产出剖面测井技术进展和发展方向

产出剖面测井技术进展和发展方向
在现场试验过程中发现，如果利用产出剖面原始测井资料直接进行递减解释，经常出现分层解释结果不切实际的情况。

44口试验井中，分层解释结果矛盾井的比例达到了59.1%，传统递减法解释无法得到合格的外报资料，而以往人为调整数据的方法又没有任何理论依据。

通过测井资料的优化处理，能够使资料解释摆脱人为干预、提高解释精度的同时，更能够使整个的资料解释过程和结果趋于规范、合理化。

⑴分层产液量优化解释试验
表3-2为南1-丁6-更37井的现场测量结果与优化解释结果对比。

该井萨Ⅲ2层的测量产液量出现负值，无法解释。

优化解释将合层产液调整后，得到萨Ⅲ2层产液量为0，同时产液与含水得到了全局性的调整，可见优化解释最终的结果必趋向合理化。

表3-2 南1-丁6-更37井现场测量结果与优化解释结果对比
层位合层产液(m3/d) 分层产液(m3/d) 合层含水(%) 合层产水(m3/d) 分层产水(m3/d) 分层含水(%)
测量优化测量优化测量优化测量优化测量优化测量优化
萨Ⅰ1--4+5 51.5 52.9 8.2 8.2 78 78.3 40.1 41.4 5.5 5.5 67.1 67.1
Ⅱ10-11--12 43.3 44.7 11.2 11.2 80 80.3 34.6 35.9 7.1 7.1 63.4 63.4
Ⅱ14 32.1 33.5 4.5 4.5 85.7 85.9 27.5 28.8 2.9 3.2 71.1 71.1
Ⅲ2 27.6 29 -1.5 0 88 88.2 24.3 25.6 -1.3 0 0
Ⅲ3--4 29.1 29 14.5 14.6 88 88.2 25.6 25.6 9.5 13.8 98.9 94.5
Ⅲ9-10--10 14.5 14.4 5.5 5.5 81 81.2 11.7 11.7 4.1 4.2 74.6 76.4
葡Ⅱ4-5 9 9 9 9 84 84.1 7.6 7.6 6.4 7.5 84 83.3
⑵分层含水率优化解释试验
在现场试验测井结果中发现，分层含水率大于100%的矛盾情况经常出现，44口井中出现的几率为54.5%，但在主、次产层中的发生情况并无规律。

通过优化处理，矛盾层的产液量和含水率得到合理解释的同时，其它层的产出状况也获得了相应调整，尤其表现在低产液层的含水率优化解释前后波动最大。

表3-3为北1-丁3-455井的现场测量结果与优化解释结果对比。

从表中数据可以看出，测井结果中有3个层的分层含水率超过100%。

通过优化解释，对所有产层的产液和含水都进行了合理解释，得到了合格的测井解释成果。

表3-3 北1-丁3-455井现场测量结果与优化解释结果对比
层位合层产液(m3/d) 分层产液(m3/d) 合层含水(%) 分层产水(m3/d) 分层含水(%)
测量优化测量优化测量优化测量优化测量优化
萨Ⅰ4+5 18.8 19.9 7.5 8.9 89.7 85.1 8.83 8.9 117.7 100
Ⅱ13--14 11.3 11.1 0.6 0.5 71.1 73.2 0.03 0.1 5 20
Ⅱ15+16 10.7 10.6 1.1 1.5 74.8 75.8 1.42 1.5 129.1 100
Ⅲ3A 9.6 9.2 3.1 3 68.5 72 1.99 2 64.2 66.7
Ⅲ3B 6.5 6.2 0.5 0.4 70.6 74.1 0.17 0.2 34 50
葡Ⅱ4--4-6 6 5.8 2.7 2.8 73.6 75.5 2.74 2.8 101.5 100
Ⅱ8 3.3 3.1 0.7 0.6 50.8 53.4 0.28 0.3 40 50
Ⅱ9--10 2.6 2.5 2.6 2.5 53.8 55.5 1.4 1.4 53.8 56
⑶正常测井资料的优化解释试验
图3-7为拉3-丙3802井的测井数据经优化解释后的输出结果。

该井合层测量误差满足所有约束条件，递减解释分层结果过程中未出现矛盾。

因此，优化处理得到合层误差的最优解为零，优化解释结果与测量结果一致。

在无矛盾情况下，显然，当取0时，目标函数取最小值0，优化解释结果与此相符。

这也从一方面证实了优化解释方法和软件的正确性。

图3-7 拉3-丙3802井测井数据经优化解释后的输出结果
（三）水平井测井技术
随着油田开发深度的不断增加及油田开发精细化程度的提高，正在探索研究进入高含水开发阶段非均质厚油层剩余油以及外围薄差、低渗透油层的有效开采方法，水平井以其扩大采油面积、采收率高的特点逐渐成为挖潜非均质厚油层剩余油及薄差、低渗油层的新途径。

随着水平井钻井技术的推广应用，大庆测试技术服务分公司在水平井测井技术探索方面取得一定的进步，并于2005年10月成功地测试了采油八厂的州62-平61井。

1、概况
2005年10月16日至10月23日，测试技术服务分公司在大庆油田采油八厂的州62-平61进行了水平井测井施工。

测试目的是了解各生产层产液及含水状况。

该井的基础数据和射孔井段数据分别见表3-4、3-5、3-6。

该井初期产液为42m3/d。

该井在测井施工前已经关井20天进行作业施工。

测井地面仪器为Excell2000和PL2000两套设备，井下仪器为引进Sondex公司的水平井牵引器和国产的生产测井组合仪。

10月16日仪器下井，并录取了部分关井
状态下的井温、压力、伽马等参数。

10月20日油井重新投产，10月21日开始在该井基本正常生产条件下进行测井，生产用时约为26小时，录取了点测流量、含水率资料，没有获得生产状态下的井温、压力、连续流量测井资料。

该井产出剖面测井解释结果以点测的流量、含水测量数据为主，静态井温等作为辅助分析资料。

表3-4 州62-平61井基础数据表
人工井底 2175m 油管规格 62mm
套管规格及深度￠140mm×2172m 套补距 4.01m
泵径及导锥深度￠56mm×1269.52m 造斜点 1180m
最后检泵日期 2005年4月4日最大井斜角 92.18度
水平段 578.2 m 第一次着陆点 1558.6 m
第二水平段拐点 1733.2 m 第二次着陆点 1878.0 m
开钻时间 2002.11.09 固井时间 2002.11.22
射孔时间 2003.1.27 投产日期 2003.1.30
套管程序壁厚(mm) 7.72 浮 7.72深度(m) 4.01-------4.6------2157.5-------2157.9
表3-5 州62-平61井生产数据表
冲程（m）冲次（次/分钟）套压（MPa）油压（MPa）产液量（m3/d）含水（%）
3 6 0.02 0.68 9.6 34.2
表3-6 州62-平61井射孔数据表
层位射孔井段(m) 射开厚度(m)
葡Ⅰ2 1553.8-1663.2 109.0
葡Ⅰ2 1681.6-1714.0 32.4
葡Ⅰ2 1731.8-1797.6 65.3
葡Ⅰ3 1875.0-2004.4 129.0
葡Ⅰ3 2022.8-2148.0 125.0
2、施工工艺与测点设计
基本方法是拖拉器底端连接井下仪，上端与电缆头连接，开始靠仪器和拖拉器的重量自然下放；到造斜段仪器停止后，给拖拉器供电，控制拖拉器开始工作，由拖拉器提供动力将仪器推至目的段；然后断开拖拉
器电源，将供电模式切换到井下仪方式开始测井。

根据套后自然伽马测井曲线、射孔数据表，在夹层、射孔层内布测点测量，确定测点的原则考虑了三个方面的因素：一是夹层处，二是层内岩性发生变化处，三是考虑了井眼轨迹的变化。

3、测井资料分析及解释结果
根据测井曲线质量分析，本次测井解释全井、分层产液以点测资料为依据，以关井状态下的井温、压力测井资料为辅，结合井身结构以及水平井段的变化，对各点测井资料进行综合分析。

综合解释结果见表3-7。

表3-7 州62-平61井分层找水解释成果表
序号层位射开厚度(m) 测点深度(m) 合层产液(m3/d) 分层产液(m3/d) 相对产液(%) 合层含水(%) 合层产水(m3/d) 分层产水(m3/d) 分层含水(%) 含水级别
1 PI
2 109 1545 38.4 13.7 35.7 21.6 8.
3 1.9 13.9 低
2 PI2 32.4 1674 24.7 2.8 7.
3 25.7 6.
4 0.4 14.3 低
3 PI2 20.2 172
4 21.9 2.1 5.
5 27.3 6.0 0 0
4 PI2 34.0 1752 19.8 19.8 51.
5 30.2 6.0 6.0 30.2 中
5 PI2 11.
6 1786 0 0 0 0 0 0
6 PI3 26.0 1850 0 0 0 0 0 0
7 PI3 54.0 1901 0 0 0 0 0 0
8 PI3 65.0 1955 0 0 0 0 0 0
9 PI3 45.0 2020 0 0 0 0 0 0
10 PI3 26.0 2082 0 0 0 0 0 0
11 PI3 40.0 2108 0 0 0 0 0
从表可以看出：主要产液层为葡Ι 2(1553.8m-1663.2m)、葡Ι 2(1752.0m-1786.0 m )；次要产液层为葡Ι 2(1681.6m-1714.0 m)；葡Ι 2(1731.8m-1752.0 m)；其它层位均为未产液层。

从井位图及井组连通图上可看出该井周围有4口连通水井，为了达到控制该井含水上升的目的，建议调剖时对葡Ι 3进行加大注水，对葡Ι 2进行控制注水。

（四）利用光纤电视测井技术定性分析提捞井产出状况
大庆外围油田现有提捞井约2000口，由于这些井产液量极低，国内外目前尚无分析其产出剖面的测试方法和手段。

为满足地质对提捞井产出剖面认识的需要，通过调查提捞井的产液状况和井内介质条件，结合光纤电视测井技术的特点，提出了利用光纤电视测井定性分析提捞井产出状况的技术方案。

在采油九厂龙
北作业区进行了现场试验，试验取得成功，根据井下视频图像给出了提捞井产出状况定性分析结果，为提捞井技术改造和增产措施的制定提供了真实、可靠的基础资料。

1、光纤电视测井仪器结构及技术指标
光纤电视测井系统由井下设备、车载地面系统、绞车系统和液压系统控制设备等组成。

测井仪器主要由后置卤素灯源、CD摄像头和光纤电缆、地面显示和记录系统组成。

光纤电视井下仪器摄像和照明部分见图3-8。

井下仪器外径为42.86mm，长2.85m；耐压69MPa，耐温1250C。

摄像头部分的分辨率为317×262像素，它在空气中和水中有不同视角，在空气中为730，水中为550，技术指标见表3-8。

在测井时，摄像头表面涂抹一层特殊的表面活性剂，可以起到防止原油沾污的作用。

表3-8 光纤电视井下仪器技术指标
外径长度重量耐压耐温分辨率视角照明光缆
42.86mm 2850mm 18kg 69MPa 1250C 317×262 水中550 空气730 100W 5000M
2、提捞井产出剖面测试方案
为满足地质对提捞井产出状况认识的需要，通过调查提捞井的产液状况和井内介质条件，结合光纤电视测井技术的特点，提出了利用光纤电视测井定性分析提捞井产出状况的技术方案。

⑴测井时机：提捞作业前后实施测井。

对于提捞井，通过捞油作业可以使井内液柱压力降低，从而激活地层的出液能力，因此，在提捞作业后进行测试有助于了解产层的真实产液能力。

⑵测井速度：以油泡不能在摄像头上附着的最小速度向下测量。

实际测井中，测井速度不能过低，否则，油泡会在摄像镜头表面聚集而影响观测。

同时，测井速度又不能太高，这样会降低图像的清晰度，不利于细节观察。

⑶测井记录：
①液面监测：在仪器进入液面和测井完成后起出液面两个时间段，分别记录测得的液面深度和时间，可计算出测井时液面上升速度，进而给出提捞井的产液能力。

②液面至射孔层底界：全井段的视频监测可以全面了解各层的产油、水状况，便于纵向对比不同产层的相对产液能力，识别主要产水层和主要产油层。

当仪器进入到高产水层段附近时，由于井内介质的透明度相对较高，一般可以清晰地观察到井壁状况，因此光纤电视测井可以同时进行井身状况、射孔质量监测。

③重复测量射孔层顶底界和发现异常井段。

3、光纤电视测井检测提捞井产出状况现场试验情况
本次测井试验的三口提捞井中，龙106-17和龙128-14井为直井，龙132-斜10为斜井。

龙106-17井的测井是在提捞后进行，目的是监测产出状况；对龙132-斜10井在捞油前和捞油后各进行一次测井，目的是对比捞前、捞后产出情况的变化；而龙128-14井由于在射孔层段以上被硬物堵塞，因此该井的试验目的转为鱼顶监测。

在此仅介绍龙106-17井的测井试验情况
采油九厂龙虎泡作业区的龙106-17井，是位于龙虎泡油田高台子油层的一口油井，开采萨尔图油层和高台子油层。

原始地层压力18.8MPa，饱和压力9.78MPa。

龙106-17井自98年12月投产，共射开13个小层，砂岩厚度21.2m，有效厚度6.8m，各小层与周围水井连通较好。

投产初期，日产液2.1t，日产油稳定在1.8t。

但是近几年，由于储层致密、产量递减加快，2002年该井改提捞采油后，平均日产液0.5t，日产油0.3t。

本井光纤电视测井是在捞油作业后1小时左右实施，测速选定为9m/min，向下测量，测井记录井段液面所在井段（1519.5m-1521m）、第一次测量1620m-1863m、第二次测量1840m-1869m、第三次测量1822m-1860m。

现场试验取得了成功，同时还检测到的温度等信息。

仪器下井后在1520.13m发现液面，当仪器进入液面后，视频图像显示漆黑状态，直至1623m油、气泡流动隐约可见，并逐渐明显。

在1811m-1818.9m井段，图像再次进入漆黑状态。

此后，经2m井段的过渡后，套管圆形轮廓渐渐清晰，油、气、水三相介质已经可以区分开来，油泡为黑色、气泡为白色，图像的明亮背景为水，油、气分别以油滴和气泡形式在水中向上流动，直至1869.0m仪器遇阻（见视频录像）。

图3-9给出了该井在1831.28m的视频截图。

仪器在1853.21m、1853.36m和1853.50m三处观察到套管破损，呈横向沟槽状划痕，末端向内翻张，见图3-10。

测试与地质人员根据井下视频图像定性分析认为：该井GⅢ3为主要产油层；GⅣ1、GⅣ2、GⅣ4三个层被泥沙埋藏，产液能力降低；GⅢ17层射孔质量不好（未射开）。

4、体会与建议
⑴利用光纤电视测井技术定性分析提捞井产出状况测试方案可行。

⑵光纤电视测井的检测结果反映了井下的实际产出状况，可以定性确定主要产水和产油层段。

⑶提捞井产出剖面的定性分析结果，为提捞井技术改造和增产措施的制定提供了真实、可靠的基础资料。

⑷在井内介质透明度较高的井段，光纤电视测井可观测套管技术状况。

⑸建议在捞油井区继续选井测试，积累经验、找出规律，为低产提捞井综合治理措施的制定奠定基础。

四、产出剖面测井面临的问题及发展方向
目前，大庆油田开发给注产剖面测井提出了很多新的挑战和难题，很多难题目前和将来短期内不会得到完全解决，必须要坚持不懈地继续努力，做好技术积累，从实际出发选准课题，努力攻关。

（一）面临的问题
产出剖面测井存在的问题主要表现在：
1、产出剖面的厚层细分问题
在油田高含水开发后期，高产液高含水的主力产层仍然是油田挖潜的主要对象，准确地掌握厚油层纵向的含水率分布情况，准确找到厚油层内未水淹或低水淹部位，对油田进一步挖潜具有重要的意义。

目前产出剖面厚层细分测量及解释是一个薄弱环节，没有成熟的技术能够满足开发的需要。

2、脱气或产气情况下，油水流量、含水率和三相流的测量问题
在油田开发后期，大部分油田的流压低于饱和压力，油井普遍存在着脱气现象，严重影响了产出剖面测井资料的准确性，需进一步提高产出剖面测井资料的质量。

在三相流井的测量及解释方面,由于油、气、水三相流动，使井筒内流型复杂多变，给仪器测量和定量解释带来了很大的困难，油田需要三相流动井的测量技术和相应的解释技术。

虽然国内外开展三相流动井的测量技术已经多年，目前三相流动井的测量仍然是一个瓶颈技术难题。

3、深层气产出剖面测量及解释技术
现有天然气开采井的产出剖面测试上都是使用引进的技术，主要适用于高产气井，不能完全满足大庆油田气田开发的需要。

因此，有必要在生产测井方面加大国产技术的开发力度，尤其是井口高压防喷装置的研制和现场测试工艺的研究。

另外，由于采出天然气携带的水在井筒中形成气液两相流，对测试仪器的响应有很大的影响，所以必须加强针对低产气量、气液两相流的气井产出剖面测井仪器和解释方法的研究工作。

4、外围油田低产液、间歇产液剖面
外围油田现有提捞采油井2000余口，均采用笼统生产和测试工艺，无法获得分层压力、产量及含水资料，对于一些高含水井不能进行有效控制。

从经济、有效和可以普遍应用的角度来看，低产液、间歇产液剖面测量是一个瓶颈技术难题。

5、水平井、大斜度井测试方面的需求
现有的垂直井动态测井技术不能完全适应水平井和大斜度井的测井需要，水平井和斜井中的流态等方面与垂直井有较大的区别，需要针对斜井和水平井开展测井新方法、工艺、解释方法等方面的研究。

施工工艺目前存在问题，主要是施工时所使用的作业机起下油管的速度不够平稳，使得电缆与油管速度的一致性难以控制；由于电缆旁通设计的局限性，只得靠起油管测井，要不断地拆卸每节油管，影响了测井时效和测
井的连续性。

（二）发展方向
大庆油田主要区块综合含水已经达到90%。

在后备资源不足的情况下，要提高水驱采收率，需要对老油田进行挖潜。

产出剖面测试资料对于油井增油降水措施（调剖、压裂、堵水、射孔、酸化）的选井选层以及效果评价，以及最终提高水驱采收率具有重要作用。

针对存在的问题，在产出剖面方面的攻关方向和对策是：一是提高高含水后期的流量和含水率的测量精度，发展连续测井技术，为评价厚层提供手段；二是发展三相流测井技术，提高三相流条件下油水总流量和含水率的测量精度；三是进一步做好聚合物驱、三元复合驱注产剖面测井技术研究；四是开展水平井和大斜度井测井产出剖面配套技术研究以及深层气井产气剖面测井技术。

具体有以下几个方面：
1、开拓新的思路，努力解决在产气的条件下测准油水的分层流量和含水率的测试问题；在现有的阻抗式含水率计-涡轮流量计组合仪的基础上，研究气相影响的校正方法，解决在水连续条件下油水产液剖面测量问题。

同时，加速新的测量方法的研究，如超声波测量技术应用于油气水三相流测量的研究。

2、开展深层气井产液剖面测井，研制耐高温的组合仪，研究电缆防腐工艺，并进行气水两相流解释技术研究。

3、开展解释方法的研究：多井型、多流体、多相流的流动规律、仪器响应规律和解释方法研究。

4、发展连续测井技术，解决厚层细分测试问题
5、外围油田提捞井分层取样、测压工艺及解释方法研究
外围油田现有提捞采油井1600余口，均采用笼统生产和测试工艺，无法获得分层压力、产量及含水资料。

目前虽然利用光纤电视技术可以定性了解产出状态，存在不能定量、成本高的缺点。

为此，需要对该技术进行定量解释方法的研究，或者探讨新的测试工艺，如分层取样、测压工艺及解释方法研究。

6、发展水平井测井配套技术
要实现水平井产液剖面测井技术突破，形成测井服务能力，重点解决测井仪器、下井工艺、爬行器的研制工作和解释方法研究。

同时还应进行新方法研究，如采用电导法或光导法，开发出适合于水平井和大斜度井测井的多探针持率计，达到能够准确获得持率、分相流量的目的，并研究相应的资料解释方法。