油田裸眼井测井作业井控工艺技术探讨

2022-09-11

1 套管井测井和裸眼井测井的区别

首先, 两种测井的井筒内部流体不同, 裸眼井测井的内部流体一般为钻井液, 而套管内的流体一般是清水;

其次, 使用两种测井的目的不同。裸眼井测井的目的是为了了解地层之中含油气水的特性, 而套管井测井的目的是为了进行套管检测, 射孔检测和验串等, 同时也可以进行产生液体剖面的检测;

再次, 两种测井的测量项目不同。裸眼井测井在作业中, 要用到电气、声波、放射性或者核磁共振等仪器设备, 但是在套管井中, 自身就带有套管, 所以以上方法无法使用或者受到了限制, 只能通过套管的电阻率测井进行;

第四, 两种测井所使用的仪器规格不同。一般来说, 套管井测井所使用的仪器规格比较小, 方便操作, 便于在环空部分作业。而裸眼井测井对仪器的选择, 是根据钻井井眼的尺寸决定的, 可大可小。

2 两种主要的裸眼井测井方法探究

我国大部分油气井所使用的裸眼井测井技术, 以电阻率测井和核磁共振测井两种为主。其中核磁共振测井的方法精确度较高, 是首先的测量方案。就现实情况而言, 我国在核磁共振测井技术上还存在滞后, 但经过近年来的技术攻关, 目前已经进入了商业化运作。

2.1 电阻率测井

电阻率测井的主要有点事测试半径大, 同时配置经济, 所以在油气田作业中应用的很广泛。但是在测试过程中, 所得到的含油饱和度数据受到的影响因素很多, 例如底层参数中的孔隙度、饱和度、岩层性能、泥质含量、油层压力等, 这样一来所得到的参数误差也比较大, 综合判断为5%到10%, 这种误差率已经影响了对以三次采油为目的的可行性评价。

目前有一种方法可以减小电阻率测井误差, 通过在底层测井中注入化学剂, 用这种方法占据原油所在地空间, 随后注入地层盐水段赛, 在进行充分融合之后, 通过测量地层电阻率的方法来提高精确度 (一般可以提升到2%-5%) 。

这种方法被称之为“测—注—测”方式, measuring-injecting-measuring mode, 原理就是通过人工替换孔隙流体的方式进而确定地层的含油气体积。按照先后顺序, 第一次测量是在油层初始状态下进行, 第二次测量是在注入化学剂后进行, 即进行两侧测试的中间环节, 多了注入的过程。当计算出前后不同的数值之后, 后者数据减去前者数据, 就是地层蕴含原油的多少。

2.2 核磁共振测井

核磁共振测井是上世纪五六十年代出现的技术, 科学研究发现, 物质在一般状态中都可以发生核磁共振现象 (NMR:Nuclear Magnetic Resonance) , 其原理就是在静磁场中的物质原子核系统受到相同频率的电磁波作用, 磁能级之间就会发生共振迁现象。利用核磁共振测井, 可以避免多种因素的干扰, 如孔隙度、渗透率、含油饱和度等, 精确度高, 功能齐全。

利用核磁共振测井的方法有三个, 即预极化法、核磁-密度交会法和核磁-声波交会法。

首先, 预极化法。两个磁场方向保持垂直的探测圈中, 自由感应衰减信号 (FID) 可随着时间变化, FID的变化幅度与衰减的磁化强度是成正比的;时间常数与地层环境的函数相关, 一般为几百微妙, 为了消除岩石中的氢核及束缚于岩石表面的氢核对FID信号的影响, 可在自由旋进开始之后, 延迟20到30ms再开始测量。因此, FID信号可以反映地层中的自由流体指数。当时间一定时, 自由流体指数与地层的孔隙度线性相关, 因此可以从FID信号来确定地层的孔隙度。

此外, FID信号幅度的大小还与地层中氢核的极化强度M在期间的衰减快慢有关, 即与纵向弛豫时间有关。纵向驰豫过程的实质是核自旋与周围介质进行碰撞及交换能量的过程。所以纵向驰豫时间直接与孔隙中流体的性质以及岩石性质有关, 而含有自由流体的地层通道又与地层的渗透率有关。这样, 由测得的自由流体指数可以推得到地层的渗透率。

其次, 核磁-声波交会法和核磁-密度交会法一种综合性的测试方法。分别结合了两种以上的测试方法, 可以从不同的方面对数据信息佐证, 数据显示的含油饱和度较为精确。目前对于一些大型油气田的测量结果, 要求的数据准确度越来越高, 使用综合性的测试方法已经成为常态化。

3 结语

无论是裸眼井测井方法, 还是套管井测井方法, 都在实际的油气田测量领域发挥着作用。两种方法没有本质上的优劣, 更多的是需要对应用的环境进行分辨。裸眼井测井方法已经发展成了常规性技术, 它的利用可以得到可靠的剩余油饱和度剖面, 不过, 相比套管井测井技术而言, 它的测量半径很小, 有进一步研究和应用的空间。.

摘要：核磁共振测井最先有国外开始研究, 是裸眼井测井方法中的主要部分, 我国油井作业在长期的探索和努力中, 克服了一系列的技术难题, 将核磁井技术的研究应用到商业领域内。目前, 国内裸眼井测井的方法主要包括电阻率测井、核磁共振测井、电磁扩张法测井等。本文在研究中, 主要依据地层电阻率测井和核磁共振测井这两种方法展开。

关键词：裸眼井测井,电阻率测井,核磁共振测井,井控工艺