低滲透油田注入剖面測井技術適應性分析

馬國梁，陳威武，王碧濤，王登蓮，陳弓啟（中國石油長慶油田分公司第三采油廠，寧夏銀川　750006）

低滲透油田注入剖面測井技術適應性分析

馬國梁，陳威武，王碧濤，王登蓮，陳弓啟
（中國石油長慶油田分公司第三采油廠，寧夏銀川750006）

低滲透油田具有“低滲、低壓、低產”特征，依靠注水補充能量進行開發。注入剖面在很大程度上反映了油藏整體水驅儲量動用程度，對油井產出狀況有重要影響。水井注入剖面測井在地層縱向剖面上確定各注水層位吸水量，是監測剖面水驅狀況的重要手段。低滲透油田注入剖面受儲層非均質性、低注入量及管柱結構的影響較大。從測井資料應用的角度對當前應用較廣泛的同位素組合測井、脈沖中子氧活化水流測井和示蹤相關流量測井三類注入剖面測井技術進行對比，對其適用性進行了分析評價。

低滲透；注入剖面；測井資料；油田開發；應用

同位素注入剖面測井在我國已有50多年的歷史，其測井資料被廣泛的應用于油田開發過程中。注入剖面測井系列在不斷地發展和完善，從最初的兩參數到20世紀90年代中后期普遍采用三參數，目前五參數測井系列得到普遍應用。近年來又發展了氧活化水流和相關流量等注入剖面測井方法。

同位素注入剖面測試是傳統的注入剖面測試技術；氧活化測試是一種動態點測測量技術；相關流量測試法是在前兩種測試方法基礎上儀器組合方式、同位素載體以及釋放方式改進的基礎上形成的新型測試工藝。

同位素注入剖面五參數組合測井儀一次下井可同時錄取磁定位、井溫、壓力、伽馬和流量五個參數。適用于分層注水井和籠統注水井測試。測井資料主要應用于注水井的注入剖面測試，了解各層段的注入情況和各層注水量。

脈沖中子氧活化水流測井可測量反映油管內、油套環型空間以及套管外含氧物質特別是水的流動狀態。可以計算出水流速度，進而計算各層的吸水量。氧活化測井不受管柱結構和流體性質影響。

相關流量精細注入剖面測試是通過將特殊方法配置的放射性示蹤劑由釋放器釋放到井筒中，示蹤劑呈聚集的形式隨井液流動。通過自然伽馬探測器時，探測器會有明顯的異常顯示，在時間、幅度的坐標系里會有明顯的波形變化。通過記錄同位素峰值的時間和位置，可以計算出兩峰值之間流體的流速，也就可以計算出該處流體的流量。

長慶低滲透油田注水井注入剖面測試以5參數同位素組合測井為主、氧活化測試為輔，2012年以來開始試驗評價相關流量精細注入剖面測試技術。

1　注入剖面測井資料應用分析

1.1同位素注入剖面

同位素注入剖面測井是將同位素示蹤劑從井下釋放器倒入井筒并隨注入水進入地層，微球載體被濾積在井壁上，對應地層井壁上慮積的載體越多，放射性同位素強度越高。通過測量載體濾積前、后所測得伽馬曲線，計算對應射孔層位上疊合曲線異常面積的大小，可反映該層的吸水能力，從而確定井內各層的分層注水量，其分層能力比較強。

同位素注入剖面測井主要分為三參數（同位素伽馬、井溫、磁定位）、五參數（三參數之外加壓力、流量）測井。五參數同位素測井在三參數測試的基礎上增加了壓力參數、流量參數，克服了三參數解釋的多解性，可以判斷大孔道、校正沾污的影響、判斷遇阻井段以下的吸水狀況等。

同位素注入剖面應用于油田開發，可監測各層剖面吸水狀況，認識單井水驅效果，實施針對性的剖面調整；通過對比措施前后注入剖面的改善情況，評價措施效果。監測井筒注水管串、工具是否工作正常。

靖安油田柳76-60井2009至2012年持續注入空氣泡沫驅，通過連續同位素注入剖面測井可以發現，注入剖面在注入空氣泡沫驅后逐年改善，吸水厚度變大，水驅儲量動用程度增加，吸水剖面趨于均勻，整體水驅狀況得到改善。

同位素注入剖面測井存在同位素重力分異、沉降、沾污，大孔道漏失等缺點，影響解釋精度。旗6-21井2012年7月同位素曲線顯示下配進水較多，但電磁流量顯示上配進水較多，對照溫度曲線判斷電磁流量準確，同位素下配顯示多為沾污、沉積造成，解釋結果以電磁流量為主，上配進水較多。2012年9月測試相關流量，結果與實際符合較好。

1.2氧活化注入剖面測井資料應用分析

脈沖中子氧活化水流測井是用高能脈沖中子激活氧原子并引發一系列原子核反應，最后激發態的氧原子釋放出高能伽馬射線，通過伽馬射線時間譜的測量來反映油管內、油管/套管環型空間以及套管外含氧物質特別是水的流動狀態。通過解析時間譜可以計算出水流速度，進而計算出各層的吸水量。

中子發生器發射的14.1 MeV快中子可以和地層中的氧核發生如下反應：

而反應產生的16N要以7.13 s的半衰期進行衰變，其反應式如下：

油田開發中，應用脈沖中子氧活化水流技術測試注入剖面，同時測井過程中可進行封隔器驗封、套損檢查等。

（1）對油套分注井進行注入剖面測試，油套分注井受管柱結構的限制，無法進行常規同位素測試，目前采用脈沖中子氧活化水流測試對其進行注入剖面測試，同時可油套分注井進行封隔器驗封。

（2）判斷封隔器座封情況：靖安油田柳92-38井于2012年4月同位素測試顯示封隔器漏失，2012年5月國產工程40臂進行工程測井，驗證封隔器存在漏失。

（3）判斷套損位置：老油田進入中高含水開發期，套管腐蝕穿孔井數急劇增加，目前長慶油田主要采用工程測井判斷套損，其測試結果雖能了解井筒的腐蝕程度，套破認識不精確，常導致無效坐封，而氧活化測試能準確判斷套損，措施效果較好。

以安塞油田王25-016井為例，2011年7月對應采油井表套返水，注水壓2.5 MPa，經過關停周圍注水井發現與王25-016井對應關系明顯，懷疑王25-016井存在套管漏失或竄槽現象。其氧活化結果顯示，該井在420 m～430 m存在套管漏失，套管補貼后，水泥膠結圖顯示該段固井質量良好，注水壓力從2.5 MPa上升到7.4 MPa，對應采油井無表套返水現象。

1.3相關流量注入剖面測井資料應用分析

相關流量精細注入剖面測試是通過將特殊方法配置的放射性示蹤劑由釋放器釋放到井筒中，示蹤劑呈聚集的形式隨井液流動。通過自然伽馬探測器時，探測器會有明顯的異常顯示，在時間、幅度的坐標系里會有明顯的波形變化。通過記錄同位素峰值的時間和位置，可以計算出兩峰值之間流體的流速，也就可以計算出該處流體的流量（見圖1）。

各個點的視流速是根據相鄰兩條曲線峰值的間距△H1、△H2……，與對應的時間間隔△t1、△t2……相除，得到各個視流速，即：

式中：△H-兩次測量示蹤劑位移的距離（峰值深度差）；△t-示蹤劑位移所需的時間；N-△t、△H的取值次數視流速va確定后，即可確定各解釋層的流量Qi：

式中：D-套管內徑；d-儀器外徑，流動截面是儀器與套管所形成的環形空間；Cv-速度剖面校正系數，Cv的確定取決于峰值的確定及示蹤劑在流體中的分布狀態。

連續相關流量注入剖面測井技術有效地克服了同位素注入剖面測井的沾污、大孔道、管外竄槽等缺點。具有應用范圍廣、不受注水管柱及注入介質限制、測量精度高的特點，單層吸入量測量精度可達0.5 m3/d。

相關流量測井可較為清晰的區分同位素污染段。該井相關流量結果下配進水較少，而同位素在下配2個射孔段仍有大量沉積顯示，但電磁流量也顯示下配進水較少，因此可判斷下配同位素多是由沉積或沾污導致。相關流量測井同位素顯示上配相對吸水量較大，符合實際結果。

分注井中由于地層附近的套管經過長時間的注水推力、沖刷、腐蝕及修井等作用后，產生變形、破裂。套管內徑發生不規則變化，對此類井流量的準確計算相當困難。

2　結論

（1）同位素注入剖面測井為長慶油田主要的注入剖面測試方法，能較準確判斷井下分注井、喇叭口在層下的籠統注水井的剖面吸水狀況，但受井筒狀況及井下管柱結構影響較大。

（2）脈沖中子氧活化水流測井對不同井況、不同流體的適應性較強，測試成功率較高，能對油套分注井進行注入剖面測試，對有效測量竄槽位置效果顯著。但其測量下限相對較高，無法連續測量，測井精度較低。無法進行同位素注入剖面測井時，可以做為參考補充資料。

（3）連續相關流量注入剖面測井應用范圍廣，不受注水管柱及注入介質限制，適用于籠統井、分注井、注聚井，且測量范圍寬，測量精度高，是目前優選的注入剖面測井方法。

（4）實際測試中應結合測試目的、管柱結構和技術適應性，優選測試方法。

［1］郭海敏，等.生產測井原理與資料解釋［M］.北京：石油工業出版社，2007：83-85.

［2］李波，等.脈沖中子氧活化測井技術在杏北油田的應用［J］.測井技術，2006，30（2）：180-183.

［3］李桂軍，等.五參數注入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.

［4］張秋平，等.注入剖面示蹤相關流量測井［J］.石油化工應用，2011，30（6）：27-30.

10.3969/j.issn.1673-5285.2015.01.012

TE348

A

1673-5285（2015）01-0045-03

2014－12-04

2014－12-26