生产测井解释.docx
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生产测井解释
一、生产测井概述
二、吸水剖面测井
三、吸水剖面测井资料处理与解释
四、产出剖面测井介绍
五、井内流体的流动特性
六、自喷井（气举井）产出剖面测井
七、抽油井环空测井
八、产出剖面测井资料的应用
一、生产测井概述
1、测井概念
地球物理测井（简称测井）是应用地球物理学的一个分支，它是应用物理学方法原理，采用电子仪器测量井筒内信息的技术学科。
它所应用到知识包括：
物理学、电子学、信息学、地质工程、石油工程等。
它的最大特点是知识含量高、技术运用新。
测井解释的目的就是把各种测井信息转化为地质或工程信息。
如果把测井的数据采集看成是一个正演过程，测井解释就是一个反演过程。
因此，测井解释存在着多解性（允许解释出现不同的结果，允许出现解释失误！
），也就存在着解释符合率的问题。
2、测井分类
按照油气勘探开发过程，油田测井可分为两大类：
油气勘探阶段的勘探测井（又称为裸眼井测井）和油气开发阶段的开发测井（又称为套管井测井）。
裸眼测井主要是为了发现和评价油气层的储集性质及生产能力。
套管井测井主要是为了监视和分析油气层的开发动态及生产状况。
勘探测井吸水剖面测井
测井生产动态测井
开发测井油层监视测井产出剖面测井
钻采工程测井
3、生产测井
油田开发测井技术是由生产动态测井、油层监视测井和钻采工程测井三部分组成。
我们主要讨论开发测井中的生产测井，也就是两个剖面测井。
在油层投入生产以后，其管理对采收率影响很大。
如是分层开采，还是合层开采？
是分层注水，还是笼统注水？
油井投产后，各生产层段产量是多少，是否达到了预期的产量？
要否需要进行措施改造？
这些问题对采收率都有着极其重要的影响。
充分利用好生产测井资料能为提高采收率提供很大的帮助。
它能够解决以下问题：
（1）生产井的产出剖面，确定各小层产液性质和产量。
（2）注水井的吸水剖面，确定各小层的相对吸水和绝对吸水量。
（3）掌握生产井的水浸和漏失情况。
（4）了解各层压力的消耗情况。
（5）及时掌握强吸水层（主力吸水层、“贼层”）的吸水状况，避免出现单层突进的现象。
（6）及时掌握井下的温度、压力和流体类型及流动情况。
二、吸水剖面测井
1、注入剖面测井
注入剖面测井是油气藏开发中重要监测技术，它与靠补充能量开发油气藏的开发工作的全过程紧密相连；要保持油藏压力，就必须不断的向油层注入流体，要保证流体注入目的层，就必须不断的监测流体的注入方向和注入量；在注入井正常生产条件下，利用注入剖面测井资料，可以获得各注入层注入流体状况、温度、压力特性等，可以分析漏失、窜槽、变径等管柱问题；进而可得到有关油藏地质的诸多参数；充分发挥注入剖面测井资料解释的作用，可解决重要的油藏、地质、工程等多方面的问题。
注入剖面从注入介质看，可分为注水、注气（天然气、水蒸汽等）、注聚合物等三大类。
目前，注入剖面适用最多、应用最广的是注水剖面（习惯上称为吸水剖面测井）。
2000年中石化共测注水剖面24000多井次。
2、吸水剖面测井仪器
吸水剖面测井目前主要采用的是放射性同位素示踪测量。
井下仪器的更新换代非常迅速。
从初期的同位素+磁定位两参数测量，发展到九十年代中后期普遍采用的同位素+井温+磁定位三参数测量。
进入新世纪以后，各油田都在发展同位素+井温+流量+压力+磁定位的五参数测井系列。
吸水剖面三参数组合测井仪井下仪器串的联结图为：
电缆头
接箍定位器
伽马仪
井温仪
加重杆
井下仪器性能见表1。
表1国产吸水剖面三参数井下仪器性能仪览表
测井
系列
仪器
名称
外径
（mm）
长度
（cm）
重量
（KG）
耐温
（℃）
耐压
（MPa）
精度
分辨率
国产
磁定位仪
38
10.6
1.3
155
700
自然伽马仪
38
121.6
9.5
155
700
井温仪
38
16
1.5
155
700
±1℃
0.1℃
吸水剖面五参数组合测井仪井下仪器串的联结图为：
电缆
接头
遥传/磁放
组合仪
井温/压力组合仪
电磁流量仪接口短节
电磁流量仪
扶正器
五参数组合测井仪井下仪器指标：
仪器外径：
内磁式流量计最大外径42mm
外磁式流量计最大外径38mm
仪器长度：
约3m
电缆要求：
单芯电缆
工作温度：
150℃（流量计125℃）
工作压力：
60MPa
五参数组合测井仪测井过程：
①检查地面仪器工作状况。
②井口测量总流量，并记录井口压力值。
③组合并测自然伽马、井温、磁定位和压力曲线，取得自然伽马基线及相关重复曲线。
④通过爆炸式同位素释放器在井下某一深度释放同位素。
⑤（通过估算）当同位素在注水状态下稳定分布到测量井段时，开始测量同位素曲线，同时测得流量、井温、压力和磁定位等组合曲线。
根据情况测3～5条这样的组合曲线。
⑥根据施工设计书的要求，在连续流量曲线比较平稳的深度进行流量的定点测量（logbytime），主要应在第一个配水器上部、各配水器之间及底球堵上端死水区测量。
⑦流量测量既要有上测曲线，又要有下测曲线。
⑧在井口附近要进行全井总流量测量，同时和注水计量站进行对比。
3、测井工作原理
同位素载体法测注水井的分层吸水量的工作原理，是采用放射性同位素释放器携带吸附放射性核素的活性炭载体在预定的井深位置释放，放射性核素及活性炭载体与井筒内的注入水形成活化悬浮液。
各小层吸水的同时也吸收活化悬浮液。
由于放射性核素载体粒径大于地层的孔隙喉道，活化悬浮液的水进入地层，而放射性核素载体滤积在井壁表面。
小层的吸水量越大，小层的井壁表面滤积的放射性核素载体就越多。
放射性同位素强度也就越大。
即地层的吸水量与滤积载体的量及放射性强度三者之间成正比关系。
把释放同位素前后测的两条放射性测井曲线进行对比，对应吸水小层上所增加的异常值（幅度差），就反应了对应层的吸水能力（状况）。
4、放射性测井微球的选择
目前全国油田示踪注水剖面测井用放射性测井微球主要是131Ba微球和113Inm微球。
这两种微球各有优缺点。
（1）131Ba微球
131Ba微球采用中间多孔硅胶等材料微球为载体，将放射性同位素131Ba密封其中，表面覆盖碳化层并被膜密封。
现在国内大多数油田使用这种微球。
优点：
①131Ba半衰期11.7天，测井过程可持续较长时间。
②131Ba放射性不容易脱附。
③可直接使用。
缺点：
①微球与水的物理性质相差大，不能很好地反映吸水剖面的实际情况，影响测井资料的准确性。
②131Ba核素是由天然钡堆照后获得，堆照后会生成长寿命的放射性同位素，会带来放射性污染，产生放射性废物。
③131Ba微球生产工艺较复杂，时间较长，每批次生产量和时间基本上固定，可调X围较小，容易造成供货不及时或产品浪费。
（2）113Inm微球
利用113Sn-113Inm（锡-铟）发生器（俗称“工业母牛”）获得0.05N盐酸体系的113Inm溶液，与活性炭混合后，113Inm被吸附，形成113Inm微球。
目前XX、XX等油田使用这种微球。
优点：
①113Inm放射性同位素由113Sn-113Inm发生器获取，113Inm微球制备容易，有利于测井。
②113Inm半衰期99.48分钟，对井的放射性污染小。
③113Inm微球量可根据井的情况而定，受供货条件的影响较小，浪费小，无放射性废物。
缺点：
①活性炭与水的物理性质相差大，影响测井资料的准确性。
②活性炭吸附的113Inm在水中容易脱附率较大，不利于测井分析。
③113Sn-113Inm发生器对淋洗液要求高，配制113Inm微球操作不方便，辐射防护较差，工作人员受照射剂量较大。
5、施工设计及现场施工要求
（1）微球的选择
选择131Ba微球或者113Inm微球。
（2）须已知的参数
施工日期、日注水量、油压、测量井段内的射孔层厚（m）、同位素出厂强度、载体规X等。
（3）计算参数
a、吸水指数j=Q/（P×H）
Q：
日注水量（方/日）
P：
注水压力（MPa），正注井用油压，反注井用套压。
H：
射孔层厚（米）
b、查同位素用量图版（图1），得到每米用量系数K
或用公式：
lgK=0.66×lgj－1.23
c、同位素强度S=K×H×37
（1毫居里=37MBq）
S：
单位为MBq
d、同位素用量体积V=S×1000/（Io×衰减百分数）
V：
单位为ml
Io：
出厂强度，单位为MBq
衰减百分数I=Io×e（-0.693×t/T）t为衰减时间，T为半衰期11.7天
表2钡（131Ba）衰减百分数一览表
天数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
百分数
94.2
88.8
83.7
78.9
74.4
70.1
66.1
62.3
58.7
55.3
天数
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
百分数
52.1
49.1
46.3
43.6
41.1
38.8
36.5
34.4
32.5
30.6
天数
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
百分数
28.8
27.2
25.6
24.1
22.7
21.4
20.2
19.0
17.9
16.9
注：
钡（131Ba）的半衰期为11.7天。
e、同位素微球载体粒径的选择
粒径的指标：
100-300μm；300-700μm；700-900μm。
f、释放深度的计算
同位素释放深度距吸水层太近，示踪剂没有足够的时间形成活化悬浮液，容易造成污染和沉淀。
如果同位素释放深度距吸水层太远，容易造成管柱接箍污染，而且作业时间太长。
合适的理论释放深度的计算公式：
其中：
D—微球粒径（μm）；
—微球密度（g/cm3）；
—注入水的井下密度（g/cm3）；
T—释放后到开始注水的时间（min）；
μ—注入水的粘度（mPa.S）；
Q—日注水量（m3）；
S—注水截面（cm2）。
设计同位素用量时应注意：
◎对于新转注的注水井，由于长期的采油或排液，井周围亏空大，应适当提高同位素用量；
◎对于出砂或者孔隙结构比较松散的注水井，由于井腔周围可能有大的冲洗带，所以也应适当加XX位素用量；
◎对于比较致密的注水井，或者是射孔井段长，厚度大的井，在计算的结果上，可以适当减少一些同位素用量。
（4）填写施工设计书
内容包括：
地区、区块、施工日期、射孔井段、测量井段、射孔层厚、同位素名称、半衰期、强度、载体规X、系数、粒径、体积、设计人、审核人等。
设计实例：
文南某一口注水井，注水方式为正注，日注水量60方，油压18，套压17.5，射孔井段：
2724.4-2772.0米，射开厚度为14.1米/5层。
同位素出厂强度为748，出厂日期98.2.13，测井日期98.2.23。
请进行该井的施工设计。
（答案：
K=0.84MBq/mS=11.858MBqV=28.7ml）
（5）现场施工要求
a、施工时必须采用高压密封测井技术，只有这样测得的资料才能反映正常生产条件下的吸水状况。
b、采用单芯电缆传输，仪器一次下井分次测量。
c、同位素要求用同位素释放器井下释放。
d、测速应不大于800米/小时。
e、释放同位素后测的伽马曲线条数和流量曲线条数应多于4条，而且，每条应标明测井时间和测井方向。
f、测井曲线的质量应符合部颁标准。
三、吸水剖面测井资料处理与解释
1、解释前的准备工作
a、曲线质量优等品率的确定；
b、曲线的深度校正；
c、同位素曲线的选择；
d、曲线的叠合。
2、吸水剖面常规解释方法
三参数吸水剖面测井解释的基本方法是面积法。
解释步骤：
（1）利用井温定性确定吸水层位
由于吸水层附近的温度长期受注入水冲刷的影响，注水层位温度场与原始地层的温度场有较大的区别，所以利用关井温度和流温两条曲线的异常变化就能直观定性划分吸水层位。
（2）利用同位素和伽马本底曲线确定吸水层
把经过深度校正的同位素和伽马本底曲线绘制成叠合曲线，让这两条曲线在非射孔段重合，在射孔段，同位素曲线幅度超过伽马本底曲线幅度的1.5倍就认为是吸水层。
（3）计算（读出）每个小层的异常面积（吸水面积）Si。
（4）计算相对吸水βi
a、计算整口井每个异常面积之和∑Si；
b、计算每个小层的相对吸水βi：
βi=Si/（∑Si）×100%
（5）计算每个小层的绝对吸水量Qi
根据下式计算每个小层的绝对吸水Qi：
Qi=βi×Q
其中：
Q—该井日注水量（m3/d）。
实例分析：
A井，1997年2月完井，1997年6月转注，1998年2月23日进行了三参数吸水剖面测井（图2）。
共射开5个层。
18号层的吸水面积为226，19号层的吸水面积为140，20、22、23三层的吸水面积均为0。
日注水量60方。
根据前面讲的方法可计算出每个层的相对吸水和绝对吸水量（表3）。
表3A井测井解释成果表
序号
解释
层号
射孔部位
层厚
（m）
吸水部位
厚度
（m）
吸水
面积
相对吸水（%）
绝对吸水（m3/d）
1
18
2724.4-2729.1
4.7
2722.6-2729.0
6.4
226
61.7
37
2
19
2734.0-2737.5
3.5
2734.0-2738.4
4.4
140
38.3
23
3
20
2751.5-2753.9
2.4
4
22
2762.0-2764.1
2.1
5
23
2770.6-2772.0
1.4
合计
14.1
10.8
366
100
60
3、同位素污染及校正
（1）同位素污染
所有非吸水原因造成的同位素异常都称为同位素污染。
（2）污染种类
分吸附污染和沉淀污染两大类。
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造成的。
吸附污染主要是配水器、油管外壁和套管内壁的沾污造成的。
（3）控制沾污的测井工艺
有两种方法：
一是“降低比强度法”，二是“注入零强度微球法”。
所谓“降低比强度法”就是在放射性总强度保持不变的情况下，增加载体的用量，使单位体积载体的放射性强度减小。
其吸附沾污的面积也随之成正比减小，而测量的地层的相对吸水量与比强度无关，从而降低了沾污的影响。
所谓“注入零强度微球法”就是在正式测井前先投放一定量的没有放射性的微球（即零强度微球），使沾污和锈蚀管柱表面吸附上这种微球载体。
当正式测井释放放射性微球载体时，污垢和锈蚀管壁大大减少吸附它的几率，从而达到消除或降低吸附沾污的目的。
（4）污染校正机理
根据水动力学原理，流动的物体所具有的动能与流速的平方成正比，即：
EK∝U2
在注入水中，注入水的流速越大，携带物体的能量就越大。
在同位素分配的过程中，同位素污染部分，即沿途损失的部分同位素没有到它该到的地方去，其结果使部分吸水层上的同位素减少，吸水剖面解释结果失真。
所以应根据水动力学原理，把分配过程中，损失掉的那部分同位素校正到它应到的那些吸水层上去。
（5）污染校正
①污染校正步骤：
a:
求出所有地层的吸水面积和所有的沾污面积；
b:
确定沾污类型，将沾污面积乘以校正系数得出校正面积；
c:
将校正面积按地层的吸水能力分配给受沾污影响的地层，与原吸水面积相加；
d:
求出总注水面积和相对注水量。
②污染校正面积的分配原则：
在笼统注水条件下，按水流的方向，沾污面积只分配给其后的吸水层。
在配注井中，沾污的校正面积只是在其所在的配注层段中的各地层间分配，而不影响其他配注段的解释。
污染面积的归位模型及其计算方法
注水井管柱结构分笼统注水和分层注水。
笼统注水又根据喇叭口的位置分为在注水层底部、中部和上部三种情况。
分层注水又根据配水器的位置分为配水器在注水层段上部、中部、下部三种情况。
污染面积根据所处的部位进行校正等效到地层条件状况下以后，那么应该向哪个注水层归位呢？
我们以笼统注水条件喇叭口的位置在管柱底部的情况为例来说明污染面积的归位模型及其计算方法。
如图1所示，注入水从油管底部上返到油套管环形空间后，由下而上逐一分配到各个吸水层。
S1、S2、S3为三个吸水层的异常面积。
A1、A2、A3为污染面积。
校正以后为C1、C2、C3。
根据水动力学分析，C1是由于1号层的吸水能力所携带的同位素在上行运动中造成的损失，应该归位到1号层上；而C2是由1号和2号层总的流量上行时造成的损失，应分配到1号和2号层上；同样，C3应分配到1、2、3号3个层上。
根据上述推论，计算方法如下：
Ⅰ、对C1归位：
分给1号层：
SS11=C1
Ⅱ、对C2归位：
分给1号层：
SS12=C2×（S1+SS11）/（S1+S2+C1）
分给2号层：
SS22=C2×S2/（S1+S2+C1）
Ⅲ、对C3归位：
分给1号层：
SS13=C3×（S1+SS11+SS12）/（S1+S2+S3+C1+C2）
分给2号层：
SS23=C3×（S2+SS22）/（S1+S2+S3+C1+C2）
分给3号层：
SS33=C3×S3/（S1+S2+S3+C1+C2）
校正后各层的面积为：
1号层面积=S1+C1+SS12+SS13
2号层面积=S2+SS22+SS23
3号层面积=S3+SS33
总面积=S1+S2+S3+C1+C2+C3
根据以上分配原理，当有m个层时，污染面积Ci对某个吸水层的归位面积为：
SSim=（Si+∑SSi.m-2）/（∑Si+∑Ci）×Ci
其中，i=1,2,…,m-1。
上式就是笼统注水条件喇叭口位置在管柱底部情况污染面积的归位模型。
③实例分析：
B井（图3），1991年8月1日对H12-26井进行了吸水剖面测井。
从井温和同位素曲线都反映7、8号层为主力吸水层，而9、10号层吸水否，吸多少？
分析认为，下部同位素是污染，9、10层均不吸水。
4、五参数吸水剖面综合解释方法
（1）解释的基本原则
在宏观上用流量计测井方法进行控制，小层注水量用同位素测井方法定量计算。
即用流量计结合井温资料把整个处理井段分为若干个单元，每个单元内再用同位素曲线进行定量解释。
①按地层物性分层系用流量计测井方法分为若干个单元，而单元内则用同位素测井方法进行定量计算。
②层间间隔一般要大于2米，且流量计曲线在层间有相应的变化，此时可用流量计进行解释；而层间间隔较小、流量计曲线在层间无明显变化的，则应归为一个单元，该单元内用同位素方法进行解释。
③对于有窜槽现象的，用流量计方法解释各个窜槽进水口处的总流量，用同位素方法解释进入个小层的进水量。
④对于偏心配注井，用流量计方法解释每个配水器处的总注水量，用同位素方法解释每个配水器控制的层段内进入个小层的进水量。
若封隔器出现漏失（密封不严）的情况，又该如何？
（2）流量计吸水剖面解释
①计算各评价井段的视速度Va
首先要选取合适的评价井段，读取该井段测井速度及流量值，应用数学上的最小二乘法原理，通过线性回归计算出视速度Va：
其中：
x—涡轮转数（RPS）；
y—测井速度（n/min）；
n—流量测井次数。
②偏差速度（Voff）校正
如果注水量很大，水的流速总是大于最快的测井速度，叶轮仅在一个方向上转动，Va就必须进行偏差速度校正。
其校正公式为：
其中：
m—流量计的响应斜率（m/min/RPS）。
校正后的视速度Vac为：
③计算表观（Ut）速度
表观速度代表流体流动时的平均速度，计算公式如下：
Ut=Vac/C
其中：
（适用5.5英寸的套管）
④计算管子常数PC
管子常数是指以单位速度通过管子截面的每天的流量，用来把平均流速转换为流体的体积流量，计算公式如下：
PC=（π×D2/4－S）×0.144
其中：
D—套管内径（cm）
S—流量计的截面积（cm2）
PC—（m3/d）/（m/min）
⑤计算体积流量Q
Q=PC*Ut（m3/d）
5.资料的应用
a、是油田动态分析、开发方案调整不可缺少的监测资料；
b、是检验油田综合治理调整方案效果的主要依据；
c、分析对应油井的水淹状况，指导下一步剩余油挖潜方向；
d、可进行油井找水；
e、检查管外窜流；
f、分析井下工具状况。
注聚合物剖面测井简介
注聚合物井可以采用新近研制的电磁流量计进行监测，这能避免涡轮转动对聚合物粘度的影响，也避免了流体粘度对测量的影响。
电磁流量计是利用电磁感应原理来测量流过管道中液体的流量，不论液体的性质如何，只要具有微弱的导电性（电导率大于8×10-5S/m）即可进行测量。
通常油田三采注入的聚合物混合液的导电性能良好，符合测试条件。
电磁流量计既可点测又可连续测量，能够提供聚合物井全井的注入量、分层注入量和相对注入量，从而得出全井的注入剖面，为油田三采阶段的监测提供了强有力的手段。
四、产出剖面测井介绍
1、产出剖面测井概述
产出剖面测井也是油气藏开发中重要监测技术，它与整个油气藏开发工作的全过程紧密相连；在油井正常生产条件下，利用产出剖面测井资料，可以获得各产层所产流体的产量和性质，温度、压力特性等，可以分析漏失、窜槽、变径等管柱问题；进而可得到有关油藏地质的诸多参数；充分发挥产出剖面测井资料解释的作用，可解决重要的油藏、地质、工程等多方面的问题。
产出剖面测井大致可分为集流式测量、连续式测量两种方式，其主要测量参数有井温、压力、流量（涡轮、示踪、热导、电磁等）、密度、持水率（电容式、压差式等）、自然伽马、磁定位等。
2、产出剖面测井技术的分类
●自喷井（气举井）产出剖面测井
目前使用效果比较好的有DDL－Ⅲ17/16英寸生产测井组合仪（PLT），该仪器是通过油管下入井内，在油井正常生产时测量。
●抽油井环空测井
环空测井就是把测井仪器通过油、套环形空间下入井内，在油井正常生产时测量抽油井每个小层的产出状况的测井技术。
目前，国内外环空测井仪器有：
XX研制了过环空找水仪；
华北研制了差压式持水率仪；
江汉研制了JLS-φ25分测仪；
国外引进哈里伯顿和康普乐（PUTALOG）公司的“1英寸过环空找水仪”。
它们的适用X围各不相同。
整体评价，应用效果相对较好的是DDL－Ⅲ和AT+（AdvancedTechnology）的1英寸生产测井组合仪。
它们与DDL－Ⅲ17/16英寸生产测井组合仪的区别对比表见下表。
自喷井（气举井）
环空井
仪器下入
油管内部
油套环形空间
多参数同时测量
是
不
3、产出剖面测井项目
一般来讲，产出剖面测井都包括温度、压力、密度、持水率、伽马和磁定位等，另外，主要就是流量计测井。
测井系列的差别主要在于测井一起的精度、尺寸、技术指标以及流量计的类型。
示踪流量封隔式
流量计导流式伞式
涡轮流量胀式
敞流式
①涡轮流量计
涡轮流量计测井主要是利用流体的流动使涡轮转动，通过测量转速而求出流量，属间接测量方式。
它有两个“S”形叶片，高10.16cm，叶片上各点的间距角按流动实验的理想数值变化。
测量原理是把经过管子截面的流体线性运动变成涡轮的旋转运动。
利用涡轮流量计测井资料主要是确定流体产出的层位。
一般说来，涡轮转速曲线倾斜
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