脈沖中子全譜測井應用效果分析

1、    脈沖中子全譜測井應用效果分析    曹福龍（測試技術服務分公司第二大隊）摘 要：本文介紹了脈沖中子全譜測井儀的基本原理、結構特點，結合現場推廣就其應用效果進行了簡要分析。結果表明脈沖中子全譜測井能有效識別氣層、確定潛力油層，為油田控水挖潛提供技術支持。關鍵詞：肪沖中子全譜測井；結構；效果引 言碳氧比測井技術通過分析地層c、o、si、ca等元素相對產額，評價地層巖性與剩余油飽和度，判斷儲層水淹級別。大慶油田原有的ddco雙源距碳氧比測井儀功能較少，不能直接測量有效孔隙度與泥質含量，也不直觀指示出水層位或識別氣層。使用完鉆時的有效孔隙度與泥質含量測井

2、參數可導致老井剩余油飽和度的計算誤差增大，為了解決這一問題，開發(fā)了pnst脈沖中子全譜測井儀及相應的解釋軟件。脈沖中子全譜測井技術通過優(yōu)化設計傳感器結構和電路，一次下井能同時完成雙源距碳氧比、中子壽命、脈沖中子-中子、能譜水流4項測井功能，儀器自動化程度高；測井資料能提供巖性、泥質含量、孔隙度、飽和度、層位產水等解釋信息，可以不依賴裸眼井測井資料進行套管井剩余油評價，是一種尋找遺漏油氣層的既經濟又有效的重要手段1。1 脈沖中子全譜測井儀結構脈沖中子全譜測井儀在雙源距碳氧比測井儀的基礎上，采用一個中子發(fā)生器同時實現雙源距碳氧比、中子壽命、pnn、能譜水流等測井功能。儀器的總體結構如圖1所示。儀器

3、主要包括四部分：探測器及線性放大電路；主數控采集、自動穩(wěn)譜、控制、傳輸電路；低壓電源；中子發(fā)生器、自動控制及工作參數采集電路。探測器及線性放大電路部分主要包括長、短源距bgo伽馬射線探測器、3he熱中子探測器、線性放大器及信號采集處理電路，主要功能是探測伽馬射線及熱中子信號，完成對探測器信號的預處理。數據采集、控制、自動穩(wěn)譜、傳輸電路部分主要功能是對伽馬射線能譜、時間譜及中子脈沖幅度譜、時間譜的采集，實現不同的中子爆發(fā)、采集時序，完成長、短源距光電倍增管自動穩(wěn)譜高壓的控制，完成井下儀器和地面采集板之間的通訊和傳輸等功能。中子發(fā)生器自動控制及采集電路部分主要包括直流陽極高壓模塊、脈沖陽極高壓開關

4、模塊、燈絲控制模塊、靶壓控制電路、中子發(fā)生器自動控制采集電路等，實現對中子管參數的采集及對中子發(fā)生器自動控制。2 現場應用效果分析（1）c/o與pnc測井綜合解釋。對于裸眼井測井數據不全的井可采用c/o與中子壽命測井組和解釋。具體解釋原則是：利用中子壽命測井提供的俘獲曲線求取泥質含量，近、遠探測器俘獲總計數比求取孔隙度；把中子壽命的俘獲曲線與c/o的硅鈣比曲線相結合進行儲層劃分。圖2和圖3分別為喇9-檢ps2604井利用完井資料解釋的成果圖和c/o與中子壽命綜合和解釋的成果圖。從圖中可以看出二者在孔隙度、泥質含量、含有飽和度等儲層參數上符合的很好，因此利用c/o與中子壽命測井組合可以代替完井資

5、料進行解釋。（2）pnc與pnn綜合解釋。pnc與pnn紀錄的計數率與地層的滲透性有很好的對應關系。圖4是大慶油田的一口油井，該井于2008年7月進行了全譜測井，為了找出能夠反映地層滲透性好壞的相關規(guī)律。將pnc紀錄的長源距計數率（ftmd）與pnn紀錄的熱中子總計數率（tctmp）進行疊加，且二者在泥巖段保持重合。從圖中發(fā)現ftmd與tctmp二者在儲層處存在幅度差，且與裸眼井測井曲線中的微電極曲線的幅度差具有很好的一致性。當地層中含有天然氣時，地層宏觀減速能力和吸收能力較油水層均有所下降，相對來說熱中子到達探測器的數要比射線數目高。因而ftmd與tctmp疊合顯示為“負異?！?。利用這一特性

6、可以很好的評價氣層。圖5為拉9-檢ps2604井ftmd與tctmp疊合圖，圖中第一道為pnc近、遠探測器計數率曲線；第二道為深度道；第三、四道分別為裸眼井的深淺側向和微電極曲線；第五道為pnc與pnn的地層俘獲截面；第六道為ftmd與tctmp曲線。第七道為巖性剖面曲線。從圖中可以看出898.6901.0m和906.0916.4m處ftmd與tctmp曲線疊合出現負幅度差（與正常儲層疊合情況比較），指示為氣層。與脈沖中子壽命測井曲線的氣層主要特征相符，與采油廠儲層情況一致。（3）oai曲線指示高壓出水層。氧活化指數oai曲線能指示測井過程中的高壓出水層。圖6為西丁6-p3井脈沖中子全譜測井解

7、釋成果圖，該井為采油一廠西區(qū)二元試驗區(qū)的一口采油井。測井施工時，西丁6-p3完全出水不產油，即含水100%，井口有吐水，測井時發(fā)現1030.51034m的層上oai曲線出現偏移，說明此層出水，在脫氣的作用下向井口流動，與現場井口出水現象相符。地質部門依據測試結果，采用化學封堵，措施后產液31.9t/d，產油2.23t/d，含水93%；最高日產液100.8t/d，產油6.8t/d，含水93.2%。表明合理利用“優(yōu)勢通道”進行調整，可以有效改善試驗區(qū)波及效果，達到提高采收率的目的。（4）曲線重疊法識別氣層。儲層中含有天然氣將使中子孔隙度減小，通常情況下，原油與水的熱中子宏觀俘獲截面相近，而天然氣的

8、熱中子俘獲截面很小，因此可以利用俘獲截面低值識別氣層。俘獲計數率與地層減速能力以及地層元素的俘獲能力有個，氫是所有元素中最強的中子減速劑，當地層含氣時，地層氫元素含量相對較低，地層減速能力降低，將有更多的熱中子被遠探測器接收到，因此可以利用近遠探測器俘獲計數率重疊、近遠探測器非彈計數率重疊識別氣層。氣層與水層相比，氣層處地層密度降低，脈沖中子測井的近遠探測器非彈計數率比和近遠探測器俘獲計數率比均降低，因此，可以利用近遠探測器非彈計數率比和近遠探測器俘獲計數率比曲線重疊識別氣層。圖7為達深9井全譜測井氣層定性解釋成果圖，圖中第一道為近遠探測器宏觀俘獲截面sgfm，第二道為近探測器俘獲計數率ncap和遠探測器俘獲計數率fcap，第三道為近探測器非彈計數率nin和遠探測器非彈計數率fin，第四道為近遠探測器非彈計數率比ri和俘獲計數率比rcap，第五道為近探測器俘獲與非彈計數率比rcin和遠探測器俘獲與非彈計數率比rcif。該井1、2號層為氣層，4組重疊曲線在氣層處均有幅度異常顯示，fcap大于ncap，fin>nin，rcif>rcin，rcap與ri均變小，表明1、2號層為氣層，與該層實際結論一致。3 結論（1）全譜測井c/o模式下解決了缺少裸眼井資料難以求準地層泥質含量及孔隙度的問題；（2）現場應用表明，全譜測井資料能有效指導制訂堵水方案，達到增油降水的目的；（3