相關(guān)流量精細(xì)吸水剖面解釋方法分析

楊士珩

（勝利油田德利實(shí)業(yè)有限責(zé)任公司，山東德州 251507）

油田始終是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要資源，但是在持續(xù)開(kāi)采地下石油的過(guò)程中，能源儲(chǔ)備逐漸減少，導(dǎo)致眾多油田的實(shí)際產(chǎn)液量逐漸降低。因此，為了對(duì)油田的實(shí)際開(kāi)采效率進(jìn)行優(yōu)化，創(chuàng)建了油田水井注水的方式，通過(guò)注水增加地層壓力，有效促使油田開(kāi)采效率提升。但是在這一過(guò)程中需要注意，應(yīng)精準(zhǔn)把控注水量，避免造成水淹傷害地層，反而會(huì)造成地層含水量的上升而降低油田實(shí)際產(chǎn)率。因此，需要通過(guò)相關(guān)流量的精細(xì)吸水剖面解釋方法對(duì)注水量展開(kāi)精準(zhǔn)監(jiān)控。

1 相關(guān)流量測(cè)井原理

相關(guān)流量的測(cè)井方式，是建立在同位素測(cè)井的基礎(chǔ)上的全新測(cè)井方式。通過(guò)動(dòng)態(tài)化監(jiān)測(cè)注入剖面的示蹤劑的流速，同時(shí)對(duì)注水井內(nèi)的壓力、溫度以及流量等參數(shù)展開(kāi)記錄。通過(guò)這樣的方式便于對(duì)注水井下方地層結(jié)構(gòu)中的吸水表現(xiàn)展開(kāi)分析。結(jié)合實(shí)際，在相關(guān)流量的測(cè)井應(yīng)用過(guò)程中，可使用到29 mm、30 mm、38 mm 三種不同規(guī)格的測(cè)井儀器設(shè)備，同時(shí)與流量計(jì)、釋放器組合對(duì)伽馬、溫度、定位以及壓力參數(shù)等進(jìn)行記錄。在測(cè)井過(guò)程中所應(yīng)用到的相關(guān)流量測(cè)井儀器結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 相關(guān)流量測(cè)井儀器

相關(guān)流量的測(cè)井技術(shù)是基于連續(xù)行為展開(kāi)的，通過(guò)探測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)使用示蹤劑向注水井進(jìn)行注射之后，探測(cè)器可對(duì)示蹤劑的流動(dòng)路徑進(jìn)行檢測(cè)，并形成相應(yīng)的反饋信號(hào)。當(dāng)釋放器在注水井的井筒內(nèi)釋放相應(yīng)的放射性物質(zhì)之后，將會(huì)促使示蹤劑跟隨水井內(nèi)的液體以聚集的形式加以流動(dòng)[1]。

這一路徑過(guò)程中將會(huì)經(jīng)過(guò)探測(cè)器的掃描路線，促使探測(cè)器明顯接收到相應(yīng)的變化信號(hào)，進(jìn)而在短時(shí)間內(nèi)則能夠形成更加清晰直觀的波動(dòng)變化。但是由于探測(cè)器具有相對(duì)較近的檢測(cè)距離，則可能會(huì)促使波形相對(duì)較短。基于這樣的方式能夠?qū)λ畠?nèi)放射性物質(zhì)經(jīng)過(guò)探測(cè)器的時(shí)間進(jìn)行計(jì)算，由于在井內(nèi)的探測(cè)器位置固定，因此已經(jīng)獲得二者之間的距離，通過(guò)距離除以時(shí)間就能夠?qū)α魉龠M(jìn)行計(jì)算。進(jìn)而根據(jù)對(duì)井筒截面積的計(jì)算，對(duì)流體的實(shí)際流量進(jìn)行計(jì)算。相關(guān)流量的測(cè)井技術(shù)一般情況下可應(yīng)用到分層配注井以及籠統(tǒng)注水中，對(duì)注入剖面展開(kāi)更為精細(xì)化的測(cè)量。

而在相關(guān)流量的測(cè)井技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，一般情況下使用到Ba 放射性同位素，但這一同位素的應(yīng)用過(guò)程中，可能會(huì)面臨著大孔道、污染、漏失等眾多影響因素，可能會(huì)影響測(cè)井結(jié)果。基于這樣的影響問(wèn)題，則需要研發(fā)全新的載體，并對(duì)載體提出了較高的要求，要求吸附性良好對(duì)同位素進(jìn)行牢固吸附，且在面對(duì)清水高壓沖洗的情況也能夠牢固吸附。要求具有良好的懸浮性，能夠在水中仍舊保持顆粒均勻分散。要求比重適當(dāng)，耐壓強(qiáng)度較好。通過(guò)試驗(yàn)，可按照一定比例將食用堿以及聚丙酰胺混合在一起形成膠狀液體，與同位素Ba 的應(yīng)用能形成適應(yīng)測(cè)井需求的良好示蹤劑。

2 解釋方法

2.1 追蹤法

相關(guān)流量的精細(xì)吸水剖面解釋方法中，最為常用的就是追蹤法，通過(guò)對(duì)不同測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，從而在示蹤劑的連續(xù)跟蹤監(jiān)測(cè)下繪制完整的追蹤曲線，能夠?qū)α髁康淖兓M(jìn)行清晰直觀的展示。通過(guò)探測(cè)器跟隨時(shí)間變化對(duì)伽馬射線的計(jì)數(shù)率進(jìn)行記錄，進(jìn)而對(duì)流量峰值所處的時(shí)間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行界定。基于示蹤劑的連續(xù)測(cè)井應(yīng)用程序，能夠?qū)λ默F(xiàn)場(chǎng)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行最為便捷有效的解釋，與此同時(shí)，也可以通過(guò)人工計(jì)算的方式完成更為精細(xì)化的解釋[2]。進(jìn)而確定解釋層所形成的液體流速，在最終結(jié)果中對(duì)水流量的剖面構(gòu)成最為完整的解釋。基于這樣的參數(shù)能夠?qū)λ畠?nèi)的液體流動(dòng)狀況進(jìn)行總結(jié)，并分析準(zhǔn)備開(kāi)采的底層結(jié)構(gòu)下所具備的吸水程度。

通過(guò)示蹤劑的連續(xù)測(cè)井技術(shù)，確保形成穩(wěn)定的水流，在井筒中利用釋放器將同位素釋放進(jìn)去，進(jìn)而與水井內(nèi)的液體處于相同的流速狀態(tài)，在探測(cè)其上下移動(dòng)追蹤的過(guò)程中對(duì)同位素的流動(dòng)峰值進(jìn)行記錄。

而利用單伽馬射線探測(cè)器時(shí)，主要是由于會(huì)形成較為不定的示蹤劑噴射變化時(shí)間，因此對(duì)探頭探測(cè)到示蹤劑的時(shí)間進(jìn)行精準(zhǔn)界定存在著一定的難度，針對(duì)這一問(wèn)題，需要多次重復(fù)測(cè)量作業(yè)。并且需要注意，由于測(cè)量需要消耗一定的時(shí)間，在這一時(shí)間中可能會(huì)存在著流動(dòng)的示蹤段塞現(xiàn)象，因此，應(yīng)保障流速處于相對(duì)較高的狀態(tài)，這樣才能夠?qū)κ聚櫠稳M(jìn)行精準(zhǔn)且完整的測(cè)量。若在首次測(cè)量過(guò)程中發(fā)現(xiàn)其具有相對(duì)較大的位移問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)加快測(cè)量速度，相反則應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)亟档蜏y(cè)量速度。圖2為單頭測(cè)量追蹤法的實(shí)際應(yīng)用案例。

圖2 單頭測(cè)量追蹤實(shí)例

通過(guò)單頭測(cè)量追蹤法展開(kāi)測(cè)量，則應(yīng)當(dāng)在射孔層之間對(duì)將儀器停駐后對(duì)同位素進(jìn)行釋放，隨后對(duì)兩個(gè)點(diǎn)之間的同位素流經(jīng)時(shí)間展開(kāi)測(cè)量。一般情況下是指探測(cè)器在連續(xù)兩次探測(cè)完成后之間的時(shí)間節(jié)點(diǎn)間隔，進(jìn)而對(duì)解釋層的視流速進(jìn)行界定。

基于實(shí)際應(yīng)用來(lái)講，在設(shè)備操作過(guò)程中無(wú)法達(dá)到完全理想的效果，尤其是在上下探測(cè)時(shí)，探測(cè)器實(shí)際探測(cè)的示蹤劑峰值可能會(huì)面臨時(shí)間延遲的問(wèn)題。進(jìn)而在對(duì)追蹤圖展開(kāi)解釋工作的過(guò)程中，通常情況下按照上下測(cè)量數(shù)據(jù)其中之一進(jìn)行全面細(xì)化分析。若想要在最佳的理想狀態(tài)完成同位素的跟蹤測(cè)量，則需要從多個(gè)角度對(duì)操作展開(kāi)關(guān)注，避免操作失誤。具體包括對(duì)同位素釋放點(diǎn)的合理選擇、對(duì)參考曲線的精準(zhǔn)測(cè)量以及對(duì)跟蹤曲線的測(cè)量等眾多環(huán)節(jié)，均需要根據(jù)實(shí)際情況展開(kāi)合理的優(yōu)化處理。

2.2 程序設(shè)計(jì)

基于這樣的解釋方法，在實(shí)際測(cè)井過(guò)程中，為了形成更加良好的應(yīng)用效果，應(yīng)當(dāng)創(chuàng)建符合實(shí)際測(cè)井需求的便捷應(yīng)用軟件，建立在Windows系統(tǒng)上進(jìn)行應(yīng)用，基于簡(jiǎn)單操作的界面模塊等，為吸水剖面的解釋提供了更加精準(zhǔn)便捷的處理方式。

首先是對(duì)軟件運(yùn)行結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，包括基礎(chǔ)的錄入資料、處理、輸出結(jié)果三大結(jié)構(gòu)。隨后對(duì)每一模塊下的具體功能展開(kāi)設(shè)計(jì)。建立在LEAD 底層結(jié)構(gòu)進(jìn)行開(kāi)發(fā)運(yùn)行的基礎(chǔ)上，設(shè)置了能夠清晰直觀反饋示蹤峰值、計(jì)算水流速度、油管注水流量測(cè)井解釋以及限制加載測(cè)點(diǎn)資料等詳細(xì)的功能內(nèi)容。

在可視化示蹤峰值模塊的界面中，作為解釋測(cè)量資料的關(guān)鍵，提取示蹤峰值至關(guān)重要，基于眾多峰值中提取出最具價(jià)值的信息內(nèi)容，例如環(huán)空峰及油管峰等詳細(xì)內(nèi)容，并對(duì)峰值的具體成因展開(kāi)分析。判斷是否由同位素污染沉積造成，或是哪些為伽馬本底峰等，將會(huì)影響最終流量解釋結(jié)果[3]。

在數(shù)據(jù)處理模塊當(dāng)中，模塊上清晰直觀地展示示蹤峰值參數(shù)，且為每一峰值提供編號(hào)，按照從大到小的順序?qū)?shù)字編號(hào)進(jìn)行排序，表示了境內(nèi)的水流方向。按照奇數(shù)列與偶數(shù)列的對(duì)上行以及下行所測(cè)的示蹤峰值進(jìn)行分別表示。在圖上也將會(huì)清晰顯示管柱結(jié)構(gòu)，基于峰值的整體形態(tài)來(lái)講，深度與強(qiáng)度成反比。

同時(shí)在該測(cè)井軟件程序上也設(shè)計(jì)了有關(guān)測(cè)井儀器的參數(shù)設(shè)置模塊，包括可選擇管柱尺寸、探頭類型以及管外竄槽范圍等。在處理解釋值的過(guò)程中，應(yīng)結(jié)合實(shí)際將相應(yīng)參數(shù)輸入到其中。

最后則是解釋模塊的設(shè)置，在該模塊中應(yīng)當(dāng)包含吸水級(jí)別、注入量以及解釋圖版等。結(jié)合實(shí)際將解釋參數(shù)輸入到其中，進(jìn)而確保解釋參數(shù)能夠直接關(guān)聯(lián)最終的剖面效果圖。

3 吸水剖面解釋方法實(shí)際應(yīng)用

3.1 精細(xì)分層

以某油田為例，展開(kāi)開(kāi)采作業(yè)前，應(yīng)用相關(guān)流量精細(xì)吸水剖面解釋方法展開(kāi)測(cè)井作業(yè)。由于在該油田中有較為復(fù)雜的分層配注井管柱，需要較多工具，若水井中需使用兩個(gè)以上的配水器，則需展開(kāi)多次測(cè)量。將同位素放置在下配位置，隨后對(duì)下配位置的吸水表現(xiàn)進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)而對(duì)中配、上配及總流量展開(kāi)測(cè)量。

在本次測(cè)井作業(yè)當(dāng)中，在1#井中為達(dá)到更好的效果，分別展開(kāi)了3 次測(cè)量作業(yè)。第一次在水井的1 258 m 位置將同位素釋放，主要是對(duì)中配進(jìn)水情況進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量，基于環(huán)空峰的實(shí)際檢測(cè)結(jié)果來(lái)講，中配進(jìn)水向上3號(hào)射孔全部?jī)A注，下部環(huán)空峰保持不動(dòng)，則靜水區(qū)為4號(hào)射孔段，并無(wú)進(jìn)水表現(xiàn)。

第二次測(cè)量作業(yè)環(huán)節(jié)中，同位素的釋放高度有所提升，處于1 160 m 位置。在本次測(cè)量作業(yè)中，主要是為了對(duì)總流量以及油管總體的水流變化展開(kāi)有效的檢測(cè)作業(yè)。根據(jù)實(shí)際檢測(cè)結(jié)果，通過(guò)環(huán)空峰的具體表現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)其基本上屬于上配進(jìn)水狀態(tài)，且所有進(jìn)水均被1號(hào)射孔段吸收，其余射孔段并無(wú)進(jìn)水表現(xiàn)。

在第三次測(cè)量作業(yè)環(huán)節(jié)，進(jìn)一步加深了同位素的釋放深度，處于1 347 m 位置。在本次測(cè)量作業(yè)環(huán)節(jié)，主要目的是對(duì)上配進(jìn)水情況展開(kāi)檢測(cè)。在環(huán)空峰的實(shí)際結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，同樣是由1號(hào)射孔段全部吸收了環(huán)空水流，其余射孔段均處于不進(jìn)水的狀態(tài)。

基于這樣的測(cè)量結(jié)果展開(kāi)綜合性的總結(jié)，發(fā)現(xiàn)在該水井中展開(kāi)的測(cè)井作業(yè)中，1號(hào)射孔段完成了上配的全部進(jìn)水；3號(hào)射孔段負(fù)責(zé)對(duì)完成中配的全部進(jìn)水；而下配并無(wú)進(jìn)水表現(xiàn)。在測(cè)量過(guò)程中的溫度變化曲線也能夠精準(zhǔn)地對(duì)這一現(xiàn)象加以反饋。基于在不同深度狀態(tài)下形成的溫度參數(shù)進(jìn)行匯總之后，形成了溫度曲線，通過(guò)曲線結(jié)構(gòu)的異常變化能夠?qū)M(jìn)水分布情況進(jìn)行反映，發(fā)現(xiàn)中配進(jìn)水較多，而上配進(jìn)水相對(duì)較少，除1、3之外的所有射孔段均無(wú)明顯的進(jìn)水現(xiàn)象。

3.2 井下工具性能驗(yàn)證

隨后對(duì)井下所使用的工具具體性能展開(kāi)驗(yàn)證，在本次測(cè)井作業(yè)當(dāng)中，選擇2#井展開(kāi)作業(yè)。

基于實(shí)際檢測(cè)的示蹤峰值圖實(shí)際情況來(lái)講，由于所使用的配水器為兩個(gè)，則1號(hào)配水器在應(yīng)用中，進(jìn)水向?qū)?yīng)的1號(hào)射孔層流進(jìn)，與此同時(shí)2號(hào)配水器的實(shí)際進(jìn)水則同時(shí)對(duì)應(yīng)向2號(hào)射孔層進(jìn)行傳遞。在下配上方對(duì)油管所產(chǎn)生的實(shí)際水流總量展開(kāi)計(jì)算，共計(jì)為18.85 m3，而下配位置的進(jìn)水經(jīng)過(guò)詳細(xì)的計(jì)算，則形成了大約為6.53 m3的上返水流量參數(shù)。由于射孔段與配水器之間呈現(xiàn)出相互對(duì)應(yīng)的表現(xiàn)，則根據(jù)這樣的情形可認(rèn)定部分水流并沒(méi)有經(jīng)過(guò)環(huán)空峰，而是直接向射孔層流進(jìn)，且上返水流中的部分經(jīng)過(guò)封隔器直接向上部射孔層流進(jìn)，促使封隔器解除封閉[4]。

而在2#井中展開(kāi)相關(guān)流量測(cè)試之前，展開(kāi)了有關(guān)同位素吸水剖面的測(cè)試，對(duì)實(shí)際解釋結(jié)果的對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，在實(shí)際中同位素僅僅是對(duì)完成進(jìn)水之后的射孔層顆粒堆積進(jìn)行反映，而難以根據(jù)此決定封隔器是否處于良好的密封狀態(tài)，且遠(yuǎn)不如相關(guān)流量測(cè)量方式能夠獲得更為清晰的水流流動(dòng)進(jìn)程及實(shí)際方向結(jié)果。

3.3 分析應(yīng)用效果

分析該測(cè)井方式下的實(shí)際應(yīng)用效果，開(kāi)啟3#井進(jìn)行測(cè)試分析。在3#井中設(shè)計(jì)了較少的應(yīng)用工具，共計(jì)包括了封隔器1個(gè)、配水器兩個(gè)及射孔段兩個(gè)。因此在該水井中僅需要展開(kāi)一次同位素的釋放檢測(cè)即可。結(jié)合實(shí)際情況，在井深1 208 m 位置將同位素釋放之后，根據(jù)該圖中的具體內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)峰值處于緩慢移動(dòng)的狀態(tài)中，則證明當(dāng)前階段的上配具有相對(duì)較少的進(jìn)水效果，且在第二射孔段當(dāng)中具有較少的環(huán)空峰，但是發(fā)現(xiàn)在該射孔層中全部吸納了下配進(jìn)水。

基于這樣的檢測(cè)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)在本次測(cè)井作業(yè)中，1號(hào)射孔段具有相對(duì)較少的進(jìn)水表現(xiàn)，通過(guò)計(jì)算實(shí)際水量?jī)H為3.35 m3，主吸層為2號(hào)射孔段，基于這樣的結(jié)果則能夠與同位素解釋方法結(jié)果形成相一致的表現(xiàn)。并且在細(xì)化射孔層之后，對(duì)地層的吸水能力展開(kāi)評(píng)價(jià)，則構(gòu)成了表1所示的解釋結(jié)果。

表1 3#井相關(guān)流量測(cè)井解釋結(jié)果

基于這樣的效果分析，發(fā)現(xiàn)環(huán)空測(cè)井作業(yè)當(dāng)中，相關(guān)流量精細(xì)吸水剖面解釋方法尤為重要，能夠獲得最為清晰的水流軌跡，具有良好的精細(xì)分層以及工具性能驗(yàn)證等優(yōu)勢(shì)，便于為油田開(kāi)采提供和更為精準(zhǔn)的測(cè)井結(jié)果，進(jìn)而為油田開(kāi)采奠定良好基礎(chǔ)。

4 結(jié)束語(yǔ)

在油田開(kāi)采作業(yè)中，面對(duì)越來(lái)越嚴(yán)峻的開(kāi)采量，為了提升開(kāi)采效率，需要對(duì)油田水井展開(kāi)測(cè)井作業(yè)，從而確定產(chǎn)液量，因此就需要應(yīng)用相關(guān)流量精細(xì)吸水剖面解釋方法加以處理。在同位素追蹤的基礎(chǔ)上，合并流量、井內(nèi)溫度等相應(yīng)參數(shù)展開(kāi)綜合解釋，則能夠形成更加精確的測(cè)井效果。