石海峰

摘要：我國油田開發(fā)過程中由于開發(fā)后期面臨含水量高、油層分布不集中、等問題，使得開采情況復(fù)雜，產(chǎn)量低。動態(tài)監(jiān)測技術(shù)能夠?qū)﹂_采過程中的變化參數(shù)進行采集，從而指導(dǎo)油田開發(fā)過程。文章主要就過套管地層測試、過套管油藏飽和度監(jiān)測、微地震監(jiān)測技術(shù)三大技術(shù)在油田開發(fā)過程中的應(yīng)用和發(fā)展過程進行詳細(xì)的研究，為有效的監(jiān)控開發(fā)過程，合理調(diào)整開采計劃，提高產(chǎn)率節(jié)約成本，為加強動態(tài)監(jiān)測技術(shù)提供參考。

關(guān)鍵詞：動態(tài)監(jiān)測技術(shù);油田開發(fā);應(yīng)用;發(fā)展

中圖分類號：P631.4;TE144文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1001-5922（2019）11-0043-05

由于缺乏統(tǒng)一的管理，以及對油田多年的開發(fā)，我國很多油田已經(jīng)面臨開發(fā)后期，其特點是高含水或特高含水，這就代表著平面和層間儲層均已高度水淹，致使余油分布不集中、層內(nèi)水洗厚度增加，對油田開發(fā)的難度逐漸增大，另外，我國油田地下注水流線也經(jīng)常有變化，導(dǎo)致油田油層分布不均勻，使得開采情況日益復(fù)雜。在油田開發(fā)過程中，對于油水井實現(xiàn)動態(tài)監(jiān)測可以實時把握油井狀態(tài)，給油田開采過程帶來很大的便利，亦可以作為施工過程的重要依據(jù)，在開采過程中實時動態(tài)監(jiān)測出現(xiàn)問題可以及時解決問題，有效提高工作效率，對油田開發(fā)過程安全進行保障。在日益復(fù)雜的油田開發(fā)過程中，對開采技術(shù)要求也越來越高，只有進一步發(fā)展我國動態(tài)監(jiān)測技術(shù)，才能滿足我國對于油田開發(fā)工作的需要，使我國的油田開發(fā)事業(yè)得到進一步的提升。然而目前我國的動態(tài)監(jiān)測技術(shù)依然面臨著很多嚴(yán)峻的問題，主要在生產(chǎn)測井技術(shù)和開發(fā)試井技術(shù)2個方面。

1生產(chǎn)測井技術(shù)和開發(fā)試井技術(shù)

1.1生產(chǎn)測井技術(shù)需要提升的方面

1）低滲透率油田注產(chǎn)剖面測井技術(shù)還不能滿足生產(chǎn)需求，急需改進。

2）聚合物驅(qū)注產(chǎn)剖面測井技術(shù)依然不成熟，達(dá)不到開采要求，有待提高。

3）對于油田中剩余油量的評價技術(shù)的解釋精度不夠準(zhǔn)確。

4）對于生產(chǎn)測井技術(shù)中的集成和定量需要進一步加強，深層氣井、水平井和三元復(fù)合驅(qū)測試工藝技術(shù)有待提高。

5）對于特殊或者復(fù)雜的油井使用軌跡檢測和套損檢測技術(shù)的研究有待進一步加強。

1.2開發(fā)試井技術(shù)面臨的技術(shù)難題

開發(fā)試井過程中面臨的問題主要是資料錄井技術(shù)方面和試井評價技術(shù)這兩方面。資料錄井技術(shù)存在的問題主要是使用的工具不配套、高端設(shè)備稀缺;試油、試采的工藝流程不夠綠色環(huán)保，達(dá)不到環(huán)境要求;油井下的無線傳輸技術(shù)差、儀表稀缺等。試井評價技術(shù)主要是沒有充分利用溫度資料;目前還沒有形成獨立的試井評價系統(tǒng);對于深層氣井配套解釋方法的研究欠缺;三元復(fù)合驅(qū)的試井解釋方法有待提升;分層測試技術(shù)的方法效率低等。

面對以上存在的動態(tài)監(jiān)測技術(shù)的挑戰(zhàn)及其問題，長時間的油田開發(fā)必定導(dǎo)致高含水井?dāng)?shù)量的上升、改進方法不及時不足以解決問題、產(chǎn)率和品質(zhì)下降等情形。因此，加強油田開發(fā)過程中動態(tài)監(jiān)測工作力度，深化對動態(tài)監(jiān)測技術(shù)在油天開發(fā)中的認(rèn)識，來有效指導(dǎo)開發(fā)實踐工作。

2動態(tài)監(jiān)測技術(shù)在油田開發(fā)中的應(yīng)用與發(fā)展

隨著油田開發(fā)事業(yè)的發(fā)展，動態(tài)監(jiān)測技術(shù)的種類越來越多，技術(shù)逐漸成熟，應(yīng)用于油田勘探、開采以及后續(xù)評價過程中。對油藏開發(fā)有著極其重要的決定作用。

2.1過套管地層測試（CHDT）

在油井中確定壓力和流體類型對于油藏的開發(fā)尤為重要，在套管井中得到的資料可以讓工作人員根據(jù)具體的開發(fā)情況更好的設(shè)計開發(fā)方案，指導(dǎo)工人的開采作業(yè)。CHDT作為一種新型的測試儀器，可以鉆過套管、水泥、花崗巖等，來測量油藏壓力并收集地層流體樣品。對孔洞的密封使得工作人員不再需要花費大量精力來修復(fù)套管和水泥就可以繼續(xù)生產(chǎn)，提高了工作的便捷度和效率。

套管井?dāng)?shù)據(jù)可以有效的幫助油藏進行管理，壓力數(shù)據(jù)是工作人員指定油藏管理計劃最為重要的參考數(shù)據(jù)。Aera公司使用過套管地層測試對油井進行測試來確定5號井地層壓力以及流體情況。根據(jù)這些測試結(jié)果對預(yù)測情況進行動態(tài)實時分析。在每個壓力測試深度具有良好的重復(fù)性，表明作業(yè)進行的很順利，如圖1（左）。對壓力數(shù)據(jù)的實時動態(tài)分析幫助該公司評估開采情況，以此優(yōu)化開采計劃。如圖1（右）對四口井中測試的壓力剖面（藍(lán)色）和初始壓力剖面（紅色）相比較并進行分析之后為第5口井的二次開采計劃的制訂提供了很重要的參考信息，從而優(yōu)化了油藏的管理。

除此之外，該技術(shù)還應(yīng)用在以下方面。首先，是對于儲氣井中的儲集層的識別;在井下條件較為復(fù)雜的時候作為一種風(fēng)險極低且可以代替裸眼地層測試的測試方法，增加測試的安全性和可靠性;對于各種條件下的壓力動態(tài)實時監(jiān)測，例如水驅(qū)，二氧化碳驅(qū)、蒸汽驅(qū)過的壓力情況。綜上所述，這些優(yōu)點使得過套管地層測試技術(shù)在油藏開發(fā)過程中得到了廣泛的使用，加強對地層壓力的監(jiān)控，幫助相關(guān)工作人員對油田開發(fā)工作進行管理和作業(yè)。

2.2過套管油藏飽和度監(jiān)測（RST）

RST是油藏飽和度測井儀，斯倫貝謝公司生產(chǎn)的新一代的飽和度監(jiān)測產(chǎn)品。如圖3所示，RST儀器分為A、B、C、D 4種類型，分類依據(jù)為井眼的大小。雙探頭能譜系統(tǒng)是RST儀器中特有的，能夠同時記錄碳與氧及雙發(fā)射方式的熱中子衰減時間。通過碳氧比C/O的值來確定含油飽和度，因為C/O值不受地層水礦化度的影響。當(dāng)?shù)貙铀V化度低或未知的情況下，使用C/O模式測定含油飽和度是比較適合的。但是當(dāng)?shù)貙铀V化度高，采用熱中子衰減（Dual-Burst）模式測量更適合。因為RST測量的碳/氧比值與地層水礦化度無關(guān)，因此與電阻率法或俘獲截面法不一樣，RST測量的碳/氧比值計算得來的剩余油體積與地層水礦化度沒關(guān)系。

與傳統(tǒng)的碳/氧儀器不同，斯侖貝謝新一代的雙探測器RST儀器的測量結(jié)果在以下2個方面更具有優(yōu)勢。

1）在ALPH處理時，將窗口法、剝譜法測定的碳氧比值結(jié)合起來比較，能夠消除泥質(zhì)含量對油藏飽和度的影響。

2）通過用ELANPLUS計算的體積分析結(jié)果逐點計算FCOR-NCOR交會圖中的四個極點，能夠有效消除井內(nèi)流體、地層巖性的影響。

結(jié)合這兩種測試方法能夠確定和量化原生水和注入水的礦化度差別，礦化度高以及在清污混注條件下存在的飽和度測定不準(zhǔn)確的問題輕易解決。在實際應(yīng)用于測定深井飽和度時，在清污混注模式下，采出水礦化度變化范圍寬（1-3x10⁵mg/L），使得中子壽命飽和度測試結(jié)果不準(zhǔn)確。通過RS了儀器的使用，結(jié)合以上兩種方法，克服了測試不準(zhǔn)確的難題。

實例分析：2018年9月，利用RST技術(shù)對A井進行測井，通過對裸眼油井來解釋測定結(jié)果，發(fā)現(xiàn)1、2號井的飽和度基本沒變化如圖4所示，沒有水淹痕跡。從表1可以看出，2476m-2481處RST計算的飽和度值較大，為油層。2481m以下發(fā)現(xiàn)飽和度值逐漸下降，且水淹程度和飽和度值呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)結(jié)果。2482m處即有明顯的水淹現(xiàn)象。

通過對這測試結(jié)果的分析，2號層具有較低的孔隙率（12%），能作為物理夾層，1號層進行補孔補救。經(jīng)過改進之后，每日產(chǎn)油43.9t（增加20.1t），含水量為4.7%（下降49.8%），效果突出如圖5所示。由此次實驗，良好的驗證了飽和度測試結(jié)果和A井動態(tài)變化過程的吻合，因此RST技術(shù)應(yīng)用于測井過程的動態(tài)監(jiān)測時合適的，應(yīng)得到廣泛的推廣。

2.3微地震監(jiān)測技術(shù)

微地震是在開采地下礦井或者油田過程中發(fā)生巖石破裂而產(chǎn)生的小地震，此現(xiàn)象通常發(fā)生在裂隙的斷面上，當(dāng)斷面上的應(yīng)力受到生產(chǎn)活動的影響時，新產(chǎn)生的裂隙就會產(chǎn)生新的應(yīng)力，集中在裂隙區(qū)域的應(yīng)力能逐漸增大，當(dāng)?shù)竭_(dá)上限的時候就使得缺陷區(qū)域發(fā)生變形，裂隙變寬，部分應(yīng)力能以聲波的形式釋放出來，從而形成了微地震。

微地震監(jiān)測技術(shù)開始于1973年美國首先使用此技術(shù)用于地?zé)衢_發(fā)行業(yè)，1987H.R.Hardy成功地運用聲發(fā)射技術(shù)進行了地下水壓裂縫的定位研究，到了80年代初，此技術(shù)已經(jīng)能成熟的應(yīng)用于地?zé)嵝袠I(yè)，幫助監(jiān)測水動力壓裂作業(yè)并模擬、追蹤流體的運移，確定開發(fā)井的目標(biāo)及幫助描繪裂。由于微地震監(jiān)測技術(shù)具有高分辨率覆蓋以及低成本高效率等優(yōu)點，逐漸應(yīng)用于油藏開發(fā)行業(yè)，解決了地震檢波器分辨率低的技術(shù)問題，逐漸從試驗研究階段轉(zhuǎn)向商業(yè)應(yīng)用。

微地震監(jiān)測根據(jù)監(jiān)測時間分為臨時性和永久性監(jiān)測，臨時性監(jiān)測周期短則幾小時長則幾周，技術(shù)成熟應(yīng)用最多。永久性監(jiān)測對設(shè)備要求高因此不常用。根據(jù)監(jiān)測信號接收點的不同分為地面和井中監(jiān)測，地面監(jiān)測接受點在監(jiān)測對象周圍地面上，由于信號從地下傳播上來路線復(fù)雜信號有損，使得監(jiān)測數(shù)據(jù)信背比低、可靠性低。井中監(jiān)測在目標(biāo)井中布置接受點，使得信號大大增強，因此應(yīng)用更廣泛。

圖6微地震監(jiān)測技術(shù)包括3個方面：采集數(shù)據(jù)、震源成像、精細(xì)反演等。采集數(shù)據(jù)為監(jiān)測的基礎(chǔ)，左圖為數(shù)據(jù)采集過程的示意圖，壓裂設(shè)備和記錄設(shè)備的井間距離通常小于800m，采集過程中設(shè)計參數(shù)保持不變。在記錄前需要標(biāo)記檢波器的位置，測定地層速度。震源成像是對采集數(shù)據(jù)后的重要工作，根據(jù)采集到的不同信息有不同的方法來處理。震源成像方法主要有縱橫波時差法、Ceiger修正法、同型波時差法、偏振分析定位法、三圓相交定位法等五種方法。借助計算機技術(shù)，通過這些方法來呈現(xiàn)現(xiàn)場實時成像。以上成像方法都說設(shè)定速度均勻已知情況下計算得來的，為了得到真實情況需要進行精細(xì)反演。多次迭代逐步求取模型修正，直到滿足要求為止。

低滲透率儲層實現(xiàn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的必要手段為儲層壓裂。為地震監(jiān)測技術(shù)是目前儲層壓裂中最準(zhǔn)確、實時、信息量最大最準(zhǔn)確的監(jiān)測方法，通過實時動態(tài)的微地震監(jiān)測（圖6為儲層壓裂過程的微地震監(jiān)測成像）可以及時的指導(dǎo)壓裂作業(yè)，及時調(diào)整工藝參數(shù)，例如壓裂的范圍、方向、大小進行調(diào)整、定位，考察壓裂作業(yè)的情況，對其他的生產(chǎn)或者進一步的生產(chǎn)提出參考意見，進一步提升開采的效率。

油藏驅(qū)動也是實現(xiàn)油田穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的重要手段，目前很多油田都依靠注水注氣來保持高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。在這個過程中，流體壓力的移動和變化將觸發(fā)微地震現(xiàn)象。微地震成像能對巖石內(nèi)部流體前緣實現(xiàn)3D成像，信息更加準(zhǔn)確更具有針對性，且成本低。通過對成像數(shù)據(jù)的分析，油田開發(fā)工作人員可以調(diào)整優(yōu)化開發(fā)方案，提高開采效率和收益。

雖然微地震監(jiān)測技術(shù)進入油田開發(fā)行業(yè)時間不長，但是通過很多公司和科研機構(gòu)的努力，該方法在油田開發(fā)過程中具有高效率、低成本等優(yōu)勢，具有很大的應(yīng)用價值。且我國油田開發(fā)主要考壓裂、注水注氣來實現(xiàn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，所以對微地震的需求很大。因此微地震技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展也會逐漸的更成熟。

3結(jié)語

本文主要對油田開發(fā)過程中動態(tài)監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展進行了研究，主要設(shè)計的技術(shù)為過套管地層測試、過套管油藏飽和度監(jiān)測、微地震監(jiān)測技術(shù)。過套管地層測試代替?zhèn)鹘y(tǒng)裸眼地層測試方法，更簡便可靠。過套管油藏飽和度監(jiān)測在復(fù)雜條件下依然可以準(zhǔn)確測定油井飽和度，進而分析水淹程度，及時調(diào)整計劃。微地震監(jiān)測技術(shù)最為新型技術(shù)在低滲透率儲層、油藏驅(qū)動方面具有很大的潛力。

油藏開發(fā)工作是我國發(fā)展中非常重要的基礎(chǔ)、決定性工作，一定程度上決定著我國的發(fā)展，因此必須提高油田開發(fā)過程中的工作質(zhì)量和效率。動態(tài)監(jiān)測過程對于油田開發(fā)有著至關(guān)重要的作用，應(yīng)利用動態(tài)監(jiān)測過程中的數(shù)據(jù)對開采計劃進行合理的調(diào)整，制定科學(xué)的方案，減少能耗提高產(chǎn)率。對于動態(tài)監(jiān)測技術(shù)在油田開發(fā)過程中的應(yīng)用和發(fā)展應(yīng)當(dāng)引起人們的注意，動態(tài)監(jiān)測技術(shù)在油田開過程中技術(shù)上依然還有待提升。