注钆中子寿命检测压裂缝可行性试验

丁邦春 殷增华 陈正明 邓海波 岑永静 刘吉伟

(1.川庆钻探工程公司测井公司 重庆) (2.西南油气田分公司川中油气矿 四川遂宁)

注钆中子寿命检测压裂缝可行性试验

丁邦春1殷增华1陈正明1邓海波2岑永静2刘吉伟2

(1.川庆钻探工程公司测井公司 重庆) (2.西南油气田分公司川中油气矿 四川遂宁)

注钆中子寿命测井能否进行压裂缝检测,国内外很少见到这方面的报道和应用。针对该问题,进行了注钆中子寿命检测压裂缝的试验。从井眼影响、径向探测深度及有效裂缝内钆浓度方面进行了一系列试验,获得了大量的试验数据和认识。

注钆中子寿命测井;井眼影响;径向探测深度;有效裂缝

0 引 言

注钆中子寿命测井是在淡水地层进行“测-注-测”的一项水淹层测井新技术[1、2]。该项技术应用钆溶液中的钆元素对中子俘获能力强且钆易溶于水而不溶于油的性质,向井筒灌注适当浓度的氧化钆溶液,用中子寿命测井仪测取地层注钆前后热中子宏观俘获截面值的变化,从而直观评价地层的可动水含量,划分水淹级别,认识地层剩余油的分布状况,监测油田开发动态等方面,在国内外一些油田都有一定的应用[3]。但注钆中子寿命能否在检测压裂缝高度上得到应用,却很少有这方面的研究,为了能获得相关资料,进行了注钆中子寿命进行压裂缝检测的试验。

1 实验桶示意图

针对注钆中子寿命检测压裂缝的要求和目的,特别制作了实验桶及实验棒,其形状如图1所示。

图1 实验桶及实验棒示意图

2 试验过程

2.1 井眼影响试验

过油管测量以及在油气井生产的情况下测量,都会受到井眼不同程度的影响。多层管柱以及管柱间流体的不同都会形成程度不同的井眼影响。如果不能排除掉这些井眼状况对测量结果造成的影响,就无法在这些条件下进行施工或取得满意的解释结果。

井眼对测井仪器都有影响。为了了解中子寿命仪器能消除多大井眼的影响,当套管内为清水时,测得的∑近值为30.03,∑远值为26.5;实套管内插入4根钆液管,钆溶液浓度为7.52%时测得∑近值为29.35,∑远值为25.84;套管内插入9根钆液管,钆溶液浓度为16.93%,测得的∑近值为31.58,∑远值为29.18。通过对比可知,套管内有无钆液以及钆液浓度大小对于∑值影响不是很大。

在套管外3 cm处,环形状排列19根钆液管,钆液浓度为 0.36%,测得的∑近值为 43.87,∑远值为36.34;随后减少钆液管为10根,钆液浓度为0.19%,测得的∑近值为42.15,∑远值为36.35;当套管外0～8 cm之内排列38根钆液管,钆液浓度为0.72%,测得的∑近为47.78,∑远值为36.18。通过试验可知,套管外排列方式相同时,降低钆液浓度对所测∑值影响不是太大。

通过以上实验数据可知:该中子寿命测井方式可消除150mm～170mm的套管影响;套管外当钆液排列方式不变时,降低钆液浓度对所测∑值影响不大。

具体试验数据见表1。

表1 井眼影响试验数据表

2.2 径向探测深度影响试验

注钆中子寿命测井仪探测半径究竟有多大呢?事实上所有的中子寿命仪器在性能指标上都没有给出一个具体的探测范围。

当套管内为清水时,测得的∑近值为30.03,∑远值为26.5。

当在套管外3 cm处环状排列19根钆液实验棒时,此时钆液浓度为0.36%,测得的∑近值为43.87,∑远值为36.34;当在套管外3 cm处环状排列10根钆液实验棒时,此时钆液浓度为0.19%,测得的∑近值为42.15,∑远值为36.35。

当在套管外10 cm处环状排列20根钆液实验棒时,此时钆液浓度为0.44%,测得的∑近值为43.86,∑远值为38.91。

当在套管外20 cm处环状20根钆液实验棒时,测得的∑近值为37.37,∑远值为34.81。

当在套管外25 cm处环状20根钆液实验棒时,测得的∑近值为37.2,∑远值为33.45。

当在套管外30 cm处环状排列38根钆液实验棒时,此时钆液浓度为0.72%,测得的∑近值为31.57,∑远值为28.67。

实验棒环状排列如图2所示。

图2 环状排列示意图

以上实验表明,在套管外约30 cm处,∑值略有增加,表明该仪器探测半径约为38 cm。试验数据见表2。

2.3 有效裂缝内钆浓度试验

实验中,重新换过清水后,测得的∑近值为32.08,∑远值为28.45;随后如图3所示,在缝槽中单边排列13根实验棒,对应实验棒插入的缝槽,钆溶液含量为20.85%,测得的∑近值为33.62,∑远值为29.35;对称缝槽中各放入13根实验棒,测得的∑近值为33.85,∑远值为29.52;对称缝槽中各放入23(11/12)根实验棒,钆溶液含量为36.88%,测得的∑近值为34.98,∑远值为30.88。

表2 径向探测深度影响试验数据表

图3 试验示意图

一条缝槽内注入50 cm高的钆液,水高75 cm,钆液浓度40%,相对称的另一边缝槽内注入1 000 mL的钆液,钆浓度4.44%,测得的∑近值为34.3,∑远值为29.83。

在实验桶的8个大格子中各注入550 mL钆液,钆浓度为 0.1%,测得的 ∑近值为 56.24,∑远值为50.24。

在实验桶的8个大格子中各注入1 150 mL钆液,钆浓度为0.21%,测得的 ∑近值为69.89,∑远值为69.08。实验数据见表3。

实验表明:①仅有较少几条裂缝中注入钆液,∑值略有增大,但变化不明显;②单边裂缝与对称裂缝各注入钆液,对∑值影响较小;③当仪器四周空间都有钆液时,∑值增大明显,且随着钆液浓度的增大,∑值增大。

3 结 论

(1)从实验中得知,中子寿命测井可消除6″～7″(150 mm～170mm)的井眼影响;

表3 有效裂缝内钆浓度试验数据表

(2)实验表明,中子寿命测井探测半径约为38 cm;

(3)套管外排列方式为点状或线状分布时,增加或降低钆液浓度对所测的∑值影响不是太大;

(4)当地层中钆液为立体分布时,有较好的探测效果。而在加砂压裂过程中钆液为线性分布,因此,不管增加多大的钆液浓度,对于压裂缝的检测效果都不会很明显。

[1] 王子荣,井洪泉,徐波翔,等.注钆中子寿命测井施工工艺优化设计[J].石油仪器,2004,18(增刊)

[2] 罗 宁,丁邦春,侯俊乾,等.压裂裂缝高度的测井评价方法[J].钻采工艺,2009,32(1)

[3] 常子恒.石油勘探开发技术[M].北京:石油工业出版社,2001

Tests on induced fracture detection using injection of gadolinium neutron lifetime logging.

Ding Bangchun,Ying Zenhua,Chen Zhengming,Deng Haibo,Cen yongjing and Liu Jiwei.

Whether injection of gadolinium neutron lifetime logging can be used to detect the induced fractures is rarely reported.A series of tests are done to study the feasibility from borehole effect,radial depth and the Gd concentration in the effective fractures.A large amount of test data and understanding are obtained from the tests.

injection of gadolinium neutron lifetime logging;borehole effects;radial depth;effective fracture

P631.8+17

B

1004-9134(2011)03-0007-02

丁邦春,男,1976年生,2000年毕业于大庆石油学院地质专业,现在川庆测井公司从事测井资料处理与解释工作。邮编:400021

2011-01-11编辑姜 婷)

PI,2011,25(3):7～8,11

·开发设计·