油田测井（精选10篇）
油田测井 篇1
0 引言
根据地质和地球物理条件, 合理地选用测井方法, 可以详细研究钻孔地质剖面, 为探测油田提供所必需的数据, 如油层的有效厚度、孔隙度、含油气饱和度和渗透率等, 还可以为研究钻孔技术提供理论依据。本文介绍了几种常规的测井方法和在油田开采中的应用。
1 碳氧比能谱测井方法的应用
碳氧比能谱测井是一种脉冲中子测井方法。其探测深度较浅, 主要用于套管井测井, 克服了目前电测井不能用于评价套管井中地层含油性的困难。
1.1 碳氧比能谱测井的原理
我们都知道, 石油是碳氢化合物, 不含氧元素;而水是氢氧化合物, 不含碳元素。所以在含油岩层中碳元素的含量比在含水岩层中多, 而在含水岩层中氧元素的含量比在含油岩层中多。利用这个基本原理, 向地层发射快中子 (14Me V) , 同时记录分析快中子与地层中元素发生非弹性散射作用而产生的γ射线能谱。碳氧等多种元素受到快中子非弹性散射作用后, 将以发射γ射线的形式使自己的能级退降到原来的稳态。因为每种元素所释放的γ射线的能量不同, 我们可以根据所接收到的γ射线的能量, 来确定某种元素的存在, 此能量的γ射线称为该元素的特征γ射线。碳元素的特征γ射线的能量是4.43Me V, 氧元素的特征γ射线的能量是6.13Me V, 如此的能量差别很容易将两种γ射线区别开来。其他元素如硅、钙、氮等也会受到快中子的非弹性散射作用而发射γ射线, 但它们或是特征γ射线能量与碳、氧元素发射的能量不同, 或是反应几率小, 或是在地层中的含量少, 在能谱中不作重点分析。所以分析非弹性散射γ射线的能谱, 便可以知道碳氧两种元素的相对含量, 得到碳氧值, 再根据碳氧值的高低推断含油饱和度的大小。
1.2 碳氧比能谱测井的应用
碳氧比能谱是上个世纪50年代在世界兴起的一种脉冲中子测井方法, 在我国以大庆为代表的测井工作者率先进行了对碳氧比能谱测井方法研究, 经过数年努力, 测井工作者不断攻克技术难关, 不懈努力, 现在已经获得一大批技术成果, 不断改进和发展碳氧比能谱测井仪。
目前存在的碳氧比能谱测井仪主要有:NP系列碳氧比能谱测井仪、COR型高精度碳氧比能谱测井仪、伴随粒子碳氧比能谱测井仪、小直径碳氧比能谱测井仪。仪器经历了由点测到连续测量, 由耐低温到耐高温, 由模拟电路到数字电路, 由单晶到双晶的不断发展和完善过程。特别是COR型高精度碳氧比能谱测井仪, 具有工作稳定性和测定数据精确性等特点, 在多口油田中都采用了这种测井仪器;还有小直径碳氧比能谱测井仪, 缩小了中子发生器的直径, 中子爆发的截止时间比原来缩短, 实现了锐截止, 在一口井的任何阶段都可以测量, 具有独特优势。
人们利用碳氧比能谱测井仪, 对γ射线能谱进行数据采集和处理, 依据数据分析油层和水层以及油层剩余油饱和度, 然后广泛应用于油田的开发。比如:1) 通过碳氧比关系式确定井中剩余油的饱和度;2) 通过测量含油砂岩和含水砂岩的碳氧比确定油层被水层淹没的位置, 划分水淹层;3) 通过测定两地之间油、水含量变化, 监测油、水运移情况, 为进一步挖井采油提供了方向;4) 根据达西定律, 分析一个储集层的平面径向流的稳态流, 求出油和水的相对渗透率, 进一步求出产层产能。
另外, 测井工作者在碳氧比能谱测井实践中完善了勘测程序, 提高了数据的精确性和高效性, 我国测井技术得到了不断的改进, 人们将会研制出更加先进的仪器设备用于测井工程。
2 储存式同位素示踪测井法及应用
目前我国许多油田的注水井压力逐年上升, 要在不卸压的情况下, 用电缆测井是难以获取相关资料。因此, 掌握注水剖的测井技术显得非常重要。下面简单介绍了注水剖面测井的一种新技术——存储式同位素示踪测井, 并分析了测井资料的应用效果, 简单阐明了该技术在注水剖面测井中的优越性。
2.1 储存式同位素示踪法的原理
存储式同位素示踪测井仪下井前与地面PC机通过通信接口联接, 由PC机井下仪器发送命令设置测井各项参数, 示踪仪定时启动测井工作。示踪仪中的同位素释放器采用爆炸式释放, 点火头定时引燃, 在密闭仓体内产生高能气体推动活塞运动, 在连杆的带动下, 上下活塞一起运动, 同位素从释放器仓体中排出。仪器的γ、温度、接箍3个探头获取的信号经各自的信号处理电路分别进入微处理器相应的端口, 在微处理器控制下完成数据采集、存储。测井结束后, 地面PC机与井下仪器联接, 进行数据的读取、处理。
2.2 储存式同位素示踪法的应用
储存式同位素示踪法在测井中的应用有:1) 在超高压注水中取得动态注水资料:比如为了了解一口井的注水状况, 利用存储式同位素示踪测井仪进行施工, 可以顺利取得该井的注水剖面资料, 如水的静温、流温和升温曲线;2) 准确确定注水剖面:利用温度和γ射线具有很好的匹配关系, 通过同位素示踪γ射线确定注水剖面;3) 为油井配注调剖采取工艺措施提供依据:比如为了搞清某井在高压注水条件下地层的吸水状况, 利用同位素示踪法从注水剖面曲线、井温曲线和其他资料的综合分析, 确定这口井是否存在单层吸水的严重状况, 以便及时采取调剖措施。
3 结论
本文选取了碳氧比能谱测井法和储存式同位素示踪法两种常规的测井方法, 分析了它们的原理和采集的资料在油田开采中的应用。为了减少钻井取心工作量, 提高勘探速度, 降低勘探成本, 紧密围绕油田勘探和开发主题, 我们还要掌握更多先进的油田测井方法, 这是油田勘探工程的重要前提。
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油田测井 篇2
随着石油勘探开发的深入，我国大部分油田都已进入到注水开发阶段，对于注水开发的油田，特别是开发非均质多油层的油田，渗透率在纵向上的分布是不均匀的，这就造成注水井的注水剖面和生产井的产液剖面的前缘是不均匀的。随着开发的进行，层间矛盾越来越突出，势必造成单层突进，综合含水上升，产油量下降。要保持油田的高产和稳产，控制综合含水的上升，其主要手段是在非均质的条件下，对高含水层进行调剖堵水，对低含水层进行压裂、酸化或射孔等。这就需要我们要了解油层的动用情况以及油水分布状况，弄清高含水层和低产液层及未动用层所在的确切部位，使各种作业做到有的放矢，为此，进行注水剖面和产液剖面的测定很有必要。但是，由于对油层的强注强采，长期受注入水的“冲刷”和“淘洗”，油层物性发生了较大变化，油气水的分布更加复杂，仅靠开发初期的地质等静态资料的分析是无法判断开发后期油田的注水剖面和产液剖面形状的，必须进行生产动态测井。
生产测井是指油田在开发过程中的测井项目和油井工程测井的总和，主要包括注入剖面测井方法，产液剖面测井方法，工程测井以及地面重复仪器测试等。注水剖面和产液剖面测井是生产动态测井的重要部分。利用生产动态测井所提供的注水剖面和产液剖面等资料能为确定油层渗透率在纵向上的分布特征，制定切实可行的综合调整措施，确定油田开发部署以及制定二次、三次采油方案和配产、配注方案等提供重要依据。
注水剖面的测定 确定注水剖面的测井方法较多，常见的有井下流量计法、放射性同位素载体法、示踪法、井温法等，下面分别介绍它们的测井原理：
一、井下流量计法：井下流量计分涡轮流量计和示踪流量计两种，涡轮流量计可用于注水井，也可用于生产井，包括两相流和三相流，这里，只讨论注水井的情况。流量法是通过测量流体的流速来测得流量，从而确定注水井的注入剖面。涡轮流量计的主要元件是涡轮，涡轮轴上固定一个永久磁铁，其两边为感应线圈。测井时，仪器居于井筒中，可以进行点测，也可以在移动中测量，点测适合于低流量的井，一般采用集流式涡轮流量计，连续测量使用于高流量或中等流量的井，测量的是井筒的中心速度。井中的流动速度推动涡轮转动，永久磁铁随之转动，感应线圈切割磁力线而产生了一组类似于正弦信号的电脉冲信号。这些信号通过电缆传送到地面，由地面仪器接收并被转换为涡轮每秒钟转速（RPS）。
RPS大小与流体流速有关。它们之间的关系称之为流动响应曲线，二、示踪流量计法：示踪流量计用于测量生产井和注入井的流体速度，适用于流量低不易用连续涡轮流量计测量的流体速度。尽管这种方法在理论上同样适用于生产井，但由于它在测量流度时需要向流体中注入少量放射性示踪物质，对原油造成污染，因此在注入井中较为常用。它利用示踪剂来跟踪流体流动，通过测量射入流体的放射性示踪剂的速度来确定分层流量。常用的示踪流量计有两种：单发单计数示踪流量计和单发双计数示踪流量计。现有的井下仪，两探头的间距有1英尺、3英尺、5英尺。根据注入井的注入量大小，可选择适当的间距。在测井的过程中，仪器是停稳后点测的。
三、放射性同位素载体法：放射性同位素载体法是利用人工同位素作为示踪剂来研究采油注水状态和油水井技术状况的一种方法，是利用自然伽马测井仪，配合必要的施工和测量过程来实现的。这里所谓的示踪，就是把同位素示踪剂加入到注水井的注入流体中，该示踪剂随着流体物质的运动而运动，通过对示踪剂的跟踪测量对注入流体进行“示踪”，来判断和计算流体流经的路径、去向和流量，以达到评价注入状态和油水井情况等的目的。
四、示踪剂损失法：该方法只使用于单探测器示踪仪，可在低流量下确定注水井吸水剖面。测井时，在所有吸水层以上一定距离处由注射器注示踪剂，示踪剂在注入流体中扩散形成示踪段塞。然后迅速将仪器下方到该示踪段塞以下，并以均匀速度上提测量，直到该仪器通过示踪段塞，伽马射线强度接近自然伽马射线强度为止。第一次测得的示踪剂放射性强度曲线接近菱形或三角形，然后再将仪器下放到示踪段塞以下，重复以上过程，直到示踪段塞消失或显示其速度为零(一般在15-20分钟以内)，这样便可得到示踪段塞随注入水流动时的伽马射线强度剖面及分布。
五、井温法：地球是一个散热体，在未被扰动的情况下，某点的温度只是该点位置的函数，地温与深度的关系基本上一条直线，称为地温梯度线，其斜率即为地温梯度，随着地区的不同而不同，变化范围在1.1-3.60C/100m之间。由于产出流体和注入流体与地层温度有差异，在生产井和注入井中，尤其在有气体产出或地层之间有窜槽等的情况下，地温梯度线要出现不同程度的异常现象。井温测井正是利用这些现象来反映生产井和注入井的流动状态。
井温测井方法分井温梯度测井、微差井温测井和径向微差井温测井，一般所说的井温测井指的是井温梯度测井。井温梯度测井测出的是井中流体沿井身的温
度变化，微差井温测井测出的某一定距离(比如说一米)的两点间的距离，实际上就是井温梯度测井。在地温正常的井段，其基本上是一条直线，在异常处，其变化比普通测井曲线明显的多。径向微差井温测井测出的是套管上相对两点之间的温差。在管后无窜槽时，套管周围温度相同，在注入井中有窜槽时，可以清晰地分辩出来。
井温测井是应用较早的测井方法之一。其方法和设备简单，在测井中得到广泛的应用。但主要用来定性或半定量地判断产水层、产气层和吸水层，以及判断层间窜槽等。今年来，井温测井资料的定量解释受到人们的重视，并逐步得到实现。
产液剖面的测定 生产井的产液剖面一般是在两相流动情况下测定，在两相状况下，每相流体的性质、流速和流量不同，出现了不同的流型。由于影响流型的因素多，机理复杂，给各种流型及其相互转化的定量描述带来很大困难，流型对各种测井仪器的响应更是难以确定，所以，产液剖面测井解释比注水剖面测井解释要复杂得多。注水剖面测井解释工作关键是确定流体流速，在产液剖面测井解释中流速和持率的确定仅仅是基础，关键问题应归结为在已知总平均流速、持率和流体性质参数的前提下，如何求解各相流体的表观速度。现有的对两相流的测井解释一般有三种方法：图版法、滑脱速度模型法和漂流模型法。
一、图版法：图版法就是根据生产测井资料和两相流模拟实验资料作出的图版来确定各相流量。图版法反映了两相流动条件下持率、各相表观速度、总表观速度和视流速各参数之间的关系，由求得的持率和流体总的平均速度，通过查图版可求得各相表观速度和总表观速度，然后计算出各相流量，避免了滑脱速度的估计问题。
二、滑脱速度模型法：由于油水两相流体的密度、粘度、持率等参数不同，在两相流动时，会出现油的速度大于水的速度，出现油相相对于水相的“滑脱”现象，所产生的两相间的速度差即为滑脱速度。
油田测井 篇3
关键词：测井技术；复杂储层；低孔低渗
中图分类号：P618 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）29-0031-04
随着油气勘探、开发对象的日益复杂，测井新技术以其高精度、大信息量的采集，在很大程度上可以弥补常规测井的不足，对非均质油气藏等具有较强的适应能力，特别适合于提供裂缝、孔洞等非均质信息，并在研究储层孔隙结构、沉积环境等方面具有常规测井不可比拟的优
越性。
电成像测井技术是在井下采用传感器阵列扫描或旋转扫描测量，沿井纵向、周向、径向大量采集地层信息，经过计算机图像处理和地质家信息拾取解释，可以对地层产状、地质构造、沉积相与古水流方向、裂缝产状及发育程度、地应力等地质特征和地质事件作出定性和定量分析评价。核磁共振测井可以有效划分储集层，提供地层的各孔隙度组分，指导储层物性下限确定，研究储层孔隙结构特征和渗流特征，利用差谱、移谱等观测方式，有效解决岩性复杂、低对比度油层识别难题，与常规测井资料结合改进地层评价精度。正交多极子阵列声波测井可以获得高质量的储层纵波、横波、斯通利波，确保岩石力学参数计算的精度，结合常规及成像资料进行井眼稳定性评价，通过对横波分离，进行各向异性分析，判断地应力方向以及预测压裂缝走向，根据声波能量衰减可以对裂缝有效性进行评价。
1 低孔低渗储层评价
低孔低渗储层具有非均质性强、孔隙类型复杂多样的特点，利用常规测井资料进行物性参数计算、有效储层划分和流体性质识别都具有相当大的难度，主要表现为：一是储层岩性复杂、非均匀质强，储层间非渗透性隔层类型多，准确划分有效储层有很大的难度；二是砂砾岩储层母岩类型变化大，岩石骨架不好确定，电阻率测量受岩石骨架和孔隙结构影响严重，使储层流体性质难以判断；三是储层非均质性强，裂缝、溶蚀孔发育使孔隙结构复杂，储层参数计算模型建立存在困难。
低孔低渗油气藏测井评价思路可以概括为：分析影响储层特征的地质因素，结合地质、成像测井等资料形成细分单元、精细解释的思路；以岩石物理研究为基础，以储层孔隙结构为核心研究对象，完善储层评价解释模型，形成“高精度测井采集、分类型精细解释、多信息综合评价”的测井评价思路。
Y935井是位于济阳坳陷东营凹陷北部陡坡带东段Y930砂砾岩体较高部位的一口评价井，其钻探目的是向西南扩大Y930井区沙河街组砂砾岩体含油气范围，对区块储量计算有着重要意义。在Y935井沙四段砂砾岩井段，各种岩性不均匀分布，相变迅速。根据成像测井反映的粒序变化和岩石特征，对常规测井三孔隙度曲线进行刻度，划分出泥质夹层和致密砾岩，为储层评价中的岩性划分提供了可靠依据。核磁共振T2谱对泥质反映灵敏，其有效孔隙度和可动流体孔隙度指示了有效储层的存在，参考油气T2谱拖曳的特征评价储层含油性。
50号层，4127.5～4139.5m（图1），顶部2m电成像测井显示为砂岩夹泥质条带，地层电阻率7Ω·m，核磁测井T2谱拖曳，差谱含油信号明显，核磁有效孔隙度7%，其泥质条带的存在造成电阻率降低，核磁孔隙度减小；下部4131.2～4139.5m井段为砂砾岩夹泥质夹层，电阻率9～20Ω·m，核磁有效孔隙度6%，T2谱及差谱有油气信号，测井综合解释为油层。该层2009年9月16日试油，测试日产油0.28m3，含水0。10月20日压裂试油，日产油7.9m3，水1.1m3，含水10%。
2 裂缝性储层评价
胜利油区裂缝性储层以火成岩、变质岩为主，具有层内岩石结构复杂、岩性分布变化大、规律性差，储层类型多变、非均质性强等特点，常规测井在火成岩等裂缝性储层的评价中受到很大的挑战。成像测井技术的应用提高了解释评价的水平。通过结合地区特点，建立测井信息与火成岩、变质岩储集层特征的对应关系，充分利用地区测井资料，将定性与定量等多种评价方法相结合对裂缝性储集层进行全面的、定量的综合评价；总结出适合区域特点的、可操作性强的储层测井评价方法，指导火成岩、变质岩储集层的进一步开发，为裂缝性油气藏识别与解释评价提供依据。
2.1 建立岩性识别模型
成像测井通过井周地层电阻率的变化，能够以图像的形式直观地描述火成岩的结构、构造特征。为了应用成像测井资料有效地观察火成岩的结构和构造，需要在岩心刻度下，建立成像测井结构、构造识别图版。分析钻井取心岩心扫描照片，根据溢流相和喷发相火成岩所具有的典型的结构构造特征，与成像测井图像对比，建立成像岩性解释的图版（图2）。
2.2 储层物性参数计算
火成岩储层多为多重孔隙结构，需要进行孔隙空间类型的识别。火成岩储层储集空间类型复杂，既有原生孔隙，又有孔喉变化较大的次生溶蚀孔隙，除了要进行基质孔隙度评价外，还必须进行裂缝识别与评价。核磁共振测井可以精确评价储层基质孔隙，成像测井可以进行裂缝参数定量计算，两者结合可以对基质孔隙、裂缝发育储层进行有效评价。
2.2.1 基质孔隙度计算。在复杂岩性储层，核磁共振是进行基质孔隙评价较为有效的方法。在碎屑岩储层中，核磁共振测井不仅能够直接获得地层的孔隙度和渗透率，而且可以定性地反映储层的孔隙结构。但是，在火成岩地层中，由于铁磁矿物的存在，对核磁共振测井有一定影响。中-基性火成岩由于顺磁物质的含量较高，核磁共振测井的适应性较差；酸性火成岩顺磁物质的含量较低，T2谱能够有效表征火成岩的孔隙结构特征。
2.2.2 裂缝参数计算。计算裂缝参数的方法较多，但最有效的计算裂缝参数的方法是利用电成像测井估算裂缝参数。根据电成像测井静态和动态加强图像，通过人机交互方式拾取地层裂缝，对裂缝的产状进行描述。与地层流体储集和运移有关的裂缝为高导缝，是由钻井泥浆侵入所致。有效的高导开口裂缝既是储集空间，也是良好的油气流产出的渗流通道，高导缝越发育，储层物性越好。通过对高导缝特征值的描述，可定量计算出高导缝的裂缝密度、裂缝宽度、裂缝长度等裂缝参数，最终计算裂缝孔
隙度。
2.3 储层有效性评价
2.3.1 孔隙有效性评价。核磁共振测井能准确计算储层总孔隙度、有效孔隙度、毛管束缚水孔隙度、可动流体体积，可以评价储层孔隙结构，进而可直观清晰地将有效储层划分出来。
2.3.2 裂缝有效性评价。成像测井虽然能有效地识别出裂缝，但却无法区分低阻充填缝和开口缝，也无法区分垂直裂缝和垂直的钻井诱导缝。综合应用正交多极子阵列声波测井可以较好地排除裂缝识别的不确定性。任何各向异性或非连续性介质，对声波的传播都会产生影响，如果不连续介质为流体时，将对声波的传播产生巨大的影响，造成声波能量的明显衰减，这就是开口裂缝的情况。诱导缝由于切入井壁较浅，而声波测井探测深度较深，对纵波、横波和斯通利波能量衰减影响都不大。
P66井电成像和声波幅度衰减图1275～1298m井段电成像测井裂缝发育（图3），但声波幅度衰减图上单极波形图无变化，纵波、横波和斯通利波幅度都无衰减，因此，该段裂缝应为无效的充填裂缝。1313～1321m、1327～1350m井段电成像图上裂缝发育，声波幅度衰减图上横波、斯通利波衰减幅度大，说明裂缝为角度较高的有效开口裂缝。
3 水淹层评价
油田经过多年的注水开发，油层水淹程度较高。由于注入水性质多变，储集层特性受多种因素的影响和制约，难以用常规电阻率测井判断含油饱和度，给常规测井解释评价带来一定困难。且常规测井曲线难以反映储层孔隙结构，评价储层自然产能困难。核磁共振测井具有受岩性和地层水矿化度影响小的优势，它既能反映地层的孔隙度及孔隙结构，又能在一定程度上反映地层的流体性质，为水淹层的识别提供了一种新的途径。
3.1 T2分布评价水淹程度
储集层在水淹前，孔隙结构主要受沉积相带的分布和成岩后生作用等因素控制。注水开发后，储集层经长期的注入水冲刷，岩石孔壁上贴附的粘土被剥落，高孔隙度、高渗透率地层通常先被水淹，由于注入水的冲刷使得大孔隙中的粘土被冲掉，喉道半径加大，以至常规测井资料难以评价储集层的孔隙结构。因核磁共振测井在评价储集层孔隙结构和流体性质方面有明显的优越性，故可以应用核磁共振测井来识别水淹层并进行水淹级别的划分（图4）。
GD7-42-更155井11号层（1330.5～1335.0m），层位Ng63，总孔隙度为30%，有效孔隙度为22%，核磁渗透率为20mD。T2谱上长T2谱组分较少，以短T2谱组分为主，T2谱分布范围相对较为集中，T2谱幅度较高，以小孔径分布为主。气测数据异常，岩屑录井油迹显示，解释为油水同层（图5）。射孔井段1330.5～1334m，2012年7月12日，日油3.2t，含水13.2%；2013年1月25日，日油6.4t，含水10.1%。
3.2 扩散分析评价含油性
从对孤东油田七区、八区的资料分析来看，该区储集层以特高含水、高渗透性、中质粘度油砂岩储集层为主。当水淹层中所含油为中等粘度油时，自由弛豫和扩散弛豫仍然同时起作用，扩散弛豫项的贡献占优势，又由于中等粘度油的扩散性比水差，所以通过将长回波间隔TEL加长，使水峰向T2减小的方向移动更明显，以达到油、水峰在T2谱上位置的进一步分离，进而可以区分油、水信号。
GD7-22-斜更20井位于孤东油田七区西南部，井区内无断层，西南部高，东北部低，构造平缓。13号层（1296.6～1306.5m），层位Ng上，标准T2谱以大中孔径组分为主，长回波间隔T2谱前移不明显。核磁计算总孔隙度为33%，有效孔隙度为28%，核磁渗透率为149mD。该层气测数据异常，岩屑录井有油斑显示，综合解释为油层，有效厚度6.5m（图6）。射孔井段1301.4～1304m，70×4.2×2，日油12t，含水15.3%。
4 结语
低孔低渗储层、裂缝性储层、水淹层是目前测井评价中较为复杂的油气藏类型，也是增储上产的主要阵地，其测井评价的重点和难点也不尽相同。通过研究，逐一梳理明确了这些复杂油气藏的测井评价技术，形成了有效的关键评价技术。
（1）低孔低渗储层的成像测井岩相、岩性识别解释评价方法和核磁共振测井孔隙结构评价方法以及以此为基础的储层有效性评价和下限确定方法。
（2）火成岩油气藏岩性测井识别图版与技术，基于电成像测井和核磁共振测井的储层参数定性和定量评价技术，基于正交多极子阵列声波的储层有效性评价技术。
（3）针对水淹层评价的水淹程度评价、流体识别
技术。
测井新技术对复杂油气藏测井评价具有十分重要的作用，在今后的应用中要注重技术的适用性、做好测井设计、完善解释评价方法、围绕开发中的迫切问题，及时开展针对性攻关，完善并发展相关的测井解释评价方法，提高解释水平和符合率，满足实际生产需要，有效促进复杂油气藏测井新技术资料的深化应用。
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吴仓堡油田测井解释模型研究 篇4
1 储层特征
1.1 储层岩性特征
从工区内下组合薄片鉴定资料统计结果来看, 样品中石英含量为13-49.8%, 平均27%;长石含量范围为40-79%, 平均56%;岩屑4-63%, 平均17%。利用砂岩成分三角图可定名为岩屑长石砂岩或长石砂岩。垂向上长10至长7石英含量呈上升趋势。前人研究表明[2], 在此期间鄂尔多斯盆地经历了湖盆的形成到不断扩大, 导致沉积物搬运距离变远, 砂岩成熟度不断升高。
1.2 储层物性特征
延长组下组合各油组物性较差, 属于典型的低孔低渗储层。根据工区内26口口井237个实验室分析的物性数据, 整个下组合的岩心孔隙度大小范围在2.8-14.8%之间, 平均值8.21%;渗透率为0.035-6.366×10-3μm2, 平均值0.54×10-3μm2。其中以长10的物性最好, 平均孔隙度为9.7%, 渗透率为1.4×10-3μm2, 长7物性最差, 平均孔隙度为6.26%, 渗透率为0.33×10-3μm2。自下而上有变差趋势。
1.3 储层测井响应特征
受岩性、物性及含油气性的影响, 下组合储层测井响应特征复杂。但总体来说储层段自然伽马值一般小于100, 声波时差具有低值特征, 深浅侧向两条电阻率曲线具有明显的正幅差。并且随着物性的变差和泥质含量的升高, 电阻率明显降低。经统计, 油气层的地层电阻率值一般在20Ω.m以上, 含油饱和度则在40%以上。受地层水矿化度的影响, 部分井段有高阻水层及低阻油层存在, 需要从区域上对其进行分析, 这些因素识别油气层造成一定影响。
2 测井解释模型的建立
在充分了解储层岩性、物性、电性特征的基础上, 经过岩心归位, 测井曲线标准化等工作, 利用分析化验资料和电性资料, 建立储层测井解释模型。
2.1 孔隙度解释模型
下组合垂向上沉积环境的变化导致各油组储层特征的差异。反映在岩电关系上, 这种差异被进一步放大。以声波时差与孔隙度的相关程度来看, 整个下组合的相关系数要低于单个油组 (图1) 。依据工区内237个物性分析数据, 对长7、长8、长9和长10分别建立解释模型, 有效提高了模型的精度。如表1所示, 整个下组合的物性相关系数为0.8135, 而单个油组的相关系数均在0.9以上 (表1) 。
2.2 渗透率解释模型
渗透率是评价孔隙介质允许流体通过能力的重要参数, 其大小主要取决于岩石的孔隙结构[3,4]。通过样品的孔渗散点图发现 (图2) , 工区内样品孔渗的相关性较好, 因此可以利用孔渗关系上建立渗透率模型。同样, 垂向沉积环境的差异导致各油组孔渗关系的差异, 整个下组合孔渗的相关系数也要小于单个油组。分油组建立测井解释模型也有利于提高解释模型的精度。各油组孔渗关系式见表2。
2.3 含油饱和度解释模型
吴仓堡油田下组合属于孔隙型储层, 一般采用阿尔奇公式计算此类油层的含油饱和度。其公式如下:
式中:So为储层含油饱和度, %;a、b为经验系数, Φ为储层有效孔隙度, %;Rw为地层水电阻率, Ω.m;Rt为地层真电阻率, Ω.m;m为岩石胶结系数;n为饱和指数。公式中a、b、m、n等参数根据低孔渗砂岩岩电实验, 进行了合理的选择[5,6], 确定出a=1.5506;b=1.0908;m=1.81;n=2.1974, 地层水电阻率取值0.07Ω.m。
3 油层识别标准的建立
油层识别一般利用试油及生产数据, 将各类油层的声波时差与地层电阻率值进行交会, 从而可以获得其解释标准。但对于低渗透储层来说, 影响储层电性特征的因素众多, 加上垂向厚度大, 各类油层的界线往往不明显 (如图3左) , 同时, 样品点数量不足导致无法分油组进行油层识别。对此, 本次研究在物性解释模型的基础上, 利用孔隙度与地层电阻率做交会图, 各类油层界线分界明显 (如图3右) , 结合计算出的含油饱和度数据, 利用孔隙度界线反推出声波时差的界线值, 综合得出各类油层解释标准如表3所示。
4 应用效果评价
依据解释标准, 对工区内292口井进行二次解释, 并使用试油、生产等数据进行验证, 符合程度达80%以上。如D井, 长8段第32号层 (2210-2220m) 深侧向电阻率为37.5Ω.m, 声波时差为221.25μs/m, 原解释为干层, 本次解释为油层, 该井改层补孔后, 日产油4.8t。解释结论与生产情况相符, 充分说明本次解释模型的可靠性。
5 结论与认识
5.1 储层特征研究表明, 吴仓堡油田延长组下组合属于低孔低渗砂岩储层。受沉积环境影响, 其岩石学特征及物性特征均存在递变规律, 从而共同影响储层的测井相应特征。
5.2 整个下组合垂向厚度大, 只建立一个物性解释模型的精度要比分油组建立的模型精度低, 因此单个油组分别建立模型。含油饱和度模型使用了阿尔奇公式, 各参数通过实验室岩电分析获得。
5.3 使用常规的声波时差与地层电阻率进行交会油层界线不明显, 而利用物性解释模型的结论, 用孔隙度代替声波时差, 结合含油饱和度数据, 得出各类油层的划分级别。通过试油、生产数据验证, 其吻合效果较好。
参考文献
[1]何雨丹, 肖立志, 等.测井评价“三低”油气藏面临的挑战和发展方向[J].地球物理学进展, 2005.
[2]李文厚, 庞军刚, 等.鄂尔多斯盆地晚三叠世延长期沉积体系及岩相古地理演化[J].西北大学学报, 2009.
[3]雍世和, 张超谟.测井数据处理与综合解释[M].山东东营:石油大学出版社, 1996.
[4]丁次乾.矿场地球物理[M].东营:石油大学出版社, 1992.
[5]范宜仁, 邓少贵, 周灿灿.低矿化度条件下的泥质砂岩阿尔奇参数研究[J].测井技术, 1997.
油田测井 篇5
地应力的大小和方向是石油勘探与开发中的重要参数.成像测井系列中的偶极子声波测井和微电阻率扫描成像测井为地应力研究提供了丰富的基础数据.根据安棚油田的地质特征和收集到的测井及测试资料,优选出合适的地应力计算模型,在此基础上,给出了用成像测井资料确定模型中各参数的`方法,进而计算地应力.另外,也给出了利用成像测井资料处理结果确定地应力方向的方法.根据确定的方法对安棚油田的地应力进行研究,取得了良好的效果,能够满足现场生产的需要.
作 者：申辉林 朱玉林 SHEN Hui-lin ZHU Yu-lin 作者单位：中国石油大学,地球资源与信息学院,山东,东营,257061 刊 名：新疆石油地质 ISTIC PKU英文刊名：XINJIANG PETROLEUM GEOLOGY 年，卷(期)：2007 28(5) 分类号：P631.84 关键词：安棚油田 成像测井 地应力 方向★ 课题研究过程资料范文
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油田测井 篇6
关键词：生产测式,石油开采,分析与应用
石油资源作为一种十分稀少与重要的能源形式, 对于国家的发展社会的运行具有重要作用。生产测井技术可以对任何一种钻井类石油开采技术的内部流体进行准确的分析与测量, 提供准确的各项物理参数, 主要包括了流体密度、流体粘稠度等。生产测井技术提供的各项物理参数是工作人员进行分析的依据, 运用此技术可以很大程度上提升石油开采效率与改善石油开采效果。下文侧重分析了生产测井技术的具体应用与分析策略。
1 注入剖面的生产测井技术
1.1 同位素标记法
在实际的工作过程中, 我们广大的生产测井技术工作人员主要依靠放射性同位素进行标记分析。通过放射性同位素的标记作用放映出相应的内部流体的各项物理指标与参数。具体的工作开展流程如下:首先, 我们要绘制完成相关的测井走向与深度叠合曲线, 并以此作为挑选放射性同位素的依据。其次, 我们要根据实际的开采情况适当的划分吸水层, 并在先前绘制完成的叠合曲线中表明。我们需要指出的是, 吸水层的划分要紧密结合吸水面积的孔道底端界限, 不应出现偏差。
1.2 电磁流量生产测井法
简单来说, 电磁流量生产测井法是依靠电磁感应原理完成的。套管内收集到的流体含有较弱的导电微粒与介质, 其通过仪器探头时会产生电磁感应现象, 在相应的仪器表上被放大反映出来。这种方法具有一个明显的好处就是无论其内部聚合物的浓度如何, 都能测量出相应的物理指标与参数。一般来说, 电磁流量生产测井法与同位素测井法不能同时使用, 原因是放射性同位素会影响电磁感应效果, 进而影响到显示数据。
1.3 氧活化生产测井技术
随着油层开采的不断加大, 我们所使用的注入介质会越来越粘稠和复杂, 上述的常规方法已经无法满足实验的目的, 氧活化测井技术应运而生。氧活化生产测井方法是一种测量流体流动速率的方法。其主要依据中子源发射出的中子与流体中的氧原子发生化学反应, 具体的反映方程式为n+16o→16N+p。我们依据16o的分布情况来判断流体的开采情况。在实际的开展过程中要根据实际的水流方向对装置进行调整:当水流为向上流动时, 中子发射源在上, 探测器在下;当水流为向下流动时, 中子发射源在下, 探测器在上。
2 产出层剖面生产测井技术
产出层的测井问题是整个石油开采过程中生产测井技术的重要组成部分, 同时也是动态检测的主要内容之一。简单来说, 产出层的剖面生产测井技术主要依靠测井仪器对收集到的流体进行必要的各项指标检测。其录取资料主要包括了井内温度、井内压力、流体密度、流体含水率以及必要的磁定位和自然伽马。在实际的工作中, 我们按照工作项目设立了如下的参考曲线:其一, 流体井温曲线。该曲线主要是大致分析井内各个层次的动态资料, 提供必要的温度参数。其二, 流动压力曲线。该曲线主要用于判断流体在产出层的形态以及压力情况。其三, 磁定位曲线。磁定位曲线主要用于测井深度的矫正和上述各条曲线的深度比对。产出层的生产测井技术为管道压裂、酸化、沙化以及堵水提供了必要的解决依据和实施参考。
3 储层生产测井技术
一般来说, 我们在储层使用的测井技术多为硼-中子寿命测井法。硼-中子寿命测井法主要依据中子源发出的高能快中子与流体中的核原子发生化学反应, 依据射线的强弱来反映实际的石油开采效果。具体的工作开展流程如下:首先, 完成筒井、冲沙与洗井工作, 确保井道的畅通。其后, 完成基线的设定与划分。然后, 向油田土层中注入硼酸液。硼离子可以渗透进入到油田的流体中, 由于硼离子不溶于水而溶于油的特性和硼离子天然的俘获截面极高的优点, 流体中的水面以及油面在俘获截面存在较大的差异。最后, 通过地面俘获截面的实际情况绘制出截面曲线图, 为工作人员提供必要的工作依据。为硼-中子寿命测井法可以较为准确的测量出涂层的含油量以及相应的水层动用情况, 为石油开采的后期增油卡水提供必要的依据。
4 测井筒的分析与应用探索
测井筒的应用已经非常普遍, 我们还需要对其进行进一步的分析, 我们经过调查研究, 研发了以套管壁检测技术 (36臂测井) 和管外水泥胶结检测技术 (声波密度测井) 为代表的工程测井。我们还会对其进行进一步的探索, 使测井筒的技术得到更加广泛的应用, 我们的相关工程能够更快地完成相应的任务。工程测井的工作还需要我们不断进行探索, 使我们的工程更加完美地交工, 套管探伤的原因主要是油田开发过程中射孔对于套管的影响, 当然还有地层水对套管的腐蚀。还要提高泵的工作效率, 以促成整体测井工作的完成。
5 结语
石油资源作为既重要又稀少的重要能源, 生产测井技术大大改善了我国的石油开采现状, 可以较大程度上提升石油开采效率并完善石油开采效果。希望上述文字能对油田生产测井的分析与应用起到一定的帮助与推动作用。
参考文献
大庆油田常规测井数据管理研究 篇7
测井数据是油田珍贵的数据资源。随着油田勘探程度的不断提高, 测井数据的管理逐渐变成油田企业管理的一项重要工作, 对测井数据管理的优劣直接影响着油田勘探乃至整个油田企业的运作。然而, 测井数据信息量大, 格式繁多, 数据的查找、浏览和使用都存在一些不方便之处。几十年来, 各个油田都积累了大量的测井数据, 就大庆油田而言, 大庆油田现有测井数据文件近20万个, 如何使这些数据的查找、浏览和使用更加方便, 如何避免因数据格式不同而带来的不便, 如何使这些数据得到充分共享是我们所必须面对的问题。
针对上述情况, 笔者结合大庆油田A1项目推广使用阶段的实际, 谈谈大庆油田信息研究室在测井数据管理与服务上的一些经验和对未来测井数据管理的一些建议。
1 大庆油田测井数据管理现状
大庆油田的常规测井数据可以分为开发井测井数据和探井测井数据两种。开发井测井数据格式较简单, 主要为阿特拉斯公司的La716格式和一些文本格式, 但数据量较大, 占数据总量的90%以上;探井测井数据数据量较小, 但格式繁多, 处理起来较为复杂。在数据管理中, 大庆油田目前所有的常规测井数据都为统一的Las2.0格式, 为了管理上以及应用上的方便, 每一个数据文件建立了索引, 索引内容包括井名, 深度, 测井内容, 存放位置等信息。数据服务主要通过PE, 勘探开发信息提供系统和人工服务3种方式结合来完成。
2 测井数据管理上的一些经验和建议
测井数据的管理工作主要可分为数据收集整理和数据服务两个方面, 而这两方面工作的核心是数据格式的统一和数据索引的建立, 因此, 本文就以上两个工作展开讨论。
2.1 数据格式方面
目前, 大庆油田和其它油田的常规测井数据都统一为Las2.0格式存储, 并且该格式是目前唯一一种被大多数软件所接受的用于存储测井数据的文本格式, 但是这种格式在细节上的要求不够严谨, 并且这些细节上的不同会导致数据在不同软件间的通用性变差, 比如, 由PE下载的Las2.0格式的数据中“-0.5”表示为“-0.5”, 这种数据的表示方法会导致在某些国产软件的加载错误;有些软件产生的Las2.0格式中WRAP选项有“Yes”、“No”这样的字符, 导致在OpenWorks中无法正常使用。为了解决这些细节上的问题, 提高测井数据的通用性, 我们对数据做了进一步规范 (图1) 。规范内容包括图1所示的冒号的位置, 小数点的位置, WRAP选项中大小写的规定等内容。
在数据服务中, 由于不同软件需要的数据格式和信息不同, 为了方便地质人员应用, 我们以标准的Las2.0格式的数据为基础, 采用C#进行编程, 开发了一套能够将Las2.0格式测井数据转换为各种软件所能直接加载的格式, 包括从Las2.0到carbon, logvision, geolog, geoframe, direct, forward文本的转换功能, Las2.0信息的完善功能, 还有曲线的抽取, 截取等功能。在程序设计上, 首先实现对Las2.0数据读取、拆分、保存有效信息功能, 这个功能主要是通过Las2.0格式中标识符与正则表达式结合使用, 读取相应信息并将Las头信息保存在相应的变量中, 将数据体保存在二维数组中;之后的数据转换过程实际上就是一个对已保存信息的完善, 修改或者删除后重新输出的过程, 如果涉及到对数据信息的完善或者修改, 可通过建立哈希表来完成。
在数据管理中, 标准统一、格式统一的数据无论是加载还是处理都能够给我们的工作带来诸多方便, 因此, 对数据的标准化要尽量细致, 要精确到每个字符, 越标准的数据在应用过程中越方便。
2.2 测井数据索引建立方面
目前, 大庆油田为每一个测井数据文件都建立了索引, 索引内容包括文件名, 文件对应的井名、Log名, 文件存储路径, 测井深度及测井内容等信息, 索引表的建立极大的方便了测井数据的管理, 并且在数据处理上, 尤其是在Las2.0格式信息完善功能中起到了很大的作用, 程序可以根据文件名与标准井号或者代码井号组成的哈希表, 为Las2.0格式的数据文件添加井号信息, 根据文件名与UWI组成的哈希表位Las数据增加UWI信息等等。
目前, 大庆油田对测井数据的索引建立只是在测井数据文件级别, 可以进一步细化到曲线级别。
UWI井号对照表记录井的坐标、井名、曾用井名等井号信息;测井项目表中记录的内容为测井数据文件的信息, 包括数据在服务器上的存放路径、井段、测井项目等信息;图头数据表记录泥浆性质等测井环境信息;解释成果表记录测井解释成果等信息;测井曲线表记录每个测井数据文件中每条曲线的信息, 由于La716格式的测井数据文件中没有保存测井曲线的单位, 通过此表可以对测井曲线单位进行批量补充, 另外在测井数据中部分曲线在曲线的顶端或者底端有异常值, 通过记录曲线最值和平均值等信息可以对曲线单位进行批量补充并且对有异常值的曲线进行查询确认;测井曲线代码表记录在不同的系统中对应的曲线代码名称;数据文件以文件的形式保存在服务器上。数据服务过程中, 如果用户需要原始文件下载, 那么只通过测井项目表检索查询下载即可;如果在Las文件中需要增加泥浆性质等图头信息, 可通过测井文件名称进行关联查询后对数据进行处理;如果需要按曲线下载, 或者需要对曲线增加单位, 更换曲线名称可以通过与测井曲线和测井曲线代码表进行关联后对数据进行处理;处理的方法可使用前文提到的哈希表来完成。上面这种索引的建立, 一方面可以通过测井曲线表对测井曲线数据的质量做进一步的控制, 另外也能够在数据服务中以更多的服务方式提供更多的信息。
随着油田勘探程度的提高, 测井数据被越来越多的科研人员应用, 提出的需求更多, 专业的地球物理工程师希望得到最原始的测井数据, 而地质工程师希望得到经过简单处理的, 可直接使用的数据。因此, 针对不同的人员需要提供不同的数据服务, 数据服务的好坏取决于数据管理的质量, 对数据的每条曲线都建立索引而不是把数据拆分成曲线存储到数据库中, 不但确保了数据的原始性, 满足地球物理工程师的需要, 又能够通过简单的程序对数据做基本的处理, 以满足地质工程师的需要, 并且通过对曲线值的保存进一步提高数据的质量。最后, 这种数据管理模式与PCEDM中测井数据部分的管理模式非常接近, 为以后可能出现的数据迁移奠定了良好的基础。
3 结束语
测井数据的管理不仅要做到数据的齐全完整、格式统一, 更重要的是应用方便, 数据应用情况的好坏是数据管理质量高低的最直观的也是最权威的体现。格式严格统一的数据不仅能够为数据的后续处理带来很多方便, 同时也向用户传递出数据管理者在数据管理工作中所持有的严谨态度;对数据建立精细的索引能够给数据的管理和服务工作带来更大的工作空间, 数据质量也能够在数据管理工作范围内有所提高。因此, 为格式严格统一的数据建立更为严格细致的索引能够使我们的测井数据管理与服务工作更上一个台阶, 为原油4000万吨稳产贡献我们的力量。
参考文献
[1]王奕.测井数据管理系统[D].长春:吉林大学, 2006.
L油田水淹层测井解释方法研究 篇8
1 水淹层测井响应特征分析
L油田属于中孔、中低渗油田, 分析研究区块水淹后测井曲线特征, 油层水淹后, 由于含油饱和度降低导致侧向电阻率曲线数值下降, 被水淹的局部部位出现凹凸现象;水淹层具有局部水淹或水淹不均的特点, 自然电位基线在部分水淹的地方发生偏移, 但在测井曲线图上反映不明显。
2 水淹层定性划分
对于研究区块, 由于其独特的地质条件、沉积条件和人为因素的影响, 使得除了电阻率曲线外, 其他测井曲线反应都不明显, 因此, 能够用来判别水淹与否或水淹程度的测井信息主要为电阻率曲线。由于电阻率的大小与孔隙度、含油饱和度、混合地层水电阻率以及泥质含量等有关, 因此本身的大小也不能判断是否水淹或水淹程度, 通过实验和观察得到的水淹层电阻率降低一般是指相对值, 即水淹情况下的电阻率与没有水淹情况下的电阻率相比较而言的。用数学式表示这种降低的方式:
其中, ΔR表示水淹以后同没有水淹以前相比电阻率的变化率;Rt表示当前地层的电阻率, Ω.m;Rti表示原始地层电阻率, Ω.m。当ΔR趋近于0, 则说明没有发生水淹;ΔR越大, 说明水淹越严重。其关键是获得原始地层电阻率Rti值, 认为原始油层的含水饱和度为束缚水饱和度, 可以直接用层状泥质模型求得:
根据投产层位的水淹状况分弱水淹、中水淹、强水淹、特强水淹三类对计算的电阻率变化率进行统计, 如图1所示:
由图1可以大致看出, 弱水淹层电阻率变化率一般<0.35;中水淹层电阻率变化率分布在0.35~0.5之间;强、特强水淹层电阻率变化率在0.5之间, 由此可以根据电阻率变化率对水淹级别做出初步定性划分。
3 水淹层定量解释
3.1 孔隙度、渗透率计算
通过对研究区块102块岩心进行岩石物理实验、水驱实验以及相渗实验, 由于常规孔隙度测井曲线只有声波曲线, 因此运用相关性分析方法和线性回归方法得到区块的孔隙度模型POR=-2.658*I-GR+0.2505*AC-53.99和渗透率模型K=0.136*POR7.2*Swb-4.8。
由图2可知, 计算的孔隙度与岩心分析的孔隙度较接近, 而计算的渗透率与岩心分析的渗透率也基本都在一个数量级内, 由此可见建立的孔渗模型比较可信。
3.2 束缚水、残余油饱和度计算
对于不同的储集层, 其束缚水饱和度与砂岩类型和孔隙度有关, 变化范围相当大。粒度中值和孔隙度对束缚水饱和度影响最大, 粘土含量和岩石润湿性也有一定影响。
用孔隙度、泥质含量和润湿性建立Swb经验关系:
式中, a、b、c-与岩性有关的统计经验系数, 通常a=1.145, b=0.25, c=3.228;当Φ/Vsh<0.26时, 取Φ/Vsh=0.26, 当计算的结果Swb≤15%, 取Swb=15%。对取心井实验数据归为后, 可建立试油数据与测井数据之间的相关关系。
3.3 含水饱和度计算
研究区块岩性主要以泥质砂岩位置, 常规的阿尔奇公式只适用于纯砂岩地层, 因为它忽略了泥质的附加导电作用, 使得计算的含水饱和度偏高。研究中, 根据计算的含水饱和度与岩心分析饱和度 (归为后) 进行对比, 发现印度尼西亚公式计算效果较好, 因此实际处理中, 我们选取印度尼西亚公式进行饱和度计算。
饱和度计算中的关键参数地层水电阻率Rw来源于区块的水分析资料, 将采出水化验分析的各离子含量等效为Na+含量, 再根据斯伦贝谢的图版即可得到对应地层温度下的地层水电阻率值。
4 L油田水淹层解释应用效果
对L油田71口井共201个试油层位进行了验证, 其中168个层位与出产含水情况相符合, 占总层数的83.6%, 总体效果比较明显。计算的含水饱和度与岩心分析饱和度比较接近, 产水率计算结果主要为强水淹、特强水淹, 在解释层段与试油结论符合率达到85.3%, 应用效果较理想。
5 结束语
统计表明:能够普遍反映水淹特征的测井曲线一般为自然电位、电阻率。电阻率曲线主要表现为纵向形态和相对值的变化。
采用两步法:一是根据测井曲线水淹特征进行定性判断;二是依据建立的模型进行定量计算, 进而判断水淹级别, 由此可以提高水淹层解释的准确性。
摘要：L油田储层地质情况复杂, 断块发育, 地层水变化复杂, 水淹后测井曲线的水淹特征不明显, 水淹层解释比较困难。针对油田储层实际特点, 从岩石物理实验、相渗实验入手结合取心资料以及加密调整井的生产数据, 采用理论与实际相结合的方法, 研究和总结了工区水淹特征和水淹规律, 形成了定性识别和定量计算判别储层水淹级别的方法, 经油田试油和密闭取心资料验证, 符合度高, 适用性强, 为油田后期的进一步开发和提高油气采收率提供了重要的解释方法。
关键词：水淹层,测井解释,测井响应,电阻率相对值
参考文献
[1]雍世和, 张超谟.测井数据处理与综合解释[M].东营:中国石油大学出版社, 2007.
[2]高印军, 李才雄, 等.水淹层测井解释技术研究与应用[J].石油勘探与开发, 2001.
[3]程飞, 张占松, 等.永乐油田水淹层解释方法研究[J].石油天然气学报, 2011.
油田测井 篇9
关键词：氧活化水流测井,注入剖面,找漏
孤东油田已持续开发二十多年, 由于储层非均质性的特性, 造成注入剖面不均衡, 需要采取油套地面分注和井下偏心配水器分注的方式进行注水和注聚合物。现有的放射性同位素示踪法和流量计法由于受管柱影响无法取得合格资料, 不能满足注入井的剖面测试要求。2010年底孤东油田引进了氧活化水流测井仪, 该方法是一种测量水流速度的注入剖面测井技术, 主要用于注水和注聚井的注入剖面测量, 在笼统注水注聚管柱和分层管柱中都可以适用, 并且不受管柱限制, 为不同井眼环境下测量水流位置和速度提供了方法。同时解决了在油管内、油套空间内的水流状况问题, 可以确定窜槽位置、检验封隔器密封效果、找出油套管漏失、判断大孔道等, 对解决疑难井中水流流量大小和方向有着较为理想的监测效果。
1 测量原理
快中子射入地层后, 与地层物质发生相互作用, 从而发生非弹性散射、弹性散射、俘获辐射和活化反应等。氧活化测井就是探测热中子被活化后所放出的活化伽玛射线。氧活化反应的实质是氧原子吸收高能脉冲中子 (大于10.2M e v) , 放出质子, 产生放射性同位素N16, 并引发一系列原子核反应, 最后激发态的氧原子释放出高能伽玛射线, 通过对伽玛射线时间谱的测量来反映油管内、油套环形空间内含氧物质特别是水的流动状况。通过解析时间谱可以计算出水流速度, 进而计算出水流量。对于其他测井方法无法测量的0.01m/s的极低流速和大于2.0m/s的极高流速, 该方法的测量效果明显。中子发生器发射的14.1M e V快中子可以和地层中的氧核发生此反应n—16O→16N+P而反应产生的16N要以7.13S的半衰期进行衰变, 其反应式为:16N→16O+γN衰变发射出去的射线能量不是单一的, 但主要是6.13MeV和7.11MeV这2种能量的γ射线。通过对N发射的γ射线进行探测, 可以知道仪器周围O的分布情况, 从而判断出仪器周围水的流动情况。氧活化测井时, 每次测量都有一个很短活化期 (一般1、2、10s) 和其后的较长的测量期 (一般为60s) 。当水流经中子发生器时, 被快中子活化, 活化后的水在流经不同源距的探测器时, 测量其时间谱得到“峰位时间”, 再结合源距就可计算水流速度, 根据被测点的横截面积可计算出测点流量。
2 应用实例
2.1 确定笼统注水井或注聚合物井的注入剖面
2-1 5-5 6井为笼统注水井, 注入量100m3/d, 注入压力12.1M P a。该井射开2个层, 喇叭口在射孔井段下部, 其水流方式为油套空间内上水流, 采用上水流测量模式对2个射孔层进行了定点测量 (见图1) 。从图中可以看出5号层为主要吸水层, 吸水量占全井的88.1%。
2.2 氧活化水流测井在管柱工具漏失方面的应用
2.2.1 油套管漏失方面的应用
7-29-206井为笼统注水井, 注入量300m3/d, 注入压力4M P a。该井由于油压降低怀疑存在漏失, 其水流方式为油管内下水流及油套空间内上水流, 采用上下水流测量模式对该井进行了定点测量。从图4及点测数据分析, 986.07m处油管向下水流为全井注水量, 1002.97m处油管和油套环形空间无向下水流, 结合井温曲线分析, 在油管的986.07-1002.97m之间997m附近存在漏失点, 漏失水量为全井水量;301.25m处测得油套环形空间向上水流为298.07m3/d, 292.01m处测得油套环形空间无水流, 判断套管在292.01-301.25m之间存在漏失点, 套管在该处漏失量与油管漏失量吻合。64.47m、242.51m环形空间无水流, 说明该井的注入水从油管注入, 经油管漏失点流至油套环形空间, 然后全部上返到套管漏失点进入地层, 油层井段不吸水, 测试结果表明233.37m处的皮碗封有效, 292.01-301.25m之间的漏点为新漏点, 建议进行封堵或卡封。
2.2.2 封隔器漏失方面的应用
7-30-326井为单层注水井, 注入量326m3/d, 注入压力11.5M P a。该井管柱为1277.48m为封隔器, 1288.72m为偏心配水器, 但是由于仪器在1282m处遇阻只测出封隔器, 54层未测出。从图5及点测数值分析, 该井在封隔器处有245.97m3/d水量漏失至油套环形空间内导致52层吸水。
3 结束语
氧活化水流测井技术由于不受注入流体的粘度影响, 适合注聚合物、三元复合剂等注入剖面的测井;
适用于同位素测井难度大的注入井剖面, 比如大孔道、裂缝井、深穿透射孔井的注入剖面以及低注入量、低孔隙度、低渗透率注入井的注入剖面;确定笼统注水井和分层配注注水井的吸水剖面, 可以直接测量油套空间内的水流速度;尤其适合找漏验窜, 可以探测和识别窜槽位置、漏失部位、确定封隔器密封效果。
参考文献
油田测井 篇10
随着石油勘探需求水平的不断提高，高速测井信息传输技术在测井领域得到了广泛应用。它不仅能够提高油田测井数据的实时传输特性，而且支持信息密集型的高分辨测井仪器，极大地提高了测井工作的效率和可靠性，保证了钻井作业进度并减少了相应的资金投入。现有的测井传输技术主要有泥浆脉冲传输、电磁波传输、声波传输、电缆传输和光纤传输等。光纤传输技术具有传输距离远、频带宽、通信容量大和抗电磁干扰能力强等诸多优点。通过改进光纤涂层、封装并加装铠甲，不但解决了光纤耐高压、抗腐蚀以及高抗张强度等问题，还能承受一定的机械应力冲击，使光纤很好地替代了原有的电缆[1,2]。光纤传输技术是在钻杆的动力线缆中装入耐高温光纤，再利用井上、井下连接的光收发模块来实现高达几Mbit/s的远距离数据传输。本文设计了一种高温测井信息光纤传输方案，并进行了相应的温度数据采集和通信测试。
1 光纤测井传输的总体方案
鉴于井下工作环境的特殊性，在设计筛选器件时需要考虑到各种不利因素。例如，光收发器和电路板都会安放在钻杆连接棒内部的狭窄空间内，这对物理尺寸的要求相当严格，所选器件的空间体积应当尽量小，特别是横截面的最大直线距离不能大于连接棒内部空心孔的直径。同时，在井下高温和散热不佳的情况下，必须选用能够适应高温环境的光器件，也可以通过加装保温瓶，使得器件能够在高温环境下正常运行一定的时间。光纤应选用性能稳定的耐高温光纤，该光纤能够长时间工作在-55～300℃温度下，并且能够适应恶劣的测井环境。
总体方案可划分成3个部分：井下接口部分、光纤通信部分和井上接口部分。通过对各部分的分析，按照由简单到复杂的顺序完成各项工作，最后将3个部分组合起来进行模拟测试。光纤传输方案原理图如图1所示。
(1)井下接口部分
作为数据采集和测控的微处理器，不仅需要实现一些简单的传感测控功能，还需要有足够的通信速度和I/O(输入/输出)扩展接口。随着测井工作的进行，同一个测控单元在后期可能需要挂接其他的测井仪器，会占用单片机的其他I/O口。
(2)光纤通信部分
为了实现测井系统的控制和数据采集，我们需要设计一个基于耐高温光纤的双向传输通道。为了达到几公里的传输距离，对光源要设置一个合理的偏置电压，可以在达到传输距离的同时让光器件的老化速度达到一个合理水平[3,4]，间接提高整个传输系统的工作寿命。
(3)井上接口部分
由于PC自带的串口使用的是RS-232电平，与光模块的TTL(晶体管逻辑电路)电平不能直接相连，因而需要制作一个双向稳定工作的电平转换器件，实现光模块到计算机的互连接口。同时，要实现对井下采集数据的分析以及将上位机的测控信息下传，需要利用Microsoft Visual C++(VC++)软件来开发一个管理和显示界面，既可以发送命令，又可以显示测井信息。
2 测井信息光纤传输方案设计
2.1 井下微处理器
选用可蓄电池供电的超低功耗MSP430系列单片机。利用该单片机自带的温度传感器可采集井底的环境温度，同时，通过单片机的I/O口也可以扩展其他类型的传感器，比如压力传感器、放射线传感器和磁敏传感器等，还可以通过其自带的数/模转换器实现对钻机行进速度和方向的控制。
2.2 光模块和光纤
在井下高温高压的环境下，需要选用军工级的光源和PD(光电二极管)来制作光发送模块(工作温度范围为-55～125℃)。在光模块制作完成后，利用数字信号源产生的TTL方波(频率为1MHz)对其进行测试，并在示波器上显示其传输波形结果[5]，如图2所示。图中，顶部曲线为信号源方波，底部曲线为光接收模块所接收到的传输波形。测试所选用的光纤必须是经过特殊涂覆处理的耐高温光纤，有较好的传输物理特性并能适应恶劣的高温环境。
2.3 驱动器和波形整形器
发送端可采用并联的3个与非门，以获得足够的电流来驱动光源。接收端用施密特触发器来对PD输出波形进行整形，这有利于单片机对通信数据的正确判断。
2.4 设计过程和要求
基于选好的各类光电器件，开始完成系统的软硬件设计工作。首先，利用VC++中的开发功能制作上位机，可通过它向井下发送测井命令，也可将测井信息动态地显示出来;然后，利用电路设计软件，遵循对空间的严格要求，设计出布局紧凑的光收发模块;最后，在钻棒内部空心所容纳的范围内，制作以MSP430系列单片机为核心的低功耗测控系统和外围电路。
3 高温环境下的温度数据采集和传输测试结果分析
方案搭建完成后，先在常温下进行基本功能测试，再放入模拟的高温测井环境中验证方案的可行性及可靠性[2,6]。实验结果表明，在室温环境下，测井通信系统可以在8h内正常进行，常温(27℃)下的温度采集结果如图3所示，实现了设计的基本工作要求。
在进行的模拟高温环境下的温度信息采集试验中，首先将编写好的程序烧写入井下测控核心并将模块安装到钻杆连接棒内，然后和光模块一起移至多功能恒温箱中并搭建起测试链路，关闭箱门并进行模拟高温环境下的温度数据采集和传输测试。根据实验计划，先调节好恒温箱内部的相对湿度，同时设定模拟试验的环境温度(分别为60、70、80、90、100、105和110℃)和工作时间(分别为3h)，连接好各类跳线并接通电源，开始温度传感数据的采集和传输测试。
测试结果表明，在所有预设的高温下，测井通信系统都可以在设定的时间内将所采集到的温度传感信息上传到计算机并显示出来。图4所示为110℃时持续测试3h的实验结果。它表明上位机能够实时、准确地获取井下温度传感信息，收发过程未出现码元错误的情况。
对于高速测井系统来说，通信的速率、质量和距离是关键的技术指标。该方案能够在110℃高温环境下长时间工作，传输带宽最高可达2Mbit/s(对应的距离约为500m)，与某些正在使用的500kbit/s传统电缆数据传输系统相比有很大的提升。在电磁干扰较强的环境中测试后，利用相关软件分析接收的数据可发现传输误码率并没有改变，表明该设计在复杂电磁环境下仍有很好的通信质量。试验结果充分体现了光纤传输系统的优势。
4 结束语
测井信息光纤传输方案以其良好的传输性能在油田遥传系统中有着广泛的应用前景。在该传输方案中，上位机通过下行光纤向井下测井系统发送控制命令，测控系统读取命令后通过上行光纤将采集的数据传送上来，实现了井下温度信息的光纤传输。在110℃高温下持续测试3h，传输系统仍然能正常工作，因此上述方案对于实现高温环境下的高速、远距离测井信息的传输具有重要参考价值。但在设计中也有一些技术难题，诸如传输方案在井下长时间工作的稳定性、钻杆/连续管/套管钻机在不同场合下的应用等，这些都需要做进一步设计和试验。
参考文献
[1]邵洪峰,张春熹,刘建胜.耐高温光纤光缆在测井领域的应用[J].国外测井技术,2008,23(1):33-36.
[2]牛林林.光纤在石油测井中的研究现状和展望[J].国外测井技术,2010,25(5):10-13.
[3]阮林波,张忠发.双向数据光纤传输收发模块的设计[J].光通信研究,2004,(2):34-35.
[4]袁建飞,曾庆军.基于ARM的智能光纤收发器的设计与实现[J].光通信研究,2011,(1):55-58.
[5]陈伟,李诗愈,尹红兵,等.多模光纤带宽的计算与优化[J].光通信研究,2004,(3):58-60.