水平井產(chǎn)出剖面測井技術(shù)在塔河油田的應(yīng)用.docxVIP

1、第7卷第6期fl想球物燈專泰Vol.7,No.62010年12月CHINESEJOURNALOFENGINEERINGGEOPHYSICSDec.,2010文章編號s16727940(2010)06074005doi：10.3969/j.issn.1672-7940.2010.06.019水平井產(chǎn)出剖面測井技術(shù)在塔河油田的應(yīng)用張波，孫波，武清釗（勝利石油管理局測井公司，山東東營257096）摘要：由于水平井中流體的流動(dòng)相態(tài)和施工工藝的復(fù)雜性，造成常規(guī)的產(chǎn)出剖面測井技術(shù)難以適應(yīng)于水平井，因此水平井產(chǎn)出剖面測井技術(shù)是一項(xiàng)技術(shù)含址高、研究難度大、生產(chǎn)迫切需求的工作.本文簡取介紹了水平井產(chǎn)出削面測井技

2、術(shù)及爬行器施工工藝,應(yīng)用該技術(shù)成功完成.了塔河油田TK109H等三口水平井產(chǎn)出剖面測井.并總結(jié)了施工經(jīng)驗(yàn)與存在的問題.為進(jìn)一步應(yīng)用該技術(shù)評價(jià)生產(chǎn)層段產(chǎn)出狀況提供幫助.關(guān)鍵詞：水平井；產(chǎn)出剖面測井技術(shù)；爬行器；資料解釋中圖分類號：P631文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A收稿日期：20101022ApplicationofHorizontalWellProductionProfileLoggingTechnologyinTaheOilfieldZhangBo,SunBo,WuQingzhao(TheLoggingCompany%ShengliPetroleumAdministration,Dongying,Shan

3、dong257096.China)Abstract:Conventionalproductionprofileloggingtechnologyisdifficulttobeadaptedtothehorizontalwellbecauseofthelevelofthewellfluidflowphaseandthecomplexityofconstruction.Therefore,thehorizontalwellproductionprofileloggingtechnologyisonethatrequireshighquality,thatisdifficulttodotherese

4、archandthatisurgentlyneededinproduction.Inthispaper,itintroducesthetechnologyofhorizontalwellproductionprofileloggingandcrawlingconstructionanddescribeshowthetechnologyissuccessfullyappliedtotheproductionprofileloggingofthethreehorizontalwellssuchasTK109HinTaheoilfield.Finally*itmakesasummaryoftheco

5、nstructionandproposestheexistingproblems.Keywords:horizontalwell；productionprofileloggingtechnology?crawlingdevicejdatainterpretation作者簡介：張波（1971），男，高級工程師，主要從事測井工程及資料解#1：作.E-mail:bazhoucjsohu>com1引言隨著水平井的投產(chǎn)開采，部分油井含水上升、產(chǎn)最下降以及套管損壞等問題隨之而出，因此適時(shí)進(jìn)行水平井生產(chǎn)測井以了解井下注入與產(chǎn)出狀況、剩余油分布及套管損傷情況，為水平井生產(chǎn)效果評價(jià)和增產(chǎn)措施優(yōu)化提供可靠依

6、據(jù)，最終達(dá)到穩(wěn)油控水提高采收率的目的，是水平井生產(chǎn)測井面臨的一項(xiàng)重要課題。勝利測井公司在大力發(fā)展常規(guī)生產(chǎn)測井技術(shù)的同時(shí)，緊跟水平井生產(chǎn)的步伐,不斷探索研究和發(fā)展水平井生產(chǎn)測井工藝與技術(shù)，在突破了常規(guī)的“管具輸送水平井測井工藝”基礎(chǔ)上，先后開展了套管水平井的各項(xiàng)生產(chǎn)測井，獲得了大量的施工經(jīng)驗(yàn)及良好的資料應(yīng)用效果。2007年后隨著爬行器施工工藝及水平井測井技術(shù)的引進(jìn)，水平井產(chǎn)出剖面測井"婦在生產(chǎn)中得到了快速的應(yīng)用和發(fā)展。軟件部分，包括兩個(gè)軟件包。模擬軟件包WEST可提供預(yù)報(bào)爬行器在特定油井中爬行的能力；操作軟件包MULEDriver®在作業(yè)期間，操作、控制并監(jiān)視爬行器工作狀況（

7、表Do2水平井產(chǎn)出剖面測井技術(shù)表1爬行器技術(shù)參數(shù)將測井儀器順利輸送到目的層段一直是水平井測井過程中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，管具輸送等水平井測井工藝可以解決水平井中的大部分問題，但難以滿足正常生產(chǎn)情況下和要求儀器居中測量的施工項(xiàng)目的需求。英國Sondex公司的爬行器施工工藝，可以保證水平井中各項(xiàng)測井技術(shù)的順利進(jìn)行。產(chǎn)出剖面測井重點(diǎn)錄取的參數(shù)為流量和持水率。水平狀況下油、氣、水三相流的相態(tài)分布與垂直井眼環(huán)境下的相態(tài)分布截然不同，因而使得普通流量儀和持水率儀器在水平井中的測量精度降低。陣列式流量和持水率儀器采用多個(gè)傳感器探頭進(jìn)行截面參數(shù)測量，能較精確地反映流體在水平井眼中的流動(dòng)狀況、分段（分層）流量和流體性

8、質(zhì)，為水平井產(chǎn)出剖面測井提供可靠的技術(shù)手段。2.1爬行器簡介及優(yōu)點(diǎn)爬行器系統(tǒng)由三部分組成。高效電機(jī)供電且居中的爬行器，可雙向爬行，并可與地面實(shí)時(shí)通訊（圖Do地面控制面板，連接到筆記本電腦。該面板提供儀器電源，控制爬行速度，并包含信號傳輸界面接口。計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控并顯示爬行器的狀態(tài)，包括運(yùn)行狀態(tài)，電纜頭張力，接箍位置等。圖1帶扶正器的Sondex爬行器Fig.1SondexcrawlingdevicewithcentralizeTable1Technicalparametersofcrawlingdevice爬行器裝配長度7.42m全速時(shí)電纜電壓660V(DC)爬行器本體直徑54mm最大速度負(fù)載電

9、流2.0mA重ft86kg最大速度9m/min額定溫度150,C最大拉力273kg額定壓力103MPa貫通電纜單芯電纜最小作業(yè)直徑57mm最大作業(yè)直徑244mm爬行器的優(yōu)點(diǎn)：1）爬行器能在水平井正常生產(chǎn)的條件下進(jìn)行測井施工，如產(chǎn)出剖面、注入剖審等，而管具輸送工藝只能進(jìn)行井筒靜態(tài)條件下俞施工。2）管具輸送工藝進(jìn)行小直徑'儀器測井時(shí)，儀器只能在油管中進(jìn)行測量.測量結(jié)果受管柱影響，且技術(shù)范圍受限，測域精度低；而爬行器工藝可使儀器直接在套管中測量，測量精度高。3）爬行器能夠解決井下儀器在井眼中居中的問題，而管具輸送工藝無法徹底解決此項(xiàng)問題。4）爬行器測井施工時(shí)無需作業(yè)配合；而管具輸送工藝必須有

10、作業(yè)配合（包括作業(yè)人員、專用管柱、泵車、雄車等）。'5）常規(guī)測井項(xiàng)目，爬行器測井施工平均時(shí)間為812h,而管具輸送一般在24h以上。其他如水力輸送測井工藝，儀器只能在油管中進(jìn)行測量，只能完成注入剖面和硼中子找水等少量生產(chǎn)測井項(xiàng)目。2.2陣列式持水率測井儀器簡介1）陣列式電阻率持水率儀RAT儀器結(jié)構(gòu)：12個(gè)微型電阻傳感器陣列被安裝在一個(gè)兩頭軸環(huán)固定的彈簧籠內(nèi)壁，來測量周圍靠近套管的流體的電阻，所有12個(gè)傳感器的數(shù)值同時(shí)傳送到地面或井下存儲短節(jié)，在一個(gè)井眼平面/橫截面，而非沿線采取的測量，得到精確的截面流態(tài)圖。本儀器在高含水的情況下能夠較好的識別井筒內(nèi)的流體性質(zhì)（圖2）。2）陣列式電容持水

11、率儀CAT儀器結(jié)構(gòu)：12個(gè)微型電阻傳感器陣列被安裝在一個(gè)兩頭軸環(huán)固定的彈簧籠內(nèi)壁，來測量周圍困2陣列式電阻率持水率儀Fig.2Arrayresistivitymeterwaterholdup靠近套管的流體的電阻，所有12個(gè)傳感器的數(shù)值同時(shí)傳送到地面或井下存儲短節(jié)，在一個(gè)井眼平面/橫截面，而非沿線采取的測信，得到精確的截面流態(tài)圖。本儀器在低含水的情況下能夠較好的識別井筒內(nèi)的流體性質(zhì)（圖3）。測量原理：油、氣和水具有不同的電容常數(shù)，CAT利用這一點(diǎn)來鑒別大斜度井和水平井的流體性質(zhì)，居中測量，同時(shí)CAT可以與Sondex的其他生產(chǎn)測井儀器組合。3應(yīng)用實(shí)例3.1塔河某油田水平開發(fā)井TK109HXX井是

12、塔河某油田的一口水平開發(fā)井。2002年1月投產(chǎn)后在自噴生產(chǎn)方式下獲得了較好的產(chǎn)量。初期4mm油嘴采油日產(chǎn)原油80奇左右，日產(chǎn)天然氣10000n?左右，含水低于0.1%O測井前，至2009年9月25日5mm油嘴采油產(chǎn)最為64t,日產(chǎn)油7.5t,日產(chǎn)氣4355m3,含水88%。圖3陣列式電容持水率儀Fig.3Arraycapacitormeterwaterholdup鑒于上述情況，采油廠要求進(jìn)行水平井產(chǎn)出剖面測井，了解井下生產(chǎn)狀況，確定主要產(chǎn)水部位。結(jié)合本井實(shí)際情況，勝利測井公司制定了雙爬行器施工工藝方案和詳細(xì)的測井設(shè)計(jì)方案，在9月27日10月1日間分別在5mm油嘴和7mm油嘴兩項(xiàng)工作制度下進(jìn)行了

13、對比測井，錄取了產(chǎn)出剖面測井資料。由于測井時(shí)日產(chǎn)液64t,施工設(shè)計(jì)采取了傘式流量計(jì)、在線流量計(jì)、全井眼渦輪流量計(jì)三組合流量測井方案和普通電容式持水率計(jì)、電阻率陣列儀（RAT）、電容陣列儀（CAT）三組合持水率測井方案，常規(guī)測取了伽馬、井溫、磁定位、壓力等參數(shù)。實(shí)際測量過程中由于生產(chǎn)層段流速較緩以及井內(nèi)鐵屑物質(zhì)的多方面影響，致使流最測井在水平生產(chǎn)井段的測量未能達(dá)到預(yù)期結(jié)果，而陣列持水率測井則獲得了良好的測井顯示。測井后資料解釋人員根據(jù)水平井段持水率曲線相應(yīng)，結(jié)合井溫、壓力、伽馬等曲線顯示結(jié)果.給出了本井測井資料解釋結(jié)論（圖4）。/m慵。磁定位1000-(rny)4000AMutfaqRAT計(jì)算持

14、水+0CAT計(jì)力持水形0寸透壬-2000n在線持水率.1089TEMP)IO9'445康也63基本不產(chǎn)液主要產(chǎn)水段基本不產(chǎn)液(a)困4測井解釋結(jié)論Fig.4Resultoflogginginterpretation由于沒有流量資料，無法判斷其是否產(chǎn)液或定義為基本不產(chǎn)液，即使在有示蹤流量的井中，如果產(chǎn)液最少，也很難區(qū)分的。根據(jù)持水率的變化，結(jié)合井溫壓力等資料可判斷出主要產(chǎn)水段。兩次測井資料表明，本井出液段主要集中在水平段的前端和尾部，井眼較高部位以出油為主。32某油田TK112H井TK112H井測井目的及測井前情況基本與TK109H相同，在總結(jié)TK109H流量測井經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，在TK11

15、2H井流量測量中測井人員用示蹤流最代替了傘式流量計(jì)測量，并由此取得了相對較為理想的測井資料結(jié)果（圖5）。測井資料表明，本井出液段主要集中在水平段的前部和尾部，井眼較高部位以出油為主。其中處于井眼軌跡較低部位且滲透率好的部位，出水較多。4現(xiàn)場測試工作的經(jīng)驗(yàn)及確保數(shù)據(jù)質(zhì)量的做法4.1適時(shí)全封關(guān)井避免將井壓死TK109H施工過程中，測井儀器串總長度達(dá)到21m,總重地為350kg,儀器最大外徑為54mm,使用井架吊車噸位為50t。受吊車拔桿高度與防噴管高度限制，生產(chǎn)狀況下測井儀器無困5TKXX井產(chǎn)液剖面削井成果Fig.5ResultofTKXXwellproductionprofilelogging法

16、正常下井，采取不完全關(guān)井的措施。由于在生產(chǎn)閥門未完全關(guān)死的狀況下，測井儀器下井時(shí)間過長（超過2h）,之后又出現(xiàn)油嘴堵塞現(xiàn)象，導(dǎo)致測井過程中油井停噴現(xiàn)象，雖然后經(jīng)敞噴措施后恢復(fù)自噴，但對測井施工產(chǎn)生了較大的不利因素。對此，進(jìn)行了分析總結(jié)，認(rèn)為測井儀器開始下井時(shí)采取不完全關(guān)井的措施，一方面井下上行的流體（以油氣為主）仍然對下井儀器產(chǎn)生較大的阻力，致使測井儀器下井時(shí)間過長（超過2h）；另一方面,在不完全關(guān)井狀態(tài)下生產(chǎn)流質(zhì)大大減小，由于油氣與水的比重差別較大，致使尤其快速產(chǎn)出地面而底層產(chǎn)出水在管柱中的累積液面越來越高，對地層造成的壓越來越大，在地層能M不足的情況下，有可能會(huì)將井壓死。因此，在進(jìn)行TK1

17、12H井測井施工時(shí)，現(xiàn)場采取生產(chǎn)閥門全封關(guān)井措施，測井儀器靠自重快速下井，下至500m左右，及時(shí)將生產(chǎn)閥門打開，由于關(guān)井時(shí)間控制在30min左右，沒有對油井生產(chǎn)造成影響。建議在此類井測井時(shí)，尤其是地層能量不足的井，采取生產(chǎn)閥門全封關(guān)井措施，控制測井儀器下孫時(shí)間，避免將井壓死的可能。4.2雙爬行器設(shè)計(jì)工藝獲得成功TK109H與TK112H兩口井井身管柱結(jié)構(gòu)基本相同，測井儀器下井須從2.5"油管下至7"套管，再從7"套管爬行至5"篩管中，最后在5”篩管中爬行近320m至井底B靶點(diǎn)位置。由于7"套管與5”篩管管徑差異較大，結(jié)合部位存在臺階，應(yīng)用于常規(guī)

18、井況條件下的單支爬行器無法滿足施工要求。針對這種情況現(xiàn)場施工人員設(shè)計(jì)了雙爬行器施工工藝，將一支爬行器設(shè)置為7套管運(yùn)行模式，另一支設(shè)置為5.5”套管運(yùn)行模式，順利完成了兩口井的施工任務(wù)。43多流量、多持率等參數(shù)測確保數(shù)據(jù)質(zhì)量針對水平井產(chǎn)出狀況.設(shè)計(jì)了傘式流量計(jì)（適用于套管內(nèi)低產(chǎn)液狀況）與在線流量計(jì)（油管內(nèi)流量）、全井眼流械計(jì)（套管內(nèi)高流速測量）三組合測井模式進(jìn)行流景參數(shù)的錄取，以確保流量參數(shù)的錄取。TK109H井施工中由于水平生產(chǎn)層段套管內(nèi)鐵屑等物質(zhì)的影響，傘式流量計(jì)葉輪過多吸附鐵屑后被堵塞。后在TK112H井施工時(shí)，改進(jìn)了儀器配接線路，將傘式流量計(jì)更換為示蹤流量計(jì)，有效消除了井眼內(nèi)雜質(zhì)因素影響，成功錄取了流最參數(shù)。對于持率參數(shù)的測最采取了在線持率（用于總持率測量）、陣列電容持水率（CAT,適用于低含水狀況）、陣列電阻率持水率（RAT,適用于高含水狀況）三組合測井模式進(jìn)行持率參數(shù)的錄取，取得了較為理想的持水率參數(shù)。4.4存在的問題在多相流動(dòng)的水平井中，同一井段可同時(shí)存在幾種流動(dòng)狀態(tài)，如沿波動(dòng)變化的水平井高點(diǎn)存在泡狀氣流，而在下部則為不連續(xù)的段塞氣流。在典型的水平井中，流體中輕相運(yùn)移至井筒高點(diǎn)，在此區(qū)域流體流速較高，常出現(xiàn)泡狀流。因輕相宅度軌透宅度軌透井崔就話困6TKXX井示蹤流速與井眼軌跡的關(guān)系Fig.6TKXXwellflowandwelltr