來看，其下部曲線明顯為低值，說明3號層下部為干層所致。綜合以上分析，對3號層的解釋是上部為氣油同層、中部為油層、下部為干層。因而可以射開3號層中部位置，避開上部的氣油同層，從而更加有效地開采該層段。根據PNN飽和度解釋結果，射開3號層中部，深度為1795～1796．8m （圖中圓圈所示），平均日產油38．91t／d，日產水5．38m3／d，日產氣14022m3／d，含水率為12．15%，較好地實現了開發后期奪油上產的效果。

圖2 D××井PNN飽和度測井解釋成果圖

圖3 Y××井PNN飽和度測井解釋成果圖

［1］黃隆基 ．放射性測井原理 ［M］．北京：石油工業出版社，1985．

［2］吳世旗 ．套管井儲層剩余油飽和度測井評價技術 ［M］．北京：石油工業出版社，1999．