电磁流量与示踪相关组合测井方法

单宏宽

(大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司,黑龙江大庆163453)

电磁流量与示踪相关组合测井方法

单宏宽

(大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司,黑龙江大庆163453)

对处于开发后期的油田,受套变、管壁结垢等因素的影响,单一的测井方法很难满足目前注入剖面测井的需要。通过将电磁流量计与示踪相关流量测井仪二者组合,并配以温度、压力、磁定位等短节能有效地改善和弥补二者的不足。利用电磁流量的测井结果确定示踪相关解释模型中的系数,再利用所得系数来计算环套空间内的流量,减小了解释误差。该技术能满足复杂条件下注入井的测井要求,仪器功能短接可以根据需要自由组合,目前已在大庆油田应用。

组合测井;注入井;电磁流量;示踪相关

0 引 言

放射性示踪相关流量测井是一种常用的注入剖面测井方法,能够测量油套环形空间流量,在测量注聚井以及找窜找漏等方面具有测井施工时间短、曲线直观简洁、测量范围广、可靠性强等特点[1]。但是随着油田进入高含水开发后期,管柱的变形与结垢都会改变注入液流动的横截面积,影响示踪相关流量测井的测量结果。同时,由于注入液黏度的增加造成部分释放的同位素吸附在管壁上,加大重复测量时曲线的干扰,影响解释精度。该方法无法满足目前油田开发生产对测量精度的要求,为此大庆油田测试技术服务分公司研制了电磁流量与示踪相关流量(简称电磁相关)组合测井仪。

1 仪器结构及原理

1.1 仪器结构

井下仪器结构见图1。上扶正器、下扶正器可保证仪器居中;磁性定位器可确定仪器的深度;遥测四参数短节中的伽马仪和固体颗粒同位素释放器共同组成同位素示踪注入剖面测井系统,用于分层流量的测量;上下伽马仪和液体同位素释放器组成示踪相关流量测井系统,可用于油管外流量的测量;电磁流量计进行油管内流量的测量。温度、压力作为环境条件测量参数。

图1 井下仪器结构示意图

1.2 测量原理

电磁流量计[2]测量精度高,不受流体的压力、温度、密度、矿化度及其他物理参数的影响,不论流体的性质如何,只要有微弱的导电性(电导率>8× 10-5S/m)即可进行测量。通常油田的注入水及聚合物溶液都具有良好的导电性能,符合电磁流量计的测量条件。

放射性示踪相关测量方法在油管内的配水器上方释放示踪剂,并迅速把带有2个伽马射线探测器的仪器移至测量点,示踪剂被水携带,一部分经配水器流到油套空间,进入各个吸水层,当示踪剂流经这2个探测器时测量伽马计数率随时间变化曲线;利用相关算法计算出渡越时间;由于传感器的间距和油套空间的横截面积是已知的,从而可以算出流体流速,进而得出流体流量,最后计算出要测量层的注入量。

电磁相关组合仪利用电磁流量计在管内点测流量精度高、稳定性好、操作方便的特点,准确地测量注入管柱内的流量;利用示踪相关流量计能够测量管外流量的特点,测量进入配注段的流量。根据井温曲线和压力曲线可验证测井中是否有异常现象[3]。

2 测井资料综合解释

电磁相关组合测井解释方法采用电磁流量计与示踪相关流量测井综合解释法。首先利用电磁流量测量油管内的流量,计算出每个配水器的绝对注入量;然后将同1个配水器所对应的配注层段作为1口井,这里称作1个测井单元。利用示踪相关测量油管外的流量情况,跟据示踪相关测量结果计算出各个注水层的相对注入比例;最后按每个测井单元总注入量和其内部各注水层的相对注入比例计算各层注入量。在无流量变化的井段,如果电磁流量连续测井曲线值平稳,则说明此处管径无明显变化,可以进行定量计算[4]。

其数学模型为,设电磁流量计资料确定1～N个测井单元的绝对注入量分别为Q1,Q2,…,QN;第i个单元的绝对注入量为Qi,第i个单元所对应的1～M层的相对注入量分别为 Pi1,Pi2,…,PiM,其中Pi1+Pi2+,…,+ PiM应该等于1,则第 i段第 j层绝对吸水量Qij为

3 现场测井实例及其应用效果

图2是采用电磁相关组合仪在大庆油田采油三厂1口注聚井进行测井的解释成果图。该井为分层注入井,共有3个配水器,3个封隔器,井口注入量为100 m3/d。表1为电磁流量计测量结果和计算所得的对应配水器的绝对注入量。表2为示踪相关测量的相对流量成果表以及计算所得的目标地层的绝对注入量。

表1 电磁流量测得的油管内流量表

表2 示踪相关相对及绝对吸液量表

图2 电磁相关解释成果图

先根据电磁流量的连续测量曲线判断管径是否变形,选择测量点,测量各个配水器的绝对注入量;再用示踪相关流量计测量油套空间对应深度点液体的相对流量;最后结合二者换算出要测量目标地层的绝对注入量。由成果图2可以看出已经完全测出目标地层吸液量,井温压力曲线稳定,测量无异常,在1 054 m处死水区井温有明显拐点,这也验证了仪器性能稳定。由于各个配水器所对应的测井单元所处环境大致相同,因此认为其变形程度及结垢程度相似,能够减少由此产生的误差。

该井若单独使用示踪相关流量计进行测量,有以下缺陷:

(1)难以准确测得配水器A对应层段的总注入量。由于100 m3/d超过了示踪相关流量计测量油管流量的上限,不能用该流量计获得配水器A上下油管内的流量差,只能在配水器A与层A1之间测量油套空间流速。若该油套空间截面积变化,则流量测量结果精度低。

(2)施工难度大。配水器B、封隔器C与地层B2太接近,因此测量点的选择很困难。

(3)若无井温、压力资料,解释人员无法对测井过程进行监视,也无法验证死水区。

4 结 论

电磁流量与示踪相关流量组合测井仪将多种注入参数组合在一起,发挥各流量计的优势。利用电磁流量计测量精度高、操作简便、使用范围广的优点来确定每个配水器的注水量;利用示踪相关流量可以测量油套空间内部流量的特点来测量油套空间相对流量;然后二者结合换算出要测量目标地层的绝对注入量。该方法可以减小因管柱老化变形和井壁结垢对流量测量的影响,目前在大庆油田已经推广使用。

[1] 张耀文,王金钟,夏慧玲,等.注入剖面放射性相关测量方法研究[J].测井技术,2004,28(增刊):57-60.

[2] 吕殿龙,魏云飞,韦 旺.电磁流量计及其在注聚井中的应用[J].石油仪器,2001,15(3):34-36.

[3] 闫来喜,孙玉环.井温测井在疑难井中的应用[J].测井技术,1999,23(2):155-158.

[4] 李桂军,刘 慧,闪俊梅,等.五参数吸水剖面测井资料解释方法分析与研究[J].石油仪器,2006,20(4):57-59.

Combination Logging Tool of Electromagnetic Flowmeter and Tracer Correlation Flowmeter

SHAN Hongkuan
(Daqing Logging&Testing Services Company,Daqing Oilfield Corp.L TD.,Daqing,Heilongjiang 163453,China)

Any individual logging method can not perfectly meet injection profile logging needs in the later development period of Daqing oilfield,especially under the condition of casing deformation or casing scaling.Radioactive tracer correlation flowmeter and electromagnetic flowmeter, which are major injection profile logging flowmeters,have now been combined into one logging tool with temperature sub,pressure sub and magnetic locator sub.The combination tool can effectively make up for the deficiencies of original meters.The tool adopts telemetry technique,so it can acquire multiple parameters simultaneously by one pass of down-hole measurement.Determined are the coefficients of tracer correlation interpretation models with the measured results of electromagnetic flowmeter log,and calculated is the annulus flowrate with the coefficients,so, interpretation errors are greatly reduced.This logging technology can meet the wel logging needs in complex injection wells.Subs in the tool string can be flexibly combined according to our requirements.The technology is already used in Daqing oilfield.

combination logging,injection well,electromagnetic flowrate,tracer correlation

P631.33

A

2010-03-17 本文编辑 余 迎)

1004-1338(2010)04-0386-03

项目来源:国家科技重大专项(课题编号:2008ZX05020)和国家高技术研究发展计划(编号:2007AA06Z231)资助课题

单宏宽,男,1975年生,工程师,从事测井数据处理、软件开发、方法研究等工作。