喇嘛甸油田同位素测井工艺优化探讨

翟翔宇

(大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司 黑龙江 大庆 163000)

0 引 言

同位素测井是目前喇嘛甸油田注入剖面测井中使用频次最高的测井项目，但是随着喇嘛甸油田的持续开发，层间矛盾、层内矛盾逐渐凸显，大孔道地层、低渗透层均向两极方向发展，为了解决复杂井况，提高资料解释精细度，需要优化同位素测井工艺。

1 喇嘛甸油田沉积划分

喇嘛甸油田划分有8个油层组，37个砂岩组，97个小层。根据油层发育情况，又将油层概括分为：一类油层，二类油层和三类油层。其沉积特征见表1。

表1 喇嘛甸油田沉积划分

喇嘛甸油田储层属于河流-三角洲相沉积，层间差异较大，渗透率和孔隙度程递减趋势，因此一类油层易形成大孔道地层，三类油层易形成薄差层，二类油层随着开发的深入层间复杂，因此同位素测井工艺需要进一步优化，以适应日益复杂的地层层内矛盾和层间矛盾。

图1为同位素测井图头信息，从某注水井的测井图头上可以看出，井的注入量、注入压力、测量井段(即层位)、使用示踪剂的强度、测井仪器的种类、测井项目[1]等都是影响测试结果的因素。针对这些因素，分三类提出同位素测井工艺的优化。

图1 同位素测井图头信息

2 同位素测井工艺优化的探讨

从示踪剂、测井方法与测井设备三方面来探讨同位素测井工艺优化。

2.1 示踪剂优化因素

2.1.1 强度

在接到测井通知单后，需要选择一定强度的示踪剂，强度的高低影响着测井时间与结果。示踪剂强度过高，既增加了测井替注时间，又增大管柱的同位素沾污几率；示踪剂强度过低，示踪剂随井内介质经过长时间长距离的运移，大多同位素颗粒沾污于井下工具上，使同位素到达吸水层位时强度不够甚至未到达。

示踪剂强度的影响因素有注入量与测量井段，选择合适强度的示踪剂可通过方案上标注的注入井实际注入量与测量井段，先根据公式计算得出系数Z的大小：

Z=X×Y/100

式中，X为实际注入量，m3/h；Y为测量井段，m。

再根据系数Z的大小，利用表2的对应关系来选择合适强度的示踪剂。

示踪剂强度与Z值的关系见表2。

表2 示踪剂强度与Z值的关系

因此，通过注入井的注入量和测量井段，带入公式后查表，就能够快速直观地解决示踪剂强度的问题。

2.1.2 粒径大小

同位素测井方法的基本原理是通过释放同位素载体颗粒，使其与井内注入介质形成活化悬浮液。由于地层孔隙直径小于载体颗粒直径，微球载体可以滤积射孔层上，并且吸水量与对应的井壁上滤积的放射性同位素载体量和截体放射性强度三者之间形成的是正比例关系[2]，进而就能确定各射孔层的相对吸水量。因此，载体粒径的大小与地层孔隙度有关。喇嘛甸油田的一类油层、二类油层易形成大孔道无效循环，在葡Ⅰ1-2层的两次对比测试中，如图2所示，左侧测试过程中使用的同位素粒径为300～600 μm，右侧测试过程中使用的同位素粒径为600～900 μm。由于300～600 μm的同位素粒径较小，测试过程中未滤积在射孔层上，致使同位素异常幅度(放射性强度)、滤积量与注入量不成正比关系，在射孔层段1 050～1 054 m吸水而未探测到同位素异常幅度；而在600～900 μm较大同位素粒径的对比测试过程中表现了很好的吸水效果，射孔层段1 050～1 054 m存在同位素幅度异常。

图2 同位素载体粒径为300～600 μm与600～900 μm的测试对比图

该井使用两种不同粒径的载体进行测试，发现较大粒径(600～900 μm)更能适用于大孔道地层；同理，对于薄差层三类油层的测试，选择粒径较小的载体则会有较好的测试效果，减少了沾污和沉淀的影响。因此选择合适粒径的载体同位素也是工艺优化因素之一。

2.1.3 释放同位素深度与时间

释放深度与注入量有直接联系，在注入量较低的情况下(<100 m3/d)，释放深度要在层上100 m，减少人为的管柱沾污引起的解释误差；在注入量较高的情况下(>100 m3/d)，释放深度要在150 m，使载体与水充分融合成悬浮液，减少井底堆积概率。释放时间点为录取井温、基线原始资料后，停在目的层上方，待井内平衡稳定后，观察此时注入量、注入压力无变化后再释放同位素，若有变化，则采取措施使其恢复至正常注入量、压力后，再释放同位素。

2.2 测试方法

针对喇嘛甸油田不同地层要根据不同的同位素测试方法进行优化，总体上来说对于一类油层层位可以运用示踪法；对于三类油层可以运用提吊法；平时测井密切关注各参数响应，针对管柱沾污情况窜槽情况应用验证法。

2.2.1 示踪法

实时跟踪测井可反映井内吸水的过程，因此针对管柱漏失、窜槽、大孔道等异常井况，通过示踪法[3]可以追踪到同位素颗粒从释放到滤积到层上的一系列过程。示踪法的关键需要现场操作人员针对异常井况快速反应，录取资料，整个过程分析后能够提供详细的地质动态信息。

在L6-ps1506井中，第一次测同位素时未使用示踪法，录取过程资料不及时，最后测得资料未占层，无法进行解释；第二次进行同位素测井时，采取示踪法，在释放同位素后，快速进行反复示踪同位素测试，示踪法过程曲线图如图3所示。根据系列示踪曲线图，可以判断同位素曲线运行轨迹，可以看出，水从1 072 m偏心处进入环套空间后，窜至1 071～1 073 m，最后上窜至1 064～1 067 m处良好发育的砂岩层。因此通过示踪同位素曲线，可以判断井内流体进层的系列过程，是一种可靠的测试手段。

图3 L6-ps1506示踪法过程曲线图

2.2.2 提吊法

该方法适合于三类油层的薄差层，表现为注入量低，压力高的注入井，由于注入量低，压力高，外加井口有溢流，使同位素释放后移动缓慢，既增加了测试施工时间，又加大了同位素沾污、沉积的概率。

针对这类注入量低、压力高的井，采用提吊法进行测试。具体做法是确定合适的同位素粒径及用量，喇嘛甸油田地区建议用小粒径颗粒(300～600 μm)，尽量选取日期较新的同位素。释放同位素后，上提仪器至井口，关闭测试阀门，将井口溢流排除，使井内总注入量增加，提高测试成功率。测试效果如图4所示。

图4 应用提吊法测试效果

在L4-2611井中，井口注入压力14.5 MPa，注入量20 m3/d，由于井口溢流的原因，在井内点测流量10 m3/d，释放同位素后，药剂下沉缓慢，将仪器提至防喷管内，关闭测试阀门，待替注时间够时，开井下仪器，录取资料。

2.2.3 验证法

此方法适用于射孔层上有同位素异常段显示的井，验证是同位素沾污还是窜槽而采取的办法。具体方法就是在射孔层上，异常段下之间再次释放同位素[4]，观察异常段形态是否有变化，以此判断该异常段是沾污还是窜槽。

在L4-2711井中，释放同位素后发现，1 155 m～1 161 m之间有大量同位素异常显示，由于该段为停注段，无法判断沾污还是封隔器漏失，从形态上看该异常段为慢坡状而非分层尖峰状，并且封隔器上没有明显沾污，怀疑是沾污。为了进一步确定，在1 163 m处再次释放同位素，发现异常段并未升高趋势，下段吸水层段同位素形状有升高，故判定为沾污。前后两次释放同位素的测井对比图如图5所示。

2.3 测井设备优化

该方面的优化主要针对于喇嘛甸油田实际生产遇到的问题，解决办法概括为一免一短一回注。

图5 L4-2711两次释放同位素测井前后对比图

2.3.1 免吊装设备

免吊装测井施工无需井架车，对于那些井架车无法靠近的井场，例如地势低洼泥泞，雨雪天气等也能满足施工条件。免吊装测井井口安装及配套工具如图6所示。免吊装测井防喷装置[5]采用遥控操作电动液压泵，实现防喷装置的自动举升和降落，不再配用井架车吊装，使同位素测井方案利用率大大增加。

图6 免吊装测井井口安装及配套工具

2.3.2 缩短仪器串

缩短仪器串长度以增加测井测量深度，减少由于遇阻深度未达到目的层而造成甲方不同意测试的情况。目前常用的方法为使用过芯加重，建议研发短长度测井仪器或者将仪器GR探头移至仪器下端，缩短仪器串总长度。

2.3.3 溢流回注设备

将测井产生的溢流回注到井内，从而实现注入剖面测井的全密闭施工，提高了测试资料质量，消除了非密闭施工条件下井口泄漏造成的环保影响。尤其针对三类油层的薄差层，可以在保证注入量满足测试条件的前提下实时监测井内注入情况，增加测井成功率。

3 结 论

通过选用合适的示踪剂，运用恰当的测井方法，针对不同井况应用专属测井设备，在一定程度上提高了同位素测井一次成功率，优化了同位素施工，使方案利用率也有所增加。抽取100口同位素测井方案进行优化，一次测井成功率100%，方案利用率为100%，该优化办法可行。

通过以上探讨，得出以下结论：

(1)根据喇嘛甸油田地层划分，了解注水量与压力以及井况等测试信息，正确选择适当的同位素示踪剂。

(2)针对喇嘛甸油田不同地层、不同井况，通过示踪法、提吊法、验证法进行同位素测井工艺优化。

(3)针对复杂井况优化测井设备，增加方案利用率。