CN113356838A - 分布式光纤精细注入剖面测井方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种分布式光纤精细注入剖面测井方法，包括以下步骤：关闭井口，暂停对井内注入介质；井深校正；初始关井；第一次注入介质；第二次注入介质；关井回暖；起出光缆，测井结束。本发明采用的分布式光纤精细注入剖面测井方法，测量井筒流体的注入和流出量的温度变化，通过建立流体径向热损失的热力学关系，计算介质质量的一种热流示踪的测量方法，能够精确识别注入井的微吸层，实现一次下井既测量流动剖面也测量全井筒的窜层、串槽和漏失，能够实现多种注入介质注入井的剖面精细评价，解决注入剖面测井常规技术存在的放射性污染、启动排量高的问题，同时也能够解决大孔道、裂缝井、深穿透射孔井等剖面测不准的问题。
Description
技术领域
本发明属于油田开发动态监测技术领域，涉及一种分布式光纤精细注入剖面测井方法。
背景技术
在注水、注聚合物、注气体开发的油田，测量注入井进入不同地层的注入介质 量的测井方法称为注入剖面测井。常用的方法有放射性核素示踪法(测量液态的注 入介质)、流量计法(计量液态和气态注入介质)、氧活化活化水流法(测量管内 或管外注入介质)。放射性示踪法把携带放射性核素的载体与井筒内的注入水配成 活化悬浮液，选择放射性核素载体的粒径略大于岩石孔隙直径，当地层吸液时放射 性载体滤积在井壁地层表面。此时记录的伽马射线强度与注入前的伽马射线强度的 差值，将反映该地层的注入量的大小，通过对比注入示踪剂前后测得的自然伽马曲 线，即可得出各注水层的注水量。流量计法是通过记录各分层注入量获得注入剖面。 部分油田开采已经进入三次采油阶段，通过注聚合物、注气体等多种介质，进一步 提高采收率，其剖面的测量方法也主要应用放射性核素示踪法和流量计法。氧活化 法是通过测量注入介质中被活化的氧原子发射的伽马射线来计算流动速度、计算各 层流量从而反映流动剖面，该技术对大孔道和管外流测量适应性好，但使用Ⅳ类放 射性装置中子管，也属于放射性作业，氧活化测井是一种新的测量水流速度的测井 方法。井下仪器由两部分组成：中子发生器和特征Υ射线探测器。中子发生器发射中子，使井筒内水溶液中的氧元素活化，放射出高能量伽马射线，如果水流动，Υ 射线探测器就可以测出流动水伽马射线的变化，进而测出水的流速。其测量活化水 流的特点能解决同位素沾污严重的配注水井的注入剖面，实现精细剖面测量。氧活 化也能测量管外窜流，实现过油管测环套流量。氧活化测井测量活化水流的Υ射线， 所以其启动排量高，单层流量在15m3以上才能有效测量，而且其定量解释需确认 流体在井下的流经空间。
在油田放射性同位素示踪注入剖面测井需要使用非密封性放射性同位素，存在环境和井筒的放射性污染。在测量过程中，放射性同位素的沉淀和粘污，降低了同 位素微球进层率，对单层注入量低于5m3携颗粒流动能力差的井适应性较差，微吸 层识别能力差，难以采集合格的注入剖面测井资料。同位素示踪法通过测量目的层 注入前后伽马射线强度差值即目的层放射性包罗面积来计算注入量，导致无法实现 层内分层，不能精细评价注入剖面。对于大孔道、裂缝井由于同位素颗粒进入地层 超过探测深度难以测量，也无法探测到真实的剖面。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术的缺点，提供一种分布式光纤精细注入剖面测井方法。
解决上述技术问题所采用的技术方案是：分布式光纤精细注入剖面测井方法， 包括以下步骤：
S1，关闭井口，暂停对井内注入介质；
S2，井深校正：在光缆的首端、中间部位、尾端分别进行热加工及温度标记， 将光缆的尾端下放至井底、光缆的首端放置于井口、光缆的中间部位放置于井中， 通过深度计量装置读取光纤下降的长度，光缆下降的长度即为井的深度；
S3，初始关井：关闭井口后，分布式光纤测温系统采集全井段的井温数据，求 取拟地温梯度曲线；
S4，第一次注入介质：井内注入介质后，分布式光纤测温系统采集全井段的井 温数据；
S5，第二次注入介质：井内注入多于S4中的介质流量后，分布式光纤测温系 统采集全井段的井温数据；
S6，关井回暖：关闭井口后，分布式光纤测温系统采集全井段井温数据，求取 单井注入剖面；
S7，起出光缆，测井结束。
本发明的介质为：水或高分子化合物或气体。
本发明的气体为CO2或N2或空气。
本发明的S5中注入的介质流量为S4中注入介质流量的1.5～2倍。
本发明的S2中的深度计量装置为绞车深度计量装置。
本发明的有益效果如下：
(1)本发明采用的分布式光纤精细注入剖面测井方法，测量井筒流体的注入 和流出量的温度变化，通过建立流体径向热损失的热力学关系，计算介质质量的一 种热流示踪的测量方法，能够精确识别注入井的微吸层，实现一次下井既测量流动 剖面也测量全井筒的窜层、串槽和漏失，能够实现多种注入介质注入井的剖面精细 评价，解决注入剖面测井常规技术存在的放射性污染、启动排量高的问题，同时也 能够解决大孔道、裂缝井、深穿透射孔井等剖面测不准的问题。本发明适用于注水 井、注CO2驱、空气泡沫驱、聚合物驱等区块的注入剖面监测。
(2)本发明采用光缆测注入剖面，无放射性，能够在一定范围内取代目前的 放射性同位素示踪法，实现绿色环保施工。
(3)本发明现场作业工艺简单，测井过程静止状态测量，不会对井筒温度场 产生扰动破坏，数据真实可靠。
(4)本发明的光缆外径为3.5～12mm，光缆的通过性高，解决常规测井仪器 遇阻、遇卡问题，提高下井成功率。
附图说明
图1本发明一个实施例的流程示意图。
图2是本发明实施例1的某井井筒在水井初始关井、第一次注水、第二注水、 关井回暖的温度响应2D图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释 本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本实施例分布式光纤精细注入剖面测井方法包括以下步骤：
S1，关闭井口，暂停对井内注入介质；
S2，井深校正：在光缆的首端、中间部位、尾端分别进行热加工及温度标记， S2中光缆外径为3.5～12mm，将光缆的尾端下放至井底、光缆的首端放置于井口、 光缆的中间部位放置于井中，通过深度计量装置读取光纤下降的长度，深度计量装 置为绞车深度计量装置，光缆下降的长度即为井的深度：
光缆下放入井过程中，下放光缆至井口处将光缆加热并记录其深度为零点深 度，继续下放光缆入井内1000米后再将井口处光缆加热并标记其深度，在光缆下 放至井底后再将井口处光缆加热标记其深度，通过这样的方式将光缆长度转化为井 深，再通过温度的异常偏移再次进行目的层确认，确保光缆深度真实可靠。
S3，初始关井：关闭井口后，分布式光纤测温系统采集全井段的井温数据，按 照井深每增加100米温度实际升高的度数，得出一条温度随着井深变化的地温梯度 曲线，分布式光纤测温系统是一种用于实时快速多点测温和测量空间温度场分布的 传感系统，光纤不仅起感光作用，而且起导光作用，利用光纤后向拉曼散射的温度 效应，可以对光纤所在的温度场进行实时的测量，利用光时域反射技术可以对测量 点进行精确定位；
S4，第一次注入介质：井内注入介质后，分布式光纤测温系统采集全井段的井 温数据，介质为水或高分子化合物或气体，气体为CO2或N2或空气；
S5，第二次注入介质：井内注入多于S4介质的体积后，注入的介质流量为S4 中注入介质流量的1.5～2倍，分布式光纤测温系统采集全井段的井温数据，介质 为水或高分子化合物或气，气体为CO2或N2或空气；
S6，关井回暖：关闭井口后，分布式光纤测温系统采集全井段井温数据；
S7，起出光缆，测井结束。
实施例1
发明人于2019年10月12日至14日在某井成功开展了分布式光纤测温系统测 井作业，作业过程共持续56小时，某井为中石化某采油厂辖内注水井，该井射孔 段覆盖长21上下两段油水同层段，储层跨度17.8m，射开层段岩性以砂岩为主，两 段间为厚度0.5m左右的泥岩：上段储层厚度2.4m，平均孔隙度19.3％，平均渗透 率30.0mD；下段储层厚度14.8m，平均孔隙度15.21％，平均渗透率8.27mD，如表 1、2所示。
表1某井基础数据表
表2某井解释结论及岩性分布表
某井2012年12月由生产井转注长2层位，至今注水时间超过6年，结合近期 水井注水动态，某井注入量稳定在20m3/d～30m3/d左右的区间。在注入量变化 不大的情况下，随注水时间延长水井油压与套压呈上升趋势，自2017年初至今， 水井油压由5.0MPa逐步上升至9.7MPa，水井套压由4MPa上升至9.7MPa。当前单 井日注水量在20m3/d～30m3/d左右，井口油压9.7MPa，井口套压9.3MPa。
分布式光纤测温系统工具下入过程中标定与校正工具深度，并最终将工具下至1544.8m(测深)。工具下至目的层段后关井测量拟地温梯度曲线，后开井连续测 量30m3/d及60m3/d不同注入量下的温度响应数据，测量时间分别持续5小时与 4.5小时，后关井12小时并获取相应的温度响应数据，作业结束后基于关井回暖条 件下获取的温度响应数据开展分布式光纤测温系统测井解释，并求取了注水井吸水 剖面的分布。
(1)确定测温时间节点：电缆下至预定深度后对路35-38井分四个步骤测量 井筒温度，如表3所示。初始阶段关井测量温度，求取拟地温梯度曲线；开井以两 级流量级别注入冷水，不同层段吸水强度不同造成井筒附近地层温度差异性下降。 末段关井测量温度回暖，用于后续数据解析求取单井注入剖面。
表3某井分布式光纤测温系统温度测量时间节点
(2)井深校正：在光缆的首端、中间部位、尾端分别进行热加工及温度标记， 将光缆的尾端下放至井底、光缆的首端放置于井口、光缆的中间部位放置于井中， 通过深度计量装置读取光纤下降的长度，光缆下降的长度即为井的深度。
(3)由分布式光纤测温系统测试得到关井、不同注入量开井及最终关井状态 下的全井筒温度响应剖面。
如图2所示，水井初始关井阶段，随关井时间延长，井筒温度剖面逐渐趋于稳 定，井底温度稳定在38℃左右。由于该注水井注水时间长(>6a)，井底吸水层段 附近温度呈负偏移。开井注水，先后用30m3/d流量与60m3/d流量注水，井底 温度逐渐下降并分别稳定在34.6℃与31.6℃左右，吸水层段温度负偏移现象显著。 关井回暖阶段井筒温度逐渐上升并趋于稳定，井底温度逐渐稳定在36.5℃～ 37.6℃左右，井筒回暖阶段主要吸水层段温度存在明显负偏移。
分析射孔层段附近温度响应数据，初始关井阶段随关井时间延长，井筒温度剖 面逐渐趋于稳定，井底温度稳定在38℃左右。由于该注水井注水时间长(>6a)， 井底吸水层段附近温度呈负偏移。用30m3/d及60m3/d流量开井注水阶段温度 逐渐降低并分别稳定在34.6℃与31.6℃左右。关井回暖阶段，主要吸水层段温 度上升速度明显低于上下相邻层段，温度负偏移现象明显。
(3)确定吸水位置段：分析关井回暖阶段的温度响应剖面，目的层段附近温 度存在明显负偏移，至测试结束，目的曾段附近非吸水段温度回升至37.8℃左右， 吸水段温度回升至33.8℃左右，温度差达到4℃左右，回温效应显著。注水阶 段主要吸水层段吸水强度大，注入冷水对地层的冷却作用明显。吸水强度越大、吸 水量越多的层段温度回升速度越慢；吸水强度越小或不吸水层段温度梯度大，温度 回升速度快。由注水井回暖数据做定性分析，某井吸水等段主要集中在1517.8m～ 1537.0m的区间。
(4)吸水剖面分布：将地下注入量折算至地面条件，得到注水井吸水剖面的 分布，如表4所示，注入量为60m3/d时，下部射孔段为主要吸水层位，吸水比例 达到83.8％；上部层段吸水量较少，吸水比例为16.2％。对比吸水强度，上段吸水 强度明显低于下段吸水强度值。
表4某井吸水剖面分布表
综上所述，结合不同测试阶段温度响应特征，在定性分析基础上定量分析得到 某井吸水剖面分布特征。某井下部射孔段为主要吸水层位，吸水比例达到83.8％； 上部层段吸水量较少，吸水比例为16.2％。对比吸水强度，上段吸水强度明显低于 下段吸水强度值。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种分布式光纤精细注入剖面测井方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，关闭井口，暂停对井内注入介质；
S2，井深校正：在光缆的首端、中间部位、尾端分别进行热加工及温度标记，将光缆的尾端下放至井底、光缆的首端放置于井口、光缆的中间部位放置于井中，通过深度计量装置读取光纤下降的长度，光缆下降的长度即为井的深度；
S3，初始关井：关闭井口后，分布式光纤测温系统采集全井段的井温数据，求取拟地温梯度曲线；
S4，第一次注入介质：井内注入介质后，分布式光纤测温系统采集全井段的井温数据；
S5，第二次注入介质：井内注入多于S4中的介质流量后，分布式光纤测温系统采集全井段的井温数据；
S6，关井回暖：关闭井口后，分布式光纤测温系统采集全井段井温数据，求取单井注入剖面；
S7，起出光缆，测井结束。
2.根据权利要求1所述的分布式光纤精细注入剖面测井方法，其特征在于：所述的S2中光缆外径为3.5～12mm。
3.根据权利要求1所述的分布式光纤精细注入剖面测井方法，其特征在于：所述的介质为：水或高分子化合物或气体。
4.根据权利要求3所述的分布式光纤精细注入剖面测井方法，其特征在于：所述的气体为CO2或N2或空气。
5.根据权利要求1所述的分布式光纤精细注入剖面测井方法，其特征在于：所述的S5中注入的介质流量为S4中注入介质流量的1.5～2倍。
6.根据权利要求1所述的分布式光纤精细注入剖面测井方法，其特征在于：所述的S2中的深度计量装置为绞车深度计量装置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20210907 |