注水调节在低渗透储层吸水剖面测井中的适应性研究.docx

1、Aug.2011Total18453国外测井技术WORLDWELLLOGGINGTECHNOLOGY开发应用注水调节在低渗透储层吸水剖面测井中的适应性研究汤宏平/段银鹿3李高仁/时卓“2何庆兵板1.低渗透油气田勘探开发国家工程实验室2.中国石油长庆油田分公司3.中国石油测井有限公司摘要：在长庆低渗透油田放射性同位素示踪吸水剖面测井过程中，如何戒少同位素沉淀和粘污,提高同位素饿球进层率，是吸水剖面测井资料采集成功与否的关键。通过室内实验和大量现场测试对比分析，对同位素微球在井下环境中的运动和注水调节后的适应情况进行归纳总结。结果表明，选用恰当的同位素微球密度和粒径是决定同位素示踪吸水剖面测井施工

2、成功与否的先决条件；而对于渗透性差、配注量较小的低渗透层位，通过合理的注水调节是测全、测准注水井动态资料的关键;也是提高吸水剖面测井资料采集质量和时效的有效手段之一。关键词：吸水剖面测井；注水调节；低渗透；同位素作者简介:汤宏平(1978),男，工程师,2002年毕业，主要从事生产测井资料采集、测井资料解律和储层评价工作。引言在低渗透油田开发过程中，注水采油已是油田稳产和提高单井产量的有效手段之一，通过放射性同位素示踪吸水剖面测井可以及时准确地了解注水井网动态资料。由于吸水剖面测井是动态资料的录取，现场施工很难达到理论要求的理想条件，故现场施工经验和录取时机把握对测井操作工程师要求也很高。鉴于

3、长庆油田较其它长期开发油田单井配注量偏低,且多层段笼统注水井多的特点，本文通过对长期现场施工测试现象进行对比分析,指出注水调节在大量低渗透层位吸水剖面测井中的良好应用效果，以便提高低渗透层位吸水剖面测井资料录取质量和时效。1施工现象通过大量吸水剖面测井施工现场观测反映，侏罗系高渗透层吸水曲线显示明显、污染少，同位素剂量不能过大,粒径不能过小,测试时效高;延长组低渗透层，吸水曲线质量很大程度上取决于注水压力和流速;尤其是没有经过长期注水冲刷的典型低渗透储层区块，约40%注水井利用原始配注流最进行吸水剖面测井不能得到理想资料，甚至无法获得合格资料，使解释时分层和去污染依据不足。表1近几年200口注

4、水井低渗透储层按照原始压力进行吸水剖面测井时资料不理想现象统计表：序号曾，疝BIOS1不境层AR龄TH合境笋居多&巷水，小./,力，<正穿我水不事攻*攻，5“2耳位屋不峭版M0注井居多浅水童木.鼻力虢也房四*会一3合法钟居多上W有条b.恒所皙句心3边214注.分注有大孔0或会.!.5f5大眠舞无合注'分垃<Rttisswse*大，闻位口&植由卅IV6差,土"般&注、分在丘同位me*比，不当112理论分析2.1同位素沉降实验及选用原则同位素吸水剖面测井的效果,在很大程度上决定于放射性示踪剂选用的是否合适。在注入水中，微球载体在注入水的携带下，

5、除受到一个与注入水流动方向相同的力以外，还受到重力、浮力、等影响，产生沉降。其沉降速度可用斯托克斯公式表示如下：Vp=D2(p.-p.)/18pL(1)式中:Vp,微球的沉降速度m/s;D,微球颗粒的直径,um;p,微球颗粒的比重,g/cm3;p”井下注入水的密度,g/cm，;，注入水的粘度,mPa.s°理论上，同位素微球密度等于注入水的密度时，沉降速度为零,形成真正活化悬浮液。所以准确取得注水密度是合理配置同位素示踪剂的关键环节之一。存在问题是：准确的注水密度不易得到，各个井的注水密度可能随时间变化，尤其是一些污水回注井，设计施工周期长时容易有偏差;设计不当可能造成(如表1中5、6

6、项描述)井筒污染的不可逆情况发生。中油测井长庆事业部在这方面做了大量工作，进行了多次放射性同位素示踪剂沉降实验和现场试用。由于在实际测井中微球密度要略大于注水密度，造成同位素相对于水以一定的速度下沉，且随着粒径的增大，沉淀速度越大。表2在xx尺寸套管和xX尺寸油管组合结构下的沉降实验数据表：970JOKO1.21.729toL6i238165.9121L61X8略.118.43).7Z3.7拓J.53k2xli.9r.8i-7在测井时部分同位素沉淀到井底，而无法到达吸水层，在部分注水鼠较小且油管下过注水层位的井内，同位素可能全部沉淀，无法上返到注水层，致使测井无法完成。经过长期反复实验，通常选

7、用同位素为B舟，比重1.031.06g/cmJ，粒径分为100-300umo2.2注水井井筒压力分布及对同位素载体运移影响注水井存在一个完整的压力系统。该系统包括地面配水间出口-井口-井筒-油层各个层位(见图1)。其中包括水平管流、垂直管流、环空管流以及在注水层中渗流。不同环节都有一定的能量消耗和传递规律。图I油管下过射孔段合注井管串压力系统示意图2.2.1按注水流程先后除去压力降可得储层注水压力为：P=Pc-APlAP2-AP3-AP4(2)即：P=Pc-(f(p.xvxL)/(2xD)-APz-(fxpxv2xH/(2xD)+(pxgxH)-AP<(3)式中，Pc,配水间初始压力,M

8、Pa;Pd;井底流压,MPa;AP»，水平管线压力损失,MPa;P2,井口压力损失,MPa;AP”垂直管流摩擦和静液柱压力释放,MPa;A%环空流摩擦和静液柱势能转化损失,MPa；L,水平管线长度,m;v,流速,m/就摩阻系数，无因次;p,水的密度,kg/mD,给水管内径,m;H,管柱赢m。2.2.2注入水在层段渗流注入水在层段的渗流规律可用达西定律描述：Qi=514287x102xKixhixAPi/|xwxbw(In(ryr.-O175+Si)(4)式中，Qi,i层注水量,mJ/d;hi,i层有效厚度,m;Si,i层段的表皮系数，无因次;Ki,i层的水相渗透率,m，;APi,压差

9、,MPa;jiw,水相粘度,mPa.s;re,注水波及半径,m;r“注水井井筒半径,m;bw,水的体积系数，无因次。2.2.3注水井井筒压力分布对同位素载体运移影响流体流动阻力产生的根本原因主要是由于流体本身的惯性和粘性，惯性和粘滞力可用雷诺数Re(Re=vxDxp/ji)表示，紊流状态下，惯性力占主要地位，雷诺数较大;层流状态下，惯性力较弱，粘滞力居主要地位，雷诺数较小，用雷诺数来判断流态，它反应了管径、流速和流体、物性三方面对流态的影响。(1) 水平管水平管线压力损失AP,注入水从配水间到注水井井口之间的流动是属于地面水平管流。在该部分中水是单相水流，压力损失主要是沿程阻力摩擦损失。若初始

10、压力以井口注水压力计指示记,水平管流可以不计。(2) 井口装置密封不严的压力损失AR,可通过良好的高压井口和防喷管线连接尽髭减小和控制。(3) 垂直管流摩擦和静液柱压力释放AR注入水从井口通过油管到达油管头属垂直管流。能量损失包括沿程压力损失和静液柱压力损失，由于水是单相垂直管流，而水的流体性质随压力温度变化不大，主要考虑重力、摩擦阻力影响。(4) 由于环空结构特殊,环空流摩擦和静液柱势能转化损失白已是一个不好计算的数据,但考虑到所携带的同位素密度略大于注水密度，所以要使同位素必硼迎够拖殿K(5) 从公式(4)可以看出注水压差APi是提高低渗透层渗流屋的一个关键的施工可调因子。注水进入低渗透层

11、需要启动压力Pi,以提高部分小注水量低渗透层的进水量，从而提高吸水剖面测井资料质量。但启动压力APi必须保证在一个微小的范围内,不然可能对储层造成破坏。故影响同位素运移进层的关键是上述(4).(5)两个环节，在具体施工过程中，如何把握调压和同位素释放时机，让同位素释放调节注水产生的压差刚传递到释放深度,并保证压差传递到储层位置时减小到允许范围,是减小污染和沉淀的一个关键环节。2.3注水压力调节对储层破坏性评估注水井在注水时,压力同时作用于套管、水泥环胶结面、油层、隔层，注水压力不能超过各部位抗压强度最小允许值，从表3室内实验有关数据反映，油层岩石抗压强度最小，故注水井压力界限应以油层破裂压力为

12、依据。表3注水井各部位抗压强度数据表:冬嗖力RWglE力第一配31乂4OP*2543b6W>在长庆低渗透层位大多数井进行了压裂改造,油层破裂压力多有具体记录，为调压方案设计提供了保障;通过比对多口井投注方案数据，吸水剖面测井在设计的12MPa范围内进行注水调节后，仍达不到油层破裂压力乘上安全系数(0.80.9)后的上限值，故小范围调压不会对储层结构造成严重破坏。但有研究表明，从油藏开发角度考虑，长时间存在启动压力梯度的注水会造成油井见水早、含水上升快等不良影响。而注水井吸水剖面测井施工过程中需要调压注水的测试时间一般在2小时之内，远小于长期注采的评价时间，不会对储层造成大的不良影响。3注

13、水调节实验效果及施工操作关键环节3.1注水调节实验效果分析例如:H24-7井该井油管头下深1396.62m,射孔段在1385-1390.5之间，该井配注量为15方/天，油套压分别为9.7Mpa和9.5Mpa,利用原配注量测量时同位素大量下沉和堆积于油管头处,施工7小时始终无法得到理想吸水曲线。两天后待基线正常后利用注水调节措施测量成功，吸水剖面测井解释成果图(见图2),该井施工时，油压上调仅0.2Mpa,流量保持在26方/天,持续时间1小时,吸水曲线成型快，显示明显,油管头无污染,沉降污染微弱。近几年，在长庆低渗透储层利用注水调节进行吸水剖面测井上百井次，施工质量和时效都有大幅提高,2008年

14、实验小队全年吸水剖面资料忧等品率为98.6%。现场反映，注水调节应用效果显著，但一些施工操作环节对测试效果有较大影响。3.2施工操作关键环节3.2.1注水井压力系统调节范围的保障为确保测试井注水充足，压力可调。针对低孔、低渗、小注水量的区域特性，吸水剖面测井要获得较好的吸水曲线往往需采取以下途径：(1) 提前几日关井，放空地层压力。此法在获得较好吸水曲线的同时，井温曲线对主吸层的显示也很明显，但关井影响注水时间长，对地层原有压力平衡破坏大,只有少数关井井温实验井使用过。(2) 测试时能够有较高的瞬时流量和注水压力。此法在获得较好吸水曲线的同时，能明显缩短测井时间，且可控性强，但需注水充足，压力

15、可调。通常采用后一途径，经过实测发现注水调节对同位素示踪剂准确上返到层和减少工具污染都有明显效果。3.2.2同位素示踪剂释放深度的把握在同位素示踪剂颗粒密度合适的前提下，释放深度是吸水剖面测井现场施工的关键环节。要参照室内实验数据进行设计，同时充分考虑管串结构和水流去向，尽量减少返工次数。下面为释放深度选择注意事项：(1)选择到达首个吸水层位的上游处释放，确保不漏失层位。（2）要避过工具位置释放,防止造成工具污染。（3）需上返到层的合注井应适当降低®度释放。3.2.3注水调节及测试时机选择和控制要综合考虑各层情况，让同位素释放时注水调节产生的压差刚传递到释放深度,保证压差传递到储层位

16、置时减小到允许范围，是减小污染、沉淀和注水调节负作用的一个关键环节。井场阀组间压力、流鼠计和井口油、套压表是控制注水调节的直观仪表,根据井下仪监测情况确定吸水曲线测fi时机。4结论和认识经过长期的分析实验，注水调节在低渗透储层吸水剖面测井中是可以推广应用的。选用恰当的同位素微球密度和粒径是决定同位素示踪吸水剖面测井施工成功与否的先决条件；注水压力的可调、可控是注水调节措施实施的重要保障。通过应用效果分析,注水调节在很好解决低渗透储层吸水剖面资料不理想现象的同时，对现场操作工程师的施工经验要求较高;也是提高吸水剖面测井资料采集质鼐和时效的有效手段之一。参考文献：司马立强，测井地质应用技术，石油工

17、业出版社,2002年.2 周波等，低渗井注水压力上限值确定方法，油气田地面工程,1997,9,第16卷，第5场.3 生产测井资料采集工艺及解律流程规范交流材料，内部材料20054-.综合信息我国首次页岩气探矿权公开招标PBN讯6月27日，国土资源部举办建部以来首次页岩气探矿权出让公开招标。该御标的区块共计4个，面积共约1.1万平方公里。中国石油、中国石化、中醐油等断了投标,结果有可能在7月初对外公布。作为我国探索油气资源管理制度创新的新尝试,这次页岩气探矿权出让招标，有利于加快我国页岩气勘探开发步伐，有利于页岩气尽快形成新的产业。出让制度的建立,是不断引入竞争机制，加强页岩气勘探，完善油气矿业权管理的一项重要举措。中化在巴西持股区块获重大发现PBN讯巴西当地时间6月20日，中国化集团公司控股40%的巴西海上BM-C-47区块探井通过一井三眼（包含上下倾侧钻）探井，取得重大的油田发现。作业者挪威国家石油公司预计该油田可采储量为1.5亿3亿桶。该项目是中化历史上最大规模的海外收购活动。目前中化已在10个国家共拥有25个区块的油气资产。我国“十二五”低碳产业体系框架渐显PBN讯国家能源局副局长