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08 第08章 油田开发测井.pptx

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本课件介绍油田开发阶段的测井技术,先说明套管井中用于地层评价的放射性测井曲线及其适用性,随后系统介绍工程测井的四类问题:水泥固井质量评价(CBL、VDL、SBT 等)、管外窜槽的确定与封堵检查、套管变形损伤的测量方法、酸化压裂效果检查,最后给出吸水剖面与产出剖面生产动态测井的方法与资料应用。

开发测井概述页,列出套管井地层评价、工程测井与生产动态测井三方面内容
套管井评价页,列出 TDT、GST、CNL、GR、NGS 等可用于套管井地层评价的曲线
GR 应用页,说明 GR 用于对比与估算泥质含量及老井放射性沉淀物使 GR 失效的情况
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第1页:油田开发测井概述

本课件简单介绍油田开发有关的几方面内容:

  • 1. 套管井地层评价
  • 2. 工程测井
  • 3. 生产动态测井

第2页:套管井地层评价测井

用于地层评价的套管井测井曲线主要是一些由放射性测井仪器所测的曲线,例如热中子衰减时间(TDT)、次生伽马能谱(GST)、补偿中子(CNL)、自然伽马(GR)和自然伽马能谱(NGS)测井仪所测的曲线。另外,在胶结好的套管井中,阵列声波或长源距声波(LSS)测井仪可提供孔隙度数据,在特殊情况下密度测井曲线也是有用的。

第3页:自然伽马与自然伽马能谱的应用

  • 自然伽马测井曲线是进行对比和控制岩性的基本测井曲线,特别重要的是用它能够估算泥质含量
  • 在产出水中含溶解放射性盐类的许多老井中,放射性沉淀物积聚在套管上(特别是射孔井段),会使自然伽马测井曲线的上述用途失效,此时需要使用自然伽马能谱测井数据和裸眼井测井数据
  • 自然伽马能谱测井仪可以识别粘土类型和计算粘土体积,钍和钾响应曲线通常是更好的泥质指示曲线
  • 自然伽马能谱曲线和次生伽马能谱曲线组合使用可以对岩性复杂的混合岩体进行矿物体积分析

第4页:补偿中子与阵列声波的应用

  • 补偿中子测井给出的是主要取决于地层含氢量的孔隙度指数
  • 如果胶结良好,补偿中子测井曲线与阵列声波测井曲线组合使用可在套管井中探测气层;在理想条件下,也可以组合使用密度和补偿中子测井曲线探测气层
  • 在胶结良好的套管井中,阵列声波测井可提供用于确定孔隙度及计算岩石力学特性参数的地层纵波与横波时差数据

第5页:TDT 与 GST 的应用

  • 热中子衰减时间测井根据盐水和油气之间的区别给出含水饱和度,其附加测量结果也用于计算视孔隙度和视地层水矿化度,在某些情况下可以用之探测气层,同时也是一种有效的泥质指示器
  • 次生伽马能谱测井仪测量一些常见矿物的伽马产额,伽马产额与地层的流体、孔隙度和岩性有关;由于用这种仪器确定地层含水或含油饱和度时与地层水的矿化度无关,所以可在地层水矿化度未知或地层水太淡而不能进行热中子衰减时间测井的地层中使用

第6页:工程技术测井的问题分类

工程测井大致涉及以下几方面问题:

  • 水泥固井质量:两个界面的胶结情况
  • 管外窜槽问题:确定窜槽层位、水泥封堵效果
  • 套管损伤:套管变形、错断、腐蚀等
  • 增产措施效果:酸化、压裂等施工的效果

第7页:水泥固井质量评价方法

水泥固井质量评价是检查套管与水泥(第一界面)、水泥与地层(第二界面)封隔情况的测井方法的统称。

  • 水泥胶结测井 CBL:利用曲线幅度大小评价第一界面质量好坏
  • 变密度测井 VDL:利用套管井中套管波、地层波能量强弱反映两个界面的胶结情况
  • 水泥评价测井 CET 或 PET 等:测量套管反射波,得到套管几何形状、水泥胶结抗压强度和变密度测井图,评价水泥封隔质量、检查套管变形
  • 微固井声幅 MCBL:具有径向分辨能力的水泥胶结测井
  • 扇区水泥胶结测井 SBT:具有周向分辨能力的水泥质量评价测井

第8页:管外串槽层位的确定

因固井质量不高,射孔或其他工程施工可引起水泥环破裂,出现串槽,致使油井出水,需要确定串槽位置以便进行封堵。

  • 放射性同位素示踪测井:根据人工放射性同位素示踪剂注入井内前后的放射性测井曲线的差异判断
  • 氧活化测井:利用 14 MeV 脉冲中子照射水流中的氧原子,生成氮的一种放射性同位素,测量其衰变时放出的伽马射线可以探测套管井中和套管后串槽中的水流
  • 井温测井:串槽存在时,液流下窜可引起井温或微差井温曲线负异常,上窜则显示正异常
  • 噪声测井:套管串槽处,由于流体流动会发出噪声,根据噪声源的深度就可确定串槽深度,并可根据噪声能量分布确定气窜或液窜

第9页:检查封堵效果

  • 放射性同位素测井:补水泥时将放射性同位素一起带入射孔层段,施工前后测量的放射性曲线对比可显示封堵效果
  • 水泥胶结测井:需补水泥的层段测量的 CBL 为高值,若封堵效果好,则补后测得的 CBL 变为低值

第10页:套管变形的测量方法

套管变形即套管椭圆度,是因注水泥时的挤压或地应力变化造成的,变形后使套管受到不均匀磨损,甚至导致破裂。另外,流体的电化学腐蚀、地层出砂、钻杆在套管内工作等都会造成套管变形、损伤甚至破裂。

  • 微井径仪:测量套管的互相垂直的两条内径,并提供平均内径
  • 磁测井井径仪:因套管是导体,其中会产生感应电流(涡流),使仪器线圈系发射的高频电磁场能量减小,测井输出的电流振幅与套管内径成正比
  • 多臂井径仪测井:包括 8 臂、30 臂、40 臂、60 臂等多种,用于不同内径的套管,一般测得最大、最小、平均内径等参数,检查椭圆度、套管蚀洞或大面积腐蚀等

第11页:套管腐蚀及泄漏的测井方法

  • 声波井下电视 BHTV:测量套管壁反射波,反射系数取决于界面两边介质的声阻抗大小;套管有裂缝或孔洞时反射系数为 0,图像上显示为黑色,而光滑的套管内表面呈白色
  • 声波扫描测井:包括数字声波扫描仪 DUST 和声波立体扫描仪 SVS 等,基本上是对 BHTV 测井方式的改进,应用效果更好
  • 噪声测井:流体流出地层撞击到套管上时、流经水泥窄孔道时都会产生噪声,探测器便探测这些噪声,根据曲线上的异常可判断渗漏或串槽等
  • 磁测井:用于确定套管的平均直径、蚀坑深度及面积、套管破裂、套管壁厚等

第12页:酸化压裂效果检查

  • 井温测井:在酸化地层发生化学反应时产生热,使产层处井温测井曲线上显示高温异常;压裂后压裂液及支撑剂进入地层造成低温异常,测量到的异常情况可用于判断酸化压裂效果
  • 放射性同位素测井:压裂液将放射性同位素带入地层,根据造成的放射性变化判断压裂效果
  • 流量测井:压裂效果好,则流量会有明显变化

第13页:生产动态测井概述

生产动态测井一般可分为吸水剖面测井和产出剖面测井。根据不同情况可以具体选择不同的测井系列。

我国多数油田采用注入(水)方式保持油层压力,一些稠油层采用注蒸汽方式降低原油粘度。

第14页:吸水剖面测井

注入剖面测井的主要目的是了解注入水或蒸汽的去向,是否按预先设计的注入方案进行,了解各层的吸水量或吸蒸汽量。

  • 流量测井:在吸水层位(注入井段),流量曲线有倾斜变化
  • 井温测井:吸水层位一般温度降低
  • 放射性同位素(示踪)测井:吸入前后,测量的伽马放射性不同

第15页:产出剖面测井

产出剖面要比注入剖面复杂得多,这是由于生产井中的流体相态和流动状态复杂化了。这类测井的任务就是测取井下各产层的流量、流体成分、压力、温度等参数。

  • 流量测井:产出层位,流量曲线有倾斜变化
  • 流体识别测井:流体成分识别,密度法、持水率法等
  • 井温测井:产液时温度高于井内;产气时吸热膨胀,温度降低
  • 压力测井:估计产能、入井流量特性等

第16页:流量测井

流量是指单位时间内流过某一流通截面的流体体积。直接测量有困难,但可以通过测量流速间接得到。将仪器从油管或油-套环空下放到射孔井段,选择适当的测速上提或下放仪器进行测量,沿井身连续记录涡轮转速及电缆移动速度,即得到流量曲线。一般情况下,涡轮转速曲线上倾斜变化的对应井段就是产液层或吸入层。

第17页:气井连续流量计测井曲线

本页为某气井的连续流量计测井曲线(产出剖面),展示涡轮转速曲线在产气层位的倾斜变化。

第18页:注水井流量计测井及解释

本页为注水井的连续流量计测井及解释(注入剖面),给出按流量曲线倾斜变化划分各层吸水量的结果。

第19页:流体识别测井

流体密度测井
根据油气水密度的差异区分产液性质;有压差密度计和伽马密度计,压差密度计根据静液柱中不同流体造成的压差不同用压敏元件测量,伽马密度计与常规放射性测井中的密度测井相同
持水率测井
根据油气水相对介电常数的差异区分产液性质,有电容式和放射性持水率两大类;相对介电常数差异:淡水 78.3,石油 2.0~2.4

第20页:压差密度测井曲线实例

本页为压差密度测井曲线实例,展示产出剖面测量中按流体密度差异识别产液性质的结果。

第21页:电容式持水率计原理

本页为电容式持水率计原理示意图,给出油水重力分异后的柱状电容器结构及井筒内油水分布关系。

第22页:井温测井

温度测井也称井温测井,主要用于确定区域地温梯度、测定注水剖面、确定产液层位以及寻找事故位置、检查增产措施实施效果等方面,并可用于测定注水井中的吸水层位。

第23页:井温曲线应用实例

本页为井温曲线应用实例,分别给出用井温曲线寻找气层与检查压裂效果的测井显示。

第24页:压力测井

油田开发中井眼压力是个重要参数。探井中压力测量可以提供储层原始压力;生产井中可以用来监视井眼内流动压力及生产层压力变化。测量仪器有振弦压力计、应变压力计和石英压力计几种类型。压力测井多采用两种压力计联合使用方式:一般利用应变压力计在井内连续测量;而在井内若干点上使用精度较高的石英压力计点测。

第25页:关井期间入井流量特性曲线

本页为关井期间入井流量特性曲线,展示关井后入井流量随时间的衰减特征,用于估计产能与地层参数。

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