涩北气田找水测井技术研究与应用

张 洪 邱金权 王青川 甘常建 周 峰

(青海油田测试公司 青海 海西)

0 引 言

涩北气田是国内最大的第四系生物气藏，位于柴达木盆地东部三湖地区，该气田气层埋藏深度浅、胶结疏松，井下温度、压力和产气量相对较低，井底多有积液，井筒中的气液流动非常复杂。出水伴随着出砂和井底积液，进而使井底压力增加，井口压力快速下降，生产压差减小，导致气井产量降低，甚至停产。统计涩北三大气田产气剖面测井出水情况，产水井(169 口)占测井总数(272 口)的62%，其中，出水量小于1 m3/d的井(82 口)占49%，出水量在1 m3/d ～5 m3/d 的井(60 口)占36%，出水量在5 m3/d ～10 m3/d 的井(21口)占12%，出水量大于10 m3/d 的井(6 口)占3%。因此如何找准出水位置，准确计算产水量，为气田开发提供可靠依据尤为重要。

1 气井出水来源与原因及特征分析

气井中出水来源有三种［1、2］:一种是地层中的游离水或烃类凝析液与气体一起进入井筒，液体的存在会影响气的流动;二是地层中含有水汽的天然气流入井筒，由于热损失使温度沿井筒逐渐下降，出现凝析水。三是钻井、完井及措施改造时，滞留在井筒的工作液体。气井各种类型的出水原因及特征见表1。

表1 各种类型的出水原因及特征

2 涩北气田找水测井技术

通过调研，国内外目前普遍采用的找水技术为多参数产出剖面组合测井进行分析并确定小层的产水量。从多参数产气剖面测井应用情况来看，该方法对于出水量较大的井能准确确定出水层位和出水量的大小。但是当气井产水量较小，存在积液，并伴随出砂时，识别上就存在相当大的困难，因此，需要进一步挖掘研究其它找水测井工艺和解释方法［3］，提高识别出水层位的能力，定量计算出水量，为措施作业和气井长期有效生产提供资料依据。

因此在涩北气田先后进行了Sondex 八参数产气剖面测井找水、氧活化水流测井找水、PSSL 全谱饱和度测井找水和固井质量检测找水共4 种测井找水技术见表2。

表2 涩北气田找水测井技术

2.1 Sondex 八参数产气剖面测井找水技术

英国Sondex 八参数产气剖面测井仪器精度高，录取参数丰富，解释软件功能强大，模型丰富等特点，是了解小层产出状况最直接的方法，能够定量计算产气量，定性判断、定量解释产水量。

出水层曲线响应特征:伽马反向呈现高值;温度有正异常显示;密度应有增大趋势;持水率曲线降低;压力曲线应有拐点显示;持气率曲线降低。

图1 A 井Sondex 八参数产气剖面成果图

A 井产气剖面测井成果图如图1 所示。从图1 可以看出，套管井自然伽马较裸眼井自然伽马出现明显的高值反向;温度曲线正异常明显;伽马、温度测井曲线可以定性的识别该层可能产水，符合伽马、井温曲线出水响应的特征(GR 高值、温度曲线正异常);涡轮曲线值有一定的升高，最后经产出剖面定量计算，该层日产水28.74 m3/d。

2.2 氧活化水流测井找水技术

根据脉冲中子氧活化测井原理及速度计算条件［4、5］，在静水流条件下，由于没有流动氧信号，探测器测到的总计数率明显呈指数衰减(半衰期7.13S)，因此，可以根据静水条件下计数率衰减这一特性来检测其他测点处各探测器计数率是否有明显叠加现象如图2 所示，来判断附近是否有流动氧活化信号，从而判断出水层位。

图2 静水流情况下水流时间谱及流动活化水水流时间谱

针对涩北气田出水量低，气携液速度比较高等特点，目前(DSC 单芯多功能水流测井仪)脉冲中子氧活化测井技术能定性识别和判别出水量＞3 m3/d 出水层位或半定量计算出水量大小。

由于氧活化水流测井设计的初衷是用于注水井、注聚井中，在产气井中气液流动复杂［6］，测井受很多因素的制约，主要有以下因素:

1)流体流速极高，被氧活化后的水流在极短的时间内(在活化时间内)已经到达各探测器;

2)气、水两相高速流动条件下，环雾状流形成高速紊流状态;

3)管外窜槽通道变化导致流速不稳定;

4)产水不稳定或间歇性产水。

根据氧活化测井的原理，在上述几种情况下氧活化测井时间谱内不能记录到明显的流动氧活化峰位。在涩北气田氧活化测井中也存在这些现象，因为要准确找水出水层位，还要结合产气剖面资料(温度、流量、密度)来综合分析最终判断出水层位，定量或半定量计算出产水量的大小。

2.3 PSSL 全谱饱和度测井找水技术

PSSL 全谱饱和度测井部分测井曲线与孔隙度曲线相关性好，对其进行叠合后，可以有效识别气层、水层(水淹层):俘获谱/非弹谱(NCNI)曲线与俘获硅曲线叠合、近俘获/近非弹比值曲线与远俘获/远非弹比值曲线叠合、近俘获/远俘获比值曲线与近非弹/远非弹比值曲线叠合，叠合原理如图3 所示。

图3 PSSL 全谱饱和度测井气、水层定性识别图

B 井PSSL 全谱饱和度测井成果图如图4 所示，可以看出水层SIGMA 值明显高于气层;水层NCNI 与活化硅完全叠合，且均为低值;水层长短源距曲线均为低值且无离差;水层的矿化度曲线为高值，明显高于气层。

图4 B 井PSSL 全谱饱和度测井解释成果图

2.4 固井质量检测找水技术

由于产气、产水对水泥环具有较强冲刷作用，导致产层段部分水泥缺失，使得胶结质量变差。通过固井质量测井检测一、二界面胶结情况，可以辅助判断出水类型，如层间水(层间窜槽)，层内水。建议对生产时间较长的老井(尤其是出水量逐年加大的井)进行连续检测，了解固井质量变化情况。

3 多种测井技术综合找水应用

涩北气田复杂的气、水分布情况，小层出水存在不同类型的特点，以及伴随着出砂和井筒流型复杂等现象，决定了单一的测井和解释方法难以很好的识别小层出水类型和出水量。因此在涩北气田开展了多种测井技术综合找水应用，现场应用表明，该方法不仅可以定性解释出水层，还能定量计算出水量，且与实际生产情况较吻合。已经开展了“产气剖面测井+ 饱和度测井”、“产气剖面测井+ 氧活化水流测井”、“饱和度测井+固井质量检测”等组合测井，目前已形成了“饱和度测井+固井质量检测”组合测井技术。

3.1 产气剖面测井+饱和度测井

2009 年采用产气剖面测井+饱和度测井的方式开展了气田找水应用，有效确定了出水层位和小层产水量。C井产出剖面测井解释80 号小层产气16 633.2 m3/d，产水32.42 m3/d，与饱和度解释结果相符如图5 所示。

图5 C 井饱和度测井与产气剖面测井解释成果对比图

3.2 产气剖面测井+氧活化水流测井

2010 年开展了产气剖面测井+氧活化水流测井组合模式测井实验，采用氧活化水流测井直接测量产水量，与产气剖面资料相结合、相互校正，确定出各小层准确的产气量、产水量。D 井氧活化测井结论与产气剖面测井结论一致，都显示Ⅳ-1 -4 -2 小层为主要出水层。

3.3 产气剖面测井+饱和度测井+固井质量检测

产气剖面+饱和度+固井质量评价等多种测井技术综合应用，能确定各层产出情况、含气饱和度现状、有效识别出水层位以及判断出水类型，为下步生产措施提供可靠依据。E 井产气剖面为气水同出，饱和度测井解释4 -1 -3 层饱和度有降低趋势，RIB 测井显示该段胶结质量不好，综合分析该层产出水为层内水，并计算出产水量为2.6 m3/d，与实际计量相符。

4 结 论

经过总结经验，摸索规律，深化解释方法研究，本文提出的氧活化水流测井找水、PSSL 全谱饱和度测井找水技术，在识别出水层上特征明显，解释符合率较高，且与Sondex 八参数产气剖面测井、固井质量检测测井组合应用，不仅可以定性识别出水层，还能定量计算出水量，且符合率更高，为涩北气田的气井找水评价提供了可靠的技术保障。

［1］邓 勇.涩北气田疏松砂岩气藏出水规律研究［J］. 江汉石油学院学报，2008，30(2)

［2］罗万静.涩北气田多层合采出水原因及识别［J］. 开发及开采，2009，29(2)

［3］刘国良.脉冲氧活化测井水流速度计算方法研究［J］. 测井技术，2006，30(6)

［4］吴锡令，钟兴水，郭海敏.两相流动计算方法的探讨［J］.测井技术，1987，11(3)

［5］文玉莲.气藏动态预测方法研究［D］. 成都:西南石油学院，2002

［6］严 谨.井筒气液两相流动数值模拟研究［D］. 成都:西南石油学院，2005