测井解释与生产测井-吴锡令生产测井原理与应用

生产测井原理与应用

执笔：吴锡令

目录

1 概述

2 流动剖面测井方法

2.1 流量测井

2.2 温度测井

2.3 压力测井

2.4 密度测井

2.5 持率测井

2.6 流动成像测井

3 生产动态测井分析

3.1 测井系列选择

3.2 流动剖面测井定性分析

3.3 流动剖面测井定量解释

4 剩余油监测

4.1 生产监测

4.2 注入监测

5 井间示踪监测

5.1 井间示踪监测原理

5.2 井间示踪监测技术

5.3 示踪资料分析应用

1 概述

生产测井是监测油气田开发动态的主要技术手段。根据测井目的和测量对象的不同，生产测井可以划分为三大测井系列：其一为流动剖面测井系列，测量的主要对象是井内流体，目的在于划分井筒注入剖面和产出剖面，评价地层的吸入或产出特性，找出射开层的水淹段和水源，研究油井产状和油藏动态；其二为储层监视测井系列，测量的主要对象是油气产层，目的在于划分水淹层，监视水油和油气界面的移动，确定地层压力和温度，评价地层含油或含气饱和度的变化情况；其三为采油工程测井系列，测量的主要对象是井身结构，目的在于检查水泥胶结质量，监视套管技术状况，确定井下水动力的完整性，评价酸化、压裂、封堵等地层作业效果。

在对油气田开发进行地球物理监测时，需要解决一系列互相关联的油矿地质问题。应用生产测井方法解决这些问题的可能性，与整个油藏开采的地质和工艺条件，单井结构和条件，产层的开采特性，方法对有用信号的灵敏度以及使用仪器的探测深度和工艺特性有关，因此需要组合应用几种互相补充的测井方法。这些组合根据监测(或检测)任务的需要，按井的类型(开采井、注入井、检查井)，井的工作方式(自喷井、气举井、机械抽油井或笼统注入井、分层注入井)，地层状况(孔隙度、水淹类型、水淹程度)，井中流体特性(相态、流量、含水)划分。每一种生产测井组合都包括主要的和辅助的方法。属于主要方法的是那些经过广泛试验，并有系列井下仪器产品保证的方法。辅助方法包括那些在用主要方法确信不能完全解决问题或对研究问题有辅助作用的方法。我国油田目前采用的生产测井系列的典型组合情况见表1。

每个油田在油田开发设计中，在典型组合和其它原则性文件的基础上，需要制定地球物理监测系统的具体要求，它一般包括以下问题：①地球物理监测的任务；②生产测井组合的主要方法和辅助方法；③在油田具体地质技术条件下解决这些任务的途径和措施；④为有效进行测井所必需的开

采装备结构的改变；⑤必需的地球物理监测工作量和周期性，按油藏面积和地层层系、开采目的层、井的类型的布局；⑥生产测井解释所需要的辅助信息；⑦资料加工方法和总结报告形式。

表 1 油田开发监测的生产测井组合

生产测井不仅是检测了解井内问题的手段，更重要的是监测评价油气藏开发动态不可或缺的资料来源。因此，除了对于出现问题的井应该及时进行检测，对于采取地质工艺措施的井和改变功能的井，在采取措施或改变功能的前、后都要进行测量外，还应该根据监测油气藏开发动态的需要合理安排生产测井的测量周期。当研究吸水剖面时，应该间隔半年测量一次。研究产出剖面时，在各种类型的生产井中应该每年测量一次。监测流体界面和评价含油气饱和度时，在观察井中和标准井网内的井中最好每半年测量一次。在注水井中检查套管技术状况时，至少每年应该测量一次。只有按合理的周期进行生产测井，才能保证资料的连续性、系统性和完整性，对油气藏的开发动态进行有效监视。

取全取准各项生产测井数据是正确进行解释评价的前提。测井之先必须根据油气田开发动态监测的需要，周密计划和安排测量项目，针对具体问题和条件，合理选择和组合有关的生产测井方法。目前实际测井作业中采用数控测量，测井仪器尺寸一般具有统一的规范，可以根据测井需要选择若干测量项目组合成一支仪器下井，测量信号可以多道控制和传输。需要注意的是，在选择生产测井组合以及按井的类型分配工作目的层时，除考虑测井方法的原理适用性外，还必须考虑测井仪器的测量适应性。

2 流动剖面测井方法

油气田开发动态监测的重要途径是测量采油井和注水井内的流体流动剖面，测量目的是了解生产井段产出或吸入流体的性质和流量，对油井生产状况和油层生产性质作出评价。

流动剖面测井属于流体动力学测量，测量参量包括速度、密度、持率、温度、压力等。因此，要想准确测量流动参数和正确分析流动剖面，一方面必须具备流体力学方面的基础知识，另一方面需要掌握测井原理及分析方法。

2.1 流量测井

流量是表征油井动态变化和评价油层生产特性的一个重要参数。生产测井的流量测量对象是井内流动的流体。单位时间内流过某一流道截面的流体体积，取决于流体流动的速度。流量测井实际上是测取同流体速度相关的信息，然后求出平均流速，再与截面积相乘求出体积流量。

流量测井目前应用最广泛的是涡轮流量计测井和核流量计测井，其次是放射性示踪测井和氧活化水流测井，电磁流量计、热导流量计只在一些特定情况下使用。流量测井的特点通过测量与流动速度有关的物理量，间接求出井内流体的流量或相对流量。因此，要精确地测量流量，就必须明确测井信息与流量之间的理论或实验关系，正确地采集和分析测井信息。

2.1.1 涡轮流量计测井

涡轮型流量计的传感器由装在低摩阻枢轴扶持的轴上的叶片组成。轴上装有磁键或不透光键，使转速能被检流线圈或光电管测出来。当流体的流量超过某一数值后，涡轮的转速同流速成线性关系。记录涡轮的转速,便可推算流体的流量。

井下涡轮流量计多种多样，大致可以分为敞流式和导流式两种类型。敞流式流量计主要有连续流量计和全井眼流量计两种，其特点是可以稳定速度移动仪器，连续地沿井身进行测量流动剖面，可以在较宽的流量范围内使用。连续流量计(图1)的叶片直径较小，仅测量流道中心部分流体，低压、低动量气体倾向于绕过涡轮，而不使涡轮转动。为了改进横剖面测量，全井眼流量计（图2）采用折叠式叶片，下井通过油管时合拢，测量时可以张开，反映流道截面上约80%的流体的流动，从而改善了测量性能。

导流式流量计主要有封隔式流量计、伞式流量计两种，其特点是在探测深度先封隔原有流道，把井内流体导入仪器内腔后集流测量，主要用于测量低流量的油气井。早先的导流式流量计采用皮囊封隔器（图3），封隔