同位素吸水剖面測井工藝相關影響因素的實驗與分析

1、同位素吸水剖面測井工藝相關影響因素的實驗與分析,,目 錄,一、油田同位素測井工藝技術中的主要問題及原因分析 二、針對同位素吸水剖面測井工藝影響因素的控制與認識進行的相關實驗與分析 三、結論,,目前確定吸水剖面的方法有二種，即流量計測試法和放射性示蹤法,其中放射性示蹤法在油田的注水剖面監(jiān)測中發(fā)揮了極大的作用 。 近年來，吸水剖面測井不斷的出現(xiàn)一些定性與定量不一致的現(xiàn)象，針對同位素測井實際工藝現(xiàn)狀及影響因素

2、，油田進行了一系列的現(xiàn)場實驗，為深入分析、認識資料，調整和改進施工方案提供了科學依據(jù)。,前 言,,一、油田吸水剖面測井工藝技術中的主要問題及原因分析,1、工藝技術配套現(xiàn)狀,井下儀為WTS磁定位儀、溫度儀與伽瑪儀三參數(shù)組合測井儀1)、下井可測得五條曲線，包括：? 磁定位曲線：確定井下管柱結構和校深。?自然伽瑪和同位素伽瑪曲線：定量評價剖面吸水狀況。? 流溫與靜溫曲線：定性分析剖面吸水狀況。,1、工藝技術配套現(xiàn)狀,測井工

3、藝技術中的主要問題及原因分析,,2)、油田目前所用的放射性示蹤劑為：131Ba--GTP微球： ? 放射性半衰期：11.6天 ? GTP微球粒徑：100--300μm ? 耐壓：35--45Mpa ? 密度：1.06g/cm3 ? 15--20天后自行溶解，27--30天溶解完。,1、工藝技術配套現(xiàn)狀,測井工藝技術中的主要問題及原因分析,,1、工藝技術配套現(xiàn)狀,測井工藝技術中的主要問題及原因分析,,3)、放射性示蹤劑

4、采用二種方式下井： 一種是從井口倒入，其優(yōu)點：容易形成均勻的懸浮液；缺點：由于運行距離長，井筒沾污使得用量很難合理控制。 另一種是井下釋放器釋放，其優(yōu)點：測試時間短，用量控制準確；缺點：均勻的懸浮液無法可靠保證，且測試的成功率受釋放器工作狀態(tài)的影響。 一般采用井口倒入方式,2、資料的矛盾及表現(xiàn)特征,2、資料的矛盾及表現(xiàn)特征,測井工藝技術中的主要問題及原因分析,,隨著油田注水程度的不斷加深，吸水剖面資料可靠性的問

5、題越來越受到油田重視，在資料認識分析中出現(xiàn)的矛盾也日漸突出，這些矛盾在資料上主要表現(xiàn)為：,2、資料的矛盾及表現(xiàn)特征,測井工藝技術中的主要問題及原因分析,,,,附 圖 1,溫度大幅度異常，同位素無吸水顯示；吸水顯示沒有理論上溫度異常所表現(xiàn)的那么強；厚層僅只局部存在吸水。,,2、資料的矛盾及表現(xiàn)特征,測井工藝技術中的主要問題及原因分析,,附 圖 2,流、靜溫曲線特征幾乎一樣；流溫高于靜溫；靜溫在吸水層位出現(xiàn)正異常。,,2

6、、資料的矛盾及表現(xiàn)特征,測井工藝技術中的主要問題及原因分析,,附 圖 3,流、靜溫形態(tài)變化十分不正常。,,2、資料的矛盾及表現(xiàn)特征,測井工藝技術中的主要問題及原因分析,,同位素基線存在高值異常，測井后的離差有時小于污染引起的異常，致使定量解釋精度差。,,3、資料異常原因分析,3、資料異常原因分析,測井工藝技術中的主要問題及原因分析,,1）、測井可能的影響因素 ⑴、各種類型的沾污，使部分吸水層段的同位素異常幅度基本上淹沒在了

7、同位素污染的響應之中，處理分析不當會使解釋結果受到相當?shù)挠绊?，甚至造成錯誤。,,3、資料異常原因分析,測井工藝技術中的主要問題及原因分析,,⑵、長距離的運移，消耗了同位素的用量，使同位素到達吸水層位時強度不夠或甚至未到達，造成曲線異常不能反映剖面整體吸水情況。,,3、資料異常原因分析,測井工藝技術中的主要問題及原因分析,,⑶、吸水層段存在大孔道，同位素粒徑較小，而未濾積在地層表面上，致使同位素異常幅度、濾積量與注入量不成

8、關系，甚至某些層段雖然吸水但無法測到同位素異常。,,3、資料異常原因分析,測井工藝技術中的主要問題及原因分析,,⑷、由于注入水流速太低，同位素很難形成均勻的懸浮液或在進入吸水層之前就沉淀了；部分井井下壓力太高，超出了耐壓范圍，至使同位素脫附，并隨水進入地層而不能濾積地層表面等，也導致同位素資料分析產生錯誤結論。,,3、資料異常原因分析,測井工藝技術中的主要問題及原因分析,,2)、溫度剖面測試原理及影響因素 流溫曲線是注

9、水速度，流體溫度、注入時間，地層及流體的熱性能與井中地溫剖面的函數(shù)。 靜溫曲線是以往注入流體的流量大小，以往的注水時間、各層段導熱率等的函數(shù)。,,3、資料異常原因分析,測井工藝技術中的主要問題及原因分析,,,,,附 圖 4,附 圖 5,關井后那些吸入冷的注入流體的層位顯得較冷，比起鄰近地層溫度恢復時間較長,3、資料異常原因分析,測井工藝技術中的主要問題及原因分析,,由于油田長時間的注水開發(fā)，井下的溫度場已由原來的原

10、始狀態(tài)變得十分復雜，出現(xiàn)了低溫層或低溫層段。這些層位的出現(xiàn)，即是不是吸水層，仍會導致溫度曲線的異常，這種因素大大復雜化了溫度測井曲線的定性解釋。。,,二、針對測井工藝影響因素的控制與認識進行的相關實驗與分析,經過實際原因分析，上述的各類因素均對資料錄取質量產生了不同程度的影響，針對這些影響因素的控制與解決，幾年來從具體的同位素測井施工工藝出發(fā)，確定了解決思路，選擇工藝參數(shù)，進行了大量的實驗與分析工作。,,1

11、、解決問題的基本思路,1）、沾污控制與消除 由于沾污部位吸附微球的能力是有限的，那么如果有一種物質先被這些部位所吸附，它就再沒有吸附放射性微球的能力了，因此對于吸附沾污產生了二種控制和消除的方法。,,針對測井工藝影響因素進行的相關實驗與分析,1、解決問題的基本思路,⑴、“零”同位素微球法 在測井前先投放一定量的沒有放射性的GTP微球，如果與注入水接觸的污垢和銹蝕處都吸附滿了這種微球，在測井時就再無能力吸附放射

12、性微球了，從而降低或消除了吸附沾污。,,針對測井工藝影響因素進行的相關實驗與分析,1、解決問題的基本思路,⑵、降低同位素比強度法 由于污垢銹蝕處吸附放射性微球的能力是一定的，比強度降低了，污染就會減輕。故可在放射性總強度不變的條件下增加其微球的用量來達到控制吸附沾污的目的。,,針對測井工藝影響因素進行的相關實驗與分析,1、解決問題的基本思路,2)、分析與優(yōu)化同位素施工工藝參數(shù) ⑴、利用鉆井完井，搞一次靜溫的時間

13、推移測試以證實剖面中的低溫層的存在。 ⑵、在不同注入壓力條件下進行同位素強度的時間推移測試，以優(yōu)化同位素施工參數(shù)。 ⑶、在分注井中進行同位素及流量計吸水剖面的對比測試，以進一步分析同位素剖面的變化及影響因素。,,針對測井工藝影響因素進行的相關實驗與分析,1、解決問題的基本思路,2、針對性實驗及啟示,1）、同位素污染的消除與控制實驗 針對同位素粘污影響測試資料質量與處理解釋質量這種現(xiàn)狀，油田進行了“零微

14、球”與“降低同位素比強度法”的同位素粘污消除實驗。,,針對測井工藝影響因素進行的相關實驗與分析,2、針對性實驗及啟示,實驗1：同位素測井工藝實驗 本次實驗共進行了四口井，即溫西3—47井、鄯4—24井和陵17—32井、鄯5井。,,針對測井工藝影響因素進行的相關實驗與分析,2、針對性實驗及啟示,溫西3—47井于97年4月份前后測過四次同位素曲線，都由于沾污十分嚴重而無法進行注入剖面評價，為此改變施工方法，先到入40g的零微

15、球，測完基線后按照以往的方法施工，獲得了與以前的同位素測井相比較污染幅度大大降低、吸水層位十分明顯的測井曲線。,,針對測井工藝影響因素進行的相關實驗與分析,2、針對性實驗及啟示,鄯4—24井連續(xù)兩次吸水剖面測井污染嚴重。為此改變施工方法，在測完基線后將250g廢同位素和54g的新同位素，同時從井口到入，進行第二次同位素測井時獲取合格資料，從資料看出各種工具沾污非常少，資料分層也很明顯，但井筒中有一處放射性變化臺階，說明二次測井仍有相當?shù)?/p>

16、同位素在井筒中懸浮。,,針對測井工藝影響因素進行的相關實驗與分析,2、針對性實驗及啟示,這項實驗資料說明了兩個問題:一是同位素的沾污可以消除；二是用降低同位素比強度法控制污染時一定要注意用量和替注時間。,,針對測井工藝影響因素進行的相關實驗與分析,2、針對性實驗及啟示,實驗2：鄯5井同位素施工工藝實驗 實驗于98年4月4日進行，該井當時連續(xù)進行了三次同位素測井，在吸水層段都沒有同位素異?；蛘f異常極不明顯，為此改變本井的施

17、工方法，配制了700g左右的廢同位素先倒入井中，10分鐘后倒入76g左右的新同位素后正常注水，與4月5日12：00點開始測井，獲得了沾污幅度極小，分層非常明顯的同位素資料。,,針對測井工藝影響因素進行的相關實驗與分析,2、針對性實驗及啟示,這項實驗資料說明了一個問題: 這次實驗說明一個問題，該井上部沾污嚴重，同位素在上部已被吸附，即使放了三次同位素都未到達目的層段。,,針對測井工藝影響因素進行的相關實驗與分析,2、針對

18、性實驗及啟示,2）、定性與定量分析不一致的驗證實驗,針對測井工藝影響因素進行的相關實驗與分析,2、針對性實驗及啟示,,,針對測井工藝影響因素進行的相關實驗與分析,2、針對性實驗及啟示,,附 圖 6,不同的時間測得的流、靜溫曲線形態(tài)各異，尤其是下部井段反映出原來懷疑不吸水的，存在間隙吸水，故認為當時測取剖面資料符合實際情況。,這項實驗資料說明了兩個問題:一是由于吸水狀況不穩(wěn)定，影響流、靜溫曲線的形態(tài)特征；二是一定要掌握好替注水量，

19、太少不行，太多仍然不行。,,針對測井工藝影響因素進行的相關實驗與分析,2、針對性實驗及啟示,,針對測井工藝影響因素進行的相關實驗與分析,2、針對性實驗及啟示,,附 圖 7,封隔器和配水嘴的位置會干擾放射性微球的正常下沉；微球以1m/h的速度沉淀。,這項實驗資料說明了兩個問題: 一是有溫度異常未必是吸水層位，流溫的響應也受地層溫度場異常的影響； 二是同位素微球在注水過程存在沉淀現(xiàn)象。,,針對測井工藝影響因素進行的相

20、關實驗與分析,2、針對性實驗及啟示,3）、丘陵油田大粒徑的同位素實驗 一些井有很大的溫度異常而同位素曲線無顯示，分析認為：可能是由于同位素粒徑不夠，隨水進層，未濾積在儲層表面所致，故選擇丘陵油田5口井使用大粒徑600--900μm的同位素進行實驗。從資料來看，使用大顆粒的同位素并未解決小顆粒同位素測試中存在問題，兩種剖面幾乎一樣。,,針對測井工藝影響因素進行的相關實驗與分析,2、針對性實驗及啟示,,針對測井工藝影響因素進行的相關

21、實驗與分析,2、針對性實驗及啟示,,附 圖 8,第一次測試 第二次測試,,兩次剖面吸狀況基本一致，S22、S24層吸水，S22下、S23層不吸水，S24仍為主力吸水層。,,針對測井工藝影響因素進行的相關實驗與分析,2、針對性實驗及啟示,,附 圖 9,小顆粒同位素測試資料比大顆粒同位素測試資料更好的反應了地層吸水狀況。尤其對吸水性較弱的層。,第一次測試 第二次測試,這項這次實驗說明了一個問題： 定

22、性與定量的不一致，不是由于同位素粒徑選擇不當，地層中不存在使同位素進入深部的大孔道和裂縫吸水問題。,,針對測井工藝影響因素進行的相關實驗與分析,2、針對性實驗及啟示,4）、油藏存在低溫層的驗證實驗,,針對測井工藝影響因素進行的相關實驗與分析,2、針對性實驗及啟示,,針對測井工藝影響因素進行的相關實驗與分析,2、針對性實驗及啟示,,靜溫曲線在吸水層段表現(xiàn)出大段低溫異常。上部未射孔層段的溫度恢復速度較快，且隨著時間的推移，溫度恢復速度

23、逐漸下降。在吸水層位的上部附近，不同時間的靜溫曲線存在一定的交叉現(xiàn)象。在吸水低溫層段，靜溫曲線仍有一定的起伏變化。,陵13-22井井溫時間推移測井圖,附 圖 10,這項實驗說明了兩個問題： 一是證實了井下溫度場中低溫層的存在，即使關井較長時間，低溫層的溫度仍無法恢復到地溫梯度的漸進線附近。 二是靜溫曲線的形態(tài)變化與測試時間有很大的關系，尤其在吸水層位界面附近，不同時間測得的靜溫形態(tài)有一定的不一樣。,,針對測井工藝

24、影響因素進行的相關實驗與分析,2、針對性實驗及啟示,5）、不同壓力條件下同位素顆粒脫附狀況實驗 從油田的注水情況來看，一般井口的注入壓力在20Mpa左右，按照2000--3500m的井深范圍，井下壓力在40--55Mpa之間，超出了同位素載體的耐壓范圍，故更可能的是由于注水壓力較高同位素耐壓性能不夠，在同位素測試之前過早的脫附所至。,,針對測井工藝影響因素進行的相關實驗與分析,2、針對性實驗及啟示,,針對測井工藝影響因素進行的相關

25、實驗與分析,2、針對性實驗及啟示,,巴13井井口注水壓力為27Mpa，注水井段中壓力45MPa左右。釋放同位素后3、6、11、17天分別測試了4條同位素曲線。曲線幅度隨時間的延長按放射性衰減規(guī)律正常下降，同位素幾乎沒有脫附,附 圖 11,,針對測井工藝影響因素進行的相關實驗與分析,2、針對性實驗及啟示,,陵15-24井井口注水壓力為26.5Mpa，注水井段中壓力53MPa左右。釋放同位素后21、26.5、30、31.5、及40.5小

26、時分別測試了5條同位素曲線。幅度均接近于基線，說明同位素示蹤劑在21小時后部分開始脫附,附 圖 12,,針對測井工藝影響因素進行的相關實驗與分析,2、針對性實驗及啟示,,壓力低的井同位素衰減幅度與理論曲線形態(tài)一致； 壓力高的井衰減幅度與理論曲線形態(tài)不一致。,附 圖 12,這項實驗說明了一個問題： 由于注水壓力及注水井深度不同,僅在一定的時間范圍內同位素是穩(wěn)定的。,,針對測井工藝影響因素進行的相

27、關實驗與分析,2、針對性實驗及啟示,6)、基線異常測井工藝參數(shù)優(yōu)化實驗 采用三個加大的工藝技術方法，即加大替注時間；加大同位素強度；加大零微球與同位素投放的時間間隔,解決此類井測試的難題。,,針對測井工藝影響因素進行的相關實驗與分析,2、針對性實驗及啟示,,針對測井工藝影響因素進行的相關實驗與分析,2、針對性實驗及啟示,,溫西6－51井注水層基線出現(xiàn)異常高值，用常規(guī)方法未獲得合格資料。采用釋放高強度同位素，增大替注時間及零

28、微球與同位素投放時間間隔的方法進行測試，便測得一條分層清晰的優(yōu)等曲線。,附 圖 13,經過對這一系列實驗的分析，可以得出： 1、對同位素沾污的控制與消除方法是有效可行的，能夠進一步改善資料的質量并進一步提高測井的成功率。,結 論,,2、由于長時間的注水，吸水剖面存在低溫異常層，溫度的異常變化很大程度上主要受這一類低溫層溫度場的影響，只能反映過去曾經吸過大量的水而并不表示目前在吸大量的水。,結

29、論,,3、同位素由于部分注水井井下壓力過高而過早的脫附，必須進一步優(yōu)化和改進原來的施工方法，以進一步提高資料的采集質量。 4、注入層段并不存在大孔隙吸水引起的同位素幅度較小的現(xiàn)象，同位素異常幅度低的原因只能通過工藝技術的完善與改進后再來進一步的分析。,結 論,,5、對部分基線異常高的井，可采用采用三個加大的工藝技術方法，解決此類井測試的難題。 6、與其它的測試方法的結果比較來看，目前同位素測試資料可以可靠的反映剖面