俄罗斯测井技术在大庆油田的应用和发展

俄罗斯测井技术在大庆油田的应用和发展

谢荣华

(石油大学石油工程系)　

刘继生　巢华庆　阙　源　张爱霞(大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司)

摘要

谢荣华,刘继生,巢华庆等.俄罗斯测井技术在大庆油田的应用和发展.测井技术,2003,27(2):89～94

大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司从俄罗斯引进了3项测井技术。介绍了这些技术在大庆油田的应用(现场试验)情况。声波水泥胶结评价测井(МАКν2)可以单独使用检测固井质量,也可与伽马密度ν套管壁厚测井(СГДТνНВ)组合使用,评价水泥胶结质量、检测管外扶正器位置、测量套管相对于井壁的偏心率等;电磁探伤测井(ЭМДСνТМ)能在油管内检测油、水井各层管柱的壁厚变化(腐蚀)及破损情况;核磁共振测井(ЯКν923型)对储层的分辨能力强,但孔隙度解释结果偏低;在蒙特卡罗法数值模拟研究结果的基础上,针对СГДТνНВ测井建立了一套改进的适合大庆地区井况的解释模型;利用扇区水泥胶结测井(S BT)和СГДТνНВ测井综合分析油、水井固井质量。

关键词:　俄罗斯 测井技术 固井质量 电磁探伤 核磁共振测井

ABSTRACT

Xie R onghua,Liu Jisheng,C ao H uaqing,et al..Application and Development of Russian Logging T echnology in Daqing Oilfield.W LT,2003,27(2):89-94

Logging and T esting Services C om pany,affiliated to Daqing Oilfield Limited Liability C orporation,has im port2 ed three kinds of logging technology———acoustic cement bond logging(МАКν2),gamma density2casing thick2 ness logging(СГДТνНВ)and electromagnetic defect detection loging(ЗМДСνТМ).This paper describes applications(in2situ experiments)of these technologies in Daqing Oilfield.МАКν2can inspect cementing quali2 ty by itself.C ombining withСГДТνНВ,МАКν2allows us to evaluate cementing quality,inspect location of centralizer behind casing,measure the eccentricity rate relative to the borehole,etc.ЗМДСνТМhelps identify cracks,holes and thickness of the casings.NMRЯКν923has higher res olution to reserv oir,but its porosity inter2 pretation rate is lower.On the basis of M onte Carlo numeric simulation,an im proved interpretation m odel has been developed,which is suitable for logging in Daqing Oilfield.A combination of logging of S BT andСГДТνНВis used to evaluate cementing quality of oil and water wells.

Subjects:Russia logging technology cementing quality electromagnetic defect

inspection NMR

引言

俄罗斯拥有较为先进的电法测井、放射性测井、声波测井、核磁共振测井、玻璃钢套管测井及水平井测井等技术。这些测井技术从硬件到软件都是自成系统,且在多方面具有独到之处。虽然俄罗斯的测井技术有相当高的水平,但普及程度不够,在国外推广、应用的市场份额还较小。大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司为解决油田生产中存在的实际问题,近些年来从俄罗斯引进了3项测井技术,利用俄罗斯测井技术进行了一系列现场试验。

近些年来,固井质量评价技术虽然有了一定的发展(如C BL/VD L、CET、USI、S BT测井等),但依然有一些问题(如固井Ⅰ界面微环、水泥局部缺失检测等)没有得到较好解决。引进的声波水泥胶结评价测井(МАКν

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　第27卷・第2期 测　井　技　术

2)、伽马密度ν套管壁厚测井(СГДТνНВ),利用从不同的侧面反映的水泥胶结信息评价油、水井的固井质量[1],在测井资料解释思路上较为独特,这项技术在大庆油田得到了较好的应用和发展。

油、水井套管损坏现象对油田的稳产造成极大的威胁。工程测井技术中的多种方法可有效地检测套管损坏状况,如井径测井系列、声波测井系列、方位测井系列、磁测井系列等,这些方法从不同侧面反映了井身状况[2]。随着用户对工程测井的要求越来越高,需要套损检测更具实用性和及时性。为此,大庆测试技术服务分公司引进了可过油管检查套管损坏的电磁探伤测井仪(ЭМДСνТМ)。电磁探伤测井可检测油、水井各层管柱(油管、套管、表层套管)的壁厚变化及损坏情况[3]。仪器外径较小(42mm),可在多层管柱中进行测井,如在油管中可测量套管的壁厚变化及损坏,节省了检查套管情况时起、下油管的作业费用,这一特点使得对油、水井井身结构损坏进行普查成为可能[4]。

核磁共振测井与其它测井技术相比存在着一个显著的特点,即它的测井响应对岩性不敏感,测井信息来自于地层中的流体,是惟一可以直接测量任意储层自由流体体积特性的方法,利用这一测井方法获得的孔隙度近似为有效孔隙度[5]。目前国际上的核磁共振测井仪器主要有斯伦贝谢公司的C MR、NUM AR公司的MRI L仪以及俄罗斯的ЯК系列。在大庆测试技术服务分公司的组织下,俄罗斯测井公司的ЯКν923核磁共振测井仪在大庆油田进行了5口井的测井试验,利用所测得的2条自由感应衰减曲线清晰地划分出储层,测井的重复误差总体评价在5%左右。

俄罗斯的测井技术主要应用于本国和一些独联体国家的油田,在中国大庆测田应用时表现出了一些对井眼情况和地质状况的不适应。大庆测试技术服务分公司在消化、吸收引进技术的基础上,通过科研人员的攻关,对原有技术(解释方法和软件)进行改进和发展。МАКν2测井使用的环状换能器不能解决套管外水泥周向局部缺失问题;СГДТνНВ测井仪器原为在146 mm或168mm外径套管中应用而设计,而大庆油田常用外径规范为140mm的套管,在这种条件下,СГДТνНВ仪器的外径和源距都不是优化的,解释得到的套管壁厚和水泥密度出现了较大的误差。根据大庆油田的实际,通过通用蒙特卡罗法数值模拟研究了СГДТνНВ仪器的响应规律,建立了一套改进的适合本地区井况的解释模型[6],同时把这种方法与具有水泥周向分区能力的扇区水泥胶结测井(S BT)结合,通过综合解释解决了套管状况、固井Ⅰ、Ⅱ界面胶结质量以及水泥石抗压强度等各参数的检测问题,提高了固井质量检测结果的全面性和准确性[7]。

俄罗斯测井技术在大庆油田的应用

1.水泥胶结评价测井仪(МАКν2)及伽马密度ν套管壁厚测井仪(СГДТνНВ)

水泥胶结评价测井仪(МАКν2)属单发双收反射式水泥胶结测井,为了从测量曲线中提取有用信息,利用该仪器针对不同的水泥环胶结状态做了大量的模拟实验,建立了水泥胶结状态与测量参数间的关系,给出了测井资料解释模型,据此评价套管外水泥胶结状况。

СГДТνНВ仪器在测井时,放射源发射的伽马射线与管内介质、套管、水泥环以及地层中的物质发生康普顿散射、瑞利散射和光电吸收等作用,2个源距处的探测器接收经过散射的能量下降的射线。近探测器对套管壁厚的变化较灵敏,可计算套管壁厚;远探测器具有更大的径向探测范围,可以用远探测器的计数率来确定套管与井眼间环状介质的密度以及套管偏心率。

水泥胶结评价测井仪(МАКν2)可以单独使用检测固井质量。多数情况下,利用这一方法与伽马密度ν套管壁厚测井(СГДТνНВ)组合使用,评价水泥胶结质量、检查管外扶正器位置、测量套管相对于井壁的偏心率等。以上2种测井方法在大庆油田投入使用以来,已获取了数百口井的资料,应用效果较好。

(1)组合测井确定套管外水泥缺失位置

图1是利用МАКν2和СГДТνНВ对杏4ν31XX井进行固井质量检测的测井曲线图。МАКν2测井资料显示,在72315～72918m井段的声波幅度衰减较小,套管波明显,解释为该井段胶结不好;СГДТνНВ测井资料在该井段显示套管与地层间介质密度为1115gΠcm3,远低于正常水泥石的密度,说明该井段胶结不好是由于水泥缺失造成的。用户根据这一测井结果,对该井段采取挤水泥措施后射孔投产。

(2)识别水泥环与套管间的微间隙

图2给出了杏4ν21××井МАКν2和СГДТνНВ测井曲线(部分)。在114812～115310m、117810～118910m井段,МАКν2测井资料显示有较强的套管波,相应声波幅度衰减较小,时间参数接近于自由套管状态下的实验值,解释为固井Ⅰ界面胶结不好;而СГДТνНВ测井资料显示,这2个井段水泥环密度为1185gΠcm3,相当于标准水泥石密度。综合2种测井得到的信

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