氣舉測井技術在油田中的應用

陳淑梅 （中石油長城鉆探工程有限公司測井公司，遼寧 盤錦124010）

油井產層動態監測測井主要方法有自噴井產液剖面測井和抽油機井環空產液剖面測井，由于實際生產中有一大批抽油機井沒有安裝偏心井口，不能進行環空產出剖面測井施工，也無法了解井下產出狀況[1]。因此，對不能自噴又無偏心井口的抽油機井，可利用氣舉誘噴技術了解產層性質，尋找出水層位及竄槽井段，從而達到穩油控水、增產挖潛、提高采收率的目的。

1 氣舉測井技術

1.1 工作原理

氣舉的舉升原理與自噴井相似，通過油套環形空間將高壓氣體連續注入到井筒，并通過油管上的氣舉閥進入油管，用以降低液柱作用在井底的壓力，當油管流動壓力低于井底流壓時，液體就被舉升到井口。

由于氮氣屬惰性氣體，常溫下不與其他物質發生化學反應而發生爆炸，因而施工中常采用車載式制氮增壓車從空氣中分離出氮氣，并通過增壓裝置增壓后注入井內，將井筒中的液體排出，達到誘噴生產的目的，其優點是方便、安全和高效，并且配合氣舉閥，最大舉升可達4000m。

1.2 工藝設計

合理的氣舉工藝設計標準包括如下：①在氣舉找水測井施工中能連續穩定地進行氣舉排液。②氣舉排液量應與施工井正常抽油生產的產量接近[2]。

由于通常氣舉找水時井底流壓比正常抽油時低，氣舉測試的生產壓差比抽油生產過程中的生產壓差大，導致氣舉測井所得到的分層產液、含水率往往偏高，與正常抽油時的產液、含水情況不一致，所取得的資料不是真正抽油狀態下的動態資料，而是增大生產壓差情況下的動態資料。因此，要獲得更真實的資料，必須使氣舉找水測試時的井層壓差接近于正常抽油生產時的生產壓差。

為設計最佳、高效的氣舉系統，氣舉工藝參數設計包括地面氣舉壓力、氣舉凡爾級數和深度、凡爾開啟壓力等，其中凡爾開啟壓力計算公式如下[3]：

式中，Pop為凡爾開啟壓力，MPa；Pd為凡爾在井下時封包內的壓力，MPa；R為凡爾孔與封包的面積比，R＝Ap／Ab；Pt為凡爾處的油管壓力，MPa；Ap為封包面積，m2；Ab為凡爾孔面積，m2。

2 氣舉測井方式的選擇

為準確了解產層的流體性質、快速地找到出水層位，應根據各抽油井實際產出情況及井況，結合測試目的，利用各產液剖面測井技術的優勢，選擇合適的測井方式。具體內容如下：①對于地層供液能力強的中、高產不出砂井，利用渦輪流量、井溫、持水率等組合測井數據來了解各層油水產出情況。其工作原理是當流體流經渦輪時驅使渦輪旋轉，當流體的流量超過某數值后，渦輪的轉速同流體的流速成線性關系，通過記錄渦輪轉速，便可推算流體的流量。此時持水率儀利用油、氣同水介電特性的差異來測定水的含量。該方法可適用于日產液量大于15m3的抽油井。②對中、低產量的生產井，利用高精度浮子流量計測量全井眼流量，利用井溫、持水率等組合測井數據，從而區分各產層的流體性質。其工作原理是以浮子作為流量的傳感部件，采用集流傘對井內流體集流，通過定點測量的方式測量全井眼流量。浮子位移的測量采用電磁感應原理，可降低流體粘度對測量結果的影響。該方法適用于日產液量0.5～120m3的抽油井。③對主要目的是尋找主出水層、尤其是需要尋找竄槽層位的井，可選擇氧活化測井技術。其工作原理是當流體流經中子發生器時，流體中的氧元素被高能快中子活化。通過記錄時間譜得到流經時間，結合源距計算流體速度，再根據被測點的橫截面積來計算測點流量。該方法適用于流量套管中為7～900m3／d、環套空間為5～650m3／d和油管中為3～130m3／d的抽油井。

3 施工步驟

進行氣舉測井的具體過程如下：①施工前，作業隊進行起出泵桿和油管、探砂面、洗井、沖砂等作業后，按工藝設計要求下入氣舉管柱，接好氣舉管線并試壓，確保各連接部位不刺漏。②在完成氣舉管柱作業關井8h后，在井口安裝防噴裝置和天地滑輪后，將儀器下井測相對靜止井溫曲線。③打開油管生產閘門，利用地面注氣設備 （如壓風車等）通過油套環形空間注氮氣進行加壓氣舉，最初應加大注氣量以盡快舉空洗井液。④氣舉1h后，開始下放組合測井儀。⑤嚴格按設計的氣舉壓力值控制注氣壓力，當油壓開始連續上升是，說明高壓氣體已竄入油管，此時立即關閉生產閘門和干線回油閘門，打開放空閘門。⑥放空后，油井井口若能很快見產液，地面注汽設備 （壓風機）就控制在見產液時的壓力進行產液剖面測井，放空后若半小時不見產液，應停止地面注汽設備 （壓風機）工作，利用液面在井筒中的恢復過程抓緊時間完成測井 （測井過程中套壓應保持穩定）。⑦若產液量超過測井儀器測量范圍，可用生產閘門控制產液量。⑧取得合格資料后停止地面注汽設備 （壓風機）工作，關套管閘門并放空，拆除防噴裝置，起出儀器。

4 應用實例分析

4.1 確定各層產液情況，為增產方案的實施提供依據。

在某油田X區塊，完成了5口新開發井的氣舉產液剖面測井任務，這些井均為低含水井，通過高精度浮子流量儀測試，確定是否實施2次壓裂及壓裂層位，同時確定各層產液情況、判斷產層是否被水侵。以A井為例，測前日產油12.5t，日產水0.5t，含水3.8%，測后解釋結果表明水主要來自該井低部位31和33層，且20、23、25、27、29層為該井主力出油層，但產量不大且有壓裂的必要。根據測試結果，在1610m處下封隔器進行卡水作業，并對主力出油層采取壓裂措施。正常生產后，日產油量提高到31.6t。

4.2 尋找主出水層位，解決層間矛盾

B井為一口探井，開采初期日產油178t，最高日產氣8×104m3。隨著開采時間的增加，含水率升高到97.6%。采用拖撬高壓密閉氣舉產出剖面測試工藝進行施工，通過渦輪流量組合儀資料解釋結果表明，55層為主要出水層。封堵該層后，綜合含水率下降了20.2%，日增油42.6t。

4.3 判斷竄槽井段，指導卡、堵水作業

C井于2010年9月投產，下D20電泵2393.16m生產，日產油4.1t，含水92.7%。為查明高含水原因，采取氣舉氧活化測井，測試結果如下：①該井氣舉后總產水量為108.6m3／d。②上水流2717.77、2674.17、2655.67、2643.07、2633.67m處的點測結果未見套外上水流峰，表明19層以下未見水竄。③下水流2621.67、2634.37、2643.87、2653.87、2721.47m處的氧活化點測結果一致，表明18、19層無產出，而且上述點的點測結果和油管上水流的點測結果一致，表明該井的水來自18層以上井段。④按2504.17、2293.17、2204.17、2084.77、1974.17m深度上提儀器依次追蹤環空下水流來源，這些深度點的點測結果均一致，且等于總產水量，表明水依然來自上部地層。⑤在1層 （1843.5～1856.8m，水層）底部1857.6m處下水流流量為108.0m3／d，頂部1842.7m環空下水流結果為零流量。

通過分析測試結果得出如下結論：由于套管嚴重破損，導致1層 （水層）的水竄出，建議加測工程測井項目進一步確認。地質人員利用電磁探傷技術對套管進行檢測，結果顯示在1845.6～1846.4m處套管存在破損現象，后對該破損處進行補貼，日產油21.1t，含水12.6%。

5 結論及建議

1）油井氣舉找水測井技術施工方便，占井周期短，可運用于抽油機井檢泵過程中施工，這樣不僅節約了大量的作業費用，而且取得了較好的增油降水效果。

2）為準確、快速地尋找出水層位，判斷潛力層，應結合實際井況，充分利用各項產出剖面測井技術的優勢，尋找最適合的測試方法。

[1]夏竹君.油井氣舉找水測井技術及應用 [J].國外測井技術，2004，19（3）：62-64.

[2]尹慶文.高含水油田氣舉找水測井技術及應用 [J].測井技術，1998，22（1）：66-68.

[3]蘇月琦.氣舉閥氣舉排液采氣工藝參數設計與優選技術研究 [J].天然氣工業，2006，26（3）：103-106.