電磁流量與示蹤相關流量組合測井儀及其應用

單宏寬 柴金剛 勞鵬程 單福軍 劉慧東

大慶油田 測試技術服務分公司研發中心 （黑龍江 大慶 163453）

電磁流量與示蹤相關流量組合測井儀及其應用

單宏寬 柴金剛 勞鵬程 單福軍 劉慧東

大慶油田 測試技術服務分公司研發中心 （黑龍江 大慶 163453）

在對電磁流量與示蹤相關流量組合測井儀的基本原理、井下儀器結構、儀器工作方式、技術指標等內容進行詳細闡述的基礎上，進一步運用測井實例分析了電磁流量與示蹤相關流量組合測井儀能把電磁流量計、示蹤相關流量計、同位素吸水剖面測井儀組合到一起，使附加井溫、壓力、磁性定位等參數相互印證，得出準確的綜合解釋結果,從而為油田監測提供準確可靠的測井資料，具有一定的現實意義。

電磁流量計 示蹤相關流量計 測井儀 注入井

注聚采油是大慶油田三次采油提高采收率增產的重要舉措之一，目前大慶油田聚驅原油年產量已達一千多萬噸。大批注水井改為注聚井，同時在采油井周圍增加了大量新鉆的注聚井，因此注聚井注入剖面測試問題成為油田動態監測的重要問題之一。隨著油田開發的需要和采油工藝技術的不斷發展，聚驅油田注入井的注入液種類越來越多，粘度差異也較大，注入管柱更是多種多樣,單一的電磁流量計、同位素吸水剖面測井儀、示蹤相關流量計等測井方法已不能滿足目前注聚井測試的需要，需要研制一種組合測井儀，進行綜合測井。

電磁流量與示蹤相關流量組合測井儀的結構及原理

1 電磁流量與示蹤相關流量組合測井儀的結構

電磁流量與示蹤相關流量組合測井儀結構如圖1所示。自上而下依次為上扶正器、固體顆粒同位素釋放器、液體同位素釋放器、遙測四參數短節（含磁性定位器、井溫、壓力、伽馬）、下伽馬儀短接、下扶正器、電磁流量計。上扶正器、下扶正器可保證儀器居中[1]；磁性定位器可確定儀器的深度;遙測四參數短節中的伽馬儀和固體顆粒同位素釋放器共同組成同位素示蹤注入剖面測井系統,用于分層流量的測量[2];上下伽馬儀和液體同位素釋放器組成示蹤相關流量測井系統，可用于油管外流量的測量[3]；電磁流量計進行油管內流量的測量。溫度、壓力作為環境條件測量參數。

該組合儀短接的接口采取絲扣套式結構，連接方便，不易脫扣，既繼承了原各測試短接的優點，又對組合儀的總體結構進行了優化，既縮短了原儀器串長度，又提高了各短接的可靠性。

2 技術指標

本組合儀的標定是在大慶油田測試分公司模擬井實驗室進行的。經檢驗，儀器的主要技術指標為：

（1）耐溫：125℃；

（2）耐壓：60MPa；

（3）外徑：38mm；組合儀全長儀器6.8m；

（4）電磁流量計：2m3/d～500m3/d±5%；

（5）溫度計：0℃～125 ℃±1℃；

（6）壓力計：0.1MPa～60MPa，優于 0.5 級。

3 測量原理

電磁流量與示蹤相關組合測井儀根據優勢互補的原則，把電磁流量計、示蹤相關流量計、同位素吸水剖面測井儀組合到一起，發揮各流量計的優點，進行注入剖面組合流量測井，并附加井溫、壓力、CCL參數，采用遙測技術，一次性下井，可同時錄取油管內電磁流量、油套空間內的示蹤性相關流量及同位素吸水剖面、井溫、壓力、磁性定位等六參數測井資料。利用電磁流量計在管內點測流量精度高、穩定性好的特點，可準確地測量注入管柱內的流量[4]；利用示蹤相關流量計能夠測量管外流量的特點，可測量流入注入點后流量的分配情況；發揮各流量計短接的優勢，進行組合流量測井，測井資料能相互印證,進而給出較準確的綜合解釋結果,特別是采用電磁流量、放射性相關流量、井溫資料與同位素吸水剖面測井資料進行對比,提高了解釋精度及準確性[5]。

4 解釋方法及軟件

（1)解釋方法

采用電磁流量與示蹤相關綜合解釋方法，對其中解釋參數進行互相校正，從而消除了管徑變形對流量的影響，具體解釋由軟件來實現。

首先進行電磁流量解釋，解釋采用的是積分法，根據其結果確定參數，然后進行示蹤相關解釋，對于示蹤相關則采用相對復雜重心相關法代替以前的尋峰法，從而消除了儀器擾動對測量精度的影響，使測量精度有所提高。

（2)解釋流程及軟件

圖2為解釋軟件流程圖，其中電磁流量解釋采用積分法，示蹤相關解釋采用重心相關法。

圖3為部分軟件顯示界面，軟件可在Windows 98/XP系統下運行，操作方便，能提高工作效率；數據可在現場解釋處理，使結果更貼合實際，從而提高解釋精度及效率，增加測井數據預處理功能，有效去除干擾，進一步提高測井資料解釋的準確性。

測井實例及其應用效果

電磁相關組合儀是把多種參數結合到一起，其資料能相互印證，解釋精度及準確性較高，適于介質為聚合物和水的注入剖面測井。為保證測量解釋的準確程度,共計進行80井次的現場試驗,其中聚驅井70口,注水井10口。在80井次實驗中,因示蹤液遇阻及井下儀故障等原因,測成76口,成功率95%。

通過現場試驗，驗證了測井儀在結構設計、制造工藝上的合理性及數據采集、信號傳輸等工作性能的可靠性，以及儀器的穩定性、重復性和可靠性，并檢驗了儀器的技術性能指標，確定了解釋模型中的系數，其中60口現場試驗的測井資料已被地質部門采用，創產值240余萬元，取得了可觀的經濟效益。

1 測井實例一

北1-XXX，該井實注流量120m3/d，井口壓力14MPa，被測流體為聚合物。測量井段為1 028～1 053m，該井段有二級配水器，第一級配水器內有4個吸水層，分別位于配水器的正對或下方，層間距大于0.5m,且正對的層位可通過間接測量測得，適于示蹤相關流量測井及同位素吸水剖面測井。而第二級配水器內有3個吸水層，分別位于配水器的上方，層間距較大，由于該配水器位于整個配水管柱的下端，相關測井受油管與油套空間示蹤液體重疊影響較小，也適于示蹤相關流量測井及同位素吸水剖面測井。

利用電磁流量計測得管內總流量為120m3/d，第一、第二級配水器的相對注入量分別為25%和75%，而利用同位素吸水剖面測得相對注入量分別為36%和64%，兩測試結果主吸水層一致，差異的主要原因是同位素吸水剖面測井受沾污不同的影響，使其解釋結果存在一定誤差，同位素吸水剖面測井結果需補充校正。由于本井同位素吸水剖面測井結果受影響的因素較多，以電磁流量計、示蹤相關測井測試結果解釋較為合理。通過與地質部門驗證，該結果與所對應的受益的產出井的產出液量相一致，主產層為第二級配水器下端的PI7，而非第一級配水器上端的PI2（4）。圖4為北1-XXX井組合測井儀綜合解釋成果圖。

2 測井實例二

北2-XXX，該井實注流量97m3/d，井口壓力12.9MPa，被測流體為聚合物。測量井段為北2-XXX，該井實注流量97m3/d，井口壓力 12.9MPa，被測流體為聚合物。測量井段為1 048.5～1 065m，該井段有二級配水器，第一級配水器內有1個吸水層，位于配水器的下方，配水器水嘴距吸水層1.2m，適于示蹤相關流量計進行油套空間內測井，可對該吸水層細分測試，按試驗設計劃分為4個吸水層；而第二級配水器內有2個吸水層P12、P12-3，分別位于配水器的上方，由于該配水器位于整個配水管柱的下端，相關測井受油管與油套空間示蹤液體重疊影響較小，也適于示蹤相關流量計進行油套空間內測井，并對厚層吸水層P12-3進行細分測試。經分析該井適宜示蹤相關流量測井。

利用電磁流量計、測得管內總流量為97m3/d，第一、第二級配水器的相對注入量分別為38.1%和61.9%；而利用同位素吸水剖面測得相對注入量分別為0%和100%，兩者相差較大，經分析認為其主要原因是配制的示蹤劑黏度過大，以至于同位素抱團，共同流入第二級配水器；經過與地質部門驗證：第一級配水器對應的吸水層SⅢ10-2是滲透性較好的吸水層，為主力吸水層，對應的產出井也為主力產層，由此證明同位素吸水剖面測試的結果有誤；根據優勢互補的原則，其測量結果需補充校正。圖5為北2-XXX井電磁流量計與示蹤相關流量組合測井儀同位素吸水剖面解釋成果圖及綜合解釋成果圖。

通過現場試驗結果證明：組合儀在現場測試中每口井均進行重復測量，測井資料重復性都比較好，其重復測井最大誤差為4.8%，該儀器適于介質為聚合物和水的注入剖面測井，通過組合測井，發揮了各流量計短接的優勢，達到去粗存精，去偽存真的測試結果，經過綜合解釋，其測試結果能準確地反映配注井注入狀況，能夠完成注聚井吸水剖面的測試任務，為油田監測提供準確的測井資料。

結 論

電磁流量與示蹤相關組合儀是將多種注入參數組合在一起，以發揮各流量計的優點，測井資料能相互印證，可以給出準確的流量綜合解釋結果，該組合儀具有測井成功率高，重復性較好等特點。該組合儀經過現場試驗，證明電磁流量與示蹤相關測井儀適于注入介質為聚合物和水的注入剖面測井，測井資料能夠較真實反映井下動態情況。

電磁流量與示蹤相關測井儀具有以下優點：

（1）參數組合，使測井資料能相互印證，進而給出較準確的綜合解釋結果,提高了解釋精度及準確性。

（2）可根據實際情況,靈活合理的進行組合優選,測井效率較高。

（3）改進完善了軟件操作方式，數據可在現場解釋處理，使得解釋結果更加貼合實際，在原有尋峰法的基礎上進行重心相關，使得解釋精度有所提高。

[1]謝榮華.生產測井技術應用與進展[M].北京:石油工業出版社,1998.

[2]姜文達.放射性同位素示蹤注水剖面測井[M].北京:石油工業出版社，1997.

[3]張耀文，王金鐘，夏慧玲.注入剖面放射性相關測量方法研究[J].測井技術,2004,28(增):57-60.

[4]呂殿龍，魏云飛，韋旺.電磁流量計及其在注聚井中的應用[J].石油儀器,2001,15(3):34-36.

[5]閆來喜，孫玉環.井溫測井在疑難井中的應用[J].測井技術,1999,23(2):155-158.

Based on a detailed introduction to some aspects of combination logging device of electromagnetic flow and tracer flow,such as the basic principle,the structure of down-hole equipment,the working way of equipment,technical index and so on,the practical logging example is applied to the analysis about the combination logging device of electromagnetic flow and tracer correlation flow.This kind of device can combine the electromagnetic flowmeter,tracer flowmeter,and the logging instrument of isotopic water entry profile together,and confirm multiple parameters of additional well temperature,pressure and magnetic location for each other.Then the accurate comprehensive explanation result has been concluded from the above,which can provide accurate and reliable logging material for oilfield detection,and thus having certain significance in reality.

electromagnetic flowmeter;tracer correlation flowmeter;logging device;injection well

??栓琴

2009-09-02