坪北油田应用吸水剖面测井改善开发效果研究

宋军备

（中国石油长庆油田分公司坪北经理部，陕西 安塞717408）

坪北油田位于陕西省延安地区，区域构造位于鄂尔多斯盆地陕北斜坡中部坪桥鼻褶带，为近南北走向倾角小于1°的西倾单斜。于1998年5月正式开发，主要含油层为C62、C61和C4＋52，次为C63。截至目前，共有油水井938口，综合含水达55.2%，采出程度为6.12%。

随着坪北油田开发时间的推移，油层压力逐渐下降，为了实现长期稳定的开发，需要给油层补充能量，以保持油层压力。通过注水井给井下油层注水，可以维持油层压力使油井产量保持稳定。利用放射性同位素示踪测井是检查油水井窜槽的有效方法之一。在注水开发过程中，对非均质多油层油田来说，注水过程中容易出现两种现象:渗透性好的层吸水多，水线推进快，形成单层突进，使油井过早水淹；渗透性差的层吸水少，地层压力保持不住，采不出油来，影响采收率。为克服这两种现象就要及时了解注水井和生产井的注入和产出状况，随时掌握注水井中每个层位的绝对吸水量和相对吸水量，进而采取相应措施，使各个吸水层水线推进一致，这就要进行吸水剖面测井。

1 吸水剖面测井原理

1.1 放射性同位素示踪测井找窜

放射性同位素示踪测井是检查油水井窜槽的有效方法之一。将加入了示踪剂的流体在注入地层前、后各测一条伽马射线强度曲线（见图1）。其中，注入前测得的伽马射线强度为地层自身的放射性强度，记为自然伽马射线；注入后测得的伽马射线强度为地层自身放射性强度与示踪剂放射性强度的总和，记为示踪曲线。对比示踪剂注入地层前、后的两条伽马射线强度曲线，可以看到，由于A、B两层之间窜通的结果，注入示踪剂后上部B、A两层的伽马射线强度也都明显升高。

图1 放射性同位素示踪测井找窜

1.2 注水效果测井评价

油气田开发到一定时期后，高渗透地层会优先见水并发生水淹，严重制约和影响油气田采收率的提高。因此，为了进一步挖掘油气田生产潜力，常常对中、高含水油气田实施调剖堵水，通过封堵高渗透层段以达到高、低渗透性趋于一致的目的，进而提高和改良低渗透地层注水效果、注入水波及效率。

1.3 吸水剖面研究

利用放射性同位素示踪测井曲线计算各吸水层的相对吸水量时，要求井壁单位面积上滤积的放射性同位素化合物与单位面积的进水量成正比，在注入载体液前后各测一条伽马曲线，两曲线对比，出现明显增值处均为吸水层，根据曲线增值面积的大小可以计算吸水量。

根据两条曲线包围的放射性强度异常面积的大小，计算各小层的相对吸水量以表示各小层的吸水能力（见图2）。相对吸水量用下式计算:

式中，qi－小层相对吸水量；Si－单层两条伽马曲线包围的放射性强度异常面积全井两条伽马曲线包围的放射性强度异常总面积。

图2 放射性同位素示踪测井吸水剖面图

2 吸水剖面测井应用改善开发效果分析

根据坪北油田的动态变化情况，近两年共优选了33口油水井进行了吸剖和同位素找窜测井，其测井资料在改善油田开发效果中起到了积极作用。

2.1 注水井吸剖结果分析

1）笼统注水井测井结果表明其层间吸水差异大。从P64－84井测井结果看（见图3），地层吸水不均匀，C62层占全井注水量的92.1%，另一层C4＋52层吸水仅占全井的7.9%，说明地层层间吸水差异大，层间矛盾突出，有必要进行调整。

图3 P64－84吸水剖面曲线图

从对应油井的生产情况看，其油井动态也发生了一些变化。如P56－100井共测吸剖3次，每次所测资料均不同，从2001年到2008年所测资料变化大。其C61层吸水由40% 上升到80%；C4＋52层吸水变差，周围生产C4＋52层的油井产量低，见效差。

2）常规分注井分层调配合格难度大。从P38－90井吸水剖面看（见图4），对C61和C62进行常规分注，由于该井对应的P38－88、P38－92等油井高含水，该井上下两层各配注仅5m3／d，且C61层为脉冲注水。实际注水C61层占全井注水量的82.43%，C62层仅占17.57%，未达到控制C61层注水的目的。可见，常规分注井分层调配合格难度大，分层配注水量与实际分层注水量不一致。

图4 P38－90吸水剖面曲线图

3）调剖井分层吸水状况局部变化大。从P50－100井吸水剖面看（见图5），注水层位为C4＋52、C61层，为油套分注井。测吸剖显示:C61的两个层为主要吸水层，占100%，C4＋52不吸水量；同时C61两个层之间吸水较均匀，分别为50.09% 和49.91%。2007年底对该井进行调剖，主要是调整控制C61的注水。调剖后反映，主要吸水层位仍为C61，占全井注水的100%，但C61两个层之间吸水严重不匀，分别为34.46% 和65.64%。而调剖注水后对应油井P50－98井见水快，说明C61第二层对P50－98井影响大，有必要再针对该层进行调剖。

图5 P50－100吸剖测井曲线图

2.2 油井找窜结果分析

根据油水井生产过程中暴露出的问题，通过油井找窜和测井分析，基本解释了油田开发动态上的矛盾，为下一步调整挖潜提供了依据。

1）水井找窜测井，落实注水目的层。从P42－80井吸水剖面看（见图6），注水层位为C61。2007年2月冲开C62层注水，并改为油套分注，停C61层注水，加强C62层注水，对应油井P43－81井仅生产C61层，但见效明显，油井含水上升快，周围注水井经过多次调水仍无效果。怀疑P42－80井管外窜层，怀疑注C62层的水注到C61层了。2008年6月18日进行同位素找窜测井。测井结果表明，其C61和C62层之间井段均有放射性同位素显示，特别是该井C61层下段有很多放射性同位素显示，而该层并未注水，说明该井在注水层段之间管外窜层，注水未注到目的层。

图6 P42－80吸剖测井曲线图

2）油井找窜测井，落实出水层位。P35－107井2007年9月投产，生产层位为C4＋52，初期日产液7.6t。其中，日产油1.6t，日产水6t，含水78.7%，动液面1064m。一个月后，日产液降为2t。其中，日产油0.4t，日产水1.6t，含水81.7%，动液面1 237m。后调层生产，2007年10月补孔，C61层生产高含水，正常时日产液9.8t。其中，日产油0.1t，日产水9.7t，含水98.5%，动液面916m。2007年11月27日，回采C4＋52层也高含水，初期与生产C61层情况相同，正常生产日产液3t。其中，日产油0.2t，日产水2.8t，含水92.9%。2008年4月解封后与生产C61层情况相同，日产液8.4t。其中，日产油0.1t，日产水8.3t，含水99.4%，动液面1 155m。由于周围无注水井对应注水，怀疑P35－107井管外窜层，分析出水层为生产层下部的C62层的地层水。2008年6月6日进行同位素找窜测井，测井结果表明，C4＋52和C61层与下部的C62水层之间井段均有放射性同位素显示，特别是该井C61层下段有很多的放射性同位素显示，而该层解释为水层，说明了该井生产层段与水层之间管外窜层，水层的出水影响了射开生产层出力，导致油井高含水。

3）新井找窜测井，落实管外窜槽情况及生产潜力。P59－851井生产层位C62，初期日产液10.7t。其中，日产油0t，日产水10.7t，含水100%，动液面157m。调层生产后，补孔C61层生产也高含水，正常时日产液17.4t。其中，日产油0.4t，日产水17.0t，含水97.5%，动液面井口。由于生产两层均高含水，为了解现生产层与上部油层的窜槽情况及补孔潜力，2008年6月18日对该井进行了同位素找窜测井。测井结果表明，C61层与上部的C4＋52层之间井段均无放射性同位素显示，说明该井现生产层段与上部油层之间管外不窜层，现出水层对补开上部油层影响较小，有一定的补孔潜力（见图7）。

图7 P59－851吸剖测井曲线图

3 同位素测井存在的问题

从油水井同位素测井资料、测井工艺分析和动态监测实际看，目前同位素测井仍存在一些问题，主要表现为资料的多解性和不确定性。

1）部分井井底部分同位素显示幅度大，影响测井解释的取值精度。

2）井筒污染严重，影响测井解释结果。

3）井下工具对同位素的吸附，部分影响了测井结果。

4）光油管找窜测井结果，受地层负压吸附、井筒污染的干扰较大。

4 结论及建议

1）通过同位素找窜和注水井吸剖结果综合分析，吸水剖面测井解释了油田开发动态上的矛盾，改善了开发效果，为下一步调整挖潜提供了依据。

2）注水井吸剖结果分析表明，多层笼统注水井层间吸水差异大，可考虑多进行吸水剖面监测或进行分层注水。

3）在同位素测井过程中，建议适当延长挤水时间并增加挤水量，以减少井底同位素沉降对地层造成的污染。

4）同位素找窜及同位素测吸剖资料直观，可靠性高，建议在以后的动态监测中多选井应用。

［1］刘向君，刘堂晏，刘诗琼，等.测井原理及工程应用［M］.北京:石油工业出版社，2006:183－195.

［2］雍世和，张超谟.测井数据处理与综合解释［M］.北京:石油工业出版社，1996:268－277.

［3］吴锡令.生产测井原理及应用［M］.北京:石油工业出版社，1997:57－63.