1、,生產(chǎn)測井資料的解釋及應(yīng)用,主講人 郭新軍,前 言,在油井投產(chǎn)后至報廢止的整個生產(chǎn)過程中，凡采用地球物理測井工藝技術(shù)進(jìn)行井下測量并錄取資料的工作，統(tǒng)稱為生產(chǎn)測井。這里提及的油井，是油田為勘探和開采石油而鉆各種井眼的統(tǒng)稱。包括產(chǎn)油井、注入井、觀察井和資料井。 生產(chǎn)測井屬于地理物理測井的一個分支。它是相對完井（裸眼井）測井而提出來的，兩者在部分內(nèi)容中，沒有絕對的界限。對于一些特殊地層（如碳酸巖）中的井，它不需下油層和技術(shù)套管，此時的生產(chǎn)測井則同樣在裸眼井中進(jìn)行。,前 言,生產(chǎn)測井的任務(wù)是貫穿于油氣田開發(fā)的全過程，適時進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測。為不斷認(rèn)識油氣層，了解注入或產(chǎn)出剖面、油層改造提供有關(guān)資料，并評價其

2、效果。也通過監(jiān)測井身的技術(shù)狀況，為油水井大修提供依據(jù)，以保證油水井的正常生產(chǎn)，它是提高油氣田最終采收率，科學(xué)經(jīng)濟(jì)合理地開發(fā)好油氣田的重要手段，對于采取有效的增產(chǎn)措施，制訂調(diào)整挖潛方案具有十分重要的意義。,前 言,生產(chǎn)測井主要包括以下幾種方法： 1井溫測試 2放射性同位素示蹤法測井 3產(chǎn)出剖面（PLT生產(chǎn)組合測井） 4C/O比測井 5熱中子壽命測井,前 言,一、井溫測試,第一節(jié) 井下溫度測試,井下溫度是油田開發(fā)中的一項(xiàng)重要參數(shù)，測知井下溫度可以幫助我們準(zhǔn)確地分析地層壓力、原油性質(zhì)等。 在油田生產(chǎn)中，井下溫度及其變化，一方面為我們設(shè)計或選擇井下工具和井下儀器提供重要依據(jù)，另一方面還可以用來定性地判

3、斷吸水層位、油井水淹層位和出氣層位，解決生產(chǎn)中的問題。,測點(diǎn)法是將儀器下入井內(nèi)預(yù)定深度，停留足夠長時間后，取出儀器得到該點(diǎn)溫度。所謂足夠長時間是指必須超過儀器的感溫時間，若儀器在所測點(diǎn)停留時間少于感溫時間，測得的溫度值將偏低。,（一）測點(diǎn)法,井下溫度測試,此種方法是在測點(diǎn)法基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。它在井筒中某深度開始，每隔一定間隔測若干點(diǎn)。在現(xiàn)場間隔一般選100m。在測第一點(diǎn)時，停留時間必須大于感溫時間，以后各點(diǎn)因溫差變小，可以適當(dāng)縮短。 測得各點(diǎn)溫度后，將其整理在深度溫度直角坐標(biāo)上，并將各點(diǎn)連成連續(xù)折線。這條折線顯示了溫度在井筒中各測點(diǎn)深度上的變化，所以稱之為井溫剖面（如下圖）,（二）測井溫剖面法

4、,井下溫度測試,井下溫度測試,井溫剖面圖,二、井溫資料的應(yīng)用,按層系、區(qū)域選擇少數(shù)井位在關(guān)井后測得穩(wěn)定的地溫數(shù)據(jù)，并將其繪制在深度溫度直角坐標(biāo)上，稱為地溫曲線。地溫曲線呈一直線，用數(shù)學(xué)通式來表示：t=A+B*H 式中t地層溫度，； A地溫曲線在坐標(biāo)系中的截距； B地溫曲線的斜率； H深度，m。,（一）研究地溫分布規(guī)律,井下溫度測試,井下溫度測試,地溫曲線,在油層結(jié)蠟或套管嚴(yán)重結(jié)蠟的油井中，常采取熱洗措施。在熱洗前后進(jìn)行井溫測量，可以判斷可能結(jié)蠟層位。,（二）檢查井底熱洗措施效果,井下溫度測試,例如在井下測壓時，因溫度不同會引起附加誤差；高壓物性取樣分析化驗(yàn)時，需將樣品加熱到取樣時的溫度，這個溫

5、度就靠實(shí)測井下溫度值來提供。,（三）對井下有關(guān)參數(shù)進(jìn)行校正,井下溫度測試,（四）研究油、氣、水生產(chǎn)狀況,井下溫度測試,1用井溫剖面曲線判斷注水井吸水層位,水井注入水的溫度和吸水層溫度是有差別的。若注入冷水，水溫在吸水層處溫度顯低值。因注入水冷卻吸水層，使其溫度降低，而且注水量越大，冷卻程度越大。若注熱水，熱水加熱了吸水層，使其溫度升高。同樣，注入量越大，加熱程度越大。這樣，水就使吸水層偏離了正常溫度變化規(guī)律，其偏離的程度與吸水層的注水量及注水強(qiáng)度度有關(guān)。（如圖）,井下溫度測試,井下溫度測試,注冷水井溫曲線,井下溫度測試,注熱水井溫曲線,只要在井溫曲線上找出低溫異常點(diǎn)，就可判定見水層。如文10-

6、68井（井溫找水曲線）,2用井溫剖面曲線判斷油井出水層位,井下溫度測試,3確定壓裂裂縫形成部位,油水井壓裂后，通常是壓開層進(jìn)入壓裂液最多，壓裂液擠入油層后，將引起壓開層低溫異常。 壓裂前后各測一條井溫曲線，二者對比，溫度異常處，即為裂縫形成部位。,井下溫度測試,井下溫度測試,測定地層壓裂裂縫,第二節(jié) 放射性同位素示蹤法測井,放射性同位素示蹤法測井是一種利用放射性物質(zhì)人為提高地層的伽瑪射線強(qiáng)度，用來研究井的注入剖面和井身技術(shù)狀況的方法。,放射性同位素示蹤法測井,基本方法是：用同位素釋放器向井內(nèi)注入被同位素活化的物質(zhì)，并在注入活化物質(zhì)前、后分別進(jìn)行伽瑪測井，對比兩次結(jié)果，確定活化物質(zhì)在井內(nèi)的分布狀

7、況。用以判斷巖層特性、井身技術(shù)狀況或油層動態(tài)。 對于注水開發(fā)的非均質(zhì)多油層的油田，為了充分發(fā)揮水驅(qū)的效果，防止注入水沿高滲透層單層突進(jìn)，必須時時了解注入井各小層的吸水狀況，從而有針對性地采取措施，以提高注水開發(fā)效果。,放射性同位素示蹤法測井,一、工作原理,是使用一次下井同位素釋放器攜帶固相載體（GTP塑性微球混凝）的放射性同位素離子，在規(guī)定深度上釋放，用井內(nèi)注水形成活化懸浮液，吸水層同時也吸收活化懸浮液。當(dāng)載體顆粒直徑大于地層孔隙直徑時，懸浮液中的注入水進(jìn)入地層，微球載體濾積在井壁上，地層的吸水量與濾積在該段地層對應(yīng)井壁上的同位素載體量和載體的放射性強(qiáng)度三者之間成正比關(guān)系。通過對比同位素載體在

8、地層濾積前、后所測得的伽瑪測井曲線，計算對應(yīng)射孔層位上曲線疊合異常面積的大小，反映了該層的吸水能力，采用面積法解釋各層的相對吸水量，從而可確定注入井的分層吸水剖面。,放射性同位素示蹤法測井,二、放射性同位素的選擇,目前我國各油區(qū)經(jīng)常使用的放射性同位素是131BaGTP微球，其分子式為BaCL3，半衰期11.7d，伽瑪射線能量0.1240.498Mev，微球直徑100300m，呈固態(tài)，密度1.01.06g/cm3。,放射性同位素示蹤法測井,常見放射性同位素物理特征表,放射性同位素示蹤法測井,三、放射性同位素示蹤法測吸水剖面的解釋及應(yīng)用,放射性同位素示蹤法測井,（一）解釋步驟：,繪圖測井曲線深度校

9、正繪制疊合基線繪制疊合曲線繪制施工管柱吸水層位的劃分（異常值若過泥巖段基線值1.5倍，定為吸水層）相對吸水量解釋,放射性同位素示蹤法測井,相對吸水量計算公式： Bi= 100% Bi某層相對吸水量，%； Si某層吸水面積，cm2； 全井吸水面積之和，cm2。,放射性同位素示蹤法測井,（二）放射性同位素示蹤法影響資料解釋精度分析,放射性同位素示蹤法測井,1微球顆粒直徑大小的影響,測井施工使用的放射性同位素131Ba微球，其直徑在100300m之間。而地層在長期注水沖刷以及不斷地改造中（如酸化、壓裂），使地層的原生孔隙及裂縫增大，使得測井時微球不能可靠地吸附在井壁上，特別是當(dāng)注水量大、注水速度高時

10、，微球被推進(jìn)地層的深部，造成了滲透性好、吸水能力強(qiáng)的層位，所測得的放射性同位素曲線幅度變小或無顯示。 因此測剖時，應(yīng)區(qū)分區(qū)塊的巖層特性制造和選用不同粒度徑的同位素微球進(jìn)行施工。目前還沒有針對同位素微球進(jìn)入地層而造成的散失進(jìn)行解釋中的校正模型研究。采用井溫和同位素組合測井，這樣較能正確反映地層的吸水能力。,放射性同位素示蹤法測井,2現(xiàn)場施工的影響,目前應(yīng)廣泛使用井口防噴測井工藝，但有些井井口壓力過高造成儀器下井困難，部分單位在井口放溢流，降低井口壓力，雖然可以加快施工速度，但破壞了正常注水情況下各層吸水的啟動壓力，造成層間干擾，不能真實(shí)反映真實(shí)的吸水剖面情況。,放射性同位素示蹤法測井,3污染影響

11、,（1）油管接箍 （2）偏心配水器和封隔器 （3）油管外壁和套管內(nèi)壁（如死油、管柱局部腐蝕） 出現(xiàn)污染影響后，解釋必須進(jìn)行污染校正。,放射性同位素示蹤法測井,（三）應(yīng)用,1定量測出分層水量 2定性判斷套管漏失點(diǎn)如：文檢2井（吸水剖面） 3可發(fā)現(xiàn)套管竄槽( 如文側(cè)15-40井) 4利用水井注入剖面定性推測產(chǎn)出剖面 （1）吸水剖面基本反映了連通油井同期的產(chǎn)液剖面 （2）油井水淹層明顯地對應(yīng)著主力吸水層 （3）隨著吸水剖面的變化，連通油井產(chǎn)出剖面也相應(yīng)地變化。,放射性同位素示蹤法測井,第三節(jié) 產(chǎn)出剖面測井資料的解釋方法及應(yīng)用,在油井生產(chǎn)過程中，其井內(nèi)和儲層的流體變化是相當(dāng)復(fù)雜的。若想獲得可靠的反映油

12、井變化的產(chǎn)出剖面結(jié)果，除了選擇適當(dāng)測井儀器錄取真實(shí)資料外，還必須建立起適應(yīng)各種測井儀器的處理井下不同流動特性的解釋方法。,產(chǎn)出剖面測井資料的解釋方法及應(yīng)用,生產(chǎn)測井解釋就是從測井曲線中提取井內(nèi)流體流動特性的定性或定量資料。依據(jù)流體力學(xué)的基本原理，井內(nèi)流體流動分析離不開對流速、流體密度、溫度、壓力以及各相介質(zhì)分布型態(tài)等相對關(guān)系的研究。,產(chǎn)出剖面測井資料的解釋方法及應(yīng)用,一、產(chǎn)出剖面測井解釋基礎(chǔ)方法,遞減法是各種測井解釋方法的基礎(chǔ)。即取得各個產(chǎn)液層之間的夾層位置解釋點(diǎn)資料，綜合處理得出各解釋點(diǎn)合層產(chǎn)出結(jié)果（合層產(chǎn)液量、合層產(chǎn)油量、合層產(chǎn)水量及合層產(chǎn)氣量），然后逐層遞減，即可得出分層的油、氣、水產(chǎn)出

13、狀況。,產(chǎn)出剖面測井資料的解釋方法及應(yīng)用,產(chǎn)出剖面測井資料的解釋方法及應(yīng)用,產(chǎn)液狀態(tài)示意圖,具體方法：以油水兩相產(chǎn)出為例,設(shè)儀器測得的各點(diǎn)合層體積流量分別為Q1、Q2、Q3；合層持水率分別為Yw1、Yw2、Yw3。,產(chǎn)出剖面測井資料的解釋方法及應(yīng)用,1計算合層產(chǎn)水量 第一層合層產(chǎn)水量 Qw1=Q1Yw1（m3/d） 第二點(diǎn)合層產(chǎn)水量： Qw2=Q2Yw2（m3/d） 第三點(diǎn)合層產(chǎn)水量： Qw3=Q3Yw3（m3/d）,產(chǎn)出剖面測井資料的解釋方法及應(yīng)用,2計算合層產(chǎn)油量 第一點(diǎn)合層產(chǎn)油量：Q01=Q1（1-Yw1）（m3/d） 第二點(diǎn)合層產(chǎn)油量：Q02=Q2（1-Yw2） 第三點(diǎn)合層產(chǎn)油量：Q0

14、3=Q2（1-Yw3）,產(chǎn)出剖面測井資料的解釋方法及應(yīng)用,在計算合層參數(shù)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用層層依次遞減的方法，求得分層產(chǎn)油量、產(chǎn)水量。 第一層的分層產(chǎn)水量=測點(diǎn)1的合層產(chǎn)水量-測點(diǎn)2的合層產(chǎn)水量，以下各點(diǎn)以此類推。 第一層的分層產(chǎn)油量=測點(diǎn)1的合層產(chǎn)油量-測點(diǎn)2的合層產(chǎn)油量，以下各層以此類推。,產(chǎn)出剖面測井資料的解釋方法及應(yīng)用,以上是油水兩相產(chǎn)出狀況，對于油氣水三相產(chǎn)出油井，確定持水率，持油率或持氣率后，在求得合層產(chǎn)油、氣、水的基礎(chǔ)上，也可同樣用減法求油氣水各層產(chǎn)出量。 遞減解釋方法是獲得產(chǎn)出剖面的基本算法，但所需解釋參數(shù)的取得，如流量、持水率、持油率等，卻依不同井況，選擇不同測井方法而變得復(fù)雜多

15、樣化。,產(chǎn)出剖面測井資料的解釋方法及應(yīng)用,二、產(chǎn)出剖面測井資料的應(yīng)用,產(chǎn)出剖面測井資料的解釋方法及應(yīng)用,1根據(jù)產(chǎn)出剖面資料選擇壓裂層，針對性強(qiáng)，避免選層的盲目性； 2利用井溫剖面資料結(jié)合放射性同位素示蹤技術(shù)及其它測井資料定性判斷壓裂效果和預(yù)測裂縫形成部位。,產(chǎn)出剖面測井資料的解釋方法及應(yīng)用,井溫法主要是根據(jù)在壓裂液進(jìn)入壓裂地層所引起的地溫場的變化來判斷壓裂效果。 而放射性示蹤法是利用向壓裂層段加入示蹤砂，通過測量壓前自然伽瑪曲線和壓后放射性同位素曲線來觀察壓裂效果。,產(chǎn)出剖面測井資料的解釋方法及應(yīng)用,3壓裂效果的定量檢測。用渦輪產(chǎn)量計可達(dá)到此目的。 4可找準(zhǔn)高含水井的高含水層，實(shí)施堵水。 5利

16、用產(chǎn)出剖面資料，采取堵、壓結(jié)合的增產(chǎn)措施，達(dá)到改造油層及解決層間干擾的雙重目的。,產(chǎn)出剖面測井資料的解釋方法及應(yīng)用,第四節(jié) C/O測井,一、測井基本原理,C/O測井,C/O測井又叫非彈性散射伽瑪能譜測井，是利用脈沖中子源向地層發(fā)射14Mev高能快中子，測量這些快中子與地層物質(zhì)的核素發(fā)生非彈性散射放出的伽瑪射線能譜的一種測井方法。,C/O測井,由于快中子與地層中不同核素發(fā)生非彈性散射放出具有不同特征能量的伽瑪射線，例如硅（Si）、鈣（Ca），碳（C）、氧（O）的非彈性散射伽瑪射線能量分別為1.78Mev、3.75Mev、4.43Mev、6.19Mev。對非彈性散射伽瑪射線的強(qiáng)度，就可以確定地層中

17、存在某種核素和它們各自的濃度。,C/O測井,14Mev的高能快中子打入地層后，在10-810-7s時間間隔內(nèi)，主要發(fā)生非彈性散射，發(fā)射非彈性散射伽瑪射線，而后經(jīng)過彈性散射減速變?yōu)闊嶂凶?，被俘獲產(chǎn)生俘獲伽瑪射線。這個過程發(fā)生快中子射入地層后的10-410-3s時間間隔里。,C/O測井,非彈性散射伽瑪能譜測井，根據(jù)不同核反應(yīng)的時間分布，按照時間先后儀器開有脈沖門，俘獲門等測量門，分別接收非彈性散射伽瑪射線和俘獲伽瑪射線。利用多道脈沖幅度分析器進(jìn)行伽瑪能譜分析，分別測量不同能量的非彈性散射伽瑪射線強(qiáng)度和俘獲伽瑪射線強(qiáng)度。,C/O測井,最有意義的是儀器探測的伽瑪射線能量所指示出的碳和氧原子數(shù)目的相對比

18、值。,骨架碳+孔隙空間碳+井眼碳 COR=- 骨架氧+孔隙空間氧+井眼氧,C/O測井,通過代入巖石物理參數(shù)并假定Sw+So=1，可將上式寫成下面的形式：,C(1-)+C（1-Sw）+Bc COR=A- C（1-）+CSw+Bo,C/O測井,式中：COR=碳/氧比值，歸一化到實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)庫的數(shù)值 A=0.75，是Roscot和Grau計算出的常數(shù) C骨架中碳原子的含量 C油氣中碳原子的含量 C骨架中氧原子的含量 C水中氧原子的含量 Bo井眼氧含量 Bc井眼碳含量 Sw含水飽和度 孔隙度,C/O測井,二、C/O測井的應(yīng)用,C/O測井,1、確定含油飽和度So,不同的含油飽和度，碳氧比能譜測井得的C/O

19、是不同的。 根據(jù)C/O，可確定So。,C/O測井,從左圖理論計算的C/O與孔隙度和含油飽和度關(guān)系曲線中可以看出，只有在孔隙度較大的情況下，由C/O確定的So才是比較可靠的。 巖性不同的地層，其C/O和So有不同的關(guān)系曲線，石灰?guī)r的C/O比砂巖的高。,C/O測井,簡單C/O實(shí)驗(yàn)室刻度曲線,2、利用C/O測井曲線值劃分水淹層,含油砂巖和含水砂巖的C/O的相對差別在28%以上，油層水淹后，水淹部分C/O明顯下降。如65-17井。,C/O測井,3、以Si/Ca定性指示巖性,它反映骨架中CaCO3含量的多少；并反映骨架含碳量的多少可作為C/O測井解釋的參數(shù)。,C/O測井,4、確定孔隙度指數(shù)和泥質(zhì)指數(shù),中

20、子與不同的核素產(chǎn)生的俘獲伽瑪射線能量也是不同的，因此，由俘獲門接收并作能量分析，所記錄的氫、鈣、硅以及時鐵的俘獲伽瑪射線的計數(shù)率，可用來計算出孔隙度指數(shù)和泥質(zhì)指數(shù)。,C/O測井,氫的俘獲伽瑪計數(shù)率 孔隙度指數(shù)= （鈣+硅）俘獲伽瑪計數(shù)率,鐵的俘獲伽瑪計數(shù)率 泥質(zhì)指數(shù)= （鈣+硅）俘獲伽瑪計數(shù)率,C/O測井,這里的鈣+硅反映骨架，氫反映孔隙，鐵反映泥質(zhì)（因?yàn)槟噘|(zhì)中含鐵量較高）。,第五節(jié) 中子壽命測井,中子壽命測井也叫熱中子衰減時間測井（TDT），它是通過測量熱中子在地層中的壽命，研究地層對熱中子的俘獲性質(zhì)，從而認(rèn)識地層的一種中子測井方法。,中子壽命測井,一、基本原理,中子壽命測井,由井下儀器的脈

21、沖中子源在井內(nèi)向地層發(fā)射14MeV的快中子，經(jīng)過和地層的原子核發(fā)生非彈性散射和彈性散射逐漸減速成為熱中子，直到被俘獲產(chǎn)生俘獲伽瑪射線。,中子壽命測井,我們已知熱中子壽命的長短和物質(zhì)的宏觀俘獲截面有關(guān)，地層介質(zhì)的宏觀俘獲截面大，熱中子將迅速被俘獲，熱中子壽命就短。巖石的宏觀俘獲截面是巖石中各個核素的微觀俘獲截面的總和。,中子壽命測井,在沉積巖石中，除硼之外，氯核素的微觀俘獲截面比其它核素的大得多。所以巖石宏觀俘獲截面的大小主要取決于氯的含量，即主要取決于地層水的礦化度。地層水的含鹽量越大，則俘獲截面越大，熱中子壽命就越短。所以記錄熱中子壽命或巖石的宏觀俘獲截面能反映地層中含氯量的多少，鹽水層比油

22、層的含氯量大，因此鹽水層有比油層宏觀俘獲截面大得多和熱中子壽命小得多的特點(diǎn)。,中子壽命測井,快中子變成為熱中子以后，熱中子開始向周圍擴(kuò)散。在地層內(nèi)的擴(kuò)散中，地層中某點(diǎn)的熱中子密度N按指數(shù)規(guī)律依下式隨時間衰減。,中子壽命測井,式中N0-開始衰減時的熱中子密度； N-經(jīng)過時間T的熱中子密度； -巖石的熱中子壽命 s;,因?yàn)樵谌魏螘r刻存在的俘獲伽瑪射線的強(qiáng)度都是與儀器周圍的熱中子密度成正比，所以測量俘獲伽瑪射線強(qiáng)度或熱中子的密度，都可以求得地層的熱中子壽命或巖石的宏觀俘獲截面。,中子壽命測井,在兩次發(fā)射脈沖中子之間，在俘獲伽瑪射線強(qiáng)度隨時間按指數(shù)規(guī)律衰減的時間范圍內(nèi)，選取兩個適當(dāng)?shù)难舆t時間T1和T2。分別在T1和T2時間段內(nèi)（T1和T2測量時間門）測量熱中子被俘獲所放出來的俘獲伽瑪射線的強(qiáng)度，按照上述公式，T1時間和T2時刻的俘獲伽瑪射線計數(shù)率分別為：,中子壽命測井,將式除以式則得到,中子壽命測井,T1和T2是已知的，測量得到N1、N2，再由中子壽命測井儀的專用計算線路，計算得到熱中子壽命T線宏觀俘獲截面。沿井身測量則會得到或的測井曲線。,