浅口袋井底部层位注入剖面测井资料采集率提高技术研究

刘登元

(大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司 黑龙江 大庆 163153)

0 引 言

大庆萨尔图油田已进入高含水开发后期，产量逐年递减，油水井出砂和套管变形逐年增多，注水井尤为显著[1-2]。受成本等因素限制，很多出砂和严重变形的注水井并不能报废，只能采取措施继续使用。为此，大庆萨尔图油田研制了浅口袋分层注入井。这种分层注入井的管柱由套管、油套封隔器、带偏心配水器和底端球座的油管构成，射孔层底界与油管底端球座之间距离大幅度缩短，造成油管口袋浅。对分层注入井进行注入剖面测井时，测井仪器在油管中，记录点到仪器串底端有一段距离，口袋浅则可能导致无法针对部分底部层位进行测量。搞好分层注水是油田稳油控水的重要保证，而注入剖面五参数组合测井是了解分层注入井小层吸水状况的主要手段[3-6]。目前主流的注入剖面五参数组合测井仪器主要由伽马磁性定位短接和流量短接组成，下配接同位素释放器和加重杆，伽马磁性定位短接还测量温度和压力[7-8]。伽马磁性定位短接在仪器串的上部，在浅口袋分层注入井中常出现探测不到底部层位的情况，底部层位资料采集率较低。因此有必要改进传统注入剖面五参数组合测井仪，缩短记录点到仪器串底端的距离，并在测井前进行规范洗井。

1 资料采集率的主要影响因素

影响浅口袋分层注入井底部层位测井资料采集率的因素是多方面的。为有效解决问题，结合现场调查，现从注入井自身和测试仪器两方面分析。

1.1 井内沉积物的影响

大庆萨尔图油田储层岩性以砂岩和细粉砂岩为主，胶结类型以接触式和孔隙式胶结为主，胶结强度差，储层极容易出砂[9]。近些年，该油田广泛采用了聚合物驱油和三元复合驱油技术。在三元复合驱中，强碱对储层岩石的溶蚀作用较强，而聚合物也具有较强的携砂能力，这些都造成了注入井一定程度出砂[10-11]。统计表明，大庆萨尔图油田98.5%的浅口袋注入井存在出砂和聚合物沉积问题，在注入剖面测井时，出现不同程度的仪器遇阻。

1.2 仪器结构的影响

我国注入剖面五参数组合测井仪器种类较多，大庆萨尔图油田主要应用西安斯坦公司生产的注入剖面五参数组合测井仪。该仪器主要由伽马磁性定位短接和流量短接两部分组成，伽马磁性定位短接还测量温度和压力。下面以这种仪器在浅口袋注入井中测井为例，分析仪器记录点位置对层位资料采集率的影响。

1.2.1 仪器记录点位置的影响

注入剖面五参数组合测井时，一般选择伽马参数的深度作为记录点深度，并对其他参数的深度进行校正处理。图1为测井仪器在浅口袋注入井井底遇阻的示意图，图中H是遇阻点(球座上端或遇阻时仪器底端的位置)，G是仪器中伽马探测器的位置,K是射孔孔眼的位置，T是K在测井仪器中轴上的水平投影，有如下关系：

LTH=LGH-LGT

(1)

式中：LGH为伽马探头到仪器底端的距离，m；LGT为射孔层(孔眼)到伽马探头的垂直距离，m；LTH为射孔层(孔眼)到遇阻点的垂直距离，m。

注入剖面测井中释放的同位素载体颗粒主要滤积在射孔孔眼及孔眼深处[12]，因此选择K为放射源的发射点来估计射孔层(孔眼)到伽马探头的垂直距离，套管半径与伽马探头可探测放射性的极限距离，可知：

(2)

式中：R为套管半径，m；LKG为伽马探头可探测放射性的极限距离，m。

上式中，LKG约为0.5 m，R为124.26 mm，不挂接释放器与加重杆时LGH为2.4 m。经过计算，LTH约为1.9 m。当这种仪器遇阻时，能探测到的射孔层底界约在遇阻点以上1.9 m处。

1.2.2 释放器和加重杆的影响

实际测井施工时，在仪器底端先挂接单级释放器，为保证仪器能顺利下井，再挂接加重杆，达到增重目的。对浅口袋分层注入井测井时，需要挂接3支Φ38 mm铅加重杆。每支加重杆长1.5 m，释放器长0.6 m。因此，实际测井时，当遇阻点到其上部最近射孔层的距离大于7.0 m时，仪器将无法测试完整的层位。

2 提高资料采集率的方法

2.1 规范洗井

为降低遇阻概率，在注入剖面五参数组合测井前7 d，必须对浅口袋分层注入井进行洗井。为确保洗井效果，结合大庆油田《注水(入)井洗井管理规定》[13]，制定了浅口袋井的洗井规范。洗井中，要平稳操作，连续泵入洗井液，根据实际情况由小到大调整进口排量，出口排量大于进口排量。每20 min录取1次洗井水量、油压和套压，并对出口水质的颜色、含砂量及杂质含量进行描述记录；详细记录洗井开始和结束时间，累计注入液量、排出液量和漏失量；采用目视比浊法观察洗井液，判断洗井质量；达到进口与出口水质一致时，洗井才为合格。

2.2 仪器结构改进

2.2.1 加重杆改进

原仪器串所用加重杆挂接在仪器底部，为金属铅材质，每支重14.5 kg。为缩短伽马探头到仪器串底端距离，改用过芯加重杆。过芯加重杆位于电缆头与仪器之间。重新设计了过芯加重杆的过芯线和连接头，确保了其下部连接的仪器正常工作。过芯加重杆内部材质为钨，每支加重杆重22 kg、长1.5 m。

2.2.2 伽马探头移到仪器底部

将伽马磁性定位短接下移，接在流量短接下方，如图2所示。改进后，伽马探头距离仪器串底端的距离为281 mm。为了确保改进后的仪器与地面正常通讯，对注入剖面测井仪器各参数的传输地址和指令进行改进，确保了各参数的信号顺利传到地面。

2.3 改进后的记录点位置

图3 改进后测井仪器遇阻示意图

2.4 挂接释放器的时机

注入剖面五参数组合测井时，要先测量自然伽马基线，释放同位素载体颗粒后，再测量同位素曲线，追踪同位素滤积过程[14]。原测井仪中，伽马探头距离仪器底端约2.4 m，挂接释放器内的同位素对基线测量没影响。但是，改进后伽马探头距离释放器的距离仅0.3 m，释放器内同位素的放射性会对测量基线影响较大，不利于测井解释。因此施工工艺改为：先挂接空释放器，测量基线后起出仪器，挂接装同位素的释放器。

3 现场应用

X1井是萨尔图油田的一口分层配注井，1999年投产，射开层位SⅠ1至SⅢ7，射开厚度30.5 m，有效厚度12.6 m，有15个层位。2019年6月压裂，2019年11月对SⅢ7以下封堵，层位变成13个。第四级封隔器深度1 181.56 m，第四级配水器深度1 191.68 m，挡球深度1 205 m，SⅢ7层位底部深度1 200.8 m，射孔层底界距离挡球仅为4.2 m，常规注入剖面五参数组合测井仪的层位资料采集率低。

2020年5月，X1井的注入量50 m3/d，井口压力12.1 MPa。用常规注入剖面测井仪器和300～600 μm微球同位素载体进行测井，在1 198 m遇阻，伽马和磁性定位曲线测不到SⅢ 5-7层位，如图4所示。2020年6月，洗井后，在保证与第一次同等注入条件和施工条件下，使用改进测井仪器进行第二次测井，在1 204.3 m遇阻，能测到SⅢ5-7层位的伽马和磁性定位曲线，SⅢ 5-6相对吸水10.81%，SⅢ 7相对吸水25.38%，如图5所示。

2020年6月和7月，分别对X2和X3井进行测井。对比分析测井曲线发现，用改进前的工艺与仪器，层位资料采集率分别是84.62%、78.95%和76.47%，经过规范洗井和应用新仪器，层位资料采集率分别提高15.38%、10.52%和11.77%(表1)。试验结果表明，改进后的方法实施有效，提高了浅口袋井的层位资料采集率。

图4 X1井测试成果图(2020年5月)

图5 X1井测试成果图(2020年6月)

表1 改进前后层位资料采集率对比表

4 结 论

1)在对浅口袋分层注入井实施注入剖面测井前，按质量规范洗井能为顺利测井提供保障。

2)经仪器结构改进，大幅度缩短了记录点与仪器底端的距离，提高了底部层位测井资料采集率。

3)录取的测井资料能反映出更多层位的吸水状况，为大庆萨尔图油田层位细分、区块调整和稳油控水提供更加详尽的动态监测信息。

4)为今后同类测井仪器的设计制造，以及其他油田同类浅口袋井的注入剖面测井施工提供了借鉴，具有指导意义。