王連波

(大慶油田有限責(zé)任公司測(cè)試技術(shù)服務(wù)分公司 黑龍江 大慶 163153)

0 引 言

由于低壓注水能夠造成油田注水系統(tǒng)紊亂，影響油田產(chǎn)量，也可能產(chǎn)生環(huán)保問題，因此急需了解造成水井低壓的原因。經(jīng)過與地質(zhì)技術(shù)人員共同分析認(rèn)為，注水井存在漏點(diǎn)和竄流的可能性較大，為此開展了以中子氧活化、示蹤相關(guān)測(cè)井為主，即找漏、找竄為主的地質(zhì)原因大調(diào)查，并輔以其他測(cè)試方法進(jìn)行驗(yàn)證、調(diào)查。

1 基本情況

1.1 生產(chǎn)井實(shí)際情況

表1是某采油廠給出的低壓井情況，由此可以看出低壓井的注水壓力較正常注水壓力變化較大，其中有3口井接近于0 MPa注水。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)落實(shí)其中3口井地面設(shè)備有故障，新196-斜XX井地面管線漏，另外2口井古龍北432-斜XX、古龍北338-斜XX井泵故障，已經(jīng)處理完畢，馬上要對(duì)這2口井進(jìn)行施工。

表1 某采油廠先期給出的低壓井情況

1.2 實(shí)現(xiàn)原理

脈沖中子氧活化測(cè)井[1]判斷井漏失的原理為：測(cè)井儀通過測(cè)量中子伽馬射線活化的時(shí)間譜來算出水流速度，進(jìn)而計(jì)算水流量，來反映油管內(nèi)、環(huán)型空間、套管內(nèi)水的流動(dòng)狀況，通過對(duì)水流狀況的分析來判斷是否存在漏失。

示蹤相關(guān)測(cè)井[2]同時(shí)采用點(diǎn)測(cè)和連續(xù)測(cè)量?jī)煞N施工方式，點(diǎn)測(cè)得到水流動(dòng)狀況，連續(xù)測(cè)量則對(duì)水流動(dòng)異常井段進(jìn)行多次跟蹤測(cè)試，直至跟蹤到竄、漏部位。

注水井，經(jīng)過長(zhǎng)期的沖刷，容易形成“大孔道”，也會(huì)造成注入壓力大幅度降低。試井PI(90)值是對(duì)壓力降落的速度和變化幅度的量化，地層滲流特性越好，吸水能力就越強(qiáng)，PI值就越小，反之PI值就大。同時(shí)結(jié)合分層壓力測(cè)試，如果雙對(duì)數(shù)曲線中的導(dǎo)數(shù)曲線出現(xiàn)明顯下凹也是“大孔道”的曲線特征，可以識(shí)別孔道層。

注入剖面同位素資料疊合曲線對(duì)應(yīng)地層處有效厚度大的層位沒有顯示出吸水面積或吸水面積很小，也很可能是由于大孔道層的存在，較小的載體粒徑源易進(jìn)入地層，導(dǎo)致同位素測(cè)試不到或異常顯示微弱。

綜合分析PI90試井資料，水井靜壓解釋成果，注入剖面等油水井測(cè)試資料，可以判斷“大孔道”的存在與否，與管柱漏失進(jìn)行區(qū)分。

2 應(yīng)用效果分析

經(jīng)過多次與地質(zhì)部門協(xié)商，制定了相應(yīng)的測(cè)試方案，由于造成水井低壓的原因很多，難度也較大，經(jīng)研究決定通過測(cè)井[3]、試井綜合測(cè)試，解決問題，其方案示意圖如圖1所示。

首先運(yùn)用中子氧活化測(cè)井[4]，判斷該井是否漏失，了解管內(nèi)的情況；然后運(yùn)用示蹤相關(guān)測(cè)井[5],有限度地判斷是否存在注入水竄流情況；再用全井PI資料測(cè)試，了解全井的壓力降落情況；再用分層壓力測(cè)試，了解地層的滲透率、孔隙度情況；再用大、小顆粒同位素載體進(jìn)行同位素測(cè)試，判斷是否有大孔道存在，最后綜合以上方法，了解這批水井低壓的原因。

圖1 低壓井測(cè)試方案示意圖

2.1 存在漏點(diǎn)的井造成注水壓力低的情況

南186-斜XX井，周邊水井平均注入壓力為19 MPa，但該井注入壓力波動(dòng)較大，波動(dòng)區(qū)間為5.6～20.4 MPa。在進(jìn)行中子氧活化找漏施工時(shí)，為了便于找到漏點(diǎn)，將注入壓力從11.2 MPa提升至19.2 MPa，注水量由10 m3/d提高至42 m3/d，注水穩(wěn)定。正注施工時(shí)，首先用中子氧活化測(cè)井[6]對(duì)全井水流量進(jìn)行了追蹤，并對(duì)保護(hù)封隔器上下進(jìn)行了多次測(cè)量，測(cè)試結(jié)果顯示未發(fā)現(xiàn)向上水流，水量全部注入PI1、PI4.2層，并沒有發(fā)現(xiàn)漏點(diǎn)，南186-斜XX正注施工找漏成果圖，如圖2所示。

圖2 南186-斜XX正注施工找漏成果圖

考慮到在找漏過程中，由于保護(hù)封隔器工作穩(wěn)定性不夠，井下容易出現(xiàn)時(shí)而密封，時(shí)而失效的現(xiàn)象，造成未找到漏點(diǎn)的假象，從而影響資料質(zhì)量。為此通過梳理現(xiàn)有技術(shù)，改進(jìn)了現(xiàn)有施工工藝，增加了反注施工方式。反注是注入水經(jīng)套管閘門由套管注入地層，油壓表反映返水壓力。通過正、反注相結(jié)合施工方式對(duì)于非可洗井封隔器，通過觀察水井水量套壓就能判斷保護(hù)封隔器以上是否漏失。

于是對(duì)該井進(jìn)行反注施工，壓力降為6.4 MPa，發(fā)現(xiàn)套管有漏點(diǎn)，漏點(diǎn)范圍在132～134 m之間，如圖3所示。

圖3 南186-斜XX反注施工找漏成果圖

第二口井龍61-XX，該井注水壓力為7 MPa，其周邊水井注水壓力為20 MPa。同樣運(yùn)用正注、反注的施工方式對(duì)龍61-XX井進(jìn)行找漏測(cè)試，兩次測(cè)試結(jié)果均顯示在765.8 m至767.8 m有漏點(diǎn)，如圖4所示和圖5所示，漏失水量為45 m3/d。

圖4 龍61-XX正注施工找漏成果圖

隨后根據(jù)找漏結(jié)果地質(zhì)部門對(duì)以上兩口井南186-XX和龍61-XX進(jìn)行了作業(yè)措施，作業(yè)找到的漏點(diǎn)范圍與中子氧活化測(cè)試成果漏點(diǎn)范圍誤差均在1 m以內(nèi)，證明了用氧活化測(cè)井正反注施工工藝方法的準(zhǔn)確性。

圖5 龍61-XX反注施工找漏成果圖

2.2 存在竄流的井造成注水壓力低的情況

第三口井南260-XX井注水壓力為0.5 MPa，周邊水井的平均注入壓力為15 MPa。首先對(duì)該井進(jìn)行了中子氧活化測(cè)井，如圖6所示，該井有2個(gè)配注層段，3個(gè)射孔層，測(cè)井結(jié)果顯示上、下水流，全井的水量均被PI1層吸入。第二個(gè)配段的水流通過封隔器也被PI1層吸入，說明第二級(jí)保護(hù)封隔器不密封。很可能是該封隔器上下間的壓力差，造成了封隔器的解封。通過此次氧活化測(cè)試成果，初步判斷該井的注入壓力低很可能是由第二級(jí)封隔器不密封引起的。

為了進(jìn)一步驗(yàn)證該井壓力低是否由封隔器不密封引起的，繼續(xù)對(duì)該井進(jìn)行示蹤相關(guān)測(cè)試。相對(duì)于氧活化測(cè)井適用于中高流量[7]，示蹤相關(guān)測(cè)井更適用于中低流量。示蹤相關(guān)測(cè)井的原理[8]是將儀器下入井底，在配水器上部或喇叭口上部釋放液體示蹤劑，活化液隨井內(nèi)流體進(jìn)入水嘴，儀器在該水嘴處快速上下連續(xù)測(cè)量，伽馬

探頭會(huì)測(cè)量到放射性峰值，根據(jù)相關(guān)運(yùn)算[9]，可以計(jì)算水流的速度，進(jìn)而計(jì)算小層吸水量，如公式(1)[10]:

Q=K×L/Δt

(1)

式(1)中，K為管柱系數(shù)；

L為雙探頭短接兩探測(cè)器間距，cm；

Δt為示蹤劑流經(jīng)兩個(gè)探測(cè)器的時(shí)間差，s；

Q為測(cè)點(diǎn)吸入量，m3/d。

該井射孔層段位置是1 248～1 256 m，為尋找注入水流蹤跡，根據(jù)示蹤劑的分散特性，確定900～1 270 m為重點(diǎn)尋找范圍。首先對(duì)該井段進(jìn)行了大范圍的GR基線測(cè)試，連續(xù)測(cè)試兩遍，兩邊測(cè)試結(jié)果顯示GR值均在基線值范圍內(nèi)，且兩遍重復(fù)性較好，如圖7、圖8所示。

圖6 南260-XX井中子氧活化測(cè)井成果圖

圖7 南260-XX井第一遍自然伽馬曲線

圖8 南260-XX井第二遍自然伽馬曲線

測(cè)完基線后，進(jìn)行示蹤曲線測(cè)試，經(jīng)過多次測(cè)試，在1 202～1 220 m處發(fā)現(xiàn)有注入水竄流示蹤顯示，如圖9所示。該井射孔層位置是1 248～1 256 m，該異常顯示并不在射孔層范圍內(nèi)，同時(shí)兩條基線都顯示正常，只有示蹤曲線出現(xiàn)了異常顯示，并且是在連續(xù)的幾條示蹤曲線中，突然出現(xiàn)，然后又消失，因此，我們斷定該處有注入水竄流顯示。

圖9 竄流顯示處示蹤曲線

為了驗(yàn)證我們判斷的準(zhǔn)確性，對(duì)有竄流顯示的髙值處1 211 m進(jìn)行點(diǎn)測(cè)，通過復(fù)測(cè)來確定該井注入水是否有竄流顯示。點(diǎn)測(cè)結(jié)果如圖10所示，確定該處有竄流。

圖10 竄流顯示處1 211 m點(diǎn)測(cè)重復(fù)曲線

南260-XX井結(jié)合氧活化和示蹤相關(guān)測(cè)試資料，分析得到全井注入水被PI1層吸入后，由于固井質(zhì)量不好，注入水從管外上竄，造成該井注入壓力低。之后與地質(zhì)部門結(jié)合進(jìn)行了治理，將有竄流顯示的配注層段偏I(xiàn)堵死，偏I(xiàn)I配注15 m3/d，調(diào)試完成后，壓力慢慢回升，目前已升至10.2 MPa，又進(jìn)一步驗(yàn)證了該井測(cè)試的準(zhǔn)確性。

3 結(jié) 論

1)脈沖中子氧活化找漏測(cè)試，在測(cè)試過程中隨時(shí)調(diào)整水井的正反注狀態(tài)，且不存在示蹤劑沾污假象，便于漏點(diǎn)的查找。

2)示蹤相關(guān)測(cè)井過程，長(zhǎng)時(shí)間大劑量釋放示蹤劑，能夠在竄流處有長(zhǎng)時(shí)間的顯示，便于查找。特別是與氧活化結(jié)合，有明顯的優(yōu)勢(shì)。但示蹤測(cè)井過程中難度較大，因?yàn)楦Z流顯示不知何時(shí)何處有示蹤顯示，需要多次長(zhǎng)時(shí)間地在目標(biāo)井段搜尋，這一點(diǎn)需要進(jìn)一步試驗(yàn)研究。