单宏宽

(大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司 黑龙江大庆)

电磁流量与示踪相关流量组合测井技术＊

单宏宽

(大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司 黑龙江大庆)

电磁流量与示踪相关流量组合测井技术是通过将电磁流量计与示踪相关流量测井仪二者组合,并配以温度、压力、磁定位等参数,能有效地改善和弥补二者的不足。该方法一次性下井,可同时录取多项参数,利用电磁流量的测试结果来确定其对应的示踪相关解释模型中的系数,再利用所得参数来计算环套空间内的流量,从而减小了不同测量井段因井况不同而产生的误差。该测井技术可以根据实际情况自由组合,能够满足复杂条件下注入井的测试要求,目前已经在大庆油田多个采油厂进行推广使用。

注入井;电磁相关;组合测井;综合解释;测井单元

0 引 言

放射性示踪相关流量测井是注入井吸水剖面常用的测井方法之一,能够测量油套环形空间流量,在测量注聚井以及找窜找漏等方面有着很大的优势,具有测井施工时间短、曲线直观简洁、测量范围广、可靠性强等特点,深受广大用户的欢迎[1]。但是随着油田进入高含水开发后期,管柱由于老化等多种因素会产生变形;同时随着三次采油技术的不断进步,种类繁多的注入液会导致管壁结垢。管柱的变形与结垢都会改变注入液流动的横截面积,因此影响放射性示踪相关的测量结果。同时,由于注入液粘度的增加造成部分释放的同位素吸附在管壁上,加大重复测量时曲线的干扰,影响解释精度。因此该方法无法满足目前油田开发生产对测量精度的要求,为此大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司研制了电磁流量与示踪相关流量(简称电磁相关)组合测井仪。

1 仪器结构及原理

电磁流量与示踪相关流量组合测井仪根据优势互补的原则,把电磁流量计、示踪相关流量计、同位素吸水剖面测井仪组合到一起,并附加井温、压力、磁性定位等参数,仪器可根据实际需要自由组合,测井资料能相互印证,进而得出更准确的综合解释成果,提高了解释精度,为油田监测提供准确的测井资料。

1.1 仪器结构

井下仪器结构如图1所示,自上而下依次为上扶正器、固体颗粒同位素释放器、液体同位素释放器、遥测四参数短节(含磁性定位器、井温、压力、伽马)、下伽马仪短接、下扶正器、电磁流量计。上下扶正器可保证仪器居中;磁性定位器可确定仪器的深度;遥测四参数短节中的伽马仪和固体颗粒同位素释放器共同组成同位素示踪注入剖面测井系统,用于管外流量的测量;上下伽马仪和液体同位素释放器组成示踪相关流量测井系统,可用于管外流量的测量;电磁流量计进行管内流量的测量。温度、压力作为环境条件测量参数[2]。

图1 井下仪器结构示意图

该组合仪继承了原各测试短接的优点,还对组合仪的总体结构进行了优化,缩短仪器串长度,提高各短接的可靠性。短接的接口采取丝扣套式结构,连接方便,不易脱扣,可靠性高。

1.2 技术指标

本组合仪的主要技术指标为:

耐温:125℃;

耐压:60 MPa;

外径:38 mm;组合仪全长:6.8 m;

电磁流量计:2 m3/d～500 m3/d,±5%;

温度计:0℃～125℃,±1℃;

压力计:0.1 MPa～60 MPa,优于0.5级。

1.3 测量原理

电磁流量计测量精度高,不受流体的压力、温度、密度、矿化度及其它物理参数的影响,不管流体的性质如何,只要有微弱的导电性(电导率>8×10-5S/m)即可进行测试。通常油田的注入水及聚合物溶液都具有良好的导电性能,符合电磁流量计的测量条件[3]。

放射性相关测量方法是在油管内的配水器上方释放示踪剂,并迅速把带有2个伽马射线探测器的仪器移至测量点,示踪剂被水携带,一部分经配水器流到油套空间,进入各个吸水层,当示踪剂流经这2个探测器时测量伽马计数率随时间变化曲线;利用相关算法计算出渡越时间;由于传感器的间距和油套空间的横截面积是已知的,从而可以算出流体流速,进而得出流体流量,最后计算出要测量层的注入量。放射性相关流量计具有仪器成本低、测量范围宽、解释资料直观等特点,在水驱、聚驱、三元复合驱等注入剖面测井中应用广泛,低流量测井以及找串找漏方面优势更为明显[1]。

电磁相关组合仪利用电磁流量计在管内点测流量精度高、稳定性好、操作方便的特点,准确地测量注入管柱内的流量;利用示踪相关流量计能够测量管外流量的特点,测量流入注入点后流量的分配情况。根据井温曲线和压力曲线可验证测井过程中是否有异常现象。

2 测井资料综合解释

电磁相关组合仪解释方法采用的是电磁流量计与示踪相关流量计综合解释法。

由于各个测井单元所处环境大体相同,其所对应的底层形成的时间大致相同、配注时间相同、注入液种类相同、其井温及压力变化呈均匀分布,因此认为其管柱老化变形情况基本相同,由于注入液引起的结垢情况也基本相同,因此可认为在一个测井单元内部所对应的流体横截面积是相等的,可以按照放射性相关测量方法进行测量与解释,计算出每个测井单元所对应的各个测量层的注入量[4]。

首先利用电磁流量计的测量结果来计算出各个测井单元总的绝对注入量;然后根据每个测井单元的示踪相关测量结果计算出各个注水层的相对注入量,最后把每个测井单元按电磁流量计所计算出的绝对注入量参照示踪相关流量测量所计算得的相对结果按比例分配到相应的注入层中。

其数学模型为:设电磁流量计资料确定1～N个测井单元的总绝对注入量分别为Q1,Q2……,QN;第i个单元的绝对注入量为Qi,第i个单元所对应的1～M层的相对注入量分别为 Pi1,Pi2……PiM,其中 Pi1+Pi2+ …+PiM应该等于1,则各吸水层绝对吸水量为:

Qij= Pij×Qi

3 测井实例及应用效果

下面是采用电磁相关组合仪在大庆油田采油三厂一口注聚井进行测井的解释成果表。该井为分层注入井,共有三个配水器,三个封隔器,井口注入量为100 m3/d。

表1为电磁流量计测量结果和计算所得的对应配水器的绝对日吸液量。表2为示踪相关测量的相对流量成果表以及计算所得的目标地层的绝对注入量。

表1 电磁流量测得的油管内流量表

表2 示踪相关相对及绝对吸液量表

先用电磁流量测量各个配水器的绝对吸液量,再用示踪相关流量计测量油套空间对应深度点液体的相对流量,最后结合二者换算出要测量目标地层的绝对日注入量。由解释成果表可以看出已经完全测出目标地层吸液量,经采油厂地质部门审阅,资料准确。

由于各个配水器所对应的测井单元所处环境大致相同,因此认为其变形程度及结垢程度相似,因此能够减少由此产生的误差。目前所用的电磁流量计为外流式电磁流量计,与内流式电磁流量计对比,其操作方便,但测量精度较低,但可满足目前井况的需求。若油管管柱严重变形,可以采用内流式电磁流量计,这样可以不受管柱横截面积的影响,结果更加精确。

4 结束语

电磁流量与示踪相关流量组合测井仪将多种注入参数组合在一起,发挥各流量计的优势。利用电磁流量计测量精度高、操作简便、使用范围广的优点来确定每个配水器的绝对日注入量;利用示踪相关流量可以测量油套空间内部流量的特点来测量油套空间相对流量;然后二者结合换算出要测量目标地层的绝对日注入量。此方法可以减小因管柱老化变形和井壁结垢对流量测量的影响,已经得到地质部门的认可,目前在大庆油田已经推广使用。

[1] 张耀文,王金钟,夏慧玲,等.注入剖面放射性相关测量方法研究[J].测井技术,2004,28(增刊)

[2] 谢荣华.生产测井技术应用与进展[M].北京:石油工业出版社,1998

[3] 吕殿龙,魏云飞,韦 旺.电磁流量计及其在注聚井中的应用[J].石油仪器,2001,15(3)

[4] 李桂军,刘慧,闪俊梅,等.五参数吸水剖面测井资料解释方法分析与研究[J].石油仪器,2006,20(4)

P631.8+1

B

1004-9134(2010)04-0023-02

国家科技重大专项(课题编号:2008ZX05020)和国家高技术研究发展计划(编号:2007AA06Z231)资助课题

单宏宽,男,1975年生,计算机专业工程师。1997年毕业于北京化工大学,目前在大庆油田测试公司研发中心从事测井数据处理、软件开发、方法研究工作。邮编:163453

2010-01-11 编辑:姜 婷)

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