同位素吸水剖面测井工艺相关影响因素的实验与分析

1、同位素吸水剖面测井工艺 相关影响因素的实验与分析,目 录,一、油田同位素测井工艺技术中的主 要问题及原因分析 二、针对同位素吸水剖面测井工艺影 响因素的控制与认识进行的相关实验与 分析 三、结论,目前确定吸水剖面的方法有二种，即流量计测试法和放射性示踪法,其中放射性示踪法在油田的注水剖面监测中发挥了极大的作用 。 近年来，吸水剖面测井不断的出现一些定性与定量不一致的现象，针对同位素测井实际工艺现状及影响因素，油田进行了一系列的现场实验，为深入分析、认识资料，调整和改进施工方案提供了科学依据。,前 言,一、油田吸水剖面测井 工艺技术中的主要问题及原因分析,1、工艺技术配套现状,井下仪为WTS磁定

2、位仪、温度仪与伽玛仪三参数 组合测井仪 1)、下井可测得五条曲线，包括： 磁定位曲线：确定井下管柱结构和校深。 自然伽玛和同位素伽玛曲线：定量评价剖面吸水状况。 流温与静温曲线：定性分析剖面吸水状况。,1、工艺技术配套现状,测井工艺技术中的主要问题及原因分析,2)、油田目前所用的放射性示踪剂为：131Ba-GTP微球： 放射性半衰期：11.6天 GTP微球粒径：100-300m 耐压：35-45Mpa 密度：1.06g/cm3 15-20天后自行溶解，27-30天溶解完。,1、工艺技术配套现状,测井工艺技术中的主要问题及原因分析,1、工艺技术配套现状,测井工艺技术中的主要问题及原因分析,3)、

3、放射性示踪剂采用二种方式下井： 一种是从井口倒入，其优点：容易形成均匀的悬浮液；缺点：由于运行距离长，井筒沾污使得用量很难合理控制。 另一种是井下释放器释放，其优点：测试时间短，用量控制准确；缺点：均匀的悬浮液无法可靠保证，且测试的成功率受释放器工作状态的影响。 一般采用井口倒入方式,2、资料的矛盾及表现特征,2、资料的矛盾及表现特征,测井工艺技术中的主要问题及原因分析,随着油田注水程度的不断加深，吸水剖 面资料可靠性的问题越来越受到油田重视， 在资料认识分析中出现的矛盾也日渐突出， 这些矛盾在资料上主要表现为：,2、资料的矛盾及表现特征,测井工艺技术中的主要问题及原因分析,附 图 1,温度大

4、幅度异常，同位素无吸水显示； 吸水显示没有理论上温度异常所表现的那么强； 厚层仅只局部存在吸水。,2、资料的矛盾及表现特征,测井工艺技术中的主要问题及原因分析,附 图 2,流、静温曲线特征几乎一样； 流温高于静温； 静温在吸水层位出现正异常。,2、资料的矛盾及表现特征,测井工艺技术中的主要问题及原因分析,附 图 3,流、静温形态变化十分不正常。,2、资料的矛盾及表现特征,测井工艺技术中的主要问题及原因分析,同位素基线存在高值异常， 测井后的离差有时小于污染引起 的异常，致使定量解释精度差。,3、资料异常原因分析,3、资料异常原因分析,测井工艺技术中的主要问题及原因分析,1）、测井可能的影响因素

5、 、各种类型的沾污，使部分吸水层段 的同位素异常幅度基本上淹没在了同位素 污染的响应之中，处理分析不当会使解释 结果受到相当的影响，甚至造成错误。,3、资料异常原因分析,测井工艺技术中的主要问题及原因分析,、长距离的运移，消耗了同位素 的用量，使同位素到达吸水层位时强 度不够或甚至未到达，造成曲线异常 不能反映剖面整体吸水情况。,3、资料异常原因分析,测井工艺技术中的主要问题及原因分析,、吸水层段存在大孔道，同位 素粒径较小，而未滤积在地层表面上， 致使同位素异常幅度、滤积量与注入 量不成关系，甚至某些层段虽然吸水 但无法测到同位素异常。,3、资料异常原因分析,测井工艺技术中的主要问题及原因分

6、析,、由于注入水流速太低，同位素很 难形成均匀的悬浮液或在进入吸水层之前 就沉淀了；部分井井下压力太高，超出了 耐压范围，至使同位素脱附，并随水进入 地层而不能滤积地层表面等，也导致同位 素资料分析产生错误结论。,3、资料异常原因分析,测井工艺技术中的主要问题及原因分析,2)、温度剖面测试原理及影响因素 流温曲线是注水速度，流体温度、注入 时间，地层及流体的热性能与井中地温剖 面的函数。 静温曲线是以往注入流体的流量大小， 以往的注水时间、各层段导热率等的函数。,3、资料异常原因分析,测井工艺技术中的主要问题及原因分析,附 图 4,附 图 5,关井后那些吸入冷的注入流体的层位显得较冷，比起邻近

7、地层温度恢复时间较长,3、资料异常原因分析,测井工艺技术中的主要问题及原因分析,由于油田长时间的注水开发，井下的 温度场已由原来的原始状态变得十分复杂， 出现了低温层或低温层段。这些层位的出 现，即是不是吸水层，仍会导致温度曲线 的异常，这种因素大大复杂化了温度测井 曲线的定性解释。 。,二、针对测井工艺影响因素 的控制与认识进行的相关实验与分析,经过实际原因分析，上述的各类因素均对 资料录取质量产生了不同程度的影响，针对这 些影响因素的控制与解决，几年来从具体的同 位素测井施工工艺出发，确定了解决思路，选 择工艺参数，进行了大量的实验与分析工作。,1、解决问题的基本思路,1）、沾污控制与消除

8、 由于沾污部位吸附微球的能力是有限的， 那么如果有一种物质先被这些部位所吸附， 它就再没有吸附放射性微球的能力了，因此 对于吸附沾污产生了二种控制和消除的方法。,针对测井工艺影响因素进行的相关实验与分析,1、解决问题的基本思路,、“零”同位素微球法 在测井前先投放一定量的没有放射性的 GTP微球，如果与注入水接触的污垢和锈蚀 处都吸附满了这种微球，在测井时就再无能 力吸附放射性微球了，从而降低或消除了吸 附沾污。,针对测井工艺影响因素进行的相关实验与分析,1、解决问题的基本思路,、降低同位素比强度法 由于污垢锈蚀处吸附放射性微球的能力 是一定的，比强度降低了，污染就会减轻。 故可在放射性总强度

9、不变的条件下增加其微 球的用量来达到控制吸附沾污的目的。,针对测井工艺影响因素进行的相关实验与分析,1、解决问题的基本思路,2)、分析与优化同位素施工工艺参数 、利用钻井完井，搞一次静温的时间推移测试以证实剖面中的低温层的存在。 、在不同注入压力条件下进行同位素强度的时间推移测试，以优化同位素施工参数。 、在分注井中进行同位素及流量计吸水剖面的对比测试，以进一步分析同位素剖面的变化及影响因素。,针对测井工艺影响因素进行的相关实验与分析,1、解决问题的基本思路,2、针对性实验及启示,1）、同位素污染的消除与控制实验 针对同位素粘污影响测试资料质量与处理解释质量这种现状，油田进行了“零微球”与“降

10、低同位素比强度法”的同位素粘污消除实验。,针对测井工艺影响因素进行的相关实验与分析,2、针对性实验及启示,实验1：同位素测井工艺实验 本次实验共进行了四口井，即温西347井、鄯424井和陵1732井、鄯5井。,针对测井工艺影响因素进行的相关实验与分析,2、针对性实验及启示,温西347井于97年4月份前后测过四次同位素曲线，都由于沾污十分严重而无法进行注入剖面评价，为此改变施工方法，先到入40g的零微球，测完基线后按照以往的方法施工，获得了与以前的同位素测井相比较污染幅度大大降低、吸水层位十分明显的测井曲线。,针对测井工艺影响因素进行的相关实验与分析,2、针对性实验及启示,鄯424井连续两次吸水

11、剖面测井污染严重。为此改变施工方法，在测完基线后将250g废同位素和54g的新同位素，同时从井口到入，进行第二次同位素测井时获取合格资料，从资料看出各种工具沾污非常少，资料分层也很明显，但井筒中有一处放射性变化台阶，说明二次测井仍有相当的同位素在井筒中悬浮。,针对测井工艺影响因素进行的相关实验与分析,2、针对性实验及启示,这项实验资料说明了两个问题: 一是同位素的沾污可以消除； 二是用降低同位素比强度法控制污染 时一定要注意用量和替注时间。,针对测井工艺影响因素进行的相关实验与分析,2、针对性实验及启示,实验2：鄯5井同位素施工工艺实验 实验于98年4月4日进行，该井当时连续进行了三次同位素测

12、井，在吸水层段都没有同位素异常或说异常极不明显，为此改变本井的施工方法，配制了700g左右的废同位素先倒入井中，10分钟后倒入76g左右的新同位素后正常注水，与4月5日12：00点开始测井，获得了沾污幅度极小，分层非常明显的同位素资料。,针对测井工艺影响因素进行的相关实验与分析,2、针对性实验及启示,这项实验资料说明了一个问题: 这次实验说明一个问题，该井上部 沾污严重，同位素在上部已被吸附，即 使放了三次同位素都未到达目的层段。,针对测井工艺影响因素进行的相关实验与分析,2、针对性实验及启示,2）、定性与定量分析不一致的验证实验,针对测井工艺影响因素进行的相关实验与分析,2、针对性实验及启示

13、,针对测井工艺影响因素进行的相关实验与分析,2、针对性实验及启示,附 图 6,不同的时间测得的流、静温曲线形态各异，尤其是下部井段反映出原来怀疑不吸水的，存在间隙吸水，故认为当时测取剖面资料符合实际情况。,这项实验资料说明了两个问题: 一是由于吸水状况不稳定，影响流、静温曲线的形态特征； 二是一定要掌握好替注水量，太少不行，太多仍然不行。,针对测井工艺影响因素进行的相关实验与分析,2、针对性实验及启示,针对测井工艺影响因素进行的相关实验与分析,2、针对性实验及启示,附 图 7,封隔器和配水嘴的位置会干扰放射性微球的正常下沉； 微球以1m/h的速度沉淀。,这项实验资料说明了两个问题: 一是有温度

14、异常未必是吸水层位，流 温的响应也受地层温度场异常的影响； 二是同位素微球在注水过程存在沉淀 现象。,针对测井工艺影响因素进行的相关实验与分析,2、针对性实验及启示,3）、丘陵油田大粒径的同位素实验 一些井有很大的温度异常而同位素曲线无显示，分析认为：可能是由于同位素粒径不够，随水进层，未滤积在储层表面所致，故选择丘陵油田5口井使用大粒径600-900m的同位素进行实验。从资料来看，使用大颗粒的同位素并未解决小颗粒同位素测试中存在问题，两种剖面几乎一样。,针对测井工艺影响因素进行的相关实验与分析,2、针对性实验及启示,针对测井工艺影响因素进行的相关实验与分析,2、针对性实验及启示,附 图 8,

15、第一次测试 第二次测试,两次剖面吸状况基本一致， S22、S24层吸水， S22下、S23层不吸水， S24仍为主力吸水层。,针对测井工艺影响因素进行的相关实验与分析,2、针对性实验及启示,附 图 9,小颗粒同位素测试资料比大颗粒同位素测试资料更好的反应了地层吸水状况。尤其对吸水性较弱的层。,第一次测试 第二次测试,这项这次实验说明了一个问题： 定性与定量的不一致，不是由于同位素粒径 选择不当，地层中不存在使同位素进入深部的 大孔道和裂缝吸水问题。,针对测井工艺影响因素进行的相关实验与分析,2、针对性实验及启示,4）、油藏存在低温层的验证实验,针对测井工艺影响因素进行的相关实验与分析,2、针对

16、性实验及启示,针对测井工艺影响因素进行的相关实验与分析,2、针对性实验及启示,静温曲线在吸水层段表现出大段低温异常。 上部未射孔层段的温度恢复速度较快，且随着时间的推移，温度恢复速度逐渐下降。 在吸水层位的上部附近，不同时间的静温曲线存在一定的交叉现象。 在吸水低温层段，静温曲线仍有一定的起伏变化。,陵13-22井井温时间推移测井图,附 图 10,这项实验说明了两个问题： 一是证实了井下温度场中低温层的存在，即使关井较长时间，低温层的温度仍无法恢复到地温梯度的渐进线附近。 二是静温曲线的形态变化与测试时间有很大的关系，尤其在吸水层位界面附近，不同时间测得的静温形态有一定的不一样。,针对测井工艺

17、影响因素进行的相关实验与分析,2、针对性实验及启示,5）、不同压力条件下同位素颗粒脱附状况实验 从油田的注水情况来看，一般井口的注入压力在20Mpa左右，按照2000-3500m的井深范围，井下压力在40-55Mpa之间，超出了同位素载体的耐压范围，故更可能的是由于注水压力较高同位素耐压性能不够，在同位素测试之前过早的脱附所至。,针对测井工艺影响因素进行的相关实验与分析,2、针对性实验及启示,针对测井工艺影响因素进行的相关实验与分析,2、针对性实验及启示,巴13井井口注水压力为27Mpa，注水井段中压力45MPa左右。释放同位素后3、6、11、17天分别测试了4条同位素曲线。曲线幅度随时间的延

18、长按放射性衰减规律正常下降，同位素几乎没有脱附,附 图 11,针对测井工艺影响因素进行的相关实验与分析,2、针对性实验及启示,陵15-24井井口注水压力为26.5Mpa，注水井段中压力53MPa左右。释放同位素后21、26.5、30、31.5、及40.5小时分别测试了5条同位素曲线。幅度均接近于基线，说明同位素示踪剂在21小时后部分开始脱附,附 图 12,针对测井工艺影响因素进行的相关实验与分析,2、针对性实验及启示,压力低的井同位素衰减幅度与理论曲线形态一致； 压力高的井衰减幅度与理论曲线形态不一致。,附 图 12,这项实验说明了一个问题： 由于注水压力及注水井深度不同, 仅在一定的时间范围内同位素是 稳定的。,针对测井工艺影响因素进行的相关实验与分析,2、针对性实验及启示,6)、基线异常测井工艺参数优化实验 采用三个加大的工艺技术方法，即加大 替注