氧活化測井技術在偏心分注井應用中的問題及對策

陳 顯，趙立安，尤立忠，張清朧

(中國石油大港油田測試公司 天津 300280)

0 引 言

隨著大港油田的不斷開發(fā)，進入中后期，地層能量不斷遞減，層間矛盾成為制約油田開發(fā)的首要因素。注水是補充地層壓力的主要手段，分層注水是減少層間矛盾的重要途徑。

目前，常見的偏心分注井注入剖面主要有同位素+電磁流量計組合測井﹑氧活化測井兩種測井技術。受井下分層注水管柱的影響，常規(guī)同位素+電磁流量計組合測井，存在井下工具沾污﹑同位素不歸層﹑短時間內(nèi)不能進行同位素復測等問題；而氧活化測井技術能夠精準細分每層注入量，能夠很好地解決這些問題，廣泛應用于偏心分注井中。

氧活化測井技術在偏心分注井的測試過程中具有一定的優(yōu)勢，但在應用過程中也會遇到一些水流峰拖尾，資料品質(zhì)差，各個探頭解釋流量不一致，低注入量無法測取，環(huán)空低流速解釋精度低等問題；把這些問題進行總結(jié)分析，并提出相應問題下的處理對策，解決氧活化測試技術在偏心分注井應用中的一些問題。

1 氧活化測井儀器簡介

氧活化測井儀器包括1個脈沖中子發(fā)生器、4個不同源距的伽馬射線探頭。脈沖中子發(fā)生器產(chǎn)生14.1 MeV 的高能中子, 高能中子使儀器周圍的氧元素原子核活化，活化的氧原子核放出能量為6.13 MeV 的高能伽馬射線，氧的放射性同位素半衰期為7.13 s[1]。測井時將儀器停在某一測點深度，從中子源發(fā)出中子脈沖的時刻起，7個不同源距的伽馬射線探頭同時記錄時間譜，從時間譜上讀取活化水流從脈沖中子發(fā)生器到達伽馬射線探頭的時間，源距除以時間得到該測點的水流速度， 進而得到該測點的流量[2]。

SWFL-B單芯多功能水流測井儀由遙傳短節(jié)、上采集短節(jié)、發(fā)生器短節(jié)、下采集短節(jié)組成,其儀器內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。該儀器是集溫度﹑流量﹑伽瑪﹑接箍4參數(shù)功能測井儀、中子壽命測井儀﹑單發(fā)雙收氧活化測井儀為一體的小直徑單芯多功能測井儀器[3]。

圖1 SWFL-B井下儀器結(jié)構(gòu)圖

2 氧活化測井技術在偏心分注井應用中問題分析及對策

2.1 水流譜峰拖尾、部分被淹掉，資料品質(zhì)差

現(xiàn)象描述：水流譜峰存在拖尾現(xiàn)象，部分水流譜峰被淹掉，導致資料品質(zhì)差。在偏心配水器的水流峰測試過程中，氧活化儀器在測試時，如果設定的中子爆發(fā)時刻太長，就會導致部分水流峰部分被淹掉和拖尾嚴重的現(xiàn)象；選取的記錄時間譜PT時間不夠，導致測取水流峰記錄不完整；累屏次數(shù)不夠，導致水流峰不規(guī)整等現(xiàn)象。

原因分析：氧活化儀器測試時，所設定的儀器參數(shù)有誤，導致測取資料品質(zhì)差。

處理對策：氧活化儀器中子爆發(fā)時間有0.8、1、2、4、6、8 s可選。選擇的爆發(fā)時刻太短，導致活化的水數(shù)量少，記錄的譜峰曲線起伏大﹑不規(guī)則。爆發(fā)時間太長時，容易導致水流峰拖尾嚴重，影響解釋精度且造成中子管的浪費。累屏有20﹑40﹑60 s可選。通過對氧活化儀器進行標定和測井資料統(tǒng)計分析，得出在偏心配水器環(huán)空水流峰測試過程中，氧活化儀器最優(yōu)參數(shù)組合，提高資料錄取品質(zhì)。

2.2 低注入量時，無水流譜峰顯示

現(xiàn)象描述：環(huán)空注入量流速低于0.008 m/d時，時間記錄譜上，無水流譜峰顯示。有些偏心注水井，多級多段，總注入量比較低，使得每個偏心配水器注水量都比較少，當進入偏心配水器的水量流速低于0.008 m/s時，就無法獲取活化水譜峰。

原因分析：注入流體流速太慢時，而活化水半衰期為7.13 s，遠探頭沒等活化水流過探頭時，活化水就衰減完成；近探頭，近地層活化物質(zhì)釋放的射線，也影響探頭計數(shù)。

處理對策：對氧活化儀器進行刻度。流速為0.008 m/s環(huán)空水流時間譜如圖2所示，U1，U2探頭記錄的時間譜雖有譜峰顯示，但是均不能參與計算，當流速低于0.008 m/s時，時間記錄譜就無任何的譜峰顯現(xiàn)，0.008 m/s為氧活化儀器在環(huán)空內(nèi)能探測到的最低流速。

圖2 0.008 m/s流速時環(huán)空水流時間譜

流速為0.012 m/s時環(huán)空水流時間譜如圖3所示。

圖3 0.012 m/s流速時環(huán)空水流時間譜

U2探頭記錄譜峰完整且規(guī)整，環(huán)空能進行定量解釋的水流速為最低且為0.012 m/s。對于低于0.012 m/s流速的流體，由偏心配水器進入環(huán)空后，無需再對環(huán)空水流進行細分，只需測量進入偏心配水器總流量即可。

2.3 同一流量下，各個探頭測取的流量不一致

現(xiàn)象描述：XX井1 285 m氧活化點測譜峰圖如圖4所示，XX注水井，測試層段為1 251～1 665 m，注水量為98 m3/d。該井在1 285 m處打點測試氧活化，解釋結(jié)果顯示D2探頭計算流量為95 m3/d，而D3探頭計算流量為111 m3/d，2個探頭解釋的流量不一致，存在16 m3/d的誤差。

原因分析：氧活化測試技術是基于發(fā)生器到各探頭之間的橫截面積不變的情況下進行解釋的。但是由于地層附近的管柱經(jīng)過長時間地應力、腐蝕、修井、壓裂、注水等作用后，嚴重變形、破裂，管柱內(nèi)徑發(fā)生不規(guī)則變化，導致管柱內(nèi)部橫截面積發(fā)生變化，對于此類井，就會導致探頭顯示的流量不一致。

圖4 XX井1 285 m氧活化點測譜峰圖

處理對策：上提1 m后，進行復測，D2，D3探頭顯示的流量一致，均為101 m3/d。修井作業(yè)起出管柱，發(fā)現(xiàn)在1 285～1 295 m之間管柱發(fā)生變形，而選取的1 285 m測試點，正好位于該管柱變形的位置。氧活化測試點選取時，應查閱相關資料，了解最近的井下作業(yè)信息，及時掌握井下管柱情況。結(jié)合磁定位和井溫曲線，盡量避開管柱變形﹑管柱漏﹑接箍等位置，在各個探頭流量解釋不一致的地方，應將氧活化儀器每次上移或者下移1 m，進行重測。

2.4 流體的流態(tài)不一致，導致測取流量不一致

現(xiàn)象描述：部分井偏心配水器離層位很近在2 m以內(nèi)，有些注水井偏心配水器就在層中間，水從配水器進入后，可能分3個方向流動，可以向上、向下流動，也可以直接進入對應的地層。這類井在用氧活化測試分層測試時，各個探頭解釋的流量均不一致，無法對每層吸水量精準解釋。

原因分析：在一定的注水壓力情況下，流體從偏心配水器水嘴(一般直徑為5 mm左右)進入環(huán)形空間時的瞬間，注入流體不能完整的充滿整個環(huán)形空間，流體的流態(tài)也相對不穩(wěn)定。總結(jié)分析大港油田近6年偏心配水器距離層位比較近的60口井的測試資料，氧活化測點離配水器太近(2 m以內(nèi)時)，流體流態(tài)的改變影響流量的解釋結(jié)果，無法對層進行精準測量。XX井偏心配水器位置圖如圖5所示。

圖5 XX井偏心配水器位置圖

XX井測試層位為1 001～1 006 m，而偏心配水器位置為1 002 m，配水器直接在層位上。

處理對策：對于配水器距離測試目的層上界很近,在2 m以內(nèi)時，只需測出油管進入該配水器的流量即可，無需對層位進行細分。針對配水器的位置選擇，如需精確測量各小層位的吸水情況的井，需將配水器位置遠離測試目的層2 m以上的位置。

2.5 環(huán)空小流量測試成功率低

現(xiàn)象描述：有些注水井，注水量比較低，每個偏心配水器注水量都比較低,低于0.036 45 m/s時，存在解釋的進入偏心配水器的每層吸水量總和大于實際注入量。

原因分析：流體通過偏心配水器，進入環(huán)空后，流體的流態(tài)發(fā)生改變，使得進入流體不能完整的充滿整個環(huán)形空間，就會存在解釋的環(huán)空流量大于實際注入量。

處理對策：對氧活化儀器進行標定，建立刻度圖版，對油管和環(huán)空低流量測試數(shù)據(jù)進行校正，提高測試精度。油管內(nèi)校正系數(shù)為：流速大于0.153 m/s，系數(shù)為1.15(D3)，小于0.153 m/s系數(shù)為1.05(D3)，小于0.061 4 m/s系數(shù)為0.85(D2)，精度在5%以內(nèi)。環(huán)空內(nèi)校正系數(shù)為：流速在0.014 5～0.021 9 m/s之間時，流量無法進行細分，流速在0.021 9～0.043 7 m/s之間時，校正系數(shù)為0.80，流速為0.043 7 m/s以上時校正系數(shù)為0.94，精度在8%以內(nèi)。

3 結(jié)束語

1)偏心分注井中由于變徑較多，流態(tài)復雜，氧活化測試時選點位置不當就會得出不同的結(jié)果；測井選點時，需結(jié)合最近作業(yè)近況，結(jié)合磁定位曲線，避開管柱異常﹑接箍等位置。

2)偏心分注井測試時，需詳細了解井下管柱和工具的位置，掌握偏心配水器與層位之間的位置。避免盲目打點測試，前后流量測試不一致，造成中子管的浪費。

3)氧活化測井儀器刻度圖版的建立，可以解決氧活化流量不一致的問題，能有效提升資料的錄取品質(zhì)。