CN103643942A - 高含水水平井出水部位同位素标记测试方法 - Google Patents

高含水水平井出水部位同位素标记测试方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高含水水平井出水部位同位素标记测试方法，所述的方法依次包括步骤：a、同位素释放装置中的同位素被固化在水溶性载体内；b、将同位素释放装置与油管连接并下至井的水平段；c、载体在井底水中溶解释放同位素，同位素释放速度与水体流速成一定比例关系；d、启动采油泵，开始生产测试；e、在地面对采出水持续进行γ谱分析，通过所检获同位素的种类和特征含量反演高含水水平井的出水部位。本发明由于采用油管传输同位素释放装置，可克服各种井眼轨迹和井筒条件限制，降低了作业风险；本发明可在检泵作业时完成，不需封隔器、桥塞、井下开关等工具的配合，可降低平台占用时间，从而节省了测井费用。

Description

高含水水平井出水部位同位素标记测试方法
技术领域
本发明属于石油测井装置技术领域，具体涉及一种高含水水平井出水部位同位素标记测试方法。
背景技术
准确的出水部位诊断（业内也称为找水测试）是高含水水平井控水稳油的基础和关键，也是国内外水平井生产和管理当中的老大难问题。现阶段只能依赖国外的“井下爬行器+持率仪+多参数仪器”电缆测试方法。但是通过应用发现，该方法也存在水平井复杂钻井轨迹内下不去、复杂井筒内过不去、测试费用高昂，国内公司难以规模应用以及适用范围不广等不足；加之施工难度大、作业风险高，导致大量高含水水平井的出水问题长期得不到解决，被迫带病生产、甚至停井废弃,经济损失异常严重。
发明内容
为了克服已有技术中高含水水平井出水部位测试中的实施难度大、费用高的不足，本发明提供一种高含水水平井出水部位同位素标记测试方法。
本发明的高含水水平井出水部位同位素标记测试方法，依次包括如下步骤：
a、将同位素释放装置中的同位素固化在水溶性载体内；
b、将同位素释放装置与油管连接并下至井的水平段；
c、水溶性载体在井下水平段的水中溶解释放同位素，同位素释放速度与水体流速成一定比例关系；
d、在同位素释放装置下井完成后，试抽6-12小时排除井内积液和延滞效应后停泵，打开井下的同位素释放装置，再启动采油泵，开始生产测试；
e、在地面对采出水持续进行γ能谱分析，通过所检获同位素的种类和特征含量来分析高含水水平井的出水部位。
所述的步骤a中的同位素为Ru、Sr、Ta。
所述的步骤a中的水溶性载体为NaCl。
所述的步骤a中的同位素释放装置包括连接头、喇叭收集口、进水流向槽、载体安装槽、载体释放腔、出水流向槽；其连接关系是，所述的载体安装槽两端通过螺纹与连接头固定连接，在连接头与载体安装槽构成的环状筒体外依次固定设置有环状相通的进水流向槽、载体释放腔、出水流向槽，所述的进水流向槽的进口处设置有喇叭收集口。所述的连接头、载体安装槽、进水流向槽、载体释放腔、出水流向槽为同轴心设置。
本发明中的步骤a中的同位素释放装置的载体安装槽两端通过螺纹与连接头连接，水流通过喇叭收集口收集，经进水流向槽到释放腔，冲刷载体，并把溶解了同位素的溶液经出水流向槽排放到油管外侧的水平段。
本发明的方法是基于高含水水平井的流动特征来进行测试，在水平井“单一部位出水、多部位混合出水”等各种情况，在多个产段的下游，通过油管布放同位素释放装置，并使产出水按“环空—井底—油管—地面”的一致方向流动，采用γ探测器和谱仪在地面检测采出水中所携带的同位素种类和特征含量，来捕捉高含水水平井的流动特征、并分析出水部位。
将同位素（A）、（B）、（C）固化在水溶性载体内。
携带同位素的载体分别可在水中溶解释放同位素（A）、（B）、（C），释放速度与水体流速成一定比例关系。
载体安装在同位素释放装置内，装置入井时，同位素释放装置的两端连接油管，可通过蹩压方式打开同位素释放装置。
采用油管传输方式，在水平井内下入数个同位素释放装置，分别布放在多个产段的下游。
装置采用油管联接采油泵、套压阀、封隔器、同位素释放装置和水平井球座。装置末端下至井底，在测试时，使油藏产出水按“油管外环空—井底—油管—地面”的一致方向流动。
本发明的有益效果是：
1.本发明中由于同位素释放装置安装在油管上，可依靠油管的刚性来传输和推送，可施加不超过60吨的提升力。从而容易克服各种井眼轨迹和井筒条件限制。同时，遇阻更易于事故处理。
2. 本发明中采用的同位素固态封装入载体、载体随水体流动释放同位素等手段，使本发明不需要电缆供电和信号上传，摆脱了电缆测试方法所受的限制。
3. 本发明中采用γ解谱来分析采出水中的同位素种类和特征含量，相对于常规化学检测方法，具有可持续检测、无需人工取样、测量精度高等特点。
4.相对于电缆测试方法，本发明中可在水平井检泵作业时完成，不需要单独安排测井设备和测井时间，可降低在海洋油田测试中的平台占用时间，并节省1次以上的起下作业和控水措施准备时间。
5.相对于机械测试方法，本发明中由于采用了对油井的流动特征进行测试，不需要封隔器、桥塞、井下开关等工具的配合,简化施工步骤、可降低在海洋油田测试应用中的平台占用时间和施工风险，并节省1次以上的起下作业和控水措施准备时间。
6.相对于电缆测试方法，本发明中可连接油田各种采油设备，对非自喷水平井实施随泵生产测试，不需要液氮排液设备配合。
7. 本发明中由于采用了对油井的流动特征进行测试，不但可应用于水平井，也可应用于直井。
附图说明
图1为本发明的高含水水平井出水部位同位素标记测试方法中的井下装置连接示意图；
图2 为本发明中的同位素释放装置结构示意图；
图中：1.采油泵    2.套压阀     3.封隔器     4.同位素释放装置     5.水溶性载体A    6.水溶性载体B    7.水溶性载体C    8.水平井球座     9. 油管     10.连接头     11.喇叭收集口     12.进水流向槽     13.载体安装槽     14.载体释放腔     15.出水流向槽。 
具体实施方式
以下结合附图对本发明作详细描述
实施例1：
图1为本发明的高含水水平井出水部位同位素标记测试方法中的井下装置连接示意图，图2 为本发明中的同位素释放装置结构示意图。在图1、图2中，结合测试实例，对本发明的测试过程进行说明。但是，本领域技术人员应该知晓的是，本发明不限于所列出的具体实施方式，只要符合本发明的精神，都应该包括于本发明的保护范围内。
本发明的测试过程包括：测试装置组装、油管传输下入、生产测试三个过程。
测试装置组装：将含有同位素A的水溶性载体A5、含有同位素B的水溶性载体B6、含有同位素C的水溶性载体C7分别安装在同位素释放装置内。
油管传输下入：按下井顺序，用油管9依次连接水平井球座8、同位素释放装置4、封隔器3、套压阀2、采油泵1，采用油管9传输方式下入井内，如图1所示。
生产测试：座封封隔器3，采油泵1试抽6-12小时，排除井内积液和延滞效应后停泵。套管打压打开同位素释放装置4，采油泵1开始投产，井口采出水进行γ能谱分析后进站。根据所检获的同位素种类和特征含量，结合水平井地质数据进行出水部位的诊断。
本发明中的同位素释放装置包括连接头10、喇叭收集口11、进水流向槽12、载体安装槽13、载体释放腔14、出水流向槽15，其连接关系是：所述的载体安装槽13两端通过螺纹与连接头10固定连接，在连接头10与载体安装槽13构成的环状筒体外依次固定设置有环状相通的进水流向槽12、载体释放腔14、出水流向槽15，所述的进水流向槽12的进口处设置有喇叭收集口11；所述的连接头10、载体安装槽13、进水流向槽12、载体释放腔14、出水流向槽15为同轴心设置。水流通过喇叭收集口收集，经进水流向槽到释放腔，冲刷载体，并把溶解了同位素的溶液经出水流向槽排放到油管外侧的水平段。
在本实施例中，共设置有三个结构相同的同位素释放装置，同位素释放装置4是其中一个。三个同位素释放装置中分别安装含有同位素A的水溶性载体A5、 含有同位素B的水溶性载体B6、 含有同位素C的水溶性载体C7,在上述三个水溶性载体中的同位素A、B、C分别为Ru、Sr、Ta。
结合高含水水平井的单个产段出水的实例，对该方法的测试原理进行说明。
高含水水平井的出水问题，是油藏在天然因素和人工因素的共同作用下，导致驱油水体在水平段内的某个产段出现了突破。从而对其他产段产生了强烈干扰，造成水平井生产出现高含水和原油产量的剧烈下滑甚至为零，即水平段的局部产段大量采出水，而其他产段无产出或产出极少。
通过本发明的方法，在多个产段的下游布放同位素释放装置，则这种高含水水平井的流动特征，可通过对采出水中的同位素种类和特征含量来进行捕捉和分析。
例如，在趾部出水、跟部和中部无产出情况。沿水平段的跟部、中部和趾部三个产段的下游布放三个同位素释放装置4。因为跟部和中部产段无产出，在跟部和中部溶解释放的同位素A、B将因为没有流动，而无法被携带到地面。γ检测将会检测出同位素C和其特征含量，而同位素A、B将检测不到，由此可根据检测结果对照地质数据可对出水部位进行诊断。
在中部出水、跟部和趾部无产出情况。跟部溶解释放的同位素A将因为没有流动，而无法被携带到地面。而中部的产出水沿着“油管外环空-井底-油管-地面”的流动过程中，除了携带中部溶解释放的同位素B以外，还将携带趾部溶解释放的同位素C。由于载体的同位素释放速度与流速成比例、以及产出水从中部向趾部的流动为同一流速。在地面的γ检测将会检测出同位素B、C和近似相同的特征含量，而同位素A将检测不到，由此可根据检测结果对照地质数据对出水部位进行诊断。
在跟部出水时，中部和趾部无产出情况。跟部的产出水沿着“油管外环空-井底-油管-地面”的流动过程，除了携带跟部溶解释放的同位素A以外，还将携带中部、趾部溶解释放的同位素B、C。由于载体释放同位素的速度与流速成比例、以及产出水从“跟部—中部--趾部”为同一流速，γ检测将会检测出同位素A、B、C和近似相同的特征含量，由此可根据检测结果对照地质数据对出水部位进行诊断。
结合高含水水平井的多个产段出水的实例，对该方法的测试原理作进一步说明。
在中部和趾部出水、跟部无产出的情况。中部和趾部的产出水沿着“油管外环空-井底-油管-地面” 的流动过程，在单位时间内中部和趾部出水量的加合，将造成趾部流速大于中部流速，在地面的γ检测将会检测出同位素 B、C和两者的特征含量差异，且同位素C的特征含量会大于同位素B的特征含量。由此可根据检测结果对照地质数据对出水部位进行诊断。
本发明的高含水水平井出水部位同位素标记测试方法中的井下装置连接中，井下的同位素释放装置的数量可根据井下水平段油层的数量进行确定，并在水溶性载体中放置不同的同位素。
本发明中的高含水水平井为出水量达到85%的油井。

Claims (4)

1.一种高含水水平井出水部位同位素标记测试方法，其特征在于：所述的方法依次包括如下步骤：
a、将同位素释放装置中的同位素固化在水溶性载体内；
b、将同位素释放装置与油管连接并下至井的水平段；
c、水溶性载体在井底水中溶解释放同位素，同位素释放速度与水体流速成一定比例关系；
d、在同位素释放装置下井完成后，试抽6-12小时排除井内积液和延滞效应后停泵，从采油树套管加压5MPa，打开井下的同位素释放装置，启动采油泵，开始生产测试；
e、在地面对采出水持续进行γ能谱分析，通过所检获同位素的种类和特征含量来分析高含水水平井的出水部位。
2.根据权利要求1所述的高含水水平井出水部位同位素标记测试方法，其特征在于：所述的步骤a中的同位素为Ru、Sr、Ta。
3.根据权利要求1所述的高含水水平井出水部位同位素标记测试方法，其特征在于：所述的步骤a中的水溶性载体为NaCl。
4.根据权利要求1所述的高含水水平井出水部位同位素标记测试方法，其特征在于：所述的步骤a中的同位素释放装置包括连接头（10）、喇叭收集口（11）、进水流向槽（12）、载体安装槽（13）、载体释放腔（14）、出水流向槽（15），其连接关系是：所述的载体安装槽（13）的两端分别通过螺纹与连接头（10）固定连接，在连接头（10）与载体安装槽（13）构成的环状筒体外依次固定设置有环状相通的进水流向槽（12）、载体释放腔（14）、出水流向槽（15），所述的进水流向槽（12）的进口处设置有喇叭收集口（11）；所述的连接头（10）、载体安装槽（13）、进水流向槽（12）、载体释放腔（14）、出水流向槽（15）为同轴心设置。
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