水平井产出剖面测井技术在塔河油田的应用.docx

1、第7卷第6期fl想球物灯专泰Vol.7,No.62010年12月CHINESEJOURNALOFENGINEERINGGEOPHYSICSDec.,2010文章编号s16727940(2010)06074005doi：10.3969/j.issn.1672-7940.2010.06.019水平井产出剖面测井技术在塔河油田的应用张波，孙波，武清钊（胜利石油管理局测井公司，山东东营257096）摘要：由于水平井中流体的流动相态和施工工艺的复杂性，造成常规的产出剖面测井技术难以适应于水平井，因此水平井产出剖面测井技术是一项技术含址高、研究难度大、生产迫切需求的工作.本文简取介绍了水平井产出削面测井技

2、术及爬行器施工工艺,应用该技术成功完成.了塔河油田TK109H等三口水平井产出剖面测井.并总结了施工经验与存在的问题.为进一步应用该技术评价生产层段产出状况提供帮助.关键词：水平井；产出剖面测井技术；爬行器；资料解释中图分类号：P631文献标识码：A收稿日期：20101022ApplicationofHorizontalWellProductionProfileLoggingTechnologyinTaheOilfieldZhangBo,SunBo,WuQingzhao(TheLoggingCompany%ShengliPetroleumAdministration,Dongying,Shan

3、dong257096.China)Abstract:Conventionalproductionprofileloggingtechnologyisdifficulttobeadaptedtothehorizontalwellbecauseofthelevelofthewellfluidflowphaseandthecomplexityofconstruction.Therefore,thehorizontalwellproductionprofileloggingtechnologyisonethatrequireshighquality,thatisdifficulttodotherese

4、archandthatisurgentlyneededinproduction.Inthispaper,itintroducesthetechnologyofhorizontalwellproductionprofileloggingandcrawlingconstructionanddescribeshowthetechnologyissuccessfullyappliedtotheproductionprofileloggingofthethreehorizontalwellssuchasTK109HinTaheoilfield.Finally*itmakesasummaryoftheco

5、nstructionandproposestheexistingproblems.Keywords:horizontalwell；productionprofileloggingtechnology?crawlingdevicejdatainterpretation作者简介：张波（1971），男，高级工程师，主要从事测井工程及资料解#1：作.E-mail:bazhoucjsohu>com1引言随着水平井的投产开采，部分油井含水上升、产最下降以及套管损坏等问题随之而出，因此适时进行水平井生产测井以了解井下注入与产出状况、剩余油分布及套管损伤情况，为水平井生产效果评价和增产措施优化提供可靠依

6、据，最终达到稳油控水提高采收率的目的，是水平井生产测井面临的一项重要课题。胜利测井公司在大力发展常规生产测井技术的同时，紧跟水平井生产的步伐,不断探索研究和发展水平井生产测井工艺与技术，在突破了常规的“管具输送水平井测井工艺”基础上，先后开展了套管水平井的各项生产测井，获得了大量的施工经验及良好的资料应用效果。2007年后随着爬行器施工工艺及水平井测井技术的引进，水平井产出剖面测井"妇在生产中得到了快速的应用和发展。软件部分，包括两个软件包。模拟软件包WEST可提供预报爬行器在特定油井中爬行的能力；操作软件包MULEDriver®在作业期间，操作、控制并监视爬行器工作状况（

7、表Do2水平井产出剖面测井技术表1爬行器技术参数将测井仪器顺利输送到目的层段一直是水平井测井过程中的一个关键环节，管具输送等水平井测井工艺可以解决水平井中的大部分问题，但难以满足正常生产情况下和要求仪器居中测量的施工项目的需求。英国Sondex公司的爬行器施工工艺，可以保证水平井中各项测井技术的顺利进行。产出剖面测井重点录取的参数为流量和持水率。水平状况下油、气、水三相流的相态分布与垂直井眼环境下的相态分布截然不同，因而使得普通流量仪和持水率仪器在水平井中的测量精度降低。阵列式流量和持水率仪器采用多个传感器探头进行截面参数测量，能较精确地反映流体在水平井眼中的流动状况、分段（分层）流量和流体性

8、质，为水平井产出剖面测井提供可靠的技术手段。2.1爬行器简介及优点爬行器系统由三部分组成。高效电机供电且居中的爬行器，可双向爬行，并可与地面实时通讯（图Do地面控制面板，连接到笔记本电脑。该面板提供仪器电源，控制爬行速度，并包含信号传输界面接口。计算机实时监控并显示爬行器的状态，包括运行状态，电缆头张力，接箍位置等。图1带扶正器的Sondex爬行器Fig.1SondexcrawlingdevicewithcentralizeTable1Technicalparametersofcrawlingdevice爬行器装配长度7.42m全速时电缆电压660V(DC)爬行器本体直径54mm最大速度负载电

9、流2.0mA重ft86kg最大速度9m/min额定温度150,C最大拉力273kg额定压力103MPa贯通电缆单芯电缆最小作业直径57mm最大作业直径244mm爬行器的优点：1）爬行器能在水平井正常生产的条件下进行测井施工，如产出剖面、注入剖审等，而管具输送工艺只能进行井筒静态条件下俞施工。2）管具输送工艺进行小直径'仪器测井时，仪器只能在油管中进行测量.测量结果受管柱影响，且技术范围受限，测域精度低；而爬行器工艺可使仪器直接在套管中测量，测量精度高。3）爬行器能够解决井下仪器在井眼中居中的问题，而管具输送工艺无法彻底解决此项问题。4）爬行器测井施工时无需作业配合；而管具输送工艺必须有

10、作业配合（包括作业人员、专用管柱、泵车、雄车等）。'5）常规测井项目，爬行器测井施工平均时间为812h,而管具输送一般在24h以上。其他如水力输送测井工艺，仪器只能在油管中进行测量，只能完成注入剖面和硼中子找水等少量生产测井项目。2.2阵列式持水率测井仪器简介1）阵列式电阻率持水率仪RAT仪器结构：12个微型电阻传感器阵列被安装在一个两头轴环固定的弹簧笼内壁，来测量周围靠近套管的流体的电阻，所有12个传感器的数值同时传送到地面或井下存储短节，在一个井眼平面/横截面，而非沿线采取的测量，得到精确的截面流态图。本仪器在高含水的情况下能够较好的识别井筒内的流体性质（图2）。2）阵列式电容持水

11、率仪CAT仪器结构：12个微型电阻传感器阵列被安装在一个两头轴环固定的弹簧笼内壁，来测量周围困2阵列式电阻率持水率仪Fig.2Arrayresistivitymeterwaterholdup靠近套管的流体的电阻，所有12个传感器的数值同时传送到地面或井下存储短节，在一个井眼平面/横截面，而非沿线采取的测信，得到精确的截面流态图。本仪器在低含水的情况下能够较好的识别井筒内的流体性质（图3）。测量原理：油、气和水具有不同的电容常数，CAT利用这一点来鉴别大斜度井和水平井的流体性质，居中测量，同时CAT可以与Sondex的其他生产测井仪器组合。3应用实例3.1塔河某油田水平开发井TK109HXX井是

12、塔河某油田的一口水平开发井。2002年1月投产后在自喷生产方式下获得了较好的产量。初期4mm油嘴采油日产原油80奇左右，日产天然气10000n?左右，含水低于0.1%O测井前，至2009年9月25日5mm油嘴采油产最为64t,日产油7.5t,日产气4355m3,含水88%。图3阵列式电容持水率仪Fig.3Arraycapacitormeterwaterholdup鉴于上述情况，采油厂要求进行水平井产出剖面测井，了解井下生产状况，确定主要产水部位。结合本井实际情况，胜利测井公司制定了双爬行器施工工艺方案和详细的测井设计方案，在9月27日10月1日间分别在5mm油嘴和7mm油嘴两项工作制度下进行了

13、对比测井，录取了产出剖面测井资料。由于测井时日产液64t,施工设计采取了伞式流量计、在线流量计、全井眼涡轮流量计三组合流量测井方案和普通电容式持水率计、电阻率阵列仪（RAT）、电容阵列仪（CAT）三组合持水率测井方案，常规测取了伽马、井温、磁定位、压力等参数。实际测量过程中由于生产层段流速较缓以及井内铁屑物质的多方面影响，致使流最测井在水平生产井段的测量未能达到预期结果，而阵列持水率测井则获得了良好的测井显示。测井后资料解释人员根据水平井段持水率曲线相应，结合井温、压力、伽马等曲线显示结果.给出了本井测井资料解释结论（图4）。/m慵。磁定位1000-(rny)4000AMutfaqRAT计算持

14、水+0CAT计力持水形0寸透壬-2000n在线持水率.1089TEMP)IO9'445康也63基本不产液主要产水段基本不产液(a)困4测井解释结论Fig.4Resultoflogginginterpretation由于没有流量资料，无法判断其是否产液或定义为基本不产液，即使在有示踪流量的井中，如果产液最少，也很难区分的。根据持水率的变化，结合井温压力等资料可判断出主要产水段。两次测井资料表明，本井出液段主要集中在水平段的前端和尾部，井眼较高部位以出油为主。32某油田TK112H井TK112H井测井目的及测井前情况基本与TK109H相同，在总结TK109H流量测井经验的基础上，在TK11

15、2H井流量测量中测井人员用示踪流最代替了伞式流量计测量，并由此取得了相对较为理想的测井资料结果（图5）。测井资料表明，本井出液段主要集中在水平段的前部和尾部，井眼较高部位以出油为主。其中处于井眼轨迹较低部位且渗透率好的部位，出水较多。4现场测试工作的经验及确保数据质量的做法4.1适时全封关井避免将井压死TK109H施工过程中，测井仪器串总长度达到21m,总重地为350kg,仪器最大外径为54mm,使用井架吊车吨位为50t。受吊车拔杆高度与防喷管高度限制，生产状况下测井仪器无困5TKXX井产液剖面削井成果Fig.5ResultofTKXXwellproductionprofilelogging法

16、正常下井，采取不完全关井的措施。由于在生产阀门未完全关死的状况下，测井仪器下井时间过长（超过2h）,之后又出现油嘴堵塞现象，导致测井过程中油井停喷现象，虽然后经敞喷措施后恢复自喷，但对测井施工产生了较大的不利因素。对此，进行了分析总结，认为测井仪器开始下井时采取不完全关井的措施，一方面井下上行的流体（以油气为主）仍然对下井仪器产生较大的阻力，致使测井仪器下井时间过长（超过2h）；另一方面,在不完全关井状态下生产流质大大减小，由于油气与水的比重差别较大，致使尤其快速产出地面而底层产出水在管柱中的累积液面越来越高，对地层造成的压越来越大，在地层能M不足的情况下，有可能会将井压死。因此，在进行TK1

17、12H井测井施工时，现场采取生产阀门全封关井措施，测井仪器靠自重快速下井，下至500m左右，及时将生产阀门打开，由于关井时间控制在30min左右，没有对油井生产造成影响。建议在此类井测井时，尤其是地层能量不足的井，采取生产阀门全封关井措施，控制测井仪器下孙时间，避免将井压死的可能。4.2双爬行器设计工艺获得成功TK109H与TK112H两口井井身管柱结构基本相同，测井仪器下井须从2.5"油管下至7"套管，再从7"套管爬行至5"筛管中，最后在5”筛管中爬行近320m至井底B靶点位置。由于7"套管与5”筛管管径差异较大，结合部位存在台阶，应用于常规

18、井况条件下的单支爬行器无法满足施工要求。针对这种情况现场施工人员设计了双爬行器施工工艺，将一支爬行器设置为7套管运行模式，另一支设置为5.5”套管运行模式，顺利完成了两口井的施工任务。43多流量、多持率等参数测确保数据质量针对水平井产出状况.设计了伞式流量计（适用于套管内低产液状况）与在线流量计（油管内流量）、全井眼流械计（套管内高流速测量）三组合测井模式进行流景参数的录取，以确保流量参数的录取。TK109H井施工中由于水平生产层段套管内铁屑等物质的影响，伞式流量计叶轮过多吸附铁屑后被堵塞。后在TK112H井施工时，改进了仪器配接线路，将伞式流量计更换为示踪流量计，有效消除了井眼内杂质因素影响，成功录取了流最参数。对于持率参数的测最采取了在线持率（用于总持率测量）、阵列电容持水率（CAT,适用于低含水状况）、阵列电阻率持水率（RAT,适用于高含水状况）三组合测井模式进行持率参数的录取，取得了较为理想的持水率参数。4.4存在的问题在多相流动的水平井中，同一井段可同时存在几种流动状态，如沿波动变化的水平井高点存在泡状气流，而在下部则为不连续的段塞气流。在典型的水平井中，流体中轻相运移至井筒高点，在此区域流体流速较高，常出现泡状流。因轻相宅度轨透宅度轨透井崔就话困6TKXX井示踪流速与井眼轨迹的关系Fig.6TKXXwellflowandwelltr