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        電磁流量計法與其他注入剖面測井方法比較及其優化選擇

        來源:作者:發表時間:2017-09-05 09:20:44

         摘 要: 測井是石油生產中的重要環節之一,選擇合適的測井方法對企業的正常生產具有科學的指導意義。本文對同位素示蹤注入剖面測井法、脈沖氧活化法及電磁流量計法進行了分析對比,并對青海地區油田測井方法選擇提供了幾點建議。

         
        0 引言
                石油是工農業生產必不可少的支撐能源,也是國家經濟穩定和國防安全的重要保證。隨著石油開采量不斷增多,石油開采難度不斷加大,測井是石油開采的重要環節之一,選擇合適的測井方法不僅能保證石油開采的安全進行,還能有效提高開采效率,為企業贏取更大的經濟利益。
         
        1 注入剖面測井方法分析
        1.1 同位素示蹤注入剖面測井
        1.1.1 原理分析
                同位素示蹤測井法主要應用到的儀器有磁定位、伽瑪儀、超聲波流量計、釋放器和電機等。其測井原理如下:放射性同位素離子被加載到固相載體上,然后通過釋放器攜帶至待測深度后釋放,在井內注水的作用下形成活化懸浮液,被吸水層吸附。若固相載體的顆粒直徑超過地層孔隙直徑時,則固相載體顆粒無法通過地層,積累在井壁上,而懸浮液中的水分可以直接進入地層。這種情況下地層注水量、濾積在對應井壁上的載體顆粒量以及載體內同位素放射強度之間成正比關系。將同位素載體在地層濾積前后測量的伽瑪測井曲線進行對比分析,計算對應射孔層上曲線疊合異常面積的大小,然后分析該層的吸水能力及相應的吸水量,為**終確定注水井的分層吸水剖面情況奠定基礎。
         
        1.1.2 方法評價
                雖然同位素示蹤測井具有污染、大孔道、躥槽、漏失、封隔器密封性較差等不足,影響其測量精度,但其工藝簡單,且資料分層性能較好,是現階段油田開發注水動態監測應用較為普遍的一種方法。以青海油田為例,利用同位素示蹤三參數測井法確定分層注入井的層段注水量,對堵水、壓裂和調剖效果進行評價,為壓裂、堵水改造措施提供指導;除此之外,還能利用同位素示蹤五參數測井法對井下工具工作狀況及管柱的竄、漏問題進行檢測。該方法的主要優點是能較為準確的對各地層間的吸水量進行測量,為定性和定量分析提供依據;相對于優點而言,其缺點更為突出。首先,同位素離子具有放射性,因此會對土壤和人體健康帶來不利影響;其次,影響測量結果精確度因素較多。在使用過程中,無法利用有效儀器將堆積在吸水層的同位素離子與污染區分離,導致吸水層主次不明,甚至出現偏心問題,致使分析結果出現多解或者無解現象;在測量出水量較小的井時,同位素容易出現沉淀現象,影響分析的精確度;測量儀器一旦受阻,就會給測井工作帶來影響;若測量過程中出現泄漏問題也會造成自然伽瑪基線缺失,影響測量結果。
         
        1.2 脈沖氧活化法測井技術
        1.2.1 原理分析
                脈沖氧活化法測井技術主要有中子發生器、探測器、電路系統三個功能單元組成,該法是一種較新的測量流體流速的方法,其測量原理如下:利用中子發生器和特征射線探測器組成井下儀器,其中,中子發生器的主要功能是發射 14.1MeV 的中子,活化井筒內水溶液中的氧,氧元素被活化后具有一定的放射性,可放出半衰期為 7.13s,能量為6.13MeV 的高能射線,且射線能夠穿透井內流體、油管、套管、水泥管等一般性井眼物質,這就說明,只要有含氧的流體發生流動,γ 射線探測器就能檢測到流體流動的信號。假設測量流體從中子源流到探測器的時間為 Δt,中子源到探測器的距離為 s,則流體的流速可通過 v=s/Δt 計算而得;再根據水流動空間的截面積,即可獲得流體流量的相關信息。
         
        1.2.2 方法評價
                脈沖中子氧活化測井法擺脫了流體黏度的影響,可在除注水井以外的其他類型注入井中進行推廣應用,如注聚合物注入井、三元復合劑注入井、籠統井和配注井等均可使用;此外該法受巖性、孔道大小、滲透數的影響較小,提高了測井資料的可靠性。脈沖中子氧活化測井法同樣存在不足,如儀器性能較差,高壓驅動電源和探測器故障頻繁,影響運行效率;儀器測量范圍小;在注聚井中應用效果不理想,仍需要進一步改進;無法測量水量的面積,影響測量結果。
         
        1.3 電磁流量計法
        1.3.1 原理分析
                電磁流量計法主要有上扶正器、磁定位、電磁流量傳感器和下扶正器組成。其原理是利用電磁感應原理測量流過管道中導電流體的流量。導體做切割磁感應線時,導體上能夠感應出速度與成正比的電壓,然后根據相關的物理公式計算電量。
         
        1.3.2 方法評價
                電磁流量計法能對含固體顆粒的固 - 液兩相流體進行測量,受流體黏性影響較小,可測量注聚合物井;儀器可靠耐用,測量結果較為準確,而且集流式可用于低注入量井的測試。電磁流量計對含有大量磁性物質的流體測量精度較差;流體中含有氣體時,可能會影響測量;在油改水井中,無法實現測量的連續性,測量效果較差;無法細分吸水層;測量成本較高,信號易受外界磁場干擾。
         
        2 測井方法的優化選擇
        2.1 測井方法優化需考慮影響因素
        2.1.1 注水管柱結構對測井方法選擇的影響
                若油井為分層注水井時,同位素示蹤法、脈沖氧活化法均能夠對注水量進行準確測定;而電磁流量計法只能對各個偏心配水器的注水量進行測量,無法確定偏心內各射孔層的注水量,因此應選擇同位素示蹤法或脈沖氧活化法較為適宜。若油井為籠統井,喇叭口在射孔層上端時,各類測量方法都可以對流體流量進行計量,但同位素示蹤法受多種因素影響,因此可減少該法的使用;當喇叭口在射孔層下端時,電磁流量計法受到了限制,此時可選用同位素示蹤法或脈沖氧活化法進行流量測定;但同位素示蹤法使用時,示蹤劑比重超過懸浮液時會導致其上返困難,影響測井資料的可靠性,應用脈沖氧活化法較為理想。
         
        2.1.2 注入介質對測井方法選擇的影響
                若井內聚合物黏度較大,影響固定同位素示蹤劑與其混合的均勻性,不適合測量注入聚合物井;電磁流量計法和脈沖氧活化法受聚合物黏度影響較小,用于測量注入聚合物井較為適宜,但若流體中含有磁性物質,盡量避免使用電磁流量計法,用脈沖氧活化法較為適宜,或者采用液體同位素示蹤劑進行測量;井內死油多,水質污染較為嚴重的,盡量不采用同位素示蹤法。
         
        2.1.3 測井目的對測井方法選擇的影響
                電磁流量法不能對管外液體的流動情況進行測量,所以無法確定水井是否存在管外躥槽、漏失位置,因此應用受到限制;這種情況下可選用同位素示蹤法、脈沖中子氧化法以獲取所需結果。
         
        2.2 測井方法優化原則
                測井方法較多,在實際工作中,應按照安全性、技術性、環保性和經濟性為原則進行優化。優化前,可對施工技術、施工設備、施工地地質狀況等各個要素進行分析,不斷調整和優化測井方案,在保證人員身體健康的前提下,降低對環境的污染,提高測井效率,同時減少成本支出,確保工程企業能夠獲取較大的經濟效益和社會效益,提升其在市場中的核心競爭力。
         
        3 結束語
                本文對同位素示蹤測井法、脈沖氧活化法和電磁流量計法進行了介紹,通過分析可知三種方法均有其各自的優缺點,在實際應用中應根據油井實際情況進行選擇比較,確保測量結果的可靠性,同時實現測井工藝的經濟性和生態型
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