王 波，李 麗，武清釗

（勝利石油管理局 測(cè)井公司，山東 東營(yíng)257096）

脈沖中子氧活化測(cè)井是近幾年逐漸發(fā)展成熟的一項(xiàng)生產(chǎn)測(cè)井技術(shù)，不僅能夠檢查固井質(zhì)量、套管破損變形，為井下作業(yè)提供措施依據(jù)，而且可以通過(guò)測(cè)量油水井油管內(nèi)外、不同方向的各種水流狀態(tài)，在各類油水井中驗(yàn)竄、找漏，在高含水井中尋找出水位置。該技術(shù)配套其他合理的施工工藝，能節(jié)約成本、縮短施工周期，在不同的井況條件下取得良好的應(yīng)用效果［1］。

1 氧活化測(cè)井技術(shù)

氧活化測(cè)井是一種測(cè)量水流速度的測(cè)井方法。常用于同位素測(cè)井難度大（稠油、沾污重、大孔道、測(cè)量井段長(zhǎng)等）的井的注入剖面測(cè)量中，但實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)在一些工程監(jiān)測(cè)方面也發(fā)揮了重要作用，如可用于檢查管外竄槽、管柱漏失位置和出水井段等。

1．1 基本原理

中子發(fā)生器發(fā)射高能14MeV快中子，與井筒內(nèi)水溶液中的氧元素發(fā)生活化反應(yīng)，同時(shí)釋放出能量為6．13MeV的伽馬射線。伽馬射線具有強(qiáng)穿透能力，可穿過(guò)油管、套管甚至水泥環(huán)反映隨水流動(dòng)的活化氧伽馬信號(hào)，如果儀器周?chē)兴鲃?dòng)，通過(guò)解析測(cè)得的伽馬時(shí)間譜來(lái)計(jì)算相應(yīng)的水流速度，并在已知流動(dòng)截面面積時(shí)進(jìn)一步計(jì)算出水流量。

1．2 測(cè)井儀器

氧活化測(cè)井儀器由單中子管發(fā)展到雙中子管等。單中子管發(fā)射儀器只能測(cè)量一個(gè)方向的水流，測(cè)量另一方向水流需要將儀器起出井口后更換中子管和探測(cè)器的位置；雙中子管發(fā)射儀器一次下井可以完成2個(gè)方向水流的測(cè)量，應(yīng)用效果較好。

圖1是氧活化雙中子管測(cè)量?jī)x器的示意圖。該儀器由遙測(cè)短節(jié)、上中子發(fā)生器、下中子發(fā)生器和D1、D2、D3、D4探測(cè)器組成。測(cè)量下水流時(shí)，上中子發(fā)生器工作；測(cè)量上水流時(shí)，下中子發(fā)生器工作。D1、D2、D3、D4探測(cè)器用來(lái)探測(cè)垂直水流的速度。

圖1 儀器示意圖

該儀器最大外徑43mm，長(zhǎng)度6．86m，可耐壓80MPa，耐溫135℃，在油管中水流測(cè)量的范圍為5～400m3／d，測(cè)量誤差≤±8%，在套管中，測(cè)量范圍為10～50m3／d時(shí)，測(cè)量誤差≤±8%；測(cè)量范圍為50～400m3／d，測(cè)量誤差≤±5%；測(cè)量范圍為400～600m3／d時(shí)，測(cè)量誤差≤±10%；測(cè)量范圍為600～1 200m3／d，測(cè)量誤差≤±12%。

2 配套施工工藝

2．1 模擬抽油機(jī)

該工藝主要是為了解決環(huán)空產(chǎn)出剖面測(cè)井問(wèn)題，施工過(guò)程中，測(cè)試儀器通過(guò)作業(yè)過(guò)程中下入的特殊抽吸管柱到達(dá)地層，利用通井機(jī)上提、下放油管來(lái)模擬抽油機(jī)的生產(chǎn)狀況，進(jìn)行分層產(chǎn)液量、產(chǎn)液性質(zhì)的測(cè)試，取得了良好效果。該工藝可以進(jìn)行直井、水平井以及大斜度井的產(chǎn)液剖面測(cè)井施工。

2．2 氣舉法

該工藝是為解決低產(chǎn)量生產(chǎn)井流體流速較低、地層不能正常出液的問(wèn)題而設(shè)計(jì)的，常用于研究分層產(chǎn)液性質(zhì)、尋找出水井段的測(cè)井施工。

2．3 水平井

目前采用的“水力輸送法”、“雙管柱法”、“濕接頭對(duì)接法”、“連續(xù)油管輸送”等水平井施工工藝在注入剖面、硼中子、儲(chǔ)層評(píng)價(jià)、變密度等水平井測(cè)井項(xiàng)目中得到了廣泛的應(yīng)用。2008年以后陸續(xù)購(gòu)置電子牽引爬行儀，目前已形成較成熟的水平井施工工藝，可以完成不同類型水平井的測(cè)井施工，很大程度上解決了水平井動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)問(wèn)題［2］。

3 應(yīng)用實(shí)例

3．1 驗(yàn)竄

3．1．1 在生產(chǎn)井中確定管外竄槽

圖2為冀東油田的廟XX－15井測(cè)井實(shí)例，測(cè)前日產(chǎn)液85m3，含水率98．2%，為了找到該井出水原因，為下步措施提供依據(jù)，采用氣舉工藝誘噴成功后進(jìn)行氧活化測(cè)井。左圖為沒(méi)有水流流動(dòng)時(shí)的氧活化測(cè)井資料，圖中D1探頭資料表明活化后的探測(cè)計(jì)數(shù)呈指數(shù)規(guī)律衰減，沒(méi)有明顯的峰值顯示。右圖D4、D3探頭下水流出現(xiàn)明顯的峰值，說(shuō)明在此深度點(diǎn)、射孔層以上存在著下水流，射孔層段產(chǎn)水主要來(lái)自上面的水層，證實(shí)管外竄槽。根據(jù)以上解釋結(jié)果，該井補(bǔ)擠水泥封堵出水層后日產(chǎn)液20m3，日產(chǎn)油17m3，獲得了很好的應(yīng)用效果。

圖2 廟XX－15井氧活化水流時(shí)間譜

3．1．2 在注水井中驗(yàn)證管外竄槽

圖3為孤北XX井的氧活化測(cè)井圖。該井是一口光油管籠統(tǒng)注水井，共有1個(gè)射孔注水層（3 105．6～3 122．3m）。測(cè)井施工時(shí)油套環(huán)空注水，油注關(guān)閉。測(cè)量結(jié)果顯示：3 105．6～3 108．3、3 118．4～3 122．3m射孔井段日注入量分別為4．4、11．5m3。本井測(cè)量的總?cè)兆⑷肓繛?3．2m3，氧活化測(cè)井資料顯示，在射孔層段以下存在著下水流，射孔井段日吸水量為15．9m3，剩余的37．3m3注入水自射孔層進(jìn)入后繼續(xù)向下流動(dòng)，與下部水層竄通。

圖3 孤北XX井的氧活化測(cè)井圖

3．2 找漏

氧活化儀器直徑小，可以在不動(dòng)管柱的情況下尋找漏失點(diǎn)。圖4為史XX井氧活化測(cè)井成果圖。該井是注水井，射孔井段是3 123．6～3 264．0m，底篩堵位于3 268m。該井正常注水時(shí)，壓力由21 MPa突降至5MPa，懷疑可能在非射孔井段發(fā)生漏失，用氧活化測(cè)井方法進(jìn)行全井找漏。測(cè)井結(jié)果顯示：在1 962．5m處測(cè)得油套空間仍有上水流，流量為63m3／d（井口的注入量為120m3／d），在1 960m測(cè)得油套空間無(wú)上水流，由此認(rèn)為1 960～1 962．5m是套管漏失部位。

圖4 史XX井氧活化測(cè)井成果圖

3．3 找水

3．3．1 氣舉工藝誘噴產(chǎn)液找水

高XX－平27井為冀東油田一口水平井，共下三段篩管完井（圖5）。測(cè)前日產(chǎn)液180m3，含水率98．8%，采用氧活化測(cè)井尋找該井主要出水位置。采用氣舉工藝誘噴產(chǎn)液，在液量穩(wěn)定在180m3／d左右時(shí)進(jìn)行測(cè)井。

圖5 高XX－平27井氧活化測(cè)井成果圖

具體施工過(guò)程如下：下氣舉管柱至井底，利用水力輸送工藝將測(cè)井儀器下到井底。氣舉時(shí)液體從地層產(chǎn)出，經(jīng)由環(huán)套空間至井底油管喇叭口進(jìn)入油管，從井口產(chǎn)出。利用氧活化儀器測(cè)量油套空間下水流，從而獲得分段產(chǎn)液量。

圖5解釋結(jié)果顯示，該井主要的出水位置在第二段篩管內(nèi)，產(chǎn)水量約占本井產(chǎn)水量的55%，直觀地顯示了該井的主要出水位置。

3．3．2 采用模擬抽油機(jī)工藝產(chǎn)液找水

營(yíng)XX－平4井是一口篩管完井水平井，篩管井段1 520．22～1 730．35m。該井投產(chǎn)后一直全水，為了尋找出水部位，挖掘本井的生產(chǎn)潛力，進(jìn)行氧活化測(cè)井。測(cè)井施工采用模擬抽油機(jī)進(jìn)行提抽液［3］，采用爬行器技術(shù)將氧活化儀器送至阻位1 727．6m。圖6測(cè)井結(jié)果顯示：該井1 718．9m 以下產(chǎn)液量為35．6m3／d，與井口計(jì)量結(jié)果相符，表明該井出水位置在1 718．9m以下，即井底部位出水。

圖6 營(yíng)XX－平4井氧活化測(cè)井成果圖

4 結(jié)束語(yǔ)

脈沖中子氧活化測(cè)井可以測(cè)量油水井的油管內(nèi)、油套空間的水流情況，配合配套的施工工藝，可以較好地解決各類油水井生產(chǎn)過(guò)程中的工程問(wèn)題，為油田開(kāi)發(fā)提供有價(jià)值的措施依據(jù)；測(cè)量過(guò)程中，生產(chǎn)或者注入情況應(yīng)盡量與測(cè)前的日常計(jì)量數(shù)據(jù)接近，盡可能反映真實(shí)的注入、產(chǎn)出情況；資料解釋過(guò)程中還應(yīng)充分考慮井內(nèi)流體的流動(dòng)狀態(tài)，分析各種影響因素，才能得到準(zhǔn)確的解釋結(jié)果。

［1］ 褚冠求，常文莉，王海龍，等．氧活化測(cè)井在油套分注及工程問(wèn)題井中的應(yīng)用［J］．測(cè)井技術(shù)，2006，30（5）：454－456．

［2］ 劉清友，李維國(guó)．Sondex水平井井下爬行工具介紹［J］．國(guó)外測(cè)井技術(shù)，2008，23（5）：57－59．

［3］ 韓修廷，李曉東，李舉輝，等．多井抽油中心系統(tǒng)及其特性分析［J］．中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2012，36（1）：85－88，100．