1、脉冲中子氧活化水流测井技术脉冲中子氧活化水流测井技术 随着油田采油开发的不断深入，应用驱油和调剖的介质从水随着油田采油开发的不断深入，应用驱油和调剖的介质从水发展到聚合物、三元复合剂和发展到聚合物、三元复合剂和CDGCDG凝胶等。由于这些流体介质粘度凝胶等。由于这些流体介质粘度高，常规的测井方法不能完全适应注入剖面的监测需要，一定程高，常规的测井方法不能完全适应注入剖面的监测需要，一定程度上影响了油田注采关系的协调。我公司引进的多功能脉冲中子度上影响了油田注采关系的协调。我公司引进的多功能脉冲中子氧活化水流测井仪是解决这一问题的有效方法。多功能脉冲中子氧活化水流测井仪是解决这一问题的有效方法。
2、多功能脉冲中子水流测井仪是集注水、注聚和三元复合驱油的专项监测技术，可水流测井仪是集注水、注聚和三元复合驱油的专项监测技术，可以满足三次采油注入井吸液剖面的测井需求，它不受流体粘度、以满足三次采油注入井吸液剖面的测井需求，它不受流体粘度、管柱结构、岩性、孔隙结构和大小的影响，能够有针对性地为改管柱结构、岩性、孔隙结构和大小的影响，能够有针对性地为改善注聚井、注水井驱油效果及措施提供可靠的基础资料。我公司善注聚井、注水井驱油效果及措施提供可靠的基础资料。我公司在多个油田进行脉冲中子氧活化水流测井技术服务，所测资料经在多个油田进行脉冲中子氧活化水流测井技术服务，所测资料经各采油厂和地质所领导、以及
3、有关专家们的论证和验收，一致认各采油厂和地质所领导、以及有关专家们的论证和验收，一致认为该项技术能够准确地反映聚合物注入剖面，与动态资料结合的为该项技术能够准确地反映聚合物注入剖面，与动态资料结合的好，尤其是它的油套环空测量技术，解决了油田多年来因测试管好，尤其是它的油套环空测量技术，解决了油田多年来因测试管柱下过注入层而无法监测的难题。柱下过注入层而无法监测的难题。 前前 言言同位素吸水剖面同位素吸水剖面电磁流量计电磁流量计超声波流量计超声波流量计注入管柱统注井、分层配注喇叭口在层段以上的统注井、分层配注喇叭口在层段以上的统注井、分层配注注入流体油田水油田水、聚合物油田水、聚合物井况要求井筒
4、干净井筒较干净井筒较干净测量方式连续测量连续测量、点测量连续测量、点测量测管外流是否否启动流量较低流量中等流量中等流量缺点间接测量流量，存在同位素沾污、漏失、沉降，精度低原油敏感性强，注聚井测量精度低原油敏感性强，注聚井测量精度低目目 录录BetaBeta衰变7.13s7.13s半衰期氧活化O O1616N N1616O O1616O O1616* *n n 脉冲中子水流测井是一种测量水流速度的测井方法。氘氚反映加速器中子源发射14MeV14MeV快中子可以和水中的氧核发生反应：n+n+1616OO1616N+pN+p而反应产生的1616N N要以 7.13s7.13s的半衰期进行衰变, 其反
5、应式为:1616NN1616O+ O+ r r 1616N N衰变发射出的r r射线能量不是单一的，主要是6.13MeV6.13MeV高高能量的r r射线。通过对1616N N发射的r r射线进行探测,可以知道仪器周围1616O O的分布,从而判断出仪器周围水流动的情况。 脉冲中子氧活化水流井下仪是由：脉冲中子氧活化水流井下仪是由：遥测遥测短节（短节（GRGR、CCLCCL、TEMPTEMP、PRESPRES）、脉冲中子氧）、脉冲中子氧活化水流测井仪及中子发生器活化水流测井仪及中子发生器组成。一次下组成。一次下井可完成自然伽马、井温、压力、接箍磁性井可完成自然伽马、井温、压力、接箍磁性定位的测
6、量。测量过程中脉冲中子发生器发定位的测量。测量过程中脉冲中子发生器发射一段时间的中子射一段时间的中子, ,使井筒内（纵向上约使井筒内（纵向上约30cm30cm）水溶液中的氧元素活化。如果水流动水溶液中的氧元素活化。如果水流动, , r r射线射线探测器就可以测出水的流动信号探测器就可以测出水的流动信号, ,进而测出进而测出流流体体的速度。的速度。 即采用一个较短的活化期即采用一个较短的活化期(1-10(1-10秒视水流的速度而定秒视水流的速度而定) )， 选择一个较长的数选择一个较长的数据采集期（一般为据采集期（一般为40-6040-60秒）进行活化测量。秒）进行活化测量。流体的速度是根据中子
7、源至探测器的距离、流体的速度是根据中子源至探测器的距离、活化流体通过探测器的时间确定出来的，是活化流体通过探测器的时间确定出来的，是一种已知距离的时间测量。数据的采集由现一种已知距离的时间测量。数据的采集由现场测井软件自动实时监控，确保每一次采集场测井软件自动实时监控，确保每一次采集的有效性。数据采集实现了质量控制的自动的有效性。数据采集实现了质量控制的自动化。化。探 测 器 阵 列GR、井温、压力、CCL中子源中子源测井特征图测井特征图1、正常注入条件下， 采用密闭测井施工；2、测井时根据井下管柱及井下工具的情况判断水流方向，确定仪器组合方式；3、点测前应用GR、CCL进行深度校深；4、遵循
8、顺流测量、流量守恒的原则，按大流量到小流量的顺序，沿着水流方向定点测量，并将水流各分支测量清楚，追踪到零流量。 中子源探测器下水流套管油管注入层中子源探测器上水流套管油管注入层泥岩泥岩致密层致密层下水流测井上水流测井油管峰值油管峰值 油套环空峰值油套环空峰值氧活化水流测井时间谱图氧活化水流测井时间谱图零流量零流量氧活化水流测井时间谱图氧活化水流测井时间谱图目目 录录仪器最大耐压：60.0Mpa；仪器最大耐温：125 ；仪器最大外径：43.0mm ；仪器重量：30.0Kg ；仪器长度：5.0m 、加重长度：3.0m，合计：8.0m；中子产额：1.0108S-1 ；仪器测量范围及精度： 水：6-2
9、0m3/d10%；20-400m3/d 5%；400-600m3/d10%； 聚合物：60-200 m3/d 5%；200 m3/d(10%)60 m3/d。目目 录录dzLzrLzrtdaECzzSS21222/1222)()(exp)(4C探测器计数率；da(t)单位体积的放射性活度；E中子通量；2平均伽马吸收系数；Z（,z,）柱坐标系下的轴向坐标；Ls表示源距；r 水流方向与仪器平行距离；-Z1轴向负方向上足够远、单位体积中子通量不 足以产生足够活性位置；+Z2轴向正方向上足够远、活度无法被探测器记 录到的位置。Z=0水流方向中子源rZ=Ls伽马探测器-Z1+Z2)(/)(2100dtt
10、ftdttfttammtat中子爆发时间宽度；)(tf中子脉冲过后探测器计数率随时间变化函数。 水流从中子源到探测器的时间 为：mtLSVSQs有效有效Q流量；有效S井下管柱有效横截面积；V井下流量流速。 若以Ls表示源距(中子源靶到伽马射线探测器晶体中央的距离)，则水流相对于仪器的速度为：Z=0水流方向中子源rZ=Ls伽马探测器-Z1+Z2目目 录录 不使用固体、气体放射性示踪剂，无放射性污染； 与同位素示踪测井比不存在污染、沉降及大孔道等问题 的影响； 测井结果不受岩性和孔渗参数以及射孔孔道大小的影响； 测井结果只与套管和油管中流体的流速有关，与地层其 它参数无关。 无可动部件，不受地层出
11、砂影响。 依据测量的时间谱线，计算出流体速度；依据管柱内径，计算出流体的流量（合层流量）。依据递减法原理，依次计算出分层流量。 目目 录录1、常规注入剖面测量；2、确定注聚合物、三元复合驱井、 注入剖面；3、确定同位素测井难度大的注水井的注入剖面，比如：大孔道、裂缝井、深穿透射孔井的注入剖面以及低注入量、低孔隙度、低渗透率油田注水井的注入剖面；4、确定笼统注水井、分层配注井的吸液剖面，可直接测量油套空间的水流速度，适合于分层配注方式的水井注入剖面测量；5、调剖试验井流量测量；6、在注入井中探测和识别水泥环中的串槽位置、确定封隔器密封效果、漏失部位、水流进出口位置。1 1、基础数据、基础数据测井
12、日期2005年7月9日地 区胜坨井内介质聚合物套管规范139.7 mm设 计尾管深度1974.62 m日配注量160.0m3/d生产方式笼统正注测井方式密封上水流测井测井压力10.9Mpa射孔井段1904.0-1966.0 m测量井段1845.0-1980.0 m施工层位 S二11-2、23、35常规笼统注入井常规笼统注入井2 2、测井解释成果图、测井解释成果图总流量零流量测点深度（m）合层注入量（m3/d)分层绝对吸入量（m3/d)相对吸入量(%)油套空间向上套管内向下1900.00.013.88.661906.513.84.22.64 18.011.31930.018.017.811.17
13、 17.811.171957.035.892.257.881964.0128.07.14.461965.0135.124.215.19 123.577.531970.2159.31、 本次测井采用脉冲中子水流测井仪进行测井，录取的参数有流量、GR、井温、压力和磁性定位。2、 该井生产方式为油管笼统正注，井内介质为聚合物，被测流体流动方向为油套空间向上水流。3、 测井资料是在密闭条件下录取的，测井时仪器工作正常，井口注入压力及流量稳定。4、 流量剖面图。该井实测全井注入量为159.3m3/d，测井在1969.0m重复测量总注入量为158.8m3/d，重复性良好，符合测井质量控制标准。各个吸入层均
14、为上水流。5、解释结果。全井共有3个射孔层，主吸入层为S二35的顶部（1962.0-1964.0m ），绝对吸入量分别为92.2m3/d，相对吸入量占总吸入量的57.88%。氧活化测井反映S二35层内吸聚存在很大差异，出现了聚合物沿主力油层层中指进，造成油井过早见聚。4 4、结论、结论 只有只有NG3NG33 3层吸聚！层吸聚！1202.51202.5米套管漏米套管漏 ！ 解决解决同位素沾污、确定套管漏失位置同位素沾污、确定套管漏失位置 与同位素相比，氧活化测井与同位素相比，氧活化测井在解决部分层段被在解决部分层段被砂埋的井砂埋的井的注的注入剖面测井方面入剖面测井方面具有明显优势具有明显优势！
15、适应适应部分层段被砂埋的井部分层段被砂埋的井Ng53层层上部不上部不吸水吸水同属于同属于中一区馆中一区馆5/155/15单元的单元的 7N127N12井只有两井只有两个射开层位，且均为个射开层位，且均为厚层。测井结果不仅厚层。测井结果不仅显示出该井下部层位显示出该井下部层位Ng5Ng55 5层底部的吸水要层底部的吸水要比顶部好，而且，在比顶部好，而且，在上部注聚大厚层上部注聚大厚层Ng5Ng53 3层中，其主要吸水部层中，其主要吸水部位在层段的下部，即位在层段的下部，即Ng53层段上部不吸水层段上部不吸水。 细分厚层注入状况，为剩余油挖潜提供依据细分厚层注入状况，为剩余油挖潜提供依据 基于以上
16、分析，说明基于以上分析，说明Ng53 层层上部动用差上部动用差，剩余油富积，具有潜，剩余油富积，具有潜力。氧活化测井结果为力。氧活化测井结果为Ng53层顶层顶部剩余油挖潜提供了有力的依据。部剩余油挖潜提供了有力的依据。以此为依据，以此为依据，打出水平井打出水平井13P514、13P510，两口井投产后，目前已，两口井投产后，目前已累计产油累计产油2.42万吨万吨。 N5-01 N5-01 是一口光是一口光油管笼统正注井，十油管笼统正注井，十字架尾深字架尾深12551255米。测米。测井发现井发现12131213米以下磁米以下磁定位异常，有明显射定位异常，有明显射孔显示，接箍距离呈孔显示，接箍距
17、离呈现明显异常。该位置现明显异常。该位置以下的油套环空上水以下的油套环空上水流为零，但存在明显流为零，但存在明显下水流。据此，判断下水流。据此，判断为油管在为油管在12131213米脱落，米脱落，该位置以下水流应当该位置以下水流应当是套管下水流。是套管下水流。300300米，油管下米，油管下水流，水流，199199方方12171217米，套管米，套管下水流，下水流，199199方方12321232米，套管米，套管下水流，下水流，2020方方油管脱落井油管脱落井油套分注井油套分注井1 1、基础数据、基础数据测井日期2007年8月5日地 区陕西吴旗(长南)井内介质清水套管规范139.7 mm人工井
18、底2335.6 m日配注量油管：20.6m3套管：25.7m3注入方式油套分注测井方式密封上水流测井测井压力油管10.5Mpa套管11.5Mpa射孔井段 2263.0-2270.0m 2296.0-2303.0m眼管位置2300.0(1.0)m施工层位长632-32 2、测井解释成果图、测井解释成果图验封深度2291.0m眼管2300.0m层号层位射孔井段(m)吸水井段(m)吸水厚度(m)测点深度(m)油套分注相对吸入量(%)绝对吸入量m3/d吸水强度m3/(d.m)吸水结论油管向下m3/d油套向下m3/d油套向上m3/d147.220.025.42250.020.125.549长632226
19、3.02264.02263.02264.01.02264.021.316.4714.204.20吸水49长6322264.02265.02264.02265.01.02265.018.610.5982.702.70吸水49长6322265.02267.02265.02267.02.02267.016.29.4122.401.20吸水49长6322267.02268.02267.02268.01.02268.015.91.1760.300.30微吸49长6322268.02269.02268.02269.01.02269.08.927.4517.007.00吸水49长6322269.02270.
20、02269.02270.01.02276.00.034.9028.908.90吸水2291.00.053长6332296.02297.02296.02297.01.02293.00.00.0000.000.00不吸53长6332297.02300.62297.02300.63.62297.020.1100.020.105.58吸水53长6332300.62302.02300.62302.01.42302.00.00.0000.000.00不吸53长6332302.02303.02302.02303.01.02315.00.00.0000.000.00不吸油管配注量为20.6m3/d，套管配注量
21、为25.7m3/d，测井实际测量油管注入量为20.1 m3/d，套管注入量为25.5m3/d，长632层组测井解释主要吸水层段为2268.0-2270.0m ,绝对吸入量为15.9m3/d，占总吸入量的62.4%；长633组由于注水层的中部下有一根眼管(2299.6-2300.6m)，造成测井仪器无法判断水流方向，测井在该层上下进行了多点测量，均没有探测到流量，测井认为一是眼管对应地层存在裂缝，二是注入水在眼管附近形成的紊流使仪器无法探测到水中的氧元素，故而测井综合解释在眼管井段内的注入量为20.1m3/d。该井封隔器座封良好，2291.0m没有测到油套环空流量。 解释结论油套环空总量油套环空
22、峰值为零油管总量 套管内下水流测井，尾管必须带喇叭口，以确保测井仪器的安全； 套管内下水流测井最好选择近期刚作业完的井，避免因聚合物沉积或 井内出砂而造成测井遇阻，确保取全测井资料； 测试管柱下过注入层的环空井（油套上水流测井），尾管内应带有十字 架，保证测井仪器的安全。十字架应距最下注入层底部 8.0m，确保总 注入量的采集； 带配水管柱的井，配水器的内径56mm。配水器的位置不能正对着注入层， 使测井仪器无法判断水流方向，而不能确保正常施工； 油套分注带眼管管柱的井，眼管的位置不能正对着射孔层，使测井仪器无 法判断水流方向，而不能确保正常施工； 原则上一口井8个测量点。注入层厚度大于3.0m的在层内视物性变化增加一 个测量点，特殊需要则按地质研究所给定的深度点进行测量。脉冲中子氧活化水流测井技术解决了油田多年来因管柱下过测试层位而无法准确测试的难题，与同位素测井、传统流量计测井相比具有显著技术优势。其测井结果与油田开发的静态、动态情况符合率较好，基本上正确反映了测试注入井地层的注入情况，为注聚监控与调整工作，提供了科学的依据。结结 论论
