安塞油田同位素吸水剖面污染校正

一、吸水剖面测井原理

同位素法吸水剖面测井是目前广泛应用的测试方法。其原理是将同位素注入正注注水井内, 随着注入水的流入, 同位素通过滤积在注水层段进入地层, 采用放射线核素 (常用131Ba-GTP微球) 释放器携带放射性核素载体在预定井深位置释放, 同位素载体与井筒内的注水形成悬浮液。油层吸收悬浮液, 运用伽马仪测量同位素示踪曲线, 所测的伽马曲线与释放前的伽马曲线对比, 对比吸水层中二者幅度差, 即反映该地层的吸水状况。

二、同位素“粘污”类型与影响因素

在同位素示踪注入剖面测井中同位素“粘污”是非常普遍的。由于注入水水质以及各类油层改造、管柱腐蚀与地层污染, 使得主次吸水层段出现颠倒, 造成资料的“失真”。分析其原因, 主要有四点因素:1注水管柱的清洁程度、腐蚀程度;2地层污染的严重程度;3同位素颗粒粒径选择;4固井时水泥胶结的完好程度。放射性同位素测井所形成的污染分沉淀污染和吸附污染两大类。

1. 沉淀污染

沉淀污染主要是同位素颗粒密度、粒径与注入水不匹配, 使同位素微球产生滑脱沉降造成。同位素颗粒在水中运动时, 由于注入水的携带, 除受到一个和注入水流动方向相同的冲击力之外, 还受到重力的影响, 产生自由沉降, 其沉降速度可用如下公式表示。

即

式中:Up———颗粒自由沉降速度;D———同位素微球颗粒直径;ρs———同位素微球颗粒密度;ρw———注入水井下流体密度;μ———注入水粘度。

由 (1) 式可知, 同位素微球的悬浮情况受以下三种因素的影响:

1微球颗粒直径大小影响。微球颗粒直径越大, 其自由沉降速度越大, 注入水对微球的携带越差, 使微球和注入水不能同步运行。

2微球颗粒密度与注入水密度差值大小的影响。由 (1) 式可看出, 当微球颗粒的密度与注入水的密度基本相当时, 自由沉降速度为零, 微球能与注入水同步运行, 可以使同位素充分分配。

3注入水的流速和测量井段长短的影响。注入水流量越大, 携带同位素微球的能力越强。

2. 吸附污染

(1) 管壁油污及涂料不均匀造成的吸附作用

注入水中, 油污及细菌的含量超标, 井筒中冲洗不彻底、测井时放溢流造成地层的油污返出, 均易在井下管柱表面形成污垢而粘附同位素;油管沾污的原因是油管涂层不均匀或未涂层造成的。

(2) 注水管柱和套管内壁腐蚀

根据安塞油田套管腐蚀测井结果, 由于受注入水水质影响, 管壁腐蚀, 产生许多坑斑和沟槽, 凹凸不平, 很容易吸附同位素, 受注入水长期冲刷的毛糙的管壁也极易吸附同位素。油管接箍、封隔器、水嘴等井下工具处易沾污。

(3) 固井质量差, 同位素进入串槽处

在安塞油田吸水剖面资料中, 常常吸水厚度向上下扩展, 大于射孔层段厚度的注水井, 使吸水层和射孔层往往不对应。主要是由于固井质量差, 大量同位素从射孔井眼进来时, 在地层表面滤积的同时, 串入了与其相连的无水泥悬空空间, 造成无射孔段但“吸水”的假象。

三、同位素污染校正

1. 根据井温曲线排除同位素污染

由于放射性同位素测井方法的局限性, 对井况要求比较严格, 要求井内注清水, 而目前大多数水井采用污水回注, 微生物及菌类含量超标, 粘度高, 同位素微球在井内不能均匀分散在流体中与注入水混合, 造成沾污或井底同位素堆积。这种沾污表现为全井的曲线异常。无法分析吸水层位的相对吸水量;井温曲线则可以不受此影响, 根据井内水温的变化情况可定性的解释各个吸水层的吸水情况。地层内为热水, 井温曲线若为负异常, 则可定量判断吸水层段。

2. 运用井温曲线分析射孔层段同位素曲线幅度异常原因

在喇叭口在目的层段以下的笼统注水井中, 用关井恢复井温可定性分析吸水层段, 对注水管柱下至注水层段顶界以上的合注井, 注水井温和静态井温曲线除了能对各注水层提供定性的注水评价以外, 还能够指示出存在漏失、大孔道的层位, 为封窜堵漏提供依据。

井下分注井, 采用电磁流量计测量各个偏心配水器的注水量, 若不存在漏失与粘污, 则同位素和流量测井均可提供各层注水量;若存在漏失时, 井温曲线可定性地评价各层的注水情况, 点测流量可定量计算各层吸水量大小。此方法可解决因同位素粘污、漏失所造成的吸水量计算误差。

3. 利用流量分析吸水层段吸水状况

同位素吸水剖面测井解释过程中, 同位素曲线无法显示仪器停测点以下层位的吸水情况, 加测流量后, 如果测点流量不为零, 则表明仪器停测点以下层以下吸水, 如果流量为零, 则表明仪器停测点层以下不吸水。

(1) 判断封隔器密封性。在分层配注的井中, 采用流量计测量各个偏心配水器的注水量, 如果封隔器封堵层的流量指数不为零, 则表明封隔器漏水, 密封失效;若流量为零, 表明封隔器完好, 密封良好。

(2) 分析注水井井筒漏失情况。由于同位素密度与注入水密度之间的差异, 造成同位素沉淀污染, 因而无法计算相对吸水量, 加测流量时, 若发现底堵处流量为零, 证明为同位素异常;若流量不为零, 则说明底堵漏水。

四、实例分析

杏河油藏*A58-22进行了同位素和氧活化两种吸水方法的测试, 测试结果发现, 下部长62层吸水能力较弱, 依据同位素解释, 判断为吸水, 但之后再运用点测氧活化法进行校验测试, 发现长62层射孔段不吸水, 验证了同位素污染而造成在长62射孔段存在的”吸水”假象。

结论

1. 应改进注水管柱的结构。

笼统注水井的管柱应把喇叭口放在注水井油层段顶部以上。分层注水的配水管柱, 偏心配水器应尽量避开射孔层, 最好放在配水层段的顶部。

2.

井温曲线分析结果是定性判断吸水剖面资料污染的重要手段, 运用流量点测结果也可判断封隔器密封情况以及遇阻层以下部分油层段吸水情况。

摘要：本文通过分析同位素污染产生原因, 有针对性地提出安塞油田同位素污染解决方法, 使资料的解释精度和应用水平得到提高。

关键词：吸水剖面,同位素,沉淀污染,吸附污染,安塞油田

参考文献

[1] 姜文达.放射性同位素示踪注入剖面测井[M].北京.石油工业出版社.2007.

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