Y－TOOL生产井联合测井与剩余油分布定量评价

范乐元

（中国石油长城钻探工程公司解释研究中心，北京100101）

Y－TOOL生产井联合测井与剩余油分布定量评价

范乐元

（中国石油长城钻探工程公司解释研究中心，北京100101）

以苏丹×油田1口生产井A井为例，采用SLP潜油电泵机组与ZENITH的Y－TOOL井下工具配套进行测井。综合运用采集到的固井质量资料、过套管电阻率资料、产液剖面生产测井资料和脉冲中子－中子测井资料，识别和确认了A井的水淹层位，分析和评价了该井的井下生产动态。在定量评价A井剩余油饱和度的基础上，引入油层采出程度的参数。深入分析研究该井开发动态中的油层采出程度，有效区分了主力产层和未动用层，指明了该井后续的剩余油开发层位。通过对脉冲中子－中子测井资料和过套管电阻率测井资料进行分析，其解释结果既相互吻合，又互为佐证。实现了在同一口井中检验过套管电阻率测井和PNN测井技术的可靠性、一致性和有效性。

产液剖面测井；过套管电阻率测井；潜油电泵；水淹层；剩余油分布；脉冲中子－中子测井；定量评价

0 引 言

目前苏丹×油田已经进入开发中后期。随着该油田的不断开发，油田含水率持续上升，油藏混采矛盾突出。A井为×油田中的1口生产油井，正处于电泵强抽开采生产状态，含水率已达到80%以上。

该研究在A井中成功使用Y－TOOL装置在不影响油井生产的情况下，圆满完成了固井质量测井（CBL／VDL）、过套管电阻率测井（ECOS）、产液剖面测井（PLT）和脉冲中子－中子（PNN）4个测井作业项目和1个多相流量计（MPFM）测量项目，获取了合格的原始测量数据和资料。通过对各项资料的综合研究和交互分析，认清了A井的井下生产动态并识别出水淹层位，在研究该井的剩余油分布状况和各射孔层的油层采出程度的基础上，为后续开发指明了有利的剩余油分布层位，为在该井中实现稳油控水和稳产、上产提供了有效的解决方案。

1 Y-TOOL工具组合及测井技术原理

1.1 Y-TOOL工具及井下潜油电泵组合

井下工具是由用于抽油作业的潜油电泵机组和用于测井仪器的进出通道BYPASS管，通过YTOOL工具汇合连接，再由油管连接到井口组成。地面采用变频柜对输入的380 V三相电压进行变频，频率变化范围为0～60 Hz，变频后的电压通过升压变压器转换后由专用的大扁电缆将动力传输给电泵，频率的变化直接反应为潜油电泵机组的排量变化。井下潜油电泵机组由下至上依次为4节型号为YQY95／56 k W的电泵串联而成、上接保护器、分离器、再上接1支98系列排量为170 m3／d的离心泵。电泵的上部用Y－BLOCK将潜油电泵机组和BYPASS管连接，上面接油管直到井口，下部的电机和BYPASS管的底部采用马鞍的技术方案连接，一方面固定了BYPASS管和电泵机组的相对位置，另一方面增加了Y－BLOCK位置电泵机组和BYPASS管对接的简单性。

1.2 Y-TOOL测井技术原理

Y－TOOL测井技术采用向潜油电泵作业的油气井下入双管，即潜油电泵和BYPASS管以及2个管相连通的Y－TOOL BLOCK工具。

从BYPASS管下入用于油气井动态监测的组合PLT仪器，采用调整地面变频系统使得潜油电泵工作在不同的排量情况下，用组合多参数生产测井PLT仪器对A井中的不同射孔层进行动态、静态测量，进而测量各个产出层的产出量；根据组合测井仪中的密度仪、持水率仪、流量计等仪器，区分各产出层的油、气、水的含量，达到动态监测生产井的目的。此外，在压井状态下进行CBL测井，可以检测A井生产状态下的套管固井质量，从而判断是否存在管内窜槽流动；在压井状态下进行剩余油饱和度测井（ECOS和PNN）对A井中的不同射孔层进行测量，进而识别水淹层，并定量评价各层的剩余油饱和度和油层采出程度。最后根据各层的生产情况，为该井生产提供合理的技术处理措施（如对产出层全为水或干层进行封堵作业），为A井的后续开发指明有利（潜力）层位等。

2 A井井史

苏丹×油田A井于2002年9月23日开钻，2002年10日4日由Schlumberger公司完成裸眼井大满贯测井作业。A井的生产目的层位、裸眼井资料解释结果和DST测试结果见表1。

从2005年2月至2007年5月期间，为了提高A井产量，进行了多次修井作业，包括下电潜泵、射孔层水泥挤注（Yabus－VI组的第10小层）等。在进行联合测井作业之前，收集到的最新生产测试数据为2010年5月30日，日产油288.5桶，日产水1 157.9桶，综合含水率为80.3%（见图1）。目前综合含水率比2009年12月的综合含水率（74.1%）上升6.2%。同时，×油田在该地区有4口生产井已被转成注水井对地层进行能量补充。A井钻探井深1 467.2 m，各射孔层分布在1 170～1 290 m之间，产出液含沙量小于0.5%，液面高度大于700 m，各项技术指标均满足潜油电泵机组指标。

由于A井生产中的产液综合含水率明显上升，为准确监测井内流体的生产动态情况，分析各射孔层的产出贡献，确定剩余油分布层位及油层采出程度，在A井中通过Y－TOOL工具在井下与潜油电泵组合、在地面与多相流量计（MPFM）连接，在A井目的层位上成功完成了CBL测井、ECOS测井、PLT测井、PNN测井和MPFM测试的联合作业，采集到了高品质的各项测井资料。

表1 A井裸眼井资料解释结果和DST测试结果

图1 A井生产历史数据图

3 Y-TOOL测井资料综合应用研究

3.1 水淹层的分析与确定

ECOS测井探测深度大，比C／O和传统的中子寿命测井更有优势［1－2］。PNN测井由于其在数据采集方面的改进和独特的成像处理技术，使得它在老区挖潜和水淹层识别上显示出了一定优势［3－6］。A井的CBL／VDL测井资料结果显示生产层段内套管固井质量好。在排除井内流体可能在套管内窜流的基础上，综合分析A井录井资料、裸眼井资料、井史资料等基础资料，并分别利用ECOS资料和PNN资料背靠背地进行了该井水淹层识别。

ECOS资料分析结果如图2中的第4道和第5道所示。图2第5道Sw，OH为裸眼井状态下的含水饱和度，Sw，ECOS为ECOS资料计算的各小层的当今生产状态下的含水（剩余油）饱和度。PNN资料的分析结果如图2中的第6道和第7道所示。图2第7道Sw，OH为裸眼井状态下的含水饱和度；Sw，PNN为PNN资料计算的各小层的当今生产状态下的含水（剩余油）饱和度。综合对比分析该井生产条件下的含油饱和度与裸眼井的含油饱和度，发现该井的9号层含油饱和度降低程度最大，2号层和6号层含油饱和度有所降低，但降低程度较低。由于A井周边的4口生产井已被转成注水井对地层进行能量补充，因此，综合分析认为A井的2号层、6号层和9号层含油饱和度降低的原因是存在注水水淹情况。其中9号层水淹程度高，2号层和6号层水淹程度低；4号层ECOS资料计算的含油饱和度也有稍微降低。但PNN资料评价的4号层含油饱和度基本没有明显变化，考虑到4号层密度较高，泥质含量较高，物性较差，认为4号层未被水淹。其他各层（1号、3号、5号、7号和8号层）仍然是油层，原油动用程度不大，或基本未动用。

在A井的应用实例中，PNN测井分析结果与ECOS测井分析结果相互一致（见图2），特别是对2号层、6号层和9号层水淹层的认识，相互吻合，互为佐证，实现了在同一井中相互验证ECOS和PNN测井资料可靠性与一致性。

3.2 井下生产动态的分析与定量评价

SONDEX的多参数组合测井仪（PLT）在油田开发测井中有着广泛的应用，是产液、产气和注入剖面测井不可或缺的仪器［7］。A井中Y－TOOL生产测井井下仪采用SONDEX 111／16in规格的系列仪器，具体包括通讯短节、张力短节、GR短节、CCL短节、压力短节、流体密度仪、阵列式持水率仪、在线式流量计、全井眼流量计、井径仪以及扶正器等。阵列式持水率仪（CAT，见图3中第7道）有12个探头均匀分布在仪器周围，覆盖率高，能够较准确地反映井内流体分布情况。由于A井在地表与多相流量计（MPFM）连接，因此该井多相流量计计量的流量数据可以综合分析和检验生产测井PLT的计算结果的合理性和准确性。

图3为在潜油电泵工作频率为49 Hz条件下，A井PLT测井资料综合图。从图3可以观察到9号层以下温度曲线（图3第4道红线）逐渐恢复到地温梯度，并且变化明显，说明9号层以下基本上没有流体产出，也同时表明最底部的10号层无任何流体流动，间接说明了10号层的水泥挤注作业成功有效。图3中2号层的流温曲线（图3第4道内的温度曲线）有细微降低的变化，6号层的持水率曲线（图3第4道内的持水率曲线）细微降低和流量曲线（图3第5道内的流量曲线）有细微增加的变化。这些细微变化，暗示2号层和6号层有轻微流体流动，但其流量和流动速度很小。在CBL资料排除套管内窜流的可能情况下，结合ECOS和PNN的资料指示2号层和6号层水淹的响应，认为6号层的PLT资料与ECOS和PNN的水淹响应一致，6号层在当前生产状况下存在水淹；2号层细微低温异常是由于井内产出的流体有极小一部分流入了2号层所致，2号层可能早先的流体产出而导致目前存在有轻度的压力衰竭情况。

图3第9道中的PLT单层定量计算结果表明，9号层为主力产层，也是主要产水层，油水同出。其余各层基本上对该井的产能没什么贡献。表2为该井详细的PLT定量计算结果，该结果与MPFM的实际计量结果吻合一致。从表2可知，尽管9号层的射孔层段有5.1 m（1 251.5～1 256.6 m），但生产的贡献层只有2.8 m（1 253.4～1 256.2 m）。CAT（见图3中第7道）成像图显示了出油点的位置是从1 254.4 m开始，因此A井在1 254.4 m以下层段基本上出水，间接判断该井的油水界面在1 254.4 m附近。

图2 A井裸眼井测井资料和套管井测井资料综合分析对比图

图3 A井PLT生产测井资料综合图（49 Hz）

3.3 定量计算剩余油饱和度和油层采出程度

在识别A井水淹层的基础上，为了明确该井目前生产的主力层位和开发的潜力目标层，清楚了解该井的生产动态，在定量计算剩余油饱和度的基础上进一步引入了油层采出程度的参数（也称油层含水系数），区分主力产层和未动用层（潜力层）。油层采出程度参数可由式（1）计算

式中，Swi、Soi为油层的原始含水和原始含油饱和度，可由原始的常规测井资料计算；Sw、So为当前油层的含水和含油饱和度，可由ECOS或PNN资料计算。

充分利用2种剩余油饱和度测井资料在同一口井中对比应用、综合分析的优势，分别使用PNN和ECOS这2种资料定量计算了A井的剩余油饱和度和油层采出程度。计算的剩余有饱和度结果分别用So，ECOS和So，PNN表示（见表3），采出程度参数由Kw，ECOS和Kw，PNN表示。

从表3可见，根据PNN和RLAC结果计算的剩余油饱和度和采出程度都比较接近。其中，9号层的采出程度最高，这与该层为目前的主力产层的认识相互吻合一致。其次，2号层和6号层的采出程度比较高，其他各层的油层采出程度很底，都在2.3%以内，可以认为油层基本未被动用。因此，1号、3层、4号层、5号层，7号层和8号层可作为A井后续的开发的潜力目标层，开发措施可以向这些潜力目标层调整。

表2 A井的产液剖面生产测井资料定量评价结果与多相流量计测量结果对比表（49 Hz）

表3 A井剩余油饱和度定量评价和采出程度参数计算表

4 结 论

以苏丹×油田1口生产油井（A井）为例，总结和提炼出1种Y－TOOL生产井联合测井工艺。该技术在A井中成功应用，采集到该井各项测井项目的合格资料。经过对多项目资料的综合分析研究，为该井的后续开发指明了有利的剩余油分布层位，为在该井中实现稳油控水和稳产、上产的目的提供了有效的解决方案，是一个在同一口井中检验套管电阻率测井和PNN测井技术的可靠性、一致性和有效性的实例。

［1］ 刘成林，罗东红，张丽萍，等.半潜式平台ESP试油新工艺与测试方法［J］.油气井测试，2009，18（2）：48－49.

［2］ 陈增宝.俄罗斯过套管电阻率测井技术（ECOS）在中高含水期老井中的应用［J］.内蒙古石油化工，2010，6：15－17.

［3］ 马士军.PNN测试技术在老区挖潜中的应用［J］.内蒙古石油化工，2009，17：89－91.

［4］ 黎明，戴祖龙，薛英.PNN测井技术在青海油田水淹层解释评价中的应用［J］.石油天然气学报，2010，32（6）：263－283.

［5］ 张锋，徐建平，胡玲妹，等.PNN测井方法的蒙特卡罗模拟结果研究［J］.地球物理学报，2007，50（6）：1924－1930.

［6］ 胡玲妹，刘存辉，徐建平，等.PNN饱额和度测井技术在大港油田的应用［J］.石油钻采工艺，2009，31（6）：57－62.

［7］ 赵保华，闫明英，付俊才.SONDEX－PLT生产测井组合仪的优势技术及应用［J］.国外测井技术，2006，21（6）：40－43.

Y－TOOL Joint Logging Technique and Quantitative Evaluation of Remaining Oil Distribution

FAN Leyuan
（Geoscience Centre of Greatwall Drilling Company，CNPC，Beijing 100101，China）

Y－TOOL joint logging technique，which is combined with ESP（Electric Submersible Pump）and BYPASS sections，has been successfully applied in production well A of×oilfield in Sudan.Qualified CBL（Cement Bond Tool），ECOS（Resistivity Logging after Casing），PLT（Production Log Tool）and PNN（Pulsed Neutron－Neutron）logging data have been comprehen sively studied in this well.Flooded zones are confirmed and dynamic producing situation in the borehole of well A is analyzed.Moreover，oil producing degree is used to evaluate the main pro ducing zones and potential zones in order to provide potential targets for the following development plan based on quantitative evaluation of remaining oil saturation.Besides，qualified ECOS and PNN logging data，acquired together from one same well，shows consistent results between each other based on back－to－back data analysis，which verifies the validity and reliability of ECOS and PNN logging techniques.

production log tool（PLT），resistivity logging after casing（ECOS），electric submersible pump（ESP），flooded zone，remaining oil distribution，pulsed neutron－neutron（PNN）logging，quantitative evaluation

1004－1338（2011）06－0589－05

P631.84

A

范乐元，男，1978年生，从事测井与地质资料的综合分析与研究工作。

2011－06－20 本文编辑 王小宁）