低渗透油田注入剖面测井技术适应性分析

马国梁，陈威武，王碧涛，王登莲，陈弓启（中国石油长庆油田分公司第三采油厂，宁夏银川　750006）

低渗透油田注入剖面测井技术适应性分析

马国梁，陈威武，王碧涛，王登莲，陈弓启
（中国石油长庆油田分公司第三采油厂，宁夏银川750006）

低渗透油田具有“低渗、低压、低产”特征，依靠注水补充能量进行开发。注入剖面在很大程度上反映了油藏整体水驱储量动用程度，对油井产出状况有重要影响。水井注入剖面测井在地层纵向剖面上确定各注水层位吸水量，是监测剖面水驱状况的重要手段。低渗透油田注入剖面受储层非均质性、低注入量及管柱结构的影响较大。从测井资料应用的角度对当前应用较广泛的同位素组合测井、脉冲中子氧活化水流测井和示踪相关流量测井三类注入剖面测井技术进行对比，对其适用性进行了分析评价。

低渗透；注入剖面；测井资料；油田开发；应用

同位素注入剖面测井在我国已有50多年的历史，其测井资料被广泛的应用于油田开发过程中。注入剖面测井系列在不断地发展和完善，从最初的两参数到20世纪90年代中后期普遍采用三参数，目前五参数测井系列得到普遍应用。近年来又发展了氧活化水流和相关流量等注入剖面测井方法。

同位素注入剖面测试是传统的注入剖面测试技术；氧活化测试是一种动态点测测量技术；相关流量测试法是在前两种测试方法基础上仪器组合方式、同位素载体以及释放方式改进的基础上形成的新型测试工艺。

同位素注入剖面五参数组合测井仪一次下井可同时录取磁定位、井温、压力、伽马和流量五个参数。适用于分层注水井和笼统注水井测试。测井资料主要应用于注水井的注入剖面测试，了解各层段的注入情况和各层注水量。

脉冲中子氧活化水流测井可测量反映油管内、油套环型空间以及套管外含氧物质特别是水的流动状态。可以计算出水流速度，进而计算各层的吸水量。氧活化测井不受管柱结构和流体性质影响。

相关流量精细注入剖面测试是通过将特殊方法配置的放射性示踪剂由释放器释放到井筒中，示踪剂呈聚集的形式随井液流动。通过自然伽马探测器时，探测器会有明显的异常显示，在时间、幅度的坐标系里会有明显的波形变化。通过记录同位素峰值的时间和位置，可以计算出两峰值之间流体的流速，也就可以计算出该处流体的流量。

长庆低渗透油田注水井注入剖面测试以5参数同位素组合测井为主、氧活化测试为辅，2012年以来开始试验评价相关流量精细注入剖面测试技术。

1　注入剖面测井资料应用分析

1.1同位素注入剖面

同位素注入剖面测井是将同位素示踪剂从井下释放器倒入井筒并随注入水进入地层，微球载体被滤积在井壁上，对应地层井壁上虑积的载体越多，放射性同位素强度越高。通过测量载体滤积前、后所测得伽马曲线，计算对应射孔层位上叠合曲线异常面积的大小，可反映该层的吸水能力，从而确定井内各层的分层注水量，其分层能力比较强。

同位素注入剖面测井主要分为三参数（同位素伽马、井温、磁定位）、五参数（三参数之外加压力、流量）测井。五参数同位素测井在三参数测试的基础上增加了压力参数、流量参数，克服了三参数解释的多解性，可以判断大孔道、校正沾污的影响、判断遇阻井段以下的吸水状况等。

同位素注入剖面应用于油田开发，可监测各层剖面吸水状况，认识单井水驱效果，实施针对性的剖面调整；通过对比措施前后注入剖面的改善情况，评价措施效果。监测井筒注水管串、工具是否工作正常。

靖安油田柳76-60井2009至2012年持续注入空气泡沫驱，通过连续同位素注入剖面测井可以发现，注入剖面在注入空气泡沫驱后逐年改善，吸水厚度变大，水驱储量动用程度增加，吸水剖面趋于均匀，整体水驱状况得到改善。

同位素注入剖面测井存在同位素重力分异、沉降、沾污，大孔道漏失等缺点，影响解释精度。旗6-21井2012年7月同位素曲线显示下配进水较多，但电磁流量显示上配进水较多，对照温度曲线判断电磁流量准确，同位素下配显示多为沾污、沉积造成，解释结果以电磁流量为主，上配进水较多。2012年9月测试相关流量，结果与实际符合较好。

1.2氧活化注入剖面测井资料应用分析

脉冲中子氧活化水流测井是用高能脉冲中子激活氧原子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马射线，通过伽马射线时间谱的测量来反映油管内、油管/套管环型空间以及套管外含氧物质特别是水的流动状态。通过解析时间谱可以计算出水流速度，进而计算出各层的吸水量。

中子发生器发射的14.1 MeV快中子可以和地层中的氧核发生如下反应：

而反应产生的16N要以7.13 s的半衰期进行衰变，其反应式如下：

油田开发中，应用脉冲中子氧活化水流技术测试注入剖面，同时测井过程中可进行封隔器验封、套损检查等。

（1）对油套分注井进行注入剖面测试，油套分注井受管柱结构的限制，无法进行常规同位素测试，目前采用脉冲中子氧活化水流测试对其进行注入剖面测试，同时可油套分注井进行封隔器验封。

（2）判断封隔器座封情况：靖安油田柳92-38井于2012年4月同位素测试显示封隔器漏失，2012年5月国产工程40臂进行工程测井，验证封隔器存在漏失。

（3）判断套损位置：老油田进入中高含水开发期，套管腐蚀穿孔井数急剧增加，目前长庆油田主要采用工程测井判断套损，其测试结果虽能了解井筒的腐蚀程度，套破认识不精确，常导致无效坐封，而氧活化测试能准确判断套损，措施效果较好。

以安塞油田王25-016井为例，2011年7月对应采油井表套返水，注水压2.5 MPa，经过关停周围注水井发现与王25-016井对应关系明显，怀疑王25-016井存在套管漏失或窜槽现象。其氧活化结果显示，该井在420 m～430 m存在套管漏失，套管补贴后，水泥胶结图显示该段固井质量良好，注水压力从2.5 MPa上升到7.4 MPa，对应采油井无表套返水现象。

1.3相关流量注入剖面测井资料应用分析

相关流量精细注入剖面测试是通过将特殊方法配置的放射性示踪剂由释放器释放到井筒中，示踪剂呈聚集的形式随井液流动。通过自然伽马探测器时，探测器会有明显的异常显示，在时间、幅度的坐标系里会有明显的波形变化。通过记录同位素峰值的时间和位置，可以计算出两峰值之间流体的流速，也就可以计算出该处流体的流量（见图1）。

各个点的视流速是根据相邻两条曲线峰值的间距△H1、△H2……，与对应的时间间隔△t1、△t2……相除，得到各个视流速，即：

式中：△H-两次测量示踪剂位移的距离（峰值深度差）；△t-示踪剂位移所需的时间；N-△t、△H的取值次数视流速va确定后，即可确定各解释层的流量Qi：

式中：D-套管内径；d-仪器外径，流动截面是仪器与套管所形成的环形空间；Cv-速度剖面校正系数，Cv的确定取决于峰值的确定及示踪剂在流体中的分布状态。

连续相关流量注入剖面测井技术有效地克服了同位素注入剖面测井的沾污、大孔道、管外窜槽等缺点。具有应用范围广、不受注水管柱及注入介质限制、测量精度高的特点，单层吸入量测量精度可达0.5 m3/d。

相关流量测井可较为清晰的区分同位素污染段。该井相关流量结果下配进水较少，而同位素在下配2个射孔段仍有大量沉积显示，但电磁流量也显示下配进水较少，因此可判断下配同位素多是由沉积或沾污导致。相关流量测井同位素显示上配相对吸水量较大，符合实际结果。

分注井中由于地层附近的套管经过长时间的注水推力、冲刷、腐蚀及修井等作用后，产生变形、破裂。套管内径发生不规则变化，对此类井流量的准确计算相当困难。

2　结论

（1）同位素注入剖面测井为长庆油田主要的注入剖面测试方法，能较准确判断井下分注井、喇叭口在层下的笼统注水井的剖面吸水状况，但受井筒状况及井下管柱结构影响较大。

（2）脉冲中子氧活化水流测井对不同井况、不同流体的适应性较强，测试成功率较高，能对油套分注井进行注入剖面测试，对有效测量窜槽位置效果显著。但其测量下限相对较高，无法连续测量，测井精度较低。无法进行同位素注入剖面测井时，可以做为参考补充资料。

（3）连续相关流量注入剖面测井应用范围广，不受注水管柱及注入介质限制，适用于笼统井、分注井、注聚井，且测量范围宽，测量精度高，是目前优选的注入剖面测井方法。

（4）实际测试中应结合测试目的、管柱结构和技术适应性，优选测试方法。

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10.3969/j.issn.1673-5285.2015.01.012

TE348

A

1673-5285（2015）01-0045-03

2014－12-04

2014－12-26