生产测井PPT课件

.,1,由于东辛地区构造复杂，加之进入特高含水开发后期，平面、层间及层内油水关系越来越复杂，剩余油分析难度加大，而饱和度监测则为我们认识剩余油提供了有力的工具，本专题着重就目前油田常用并且技术上成熟的三种饱和度测井仪器（硼中子、PND、SNP)，从理论上探讨这三种仪器在地质上的应用界限，为合理地选择测井仪器提供依据。,前言,.,2,PND,SNP,硼中子,矿化度,井筒环境,岩性,地层物性,仪器外径,测量模式,探测深度,地质因素,工程因素,影响仪器选择的因素,.,3,一、原理综述,二、PND,三、硼中子,四、SNP,提纲,.,4,过套管储层评价,中子俘获系列(PNC),中子非弹性碰撞系列,PND测试仪（康普乐公司）,硼中子寿命测井（国产）,高精度C/O测试仪（大庆）,监测系列和主要仪器,C/O测试仪（80年代产品）,.,5,原理图解,中子,地层原子,10微秒,1000微秒,1秒以上,非弹性碰撞释放高能伽马射线,热中子俘获释放低能伽马射线,中子活化释放伽马射线,0-10s：产生的伽马射线来自非弹性碰撞，用途：碳氧比测量,10-1000s：产生的伽马射线来自中子俘获，用途：中子俘获测量,1s以上：产生不稳定的伽马射线,轰击,14MeV,.,6,一、原理综述,二、PND,三、硼中子,四、SNP,提纲,.,7,自然伽马探头,节箍,远探头,近探头,中子发生器,12”,14”,PND,仪器,.,8,中子,地层原子,10微秒,1000微秒,1秒以上,非弹性碰撞释放高能伽马射线,热中子俘获释放低能伽马射线,中子活化释放伽马射线,10-1000us：产生的伽马射线来自中子俘获，PND通过探测该部分伽马射线计算地层相关参数。该模式下仪器的探测深度达到25-50cm。,轰击,14MeV,PND,测量模式,.,9,俘获截面,PND,地层原子俘获中子和组成地层各种物质的俘获截面成正相关关系，俘获截面越大，中子越可能被俘获。通常俘获截面用表示,1、淡水和油俘获截面相近，PND无法区分。故要求水的矿化度越高越好,2、各种储层岩石的俘获截面值重叠，PND无法区分岩性,.,10,测井响应,PND,PND的测井响应是地层各物质俘获截面的线性组合，其权重为相应的体积百分数,log=（1-Vsh-）M+Sww+Vshsh+（1-Sw）H,测井响应：,岩石基质,水,泥质成分,烃,地层组分,体积百分数,.,11,在较为纯净的砂岩中可假设Vsh=0,计算实例：,假设=0.3，M=10c.u，H=21.0c.uw=58c.u，水层Sw=1，油气层Sw=0.2代入测井响应方程,水层：log=（1-0.3）*10.0+0.3*（1.0-1.0)*21.0+0.3*1.0*58.0=24.4c.u,油层：log=（1-0.3）*10.0+0.3*（1.0-0.2)*21.0+0.3*0.2*58.0=15.5c.u,气层：log=（1-0.3）*10.0+0.3*（1.0-0.2)*8.0+0.3*0.2*58.0=12.4c.u,地层模型,测井响应,PND,.,12,适用性评价,log=（1-Vsh-）M+Sww+Vshsh+（1-Sw）H,测井响应：,岩石基质,水,泥质成分,烃,PND测井临界条件：孔隙度大于15%，地层水矿化度大于50000ppm,油层：log=14.2c.u,气层：log=12.2c.u,水层：log=10.6c.u,临界条件下油气水俘获截面较为接近，且受误差影响，PND的分辨率无法识别油气水。,在较为纯净的砂岩中可假设Vsh=0将=15%，50000盐度的地层水俘获截面为38c.u，油层和气层Sw取0.2，代入测井响应方程。,PND-S,.,13,PND,其他影响因素,井筒环境,1、井筒液,最佳的井筒液为矿化度50000以上的卤水（俘获截面大于38），以保证井筒对热中子的俘获时间极短，从而使得信号的来源主要源自地层，故建议地层水洗井。但井筒流体侵入射开地层，也影响了测井结果，这是一个矛盾。最差的井筒液为气体。,2、井筒半径,井筒半径越大，探头接受的伽马射线信号越弱。同理套管外水泥环越厚，信号越弱。,.,14,PND,技术指标,PND技术指标,.,15,一、原理综述,二、PND,三、硼中子,四、SNP,提纲,.,16,硼中子寿命测井主要应用：估算自由水体积；估算目前的剩余油饱和度；判断水淹层、未动用层；判断出水点；油田动态监测：利用时间推移测井,硼中子,.,17,硼中子寿命测井是在中子寿命测井基础上发展起来的，是在改变井筒附近地层内的流体环境前后测取资料。它工艺关键是：“测注（渗）测”技术,即将中子寿命测井仪器放入到井中，测一条曲线，称为“污水曲线”，简称基线，第二步运用特殊的工艺，把硼酸水灌注到地层中去，做业压力小于生产压差，然后再测一条曲线，叫做“硼水曲线”，简称曲线，这是做业后硼水环境中的资料。,硼中子,施工工艺,.,18,硼中子,施工工艺,硼中子寿命测井工艺示意图,硼中子的施工工艺决定了该测井技术只能适用于射开地层的饱和度测量。,.,19,硼中子,测量模式,中子,地层原子,10微秒,1000微秒,1秒以上,非弹性碰撞释放高能伽马射线,热中子俘获释放低能伽马射线,中子活化释放伽马射线,10-1000us：产生的伽马射线来自中子俘获，用途：中子俘获测量,轰击,14MeV,硼中子寿命测井与PND采用相同的测量模式，仪器也使用PND。,.,20,log=（1-Vsh-）M+Sww+Vshsh+（1-Sw）H,测井响应：,岩石基质,水,泥质成分,烃,地层模型,硼中子,假设注入硼酸前后地层水俘获截面为w前和w后。,注硼前后测井响应方程如下：,log前=（1-Vsh-）M+Sww前+Vshsh+（1-Sw）H,log后=（1-Vsh-）M+Sww后+Vshsh+（1-Sw）H,两式相减：,测井响应,.,21,技术界限探讨,Sw=（log后-log前)/(w后-w前)分子（离差）：log后-log前分母：(w后-w前),水淹程度判别依据,有离差,无离差,离差越大含水饱和度越高,根据Sw计算公式，从曲线上定性判断，离差越大，含水饱和度越高，地层出水越严重。,硼中子,.,22,技术界限探讨,因为硼=760，理论上可配置出0760任何俘获截面的硼酸水，通常可达250，故(w后-w前)远大于0，理论上可以认为硼中子测井计算的Sw可靠性很高，且不受孔隙度和矿化度的影响。,地层水=58（矿化度取100000）,含水饱和度：,东辛地区：,(w后-w前)约接近于0，Sw的计算误差越大,硼中子,.,23,技术界限探讨,1、注硼中子寿命测井是人为提高含水层位的热中子俘获截面的一种工艺方法，侧重于在工艺上将油水层的曲线特征分开，施工中诸如注硼压力，硼酸浓度等对最终的结果都有重要影响。整个施工工艺是保证可靠性的关键。,硼中子寿命测井在理论上可靠性较高的情况下，其实际效果受以下两方面限制：,2、在层间矛盾不突出的射孔层应基本能够达到替液前后两次俘获截面测井曲线的离差幅度与射孔层含水饱和度成正比。但对于层间矛盾突出的射孔层，因为无法实现均匀注硼（相当于吸水剖面不均匀），测试技结果符合率不高。,硼中子测井主要用于定性的判别出水层位，定量判断含水饱和度的可靠性不佳，要提高其可靠性，必须结合其它的动态资料。,.,24,硼中子,其他影响因素,井筒环境,1、井筒液,最佳的井筒液为矿化度50000以上的卤水（俘获截面大于38），以保证井筒对热中子的俘获时间极短，从而使得信号的来源主要源自地层。,2、井筒半径,井筒半径越大，探头接受的伽马射线信号越弱。同理套管外水泥环越厚，信号越弱。,.,25,硼中子,技术指标,硼中子技术指标,.,26,一、原理综述,二、PND,三、硼中子,四、SNP,提纲,.,27,SNP,仪器,电子线路,探测器,中子发生器,中子发生器,高精度C/O测井仪,即高精度C/O，由中子发生器、屏蔽体、探测器、电子线路组成。，仪器外壳直径94mm，长度4100mm.,.,28,SNP,仪器,电子线路,探测器,中子发生器,中子发生器,高精度C/O测井仪,相对于普通的碳氧比，高精度体现在探测器晶体：NaIBGO,锗酸铋（BGO）晶体对伽马射线比碘化钠晶体更为敏感，且必须放置于杜瓦真空瓶中冷藏保存。,.,29,SNP,中子,地层原子,10微秒,1000微秒,1秒以上,非弹性碰撞释放伽马射线,热中子俘获释放伽马射线,中子活化释放伽马射线,0-10us：产生的伽马射线来自非弹性碰撞，用途：碳氧比测量,非弹性碰撞热中子俘获无关，故其测量与地层水矿化度无关，适用于低矿化度和未知矿化度的地层中。在高矿化度地层中PND是首选。该模式下探测深度仅23cm。,测量模式,.,30,SNP,测井响应,岩石基质,地层流体,井筒,仪器测量的碳氧比为地层流体、岩石基质、和井筒流体综合的碳氧比。最佳的井筒流体是水，水中不含碳，有助于消除井筒对测量结果的干扰。所以SNP测井前必须洗井以尽可能消除井筒中任何形式的残留碳。,.,31,SNP,测井响应,岩石基质,地层流体,井筒,因为碳酸盐岩含含碳，C/O要求岩性已知，其本身也具有区别岩性。,.,32,SNP的应用,利用快中子与地层中的原子核发生非弹性散射和俘获做用的反应，非弹性散射的伽马计数率与地层的含油性有关，而俘获伽马射线计数率与地层的岩性与孔隙度有关,新井投产前，对储层进行再评价；在高含水井中，寻找高水淹层，为堵水做业提供依据在枯竭井中，寻找有生产潜力的油层；在观察井中，监测剩余油饱和度变化状况；。进行多井评价，确定剩余油饱和度分布；检查油田驱油效果，为调剖提供依据。辅助测井曲线帮助定性判断气层。,.,33,SNP,实例,通过对辛1断块3口井46个小层的SNP结果进行统计，个别层的含油饱和度从时间推移角度说与裸眼井的饱和度值发生抵触，即目前含油饱和度大于原始含油饱和度。,.,34,SNP,实例,SNP错误解释发生频率表,SNP解释结果发生错误的孔隙度范围主要集中在5%-20%之间，25%以上基本符合时间推移规律。,.,35,SNP,PND的CATO参数,C/O测井的技术缺陷：仪器直径90mm，使其无法实现过油管测井，只能关井测试。为弥补这一不足，PND在非弹性碰撞模式下用CATO计算含油饱和度。,电子线路,探测器,中子发生器,中子发生器,高精度C/O测井仪,.,36,SNP,PND的CATO参数,中子,地层原子,非弹性碰撞释放伽马射线,PND通过计算CATO这个参数代替碳氧比用于区分油和水，但其测量模式仍为非弹性碰撞。其探测深度仅20cm。,能量4.5mev,能量4.5mev,小于4.5mev的伽马射线,碳、硅、钙,大于4.5mev的伽马射线,氧,CATO,=,.,37,CATO实例,营2断块沙三5东区开采现状图,储层物性：平均孔隙度23%，空气渗透率78710-3m2。地层水：地层水水型为CaCl2水型，总矿化度5.2104mg/L。,矿化度刚符合PND的中子俘获模式测量要求，本次测量使用非弹性碰撞模式下的CATO参数进行储层评价,SNP,.,38,生产特点1、液量稳定，含水上升快，油量下降，能量充足2、含水直达99%，而且高居不下。结论1、怀疑筛管完井段水淹程度高2、待倒井后测PND验证该层及以上油层井段的水淹状况,生产5个月后高含水,CATO实例,SNP,.,39,生产5个月后高含水：PND生产测井,解释结果2922.0-2947.3：油层2947.3-2998.0：特强水淹层2998.0-3031.0：中水淹层30