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生产动态测井资料在J油田开发中的应用

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[ 收稿日期 ] 2012-09-14 [ 作者简介 ] 翁剑 ( 1979- ), 男 , 2001年中国石油大学 ( 华东 ) 毕业 , 工程师 , 主要从事石油测井 、测试 、录井物资采购与管理 。 生产动态测井资料在 J 油田开发中的应用 翁剑 ( 中石油长城钻探工程有限公司物资分公司测录试部 , 北京 100101 ) [摘要 ] J油田已开发 50年 ,大部分区块都已进入到注水阶段 ,均存在综合含水上升 、产油量下降的问 题 。为了了解油层的动用情况以及油 、水分布状况 ,弄清高含水层 、低产液层以及未动用层的确切位置 , 利用生产动态测井所提供的注水剖面和产液剖面等资料 ,掌握注水井中每个层位的绝对注入量 、相对注 入量和生产井中每个油层的油 、气 、水产量 ,对油层污染进行判断 ,验证封堵及堵水情况 ,为油田增产 提供有利的理论依据 。 [关键词 ]产液剖面测井 ;注入剖面测井 ;油田增产 [中图分类号 ] P631.84 [文献标志码 ] A [文章编号 ] 1000-9752 ( 2013 ) 06-0069-06 1 生产动态测井技术应用思路 生产动态测井被誉为油田开发的 “医生 ”,它指在油井 (包括采油井 、注水井 、观察井等 )投产后 至报废整个生产过程中所进行的地球物理测井的统称 。主要包括注入剖面测井 、产液剖面测井 、工程测 井以及地面重复仪器测试等 。利用生产动态测井所提供的注水剖面和产液剖面等资料能确定油层渗透率 在纵向上的分布特征 ,制定切实可行的综合调整措施 ,为确定 J 油田开发部署以及制定二次 、三次采油 方案和配产 、配注方案等提供重要依据 [1,2] 。 1.1 产液剖面测井 产液剖面测井一般是在两相流动情况下测定 。在两相状况下 ,每相液体的性质 、流速和流量不同 , 就出现了不同的流型 (流态 ),它是监测油井生产动态 、了解分层产出效果的一种手段 ,测量参数包括 分层产液量 、含水率 ,井温和磁定位 。根据所测各参数进行综合分析 ,可初步掌握油 、水产出部位 ,产 出量和油 、水含量 ,确定油井的主要出水层并对高含水层实施堵水作业 ,对低产层进行挖潜改造 ,达到 油田稳油控水的目的 。 1.1.1 判别高含水层 利用产液剖面测井寻找高含水层并进行堵水 ,可以提高油井的采收率 。高含水层在产液剖面测井上 主要有以下特征 : ① 高含水井的主要产液层必然是主要产水层 ; ② 如果某一层处的井温梯度很小 ,那么 说明该层产液量很大 (产液量越大 ,井温梯度越小 ,另外在高产液层处井温梯度曲线出现明显异常 )。 如果该层所在的井产水率很高 ,那么就基本上可判定该层为高含水层 。 1.1.2 寻找潜力层 从产液剖面测井资料上看 ,有些井中的个别层虽然已射孔 、压裂 ,但测量显示没有产液量或者产液 量很少 ,井温曲线也没有反映产出 。而从常规测井曲线上看 ,这些层的物性 、电性良好 ,且有效厚度 大 ,理论上应该有很大的产液量 ,综合分析这样的层为潜力层 。 1.2 同位素注入剖面测井 同位素注入剖面测井是在注水井正常注水的情况下将放射性同位素示踪剂注入到井内 ,人为地提高 地层的伽马射线强度 ,而随着注入水的流入 ,这些示踪剂将滤积在井中注水层的岩层表面上 ,然后用自 然伽马测井仪测出追踪曲线 ;各注水层注水量的多少 ,在测井曲线上将显示出放射性活度 (强度 )的差 异 ,通过对比前后不同时间所测得的伽马曲线 ,就可以得出各层注入量的多少 [3 ~7 ] 。同位素注入剖面测 井资料所使用的曲线包括自然伽马 (基线 )、同位素追踪曲线 ,但在实际生产中 ,由于井下状况复杂 , · 96 · 石油天然气学报 ( 江汉石油学院学报 ) 2013年 6月 第 35卷 第 6期 Journal of Oil and Gas Technology ( J.JPI ) Jun.2013Vol.35No.6 吸水面积较难确定 。因此 ,在同位素测井中增加了磁定位 、井温 、流量等参数 ,可以检查井下工具工作 状态 ,反映注水井沾污程度并进行沾污校正 ,验证大孔道的存在等 。 2 应用实例 2.1 产液剖面测井应用 2.1.1 判断出水层位 图 1 为 J 油田 MJ33-5 井的产液剖面成果图 ,其 6 号层的井温曲线有异常 ,且异常井段达 10m ,说 明该处产出大量低温液体 ,而测量结果显示 5 、 6 号层日产液 14m 3 ,日产水 10.44m 3 ,含水率 74.6% 。 从邻近水井 ( MJ33-7 井 )资料显示 ,与 6 号层相对应的层位吸水良好 ,可推断出注入与产液对应关系 良好 ,既有水的来源 ,又有注水突进通道 ,以此判断 6 号层为高含水层 。 2.1.2 寻找潜力层 表 1 为 J 油田 Q12-8 井 ( 2005 年投产 )参数表 , 24 、 25 、 27 、 28 号层已经射孔 、压裂 。 2010 年测 产液剖面 ,并统计测试结果 。从统计的数据可看出 27 、 28 号层是主要产液层 (产液量 4.71m 3 / d ,占全 井产液量 60% ),而同样射孔的 24 、 25 号层日产液量很小 ,且井温曲线变化也比 27 、 28 号层明显 。从 常规测井资料上看 , 24 、 25 号层比 27 、 28 号层的电性 、物性略好 ,且厚度也较大 ,应该有大量液体产 出 ,而且从邻近注水井 Q12-6 井注入剖面成果图 (图 2 )上看 ,与 24 、 25 号相对应的层位产液量不大 , 综合分析 24 、 25 号为可挖潜力层 ,应对邻近注水井加大注水 。 图 1 MJ33-5 井产液剖面成果图 图 2 Q12-6 井注入剖面成果图 表 1 Q12-8 井产液参数表 层号 电阻率 /( Ω · m ) 声波时差 /( μ s · m -1 ) 厚度 / m 日产液 / t 日产油 / t 24 52 245 1.6 0.37 0.08 25 55 240 3.0 1.55 0.28 27 46 235 3.6 4.71 1.05 28 48 230 1.4 4.71 1.05 · 07 · 石油天然气勘查 2013年 6月 2.2 同位素注入剖面测井的应用 2.2.1 检查井下工具工作状态 1 )封隔器卡层 井下封隔器主要用来封隔密封井内工作管柱与井壁内壁环形空间 ,它与配水器组 合对应 ,以确保注入水全部注入地层 ,但有的井在作业时工具深度有误 ,改变了地质设计的配水方案 , 使配注失去了意义 。同位素注入剖面测井资料上的管柱曲线可以准确反映出井下工具位置异常情况 。从 图 3 上可知 , M24-90 井有 5 段 (射孔层位 )均有吸水显示 ,经过各参数综合分析后确定第 4 段为主要 吸水层 。由此可见工具位置的差异会影响到分段配注效果 ,进而影响全井注水效果 。这种情况下建议调 整井下工具位置 ,避免封隔器卡层 ,使井下各层均能达到配水要求 。 图 3 M24-90 井同位素注入剖面成果图 表 2 设计与实测工具位置对比 工具位置 设计工具位置 /m 实测工具位置 /m F1 732.26 735.5 P1 742.71 746.0 F2 762.33 766.3 P2 773.38 776.8 F3 783.16 786.5 P3 794.16 796.3 表 3 配注量与相对吸水量对比 配注段 (射孔层位 ) 配注量 /(m 3 · d -1 ) 相对吸水量 / % 1段 ( 1+2 ) 20 17.79 2段 ( 3+4 ) 20 61.17 3段 ( 5 ) 10 20.84 由于所设计的工具位置与实测工具位置存在 约 3m 的差异 (表 2 ),导致三级封隔器卡层 ,从 而使配注量与相对吸水量有一定的差异 (表 3 )。 2 )封隔器失效 封隔器的密封状态直接决 定着分层注水的质量 。封隔器密封不严将会导致 全井不能正常注水 ,从而降低分层注水质量 ,影 响油田注水开发效果 。通过对追踪曲线逐条分 析 ,以及水到达油 、套环形空间后的分布情况 , 同时参考流量 、井温曲线 ,判断配水器进水情 况 ,从而确定封隔器的工作状况 [8 ~12 ] 。从图 4 上可看出 ,在二级封隔器处同位素追踪曲线及流 量均有明显吸水显示 ,而且井温曲线负异常 ,说 明二级封隔器进水 ,已失效 。 · 17 ·第 35卷第 6期 翁剑 : 生产动态测井资料在 J油田开发中的应用 图 4 M19-20.1 井同位素注入剖面解释成果图 2.2.2 反映注水井沾污程度并进行沾污校正 在同位素注入剖面测井中 ,凡是不直接线性反映注入层注入量的同位素显示 、显示减弱或消失现 象 ,称为同位素示踪沾污 。按沾污程度可分为轻 、一般和严重 ;按沾污形成机理可分为吸附沾污和沉淀 沾污 ;按沾污类型可分为管壁 、接箍和工具沾污 [13,14] 。其沾污在曲线上表现为在非吸水井段及接箍 、 井下工具位置形成同位素异常高值 。由于存在这种不同程度的沾污 ,使得测井曲线不能真实 、准确地反 映地层注水情况 ,更无法取得准确 、可靠的动态监测资料 ,因此需要进行沾污校正 。 1 )判断工具沾污 (配水器沾污) 这类沾污在追踪曲线上的表现形态为曲线的幅度由低值突然变 为高峰 ,形似尖刀状 ,其尖峰对着配水器位置或在其上方 [15] (图 5 )。 同位素注入剖面上可明显看到在配水器位置 ,追踪曲线有明显的高尖峰值 ,对于面积较大且明显的 沾污 ,如果不进行沾污校正 ,就会对综合解释结果有所影响 ,无法确定主要吸水层 。从表 4 中可以看 出 ,峰值明显的 7 号和 15 号解释层在校正前后其相对吸水量有明显的变化 ,而且在沾污校正后可以确 定 3 、 4 号解释层为该井的主要吸水层 。 表 4 沾污校正前后各小层相对吸水量对比 解释层号 校正前相对吸水量 /% 校正后相对吸水量 /% 3+4 37.62 67.16 7 29.49 11.3 10 3.87 6.43 13+14 3.37 5.98 15 25.65 9.24 2 )判断油、套管壁沾污 同位素源在下移 过程中由于管壁腐蚀或管壁脏 、沾有油污等杂质 而导致的吸附沾污 ,表现在非射孔层段追踪曲线 幅度大段提高 (图 6 )。图 6 中标注处为油 、套 管壁沾污 ,针对这类沾污校正 ,通常在油 、套管 壁沾污的面积上乘以某一特定系数将其换算为有 效沾污面积 ,然后将其按一定比例分配给各注水 层段 ,最后计算出各分层相对吸水量 ,从而降低沾污对综合解释结论的影响 ,确保资料的真实性和可靠 性 。 3 )验证大孔道的存在 由于注水井长期注水冲刷 ,储层地层中的小颗粒物质被带走 ,使岩石孔隙 增加 ,故而形成大孔道 。在测井曲线上表现为 ,吸水层段同位素没有异常高峰而井温曲线负异常有吸水 显示 (图 7 )。这是因为载体粒径小于地层孔喉直径的原因 ,对此建议更换载体重新测井 ,以便更准确 地判断各层注入量 。根据同位素追踪过程分析 , 3 段配水段均有吸水 ,但参考流量及井温数据 ,第 3 配 水段应有大量吸水 ,这与同位素追踪曲线结果矛盾 。综上所述 ,怀疑该段存在较大孔道 ,同位素随水进 · 27 · 石油天然气勘查 2013年 6月 图 5 X19-20.2 井同位素注入剖面解释成果图 图 6 M15-15 井注入剖面解释成果图 入地层较深 ,以致同位素异常不明显 。这种情况下建议更换载体粒径重新测井 ,使同位素吸水剖面测井 准确反映各小层相对吸水量 。 · 37 ·第 35卷第 6期 翁剑 : 生产动态测井资料在 J油田开发中的应用 图 7 M147-31 井注入剖面解释成果图 3 结论 1 )利用产液剖面测井寻找主要产液层和高含水层 ,挖掘潜力层是可信的 ,充分利用产液剖面测井 资料 ,以降低老油井报废机率 ,最大限度发挥作用 。 2 )同位素注入剖面测井能准确反映井下工具的工作状态 、验证大孔道的存在 。同位素的沾污校正 , 能恢复同位素滤积量 、地层吸水量 、放射性强度三者之间的正比例关系 ,提高解释结果的准确性 ,反映 地层的吸水状况 ,指导生产 。 3 )注水剖面和产液剖面测井是生产动态测井的重要部分 。利用生产动态测井所提供的注水剖面和 产液剖面等资料 ,制定切实可行的综合调整措施 ,为油田开发部署及制定二次 、三次采油方案和配产 、 配注方案等提供重要依据 。 综上所述 ,在油田注水开发过程中 ,及时准确掌握油层中水驱油状况是油田高效开发的关键 。同位 素注入剖面和产液剖面测井对于已形成开采规模的区块有着重要的意义 ,它能及时地反映油 、水井的生 产动态 ,而作为有着复杂地质状况和特点的 J 油田 ,每个采油厂都有着自己的特点 ,生产测井的难度也 在加大 ,如何有效地进行沾污校正 ,如何准确调整注入方案 ,如何有效地降低产油量递减的速度 ,如何 对老区块进行进一步的挖潜 ,这都是值得探讨的问题 ,也是以后工作的重点 。 [参考文献 ] [ 1 ]谢荣华 .生产测井技术应用与发展 [ M ] .北京 :石油工业出版社 , 1998. [ 2 ]姜文达 .放射性同位素示踪注水剖面测井 [ M ] .北京 :石油工业出版社 , 1997.38~89. [ 3 ]李华 ,朱福金 ,刘琼 ,等 .表面活性剂在同位素注水剖面测井中的应用 [ J ] .油气井测试 , 2003 , 12 ( 2 ): 39~41. [ 4 ]尹庆文 ,潘淑琴 ,董福印 ,等 .大孔道地层注水剖面测井技术 [ J ] .测井技术 , 1999 , 23 ( 2 ): 146~149. [ 5 ]赵培华 .中国陆上水驱油田开发测井技术 [ J ] .测井技术 , 1998 , 22 ( 5 ): 307~310. [ 6 ]刘晓 ,赵斌 ,杨志冬 ,等 .同位素注水剖面测井技术在注水开发油田中的应用 [ J ] .新疆石油科技 , 2003 , 13 ( 3 ): 8~9. [ 7 ]高照敏 ,陈鹏 ,汤敬飞 ,等 .低渗储层分注井示踪剂测吸水剖面技术的探参 [ J ] .国外测井技术 , 2011 , 31 ( 3 ): 49~51. [ 8 ]王枚景 ,张军 .可变式密封段在检测井下封隔器工作状况中的应用 [ J ] .石油矿场机械 , 2007 , 36 ( 2 ): 66~68. [ 9 ]冯新茶 ,邵维志 ,孟凡增 ,等 .分注井中封隔器密封状态分析 [ J ] .测井技术 , 2008 , 32 ( 4 ): 363~366. [ 10 ]孙晖 ,姚辰明 ,穆增辉 ,等 .分层注水井封隔器检验新技术 [ J ] .测井技术 , 2003 , 27 ( 6 ): 534~536. [ 11 ]张立新 ,沈泽俊 ,李益良 ,等 .我国封隔器技术的发展与应用 [ J ] .石油机械 , 2007 , 35 ( 8 ): 58~60. [ 12 ]高喜龙 .海上注水井测试技术研究及应用 [ J ] .油气井测试 , 2006 , 15 ( 3 ): 49~51. [ 13 ]陈福利 ,柴细元 ,李冬梅 ,等 .放射性同位素示踪注水剖面污染校正研究 [ J ] .测井技术 , 2003 , 27 ( 6 ): 528~533. [ 14 ]何茂东 ,覃远庆 .吸水剖面测井沾污控制与校正处理 [ J ] .测井技术 , 2000 , 24 ( 2 ): 113~117. [ 15 ]初克建 ,吴海亭 .剖面测井资料在大王北复杂断块油田开发中的应用 [ J ] .石油仪器 , 2011 , 25 ( 3 ): 49~53. [ 编辑 ] 龙舟 · 47 · 石油天然气勘查 2013年 6月 into three seismic facies types , and combined with the result of provenance analysis and wel-shock conversion , seismic facies was converted into sedimentary facies.Research shows that the lower member of Xingouzhui Formation in Chent- uokou Depression mainly develop fan-delta facies and lacustrine depositional systems. Key words : provenance analysis ; seismic facies ; sedimentary facies ; the lower menber of Xingouzhui Formation ; Chent- uokou Depression ; Jianghan Basin 47 Application of Q-Marine Seismic Exploration Technology and Specialized Processing Technology in Donghai Oil and Gas Area ZHANG Ya-bin , SHI Rong-fu , YAO Gang ( First Authors Address : Shanghai Branch Company , CNOOC , Shanghai 200030 , China ) Abstract : In 2011 , Shanghai Branch Company , CNOOC carried out a 3-D seismic survey in Donghai Oil and Gas Area with Q-Marine seismic exploration technology.The exploration technology characterized mainly by 4features , inclu- ding calibrated digital sensor , high-density acquisition and calibrated source , accurate positioning system and steerable streamers.It could provide original data which were more advantageous for denoising , highly and accurately positioning and of wider frequency bandwidth.During indoor processing , the featured processing modules DWD ( deterministic wa- ter layer de-multiple ), GSMP ( general surface multiple prediction ), COMFI ( compact Fourier interpolation with band- width optimization ) and SRAC ( spatial relative amplitude compensation ) are used for demultipling , blank traces interpo- lating and attenuating acquisition footprint effectively.Finaly the data of higher S / N ratio , more fidelity-preserving , amplitude-preserving and more beneficial to subsequent AVO analysis are obtained. Key words : Q-Marine ; 3-D seismic survey ; signal-noise ratio ; resolution ratio 53 Gas saturation Analyses Based on Rock Physics and AVO Forward Modeling YANG Dong-sheng , LI Xu-xuan , LIU Chun-cheng , ZHANG Gong-cheng , YANG Hai-chang , SHEN Huai-lei , CAO Si-yuan ( First Authors Address : General Research Institute , CNOOC , Beijing100027 , China ) Abstract : AVO forward model and AVO intersection analyses were important in AVO technology.On the basis of rock physical theory , logging data and other relevant information , by fluid substitution , the effect of natural gas saturation on rock attribute under different conditions was analyzed , the techniques of seismic forward modeling and AVO inter- section were used to study the effect of natural gas saturation on seismic reflection characteristics under different condi- tions.The results and understanding provide a theoretical evidence for analyzing gas saturation by using AVO. Key words : AVO ; forward modeling ; fluid substitution ; gas saturation 59 Application of Seismic Data Pre-processing Technology in Jilin Oilfield LI Chun-lei , ZHANG Wen-qi , WU Yi-ping , DUAN Li-jiang ( First Authors Address : Research Institute of Petroleum Explora- tion &Development , PetroChina , Beijing100083 , China ) Abstract : At present , oil and gas exploration work entered into a stage of complex reservoir exploration of low-ampli- tude , smal fault block and thin reservoir.The high requirements on high-resolution , high signal-to-noise ratio , high-fi- delity and accurate imaging were increasingly needed for seismic data processing , at the same time with the population and introduction of pre-stack depth migration technology , the advanced pre-processing technology has become an impor- tant link of the seismic data processing.In order to meet the processing requirements of the above situation , selection of the appropriate pre-processing method is essentialy important.In the study of seismic data pre-processing in Jilin Oil- field , combined with the application of SPS quality control and CRM refraction static correction , the processing accura- cy is improved , requirement of high-precision seismic data processing is achieved. Key words : pre-processing ; SPS quality control ; refraction static correction ; seismic data processing 64 Application of OBMI Imaging Logging Technique for Sedimentary Interpretation LIU Huan , ZHANG Zhan-song , HUANG Ruo-kun , WU Jun-chen , SONG Qiu-qiang ( First Authors Address : Key Laboratory of Exploration Technologies for Oil and Gas Resources ( Yangtze University ), Ministry of Education , School of Geophysics and Oil Resources , Yangtze University , Wuhan 430100 , Hubei , China ) Abstract : A new oil-based mud micro-imager ( OBMI ) could compensate the drawbacks of not colecting resistivity log- ging imaging data in oil base mud and synthetic mud drilings and captured borehole scanning images.By using OBMI logging interpretation it could determine the sedimentary energy , sedimentary structure , palaeocurrent direction and sand body extension direction to study sedimentary facies.It provides guidance for the exploration and development of oil and gas fields. Key words : OBMI ; sedimentary energy ; sedimentary structure angle mode ; paleocurrent direction ; sedimentary facies 69 Application of Production Dynamic Logging Data in J Oilfield Development WENG Jian ( Authors Address : Logging Department of Material Branch , Great Wall Drilling Company , CNPC , Beijing 100101 , China ) Abstract : J Oilfield has been developed for 50years and the most of blocks have entered into the water injection stage , where existed the problems of comprehensive water content increase and the production decline.In order to understand reservoir producing and the distribution of oil and water , clarify the exact positions of high water content and low liquid producing layers and the non-producing layers , the data of injection profile and liquid producing profile obtained from production dynamic logging are used to provide absolute and relative injection volumes of each layer , oil , gas and water production of each reservoir is used to judge the formation damage to check the sealing and water blocking , it provides a theoretical basis for enhancing oil production of the oilfield. Key words : liquid production profile logging ; injection profile logging ; enhancing production of oilfield 75 Application of Multi-functional Ultrasonic Imaging Logging Tool in Casings Inspection and Cementing Quality Evaluation SUN Zhi-feng , WANG Chun-yan , CHEN Hong-hai , LIU Xi-en ( First Authors Address : China Oilfield Services Limited , Bei- jing101149 , China ) Abstract : Based on the measurement principle of ultrasonic impulse reflection method , a kind of multi-function ultrason- Ⅳ
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