Y－TOOL生產井聯合測井與剩余油分布定量評價

范樂元

（中國石油長城鉆探工程公司解釋研究中心，北京100101）

Y－TOOL生產井聯合測井與剩余油分布定量評價

范樂元

（中國石油長城鉆探工程公司解釋研究中心，北京100101）

以蘇丹×油田1口生產井A井為例，采用SLP潛油電泵機組與ZENITH的Y－TOOL井下工具配套進行測井。綜合運用采集到的固井質量資料、過套管電阻率資料、產液剖面生產測井資料和脈沖中子－中子測井資料，識別和確認了A井的水淹層位，分析和評價了該井的井下生產動態。在定量評價A井剩余油飽和度的基礎上，引入油層采出程度的參數。深入分析研究該井開發動態中的油層采出程度，有效區分了主力產層和未動用層，指明了該井后續的剩余油開發層位。通過對脈沖中子－中子測井資料和過套管電阻率測井資料進行分析，其解釋結果既相互吻合，又互為佐證。實現了在同一口井中檢驗過套管電阻率測井和PNN測井技術的可靠性、一致性和有效性。

產液剖面測井；過套管電阻率測井；潛油電泵；水淹層；剩余油分布；脈沖中子－中子測井；定量評價

0 引 言

目前蘇丹×油田已經進入開發中后期。隨著該油田的不斷開發，油田含水率持續上升，油藏混采矛盾突出。A井為×油田中的1口生產油井，正處于電泵強抽開采生產狀態，含水率已達到80%以上。

該研究在A井中成功使用Y－TOOL裝置在不影響油井生產的情況下，圓滿完成了固井質量測井（CBL／VDL）、過套管電阻率測井（ECOS）、產液剖面測井（PLT）和脈沖中子－中子（PNN）4個測井作業項目和1個多相流量計（MPFM）測量項目，獲取了合格的原始測量數據和資料。通過對各項資料的綜合研究和交互分析，認清了A井的井下生產動態并識別出水淹層位，在研究該井的剩余油分布狀況和各射孔層的油層采出程度的基礎上，為后續開發指明了有利的剩余油分布層位，為在該井中實現穩油控水和穩產、上產提供了有效的解決方案。

1 Y-TOOL工具組合及測井技術原理

1.1 Y-TOOL工具及井下潛油電泵組合

井下工具是由用于抽油作業的潛油電泵機組和用于測井儀器的進出通道BYPASS管，通過YTOOL工具匯合連接，再由油管連接到井口組成。地面采用變頻柜對輸入的380 V三相電壓進行變頻，頻率變化范圍為0～60 Hz，變頻后的電壓通過升壓變壓器轉換后由專用的大扁電纜將動力傳輸給電泵，頻率的變化直接反應為潛油電泵機組的排量變化。井下潛油電泵機組由下至上依次為4節型號為YQY95／56 k W的電泵串聯而成、上接保護器、分離器、再上接1支98系列排量為170 m3／d的離心泵。電泵的上部用Y－BLOCK將潛油電泵機組和BYPASS管連接，上面接油管直到井口，下部的電機和BYPASS管的底部采用馬鞍的技術方案連接，一方面固定了BYPASS管和電泵機組的相對位置，另一方面增加了Y－BLOCK位置電泵機組和BYPASS管對接的簡單性。

1.2 Y-TOOL測井技術原理

Y－TOOL測井技術采用向潛油電泵作業的油氣井下入雙管，即潛油電泵和BYPASS管以及2個管相連通的Y－TOOL BLOCK工具。

從BYPASS管下入用于油氣井動態監測的組合PLT儀器，采用調整地面變頻系統使得潛油電泵工作在不同的排量情況下，用組合多參數生產測井PLT儀器對A井中的不同射孔層進行動態、靜態測量，進而測量各個產出層的產出量；根據組合測井儀中的密度儀、持水率儀、流量計等儀器，區分各產出層的油、氣、水的含量，達到動態監測生產井的目的。此外，在壓井狀態下進行CBL測井，可以檢測A井生產狀態下的套管固井質量，從而判斷是否存在管內竄槽流動；在壓井狀態下進行剩余油飽和度測井（ECOS和PNN）對A井中的不同射孔層進行測量，進而識別水淹層，并定量評價各層的剩余油飽和度和油層采出程度。最后根據各層的生產情況，為該井生產提供合理的技術處理措施（如對產出層全為水或干層進行封堵作業），為A井的后續開發指明有利（潛力）層位等。

2 A井井史

蘇丹×油田A井于2002年9月23日開鉆，2002年10日4日由Schlumberger公司完成裸眼井大滿貫測井作業。A井的生產目的層位、裸眼井資料解釋結果和DST測試結果見表1。

從2005年2月至2007年5月期間，為了提高A井產量，進行了多次修井作業，包括下電潛泵、射孔層水泥擠注（Yabus－VI組的第10小層）等。在進行聯合測井作業之前，收集到的最新生產測試數據為2010年5月30日，日產油288.5桶，日產水1 157.9桶，綜合含水率為80.3%（見圖1）。目前綜合含水率比2009年12月的綜合含水率（74.1%）上升6.2%。同時，×油田在該地區有4口生產井已被轉成注水井對地層進行能量補充。A井鉆探井深1 467.2 m，各射孔層分布在1 170～1 290 m之間，產出液含沙量小于0.5%，液面高度大于700 m，各項技術指標均滿足潛油電泵機組指標。

由于A井生產中的產液綜合含水率明顯上升，為準確監測井內流體的生產動態情況，分析各射孔層的產出貢獻，確定剩余油分布層位及油層采出程度，在A井中通過Y－TOOL工具在井下與潛油電泵組合、在地面與多相流量計（MPFM）連接，在A井目的層位上成功完成了CBL測井、ECOS測井、PLT測井、PNN測井和MPFM測試的聯合作業，采集到了高品質的各項測井資料。

表1 A井裸眼井資料解釋結果和DST測試結果

圖1 A井生產歷史數據圖

3 Y-TOOL測井資料綜合應用研究

3.1 水淹層的分析與確定

ECOS測井探測深度大，比C／O和傳統的中子壽命測井更有優勢［1－2］。PNN測井由于其在數據采集方面的改進和獨特的成像處理技術，使得它在老區挖潛和水淹層識別上顯示出了一定優勢［3－6］。A井的CBL／VDL測井資料結果顯示生產層段內套管固井質量好。在排除井內流體可能在套管內竄流的基礎上，綜合分析A井錄井資料、裸眼井資料、井史資料等基礎資料，并分別利用ECOS資料和PNN資料背靠背地進行了該井水淹層識別。

ECOS資料分析結果如圖2中的第4道和第5道所示。圖2第5道Sw，OH為裸眼井狀態下的含水飽和度，Sw，ECOS為ECOS資料計算的各小層的當今生產狀態下的含水（剩余油）飽和度。PNN資料的分析結果如圖2中的第6道和第7道所示。圖2第7道Sw，OH為裸眼井狀態下的含水飽和度；Sw，PNN為PNN資料計算的各小層的當今生產狀態下的含水（剩余油）飽和度。綜合對比分析該井生產條件下的含油飽和度與裸眼井的含油飽和度，發現該井的9號層含油飽和度降低程度最大，2號層和6號層含油飽和度有所降低，但降低程度較低。由于A井周邊的4口生產井已被轉成注水井對地層進行能量補充，因此，綜合分析認為A井的2號層、6號層和9號層含油飽和度降低的原因是存在注水水淹情況。其中9號層水淹程度高，2號層和6號層水淹程度低；4號層ECOS資料計算的含油飽和度也有稍微降低。但PNN資料評價的4號層含油飽和度基本沒有明顯變化，考慮到4號層密度較高，泥質含量較高，物性較差，認為4號層未被水淹。其他各層（1號、3號、5號、7號和8號層）仍然是油層，原油動用程度不大，或基本未動用。

在A井的應用實例中，PNN測井分析結果與ECOS測井分析結果相互一致（見圖2），特別是對2號層、6號層和9號層水淹層的認識，相互吻合，互為佐證，實現了在同一井中相互驗證ECOS和PNN測井資料可靠性與一致性。

3.2 井下生產動態的分析與定量評價

SONDEX的多參數組合測井儀（PLT）在油田開發測井中有著廣泛的應用，是產液、產氣和注入剖面測井不可或缺的儀器［7］。A井中Y－TOOL生產測井井下儀采用SONDEX 111／16in規格的系列儀器，具體包括通訊短節、張力短節、GR短節、CCL短節、壓力短節、流體密度儀、陣列式持水率儀、在線式流量計、全井眼流量計、井徑儀以及扶正器等。陣列式持水率儀（CAT，見圖3中第7道）有12個探頭均勻分布在儀器周圍，覆蓋率高，能夠較準確地反映井內流體分布情況。由于A井在地表與多相流量計（MPFM）連接，因此該井多相流量計計量的流量數據可以綜合分析和檢驗生產測井PLT的計算結果的合理性和準確性。

圖3為在潛油電泵工作頻率為49 Hz條件下，A井PLT測井資料綜合圖。從圖3可以觀察到9號層以下溫度曲線（圖3第4道紅線）逐漸恢復到地溫梯度，并且變化明顯，說明9號層以下基本上沒有流體產出，也同時表明最底部的10號層無任何流體流動，間接說明了10號層的水泥擠注作業成功有效。圖3中2號層的流溫曲線（圖3第4道內的溫度曲線）有細微降低的變化，6號層的持水率曲線（圖3第4道內的持水率曲線）細微降低和流量曲線（圖3第5道內的流量曲線）有細微增加的變化。這些細微變化，暗示2號層和6號層有輕微流體流動，但其流量和流動速度很小。在CBL資料排除套管內竄流的可能情況下，結合ECOS和PNN的資料指示2號層和6號層水淹的響應，認為6號層的PLT資料與ECOS和PNN的水淹響應一致，6號層在當前生產狀況下存在水淹；2號層細微低溫異常是由于井內產出的流體有極小一部分流入了2號層所致，2號層可能早先的流體產出而導致目前存在有輕度的壓力衰竭情況。

圖3第9道中的PLT單層定量計算結果表明，9號層為主力產層，也是主要產水層，油水同出。其余各層基本上對該井的產能沒什么貢獻。表2為該井詳細的PLT定量計算結果，該結果與MPFM的實際計量結果吻合一致。從表2可知，盡管9號層的射孔層段有5.1 m（1 251.5～1 256.6 m），但生產的貢獻層只有2.8 m（1 253.4～1 256.2 m）。CAT（見圖3中第7道）成像圖顯示了出油點的位置是從1 254.4 m開始，因此A井在1 254.4 m以下層段基本上出水，間接判斷該井的油水界面在1 254.4 m附近。

圖2 A井裸眼井測井資料和套管井測井資料綜合分析對比圖

圖3 A井PLT生產測井資料綜合圖（49 Hz）

3.3 定量計算剩余油飽和度和油層采出程度

在識別A井水淹層的基礎上，為了明確該井目前生產的主力層位和開發的潛力目標層，清楚了解該井的生產動態，在定量計算剩余油飽和度的基礎上進一步引入了油層采出程度的參數（也稱油層含水系數），區分主力產層和未動用層（潛力層）。油層采出程度參數可由式（1）計算

式中，Swi、Soi為油層的原始含水和原始含油飽和度，可由原始的常規測井資料計算；Sw、So為當前油層的含水和含油飽和度，可由ECOS或PNN資料計算。

充分利用2種剩余油飽和度測井資料在同一口井中對比應用、綜合分析的優勢，分別使用PNN和ECOS這2種資料定量計算了A井的剩余油飽和度和油層采出程度。計算的剩余有飽和度結果分別用So，ECOS和So，PNN表示（見表3），采出程度參數由Kw，ECOS和Kw，PNN表示。

從表3可見，根據PNN和RLAC結果計算的剩余油飽和度和采出程度都比較接近。其中，9號層的采出程度最高，這與該層為目前的主力產層的認識相互吻合一致。其次，2號層和6號層的采出程度比較高，其他各層的油層采出程度很底，都在2.3%以內，可以認為油層基本未被動用。因此，1號、3層、4號層、5號層，7號層和8號層可作為A井后續的開發的潛力目標層，開發措施可以向這些潛力目標層調整。

表2 A井的產液剖面生產測井資料定量評價結果與多相流量計測量結果對比表（49 Hz）

表3 A井剩余油飽和度定量評價和采出程度參數計算表

4 結 論

以蘇丹×油田1口生產油井（A井）為例，總結和提煉出1種Y－TOOL生產井聯合測井工藝。該技術在A井中成功應用，采集到該井各項測井項目的合格資料。經過對多項目資料的綜合分析研究，為該井的后續開發指明了有利的剩余油分布層位，為在該井中實現穩油控水和穩產、上產的目的提供了有效的解決方案，是一個在同一口井中檢驗套管電阻率測井和PNN測井技術的可靠性、一致性和有效性的實例。

［1］ 劉成林，羅東紅，張麗萍，等.半潛式平臺ESP試油新工藝與測試方法［J］.油氣井測試，2009，18（2）：48－49.

［2］ 陳增寶.俄羅斯過套管電阻率測井技術（ECOS）在中高含水期老井中的應用［J］.內蒙古石油化工，2010，6：15－17.

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［5］ 張鋒，徐建平，胡玲妹，等.PNN測井方法的蒙特卡羅模擬結果研究［J］.地球物理學報，2007，50（6）：1924－1930.

［6］ 胡玲妹，劉存輝，徐建平，等.PNN飽額和度測井技術在大港油田的應用［J］.石油鉆采工藝，2009，31（6）：57－62.

［7］ 趙保華，閆明英，付俊才.SONDEX－PLT生產測井組合儀的優勢技術及應用［J］.國外測井技術，2006，21（6）：40－43.

Y－TOOL Joint Logging Technique and Quantitative Evaluation of Remaining Oil Distribution

FAN Leyuan
（Geoscience Centre of Greatwall Drilling Company，CNPC，Beijing 100101，China）

Y－TOOL joint logging technique，which is combined with ESP（Electric Submersible Pump）and BYPASS sections，has been successfully applied in production well A of×oilfield in Sudan.Qualified CBL（Cement Bond Tool），ECOS（Resistivity Logging after Casing），PLT（Production Log Tool）and PNN（Pulsed Neutron－Neutron）logging data have been comprehen sively studied in this well.Flooded zones are confirmed and dynamic producing situation in the borehole of well A is analyzed.Moreover，oil producing degree is used to evaluate the main pro ducing zones and potential zones in order to provide potential targets for the following development plan based on quantitative evaluation of remaining oil saturation.Besides，qualified ECOS and PNN logging data，acquired together from one same well，shows consistent results between each other based on back－to－back data analysis，which verifies the validity and reliability of ECOS and PNN logging techniques.

production log tool（PLT），resistivity logging after casing（ECOS），electric submersible pump（ESP），flooded zone，remaining oil distribution，pulsed neutron－neutron（PNN）logging，quantitative evaluation

1004－1338（2011）06－0589－05

P631.84

A

范樂元，男，1978年生，從事測井與地質資料的綜合分析與研究工作。

2011－06－20 本文編輯 王小寧）