第八章-套管井地層評價測井

生產測井第八章套管井地層評價測井套管井地層的巖石物理特性及測井方法脈沖中子測井原理及應用第八章 套管井地層評價測井§8.1套管井地層的巖石物理特性及測井方法1、套管內部部分由單相流體或多相流體組成2、套管一般是鋼鐵質的3、套管—地層環(huán)空通常填滿水泥4、地層巖石和流體一、套管井測井下井儀周圍介質套管井測井環(huán)境第八章 套管井地層評價測井§8.1套管井地層的巖石物理特性及測井方法1、俄羅斯等少數國家在油層所在井段下玻璃鋼套管，采用電阻率測井評價地層含油氣飽和度的情況

2、核測井方法：中子壽命測井、脈沖中子能譜測井、補償中子測井、自然伽馬測井、自然伽馬能譜測井等

3、過套管電阻率測井二、測井方法過套管電阻率

套管井地層的巖石物理特性變化規(guī)律是測井評價的依據。在注水開發(fā)過程中，產油層的自然放射性、中子特性和聲學特性等都將發(fā)生變化。測井評價必須了解不同開發(fā)階段地層的巖石物理特性。

1、自然放射性產層自然放射性的變化是由于地層水或注入水進入地層孔隙空間引起的。如果地層中飽和油的層段未被注入水觸及，則開發(fā)過程中其放射性會保持不變。產層自然放射性變化可能還受井身結構、套管技術狀態(tài)、水泥環(huán)和井下所安裝設備的影響。用途：深度校正；巖性控制（劃分滲透層與非滲透層）；泥質指示；監(jiān)測示蹤物的移動情況自然伽馬能譜測井能識別出鈾、釷、鉀的放射性含量，有助于識別粘土類型，計算粘土體積。三、巖石物理特性變化§8.1套管井地層的巖石物理特性及測井方法第八章 套管井地層評價測井2、中子特性套管井內中子測井采用兩種儀器：中子伽馬測井、補償中子測井。用途：識別氣層；當自然伽馬曲線深度對比不利時（薄層），可以用中子測井曲線作深度校正；中子伽馬測井儀只有一個探測器，且沒有定向裝置，讀數受到含鹽量、溫度、壓力、以及套管、水泥環(huán)的影響，因此只能用于定性使用。補償中子測井儀采用雙探測器和定向裝置，大大減少了井眼的影響，可以用于定量計算。但其仍受地層內泥質以及具有高熱中子俘獲截面元素（硼）含量的影響，在應用時需要注意。三、巖石物理特性變化§8.1套管井地層的巖石物理特性及測井方法第八章 套管井地層評價測井3、聲波特性套管井測量地層聲波必須用長源距聲波儀或陣列聲波儀，并且井內充滿流體，套管與地層之間水泥膠結良好或徑向上有某一部分膠結牢固。若套管與地層膠結很差，則探頭接受不到地層信號。其解釋與裸眼井相同，主要用于確定地層孔隙度，也可以和中子測井曲線重疊判斷氣層。三、巖石物理特性變化§8.1套管井地層的巖石物理特性及測井方法第八章 套管井地層評價測井

利用能量為14.1MeV的快中子轟擊地層，與地層中的各種元素發(fā)生非彈性散射后減速，受轟擊的原子核處于激發(fā)態(tài)，之后放出具有一定能量的伽馬射線。因此，分析所測得的伽馬射線能量與計數率組成的能譜可確定地層所含元素的種類和數量。這里關注碳和氧元素。碳原子非彈性散射伽馬射線能譜最突出的峰在4.43Mev，氧原子最突出的峰則在6.13Mev，兩者的能量差較大，是進行碳氧比能譜測井的基礎。一、脈沖中子能譜（碳氧比能譜）測井原理§8.2脈沖中子測井原理及應用第八章 套管井地層評價測井伽馬射線能量

實際地層中所含的元素遠不只碳和氧兩種，因此在利用碳氧比測井方法對地進行分析時，取碳的三個峰值和氧的三個峰值進行總計數之比進行處理。

C/O測井的深度只有8.5in左右，受侵入帶的影響一般不在裸眼井中使用。該儀器的分辨率在2-5ft左右。不受高礦化度及硼等其他一些具有較大俘獲截面元素的影響一、脈沖中子能譜（碳氧比能譜）測井原理§8.2脈沖中子測井原理及應用第八章 套管井地層評價測井

脈沖中子能譜測井資料配合裸眼井測井資料進行二次解釋，可以重新評價油、氣、水層，確定剩余油飽和度及油層厚度，分析水淹狀態(tài)，監(jiān)測油層枯竭程度，為油田調整、挖潛、制定二次或三次采油方案提供參數。但是，目前碳氧比能譜和次生伽馬能譜測井資料還只能在較高孔隙度地層中應用，當地層孔隙度在10%—20%左右時只能做定性分析，當孔隙度大于25%，定量解釋才比較可靠，另外，這種測井所受影響因素較多，在應用時需要注意。二、脈沖中子能譜（碳氧比能譜）測井資料解釋與應用§8.2脈沖中子測井原理及應用第八章 套管井地層評價測井1、基本概念熱中子壽命是指熱中子從產生到被俘獲吸收為止所經過的平均時間；一個原子核俘獲熱中子的幾率叫該種核的微觀俘獲截面，1cm3的介質中所有原子核微觀俘獲截面的總和叫宏觀俘獲截面中子壽命測井（NLL）也叫熱中子衰減時間測井（TDT），是脈沖中子測井中最常用的一種，記錄的是熱中子在地層中的壽命τ。τ與宏觀俘獲截面的關系為：三、中子壽命（熱中子衰減時間）測井原理§8.2脈沖中子測井原理及應用第八章 套管井地層評價測井

V—熱中子速度Σ—宏觀俘獲截面2、Σ的計算①若礦物骨架或孔隙流體是由一種化合物組成的，則其熱中子宏觀俘獲截面為ρ—物質密度（g/cm3）n—幾種原子核M—物質的克分子量，克/克分子Ci—每個分子中第i種核的個數δ—第i種原子核的熱中子微觀俘獲截面，單位為巴（即10-24cm2）三、中子壽命（熱中子衰減時間）測井原理§8.2脈沖中子測井原理及應用第八章 套管井地層評價測井2、Σ的計算②若地層孔隙流體為地層水、原油和天然氣的混合物，則按其體積比可以計算?值。對于純地層來說，其總的宏觀俘獲截面為Σma—巖石骨架的宏觀熱中子俘獲截面Σw—地層水的宏觀俘獲截面Σh—油或氣的熱中子宏觀俘獲截面Φ—孔隙度Sw—含水飽和度三、中子壽命（熱中子衰減時間）測井原理§8.2脈沖中子測井原理及應用第八章 套管井地層評價測井2、Σ的計算當地層含有泥質時，其總的宏觀俘獲截面為Vsh—泥質體積含量Σsh—泥質的宏觀俘獲截面三、中子壽命（熱中子衰減時間）測井原理§8.2脈沖中子測井原理及應用第八章 套管井地層評價測井幾種物質的典型Σ值三、中子壽命（熱中子衰減時間）測井原理§8.2脈沖中子測井原理及應用第八章 套管井地層評價測井物質宏觀俘獲截面c.u物質宏觀俘獲截面c.u泥質35~55地層水22~120砂巖骨架8~12天然氣0~12淡水22原油18~221）、砂巖骨架與孔隙中原油、天然氣、地層水的Σ值有明顯差別，所以地層的Σ值與孔隙度有關

2）、地層水俘獲截面隨含氯量增大而急劇增大，所以高礦化度地層水的Σ值比油氣要高很多，因此根據Σ值可以劃分油水界面并定量確定含水飽和度幾種物質的典型Σ值三、中子壽命（熱中子衰減時間）測井原理§8.2脈沖中子測井原理及應用第八章 套管井地層評價測井物質宏觀俘獲截面c.u物質宏觀俘獲截面c.u泥質35~55地層水22~120砂巖骨架8~12天然氣0~12淡水22原油18~223）、天然氣的Σ值很低，可以通過熱中子壽命測井識別氣層

4）、中子壽命測井要受泥質和地層水礦化度的影響，對測量結果應進行校正，當地層水礦化度很低時，油水界面就難以分清了1、定性解釋

1）、監(jiān)測油水或氣水界面的移動：油井生產一段時間后，侵入帶消失，爾后測得中子壽命曲線做為參考曲線，用以和數月或數年后測得的資料進行對比。將隨后測得的曲線與參考曲線對比確定油氣水界面的移動。這一方法稱為TDT時間推移測井。

2)、檢查注水剖面和管外竄槽：先測一條中子壽命測井參考線，而后把與注水俘獲截面不同的流體壓入目的層段，水被替換后再測一次中子壽命測井，比較這兩條曲線就可知剖面中的吸水層位。四、中子壽命（熱中子衰減時間）測井資料應用§8.2脈沖中子測井原理及應用第八章 套管井地層評價測井2、定量解釋

1）、求地層含水飽和度：對于純地層：對于含有泥質的地層，若孔隙中包含油水四、中子壽命（熱中子衰減時間）測井資料應用§8.2脈沖中子測井原理及應用第八章 套管井地層評價測井2、定量解釋

2）、用測-注-測技術測定可動流體相對體積

3）、監(jiān)測含油飽和度的變化在地層水礦化度不改變的條件下，若先后兩次測得的熱中子宏觀界面分別為Σ1和Σ2，則含水飽和度的改變量為：四、中子壽命（熱中子衰減時間）測井資料應用§8.2脈沖中子測井原理及應用第八章 套管井地層評價測井2、定量解釋

3）、用測-注-測技術測定產層剩余油飽和度

4）、用化學劑驅油的測-注-測技術四、中子壽命（熱中子衰減時間）測