2020-2021年生产测井课件

由于东辛地区构造复杂，加之进入特高含水开发后期，平面、层间及层内油水关系越来越复杂，剩余油分析难度加大，而饱和度监测则为我们认识剩余油提供了有力的工具，本专题着重就目前油田常用并且技术上成熟的三种饱和度测井仪器（硼中子、PND、SNP)，从理论上探讨这三种仪器在地质上的应用界限，为合理地选择测井仪器提供依据。前言PNDSNP硼中子矿化度井筒环境岩性地层物性仪器外径测量模式探测深度地质因素工程因素影响仪器选择的因素一、原理综述二、PND三、硼中子四、SNP提纲过套管储层评价中子俘获系列(PNC)中子非弹性碰撞系列PND测试仪（康普乐公司）硼中子寿命测井（国产）高精度C/O测试仪（大庆）监测系列和主要仪器C/O测试仪（80年代产品）原理图解中子地层原子10微秒1000微秒1秒以上非弹性碰撞释放高能伽马射线热中子俘获释放低能伽马射线中子活化释放伽马射线0-10μs：产生的伽马射线来自非弹性碰撞，用途：碳氧比测量10-1000μs：产生的伽马射线来自中子俘获，用途：中子俘获测量1s以上：产生不稳定的伽马射线轰击14MeV一、原理综述二、PND三、硼中子四、SNP提纲自然伽马探头节箍远探头近探头中子发生器12”14”PND仪器 直径 111/16"（42.8mm） 长度 29'5"(includesCCL,GR,andcableheadadapter) 耐压 15,000psi（103Mpa） 耐温 300°F（150°C） 中子源输出 2x108neutrons/second,constant10%dutycycle 适应最小套管内径 1.875”I.D（47.6mm）中子地层原子10微秒1000微秒1秒以上非弹性碰撞释放高能伽马射线热中子俘获释放低能伽马射线中子活化释放伽马射线10-1000us：产生的伽马射线来自中子俘获，PND通过探测该部分伽马射线计算地层相关参数。该模式下仪器的探测深度达到25-50cm。轰击14MeVPND测量模式俘获截面PND地层原子俘获中子和组成地层各种物质的俘获截面成正相关关系，俘获截面越大，中子越可能被俘获。通常俘获截面用∑表示1、淡水和油俘获截面相近，PND无法区分。故要求水的矿化度越高越好2、各种储层岩石的俘获截面值重叠，PND无法区分岩性 常见地层物质的俘获截面，单位c.u 水 淡水0ppm 22.2 　 150000ppm 77 50000ppm 38 　 200000ppm 98 100000ppm 58 　 250000ppm 120 烃 地面原油 22 　 　 　 地层原油 21 　 　 　 地层气 <10.0 　 　 　 地层基质 砂岩 6-13 　 　 　 灰岩 6-14 　 　 　 白云岩 6-12 　 　 　 泥岩 25-50 　 　 　 纯矿物 硼 760 　 　 　测井响应PNDPND的测井响应是地层各物质俘获截面的线性组合，其权重为相应的体积百分数∑log=（1-Vsh-Ф）∑M+ФSw∑w+Vsh∑sh+Ф（1-Sw）∑H测井响应：岩石基质水泥质成分烃地层组分体积百分数在较为纯净的砂岩中可假设Vsh=0计算实例：假设Ф=0.3，∑M=10c.u，∑H=21.0c.u∑w=58c.u，水层Sw=1，油气层Sw=0.2代入测井响应方程水层：∑log=（1-0.3）*10.0+0.3*（1.0-1.0)*21.0+0.3*1.0*58.0=24.4c.u油层：∑log=（1-0.3）*10.0+0.3*（1.0-0.2)*21.0+0.3*0.2*58.0=15.5c.u气层：∑log=（1-0.3）*10.0+0.3*（1.0-0.2)*8.0+0.3*0.2*58.0=12.4c.u地层模型测井响应PND适用性评价∑log=（1-Vsh-Ф）∑M+ФSw∑w+Vsh∑sh+Ф（1-Sw）∑H测井响应：岩石基质水泥质成分烃 PND测井临界条件：孔隙度大于15%，地层水矿化度大于50000ppm油层：∑log=14.2c.u气层：∑log=12.2c.u水层：∑log=10.6c.u临界条件下油气水俘获截面较为接近，且受误差影响，PND的分辨率无法识别油气水。在较为纯净的砂岩中可假设Vsh=0将Ф=15%，50000盐度的地层水俘获截面为38c.u，油层和气层Sw取0.2，代入测井响应方程。PND-SPND其他影响因素井筒环境1、井筒液最佳的井筒液为矿化度50000以上的卤水（俘获截面大于38），以保证井筒对热中子的俘获时间极短，从而使得信号的来源主要源自地层，故建议地层水洗井。但井筒流体侵入射开地层，也影响了测井结果，这是一个矛盾。最差的井筒液为气体。2、井筒半径井筒半径越大，探头接受的伽马射线信号越弱。同理套管外水泥环越厚，信号越弱。PND技术指标PND技术指标一、原理综述二、PND三、硼中子四、SNP提纲硼中子寿命测井主要应用：——估算自由水体积；——估算目前的剩余油饱和度；——判断水淹层、未动用层；——判断出水点；——油田动态监测：利用时间推移测井硼中子硼中子寿命测井是在中子寿命测井基础上发展起来的，是在改变井筒附近地层内的流体环境前后测取资料。它工艺关键是：“测—注（渗）—测”技术,即将中子寿命测井仪器放入到井中，测一条曲线，称为“污水曲线”，简称基线，第二步运用特殊的工艺，把硼酸水灌注到地层中去，做业压力小于生产压差，然后再测一条曲线，叫做“硼水曲线”，简称曲线，这是做业后硼水环境中的资料。硼中子施工工艺硼中子施工工艺硼中子寿命测井工艺示意图硼中子的施工工艺决定了该测井技术只能适用于射开地层的饱和度测量。硼中子测量模式中子地层原子10微秒1000微秒1秒以上非弹性碰撞释放高能伽马射线热中子俘获释放低能伽马射线中子活化释放伽马射线10-1000us：产生的伽马射线来自中子俘获，用途：中子俘获测量轰击14MeV硼中子寿命测井与PND采用相同的测量模式，仪器也使用PND。∑log=（1-Vsh-Ф）∑M+ФSw∑w+Vsh∑sh+Ф（1-Sw）∑H测井响应：岩石基质水泥质成分烃地层模型硼中子假设注入硼酸前后地层水俘获截面为∑w前和∑w后。注硼前后测井响应方程如下：∑log前=（1-Vsh-Ф）∑M+ФSw∑w前+Vsh∑sh+Ф（1-Sw）∑H∑log后=（1-Vsh-Ф）∑M+ФSw∑w后+Vsh∑sh+Ф（1-Sw）∑H两式相减：测井响应技术界限探讨Sw=（∑log后-∑log前)/Ф(∑w后-∑w前)分子（离差）：∑log后-∑log前分母：Ф(∑w后-∑w前)水淹程度判别依据有离差无离差离差越大含水饱和度越高根据Sw计算公式，从曲线上定性判断，离差越大，含水饱和度越高，地层出水越严重。硼中子技术界限探讨因为∑硼=760，理论上可配置出0~760任何俘获截面的硼酸水，通常可达250，故Ф(∑w后-∑w前)远大于0，理论上可以认为硼中子测井计算的Sw可靠性很高，且不受孔隙度和矿化度的影响。∑地层水=58（矿化度取100000）含水饱和度：东辛地区：Ф(∑w后-∑w前)约接近于0，Sw的计算误差越大硼中子Sheet1 仪器名称 PND 仪器名称 硼中子（PND） 仪器外径 42.8 仪器外径 42.8 测量模式 中子俘获 测量模式 中子俘获 矿化度 大于50000 矿化度 无影响 孔隙度 大于15% 孔隙度 无影响 探测深度 25-50cm 探测深度 25-50cm 井筒液要求 矿化度大于50000的卤水 井筒液要求 矿化度大于50000的卤水Sheet2 Sheet3 技术界限探讨1、注硼中子寿命测井是人为提高含水层位的热中子俘获截面的一种工艺方法，侧重于在工艺上将油水层的曲线特征分开，施工中诸如注硼压力，硼酸浓度等对最终的结果都有重要影响。整个施工工艺是保证可靠性的关键。硼中子寿命测井在理论上可靠性较高的情况下，其实际效果受以下两方面限制：2、在层间矛盾不突出的射孔层应基本能够达到替液前后两次俘获截面测井曲线的离差幅度与射孔层含水饱和度成正比。但对于层间矛盾突出的射孔层，因为无法实现均匀注硼（相当于吸水剖面不均匀），测试技结果符合率不高。硼中子测井主要用于定性的判别出水层位，定量判断含水饱和度的可靠性不佳，要提高其可靠性，必须结合其它的动态资料。硼中子其他影响因素井筒环境1、井筒液最佳的井筒液为矿化度50000以上的卤水（俘获截面大于38），以保证井筒对热中子的俘获时间极短，从而使得信号的来源主要源自地层。2、井筒半径井筒半径越大，探头接受的伽马射线信号越弱。同理套管外水泥环越厚，信号越弱。硼中子技术指标硼中子技术指标一、原理综述二、PND三、硼中子四、SNP提纲SNP仪器电子线路探测器中子发生器中子发生器高精度C/O测井仪即高精度C/O，由中子发生器、屏蔽体、探测器、电子线路组成。，仪器外壳直径94mm，长度4100mm.Chart1 0 0 0.34 0.34 0.34 0.04 0.08 0.427 0.36 0.304 0.072 0.19 0.54 0.39 0.275 0.127 0.318 0.668 0.432 0.246 0.2 0.5 0.8 0.473 0.22砂岩So=0.5砂岩So=1灰岩So=1灰岩So=0.5灰岩So=0孔隙度C/OSheet1 SNP 测试日期 硼中子 测试日期 井温 测试日期 吸水剖面 氧活化能谱 DXX100-10 20090217 DXX100-22 20020131 DXX100-30 20060722 40井次 2 DXX1X21 20090307 DXX1-22 20020322 DXX9C17 20090205 DXX100-22 20031225 DXX9-23 20020626 DXX9C30 20090216 合计 3 DXX53-5 20020809 DXX56X1 20080913 DXX9-42 20020424 DXX100-14 20071128 DXX100X15 20021004 DXX100-30 20090325 DXX1-7 20020415 DXX9X69 20081005 DXX100X18 20020824 DXX9-13 20080926 合计 8 DXX9-14 20081016 DXX9X63 20080802 合计 10 SNP 3 硼中子 8 井温 10 吸水剖面 40 氧活化能谱 2Sheet1 0 0 0 0 0Sheet2 砂岩 0 0 0 0.1 0.04 0.08 0.2 0.072 0.19 0.3 0.127 0.318 0.4 0.2 0.5 灰岩 0 0.34 0.34 0.34 0.095 0.427 0.36 0.304 0.193 0.54 0.39 0.275 0.3 0.668 0.432 0.246 0.4 0.8 0.473 0.22Sheet2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0砂岩So=0.5砂岩So=1灰岩So=1灰岩So=0.5灰岩So=0孔隙度C/OSheet3 SNP仪器电子线路探测器中子发生器中子发生器高精度C/O测井仪相对于普通的碳氧比，高精度体现在探测器晶体：NaI→BGO锗酸铋（BGO）晶体对伽马射线比碘化钠晶体更为敏感，且必须放置于杜瓦真空瓶中冷藏保存。Chart1 0 0 0.34 0.34 0.34 0.04 0.08 0.427 0.36 0.304 0.072 0.19 0.54 0.39 0.275 0.127 0.318 0.668 0.432 0.246 0.2 0.5 0.8 0.473 0.22砂岩So=0.5砂岩So=1灰岩So=1灰岩So=0.5灰岩So=0孔隙度C/OSheet1 SNP 测试日期 硼中子 测试日期 井温 测试日期 吸水剖面 氧活化能谱 DXX100-10 20090217 DXX100-22 20020131 DXX100-30 20060722 40井次 2 DXX1X21 20090307 DXX1-22 20020322 DXX9C17 20090205 DXX100-22 20031225 DXX9-23 20020626 DXX9C30 20090216 合计 3 DXX53-5 20020809 DXX56X1 20080913 DXX9-42 20020424 DXX100-14 20071128 DXX100X15 20021004 DXX100-30 20090325 DXX1-7 20020415 DXX9X69 20081005 DXX100X18 20020824 DXX9-13 20080926 合计 8 DXX9-14 20081016 DXX9X63 20080802 合计 10 SNP 3 硼中子 8 井温 10 吸水剖面 40 氧活化能谱 2Sheet1 0 0 0 0 0Sheet2 砂岩 0 0 0 0.1 0.04 0.08 0.2 0.072 0.19 0.3 0.127 0.318 0.4 0.2 0.5 灰岩 0 0.34 0.34 0.34 0.095 0.427 0.36 0.304 0.193 0.54 0.39 0.275 0.3 0.668 0.432 0.246 0.4 0.8 0.473 0.22Sheet2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0砂岩So=0.5砂岩So=1灰岩So=1灰岩So=0.5灰岩So=0孔隙度C/OSheet3 SNP中子地层原子10微秒1000微秒1秒以上非弹性碰撞释放伽马射线热中子俘获释放伽马射线中子活化释放伽马射线0-10us：产生的伽马射线来自非弹性碰撞，用途：碳氧比测量非弹性碰撞热中子俘获无关，故其测量与地层水矿化度无关，适用于低矿化度和未知矿化度的地层中。在高矿化度地层中PND是首选。该模式下探测深度仅23cm。测量模式SNP测井响应岩石基质地层流体井筒仪器测量的碳氧比为地层流体、岩石基质、和井筒流体综合的碳氧比。最佳的井筒流体是水，水中不含碳，有助于消除井筒对测量结果的干扰。所以SNP测井前必须洗井以尽可能消除井筒中任何形式的残留碳。Chart1 68.79 21.2 33.16 25.6 11.33 20.9 33.5 24.1 30.7 23.8 48.66 24.6 48.44 39.2 43.77 36.8原始So目前So深度SoSheet1 井段顶深 井段底深 pl含水饱和度 pl含油饱和度 or含水饱和度 or含油饱和度 2262.1 2263.4 80.5 19.5 2263.4 2264 69.4 30.6 2264 2264.9 76.6 23.4 2264.9 2266.2 81.5 18.5 目前含油饱和度 原始含油饱和度 孔隙度 counts 2266.2 2267.2 86.2 13.8 31.21 68.79 2262.1 2267.2 21.2 68.79 26.35 0 2270.8 2271.4 74.4 25.6 66.84 33.16 2270.8 2271.4 25.6 33.16 25.66 0 2280.6 2281.4 79.1 20.9 88.67 11.33 2280.6 2281.4 20.9 11.33 24.45 1 2289.8 2290 78.1 21.9 2289.8 2290.7 24.1 33.5 24.95 0 2290 2290.4 75.8 24.2 2316.5 2319.1 23.8 30.70 26.13 0 2290.4 2290.7 73.7 26.3 66.5 33.50 2340.4 2341.9 24.6 48.66 26.29 0 2316.5 2316.8 81.3 18.7 2343.5 2349.4 39.2 48.44 24.91 0 2316.8 2317.3 80.5 19.5 2375.8 2378.9 36.8 43.77 23.99 0 2317.3 2318.3 73 27 2318.3 2319.1 70 30 69.3 30.70 2340.4 2341.6 78.7 21.3 2341.6 2341.9 72.1 27.9 51.34 48.66 2343.5 2344.6 62.2 37.8 2344.6 2345.6 84.9 15.1 2345.6 2346.3 52.2 47.8 2346.3 2346.9 44.5 55.5 2346.9 2349.4 60.4 39.6 51.56 48.44 2375.8 2377 78.1 21.9 2377 2377.6 47.8 52.2 2377.6 2378.4 63.9 36.1 2378.4 2378.9 63.1 36.9 56.23 43.77 1.1 75.1 82.61 1 99.1 99.1 0.7 77.2 54.04 0.6 51.5 30.9 2.5 75.8 189.5 5.9 456.15 77.313559322Sheet1 原始So目前So深度SoSheet2 Sheet3 SNP测井响应岩石基质地层流体井筒因为碳酸盐岩含含碳，C/O要求岩性已知，其本身也具有区别岩性。Chart1 68.79 21.2 33.16 25.6 11.33 20.9 33.5 24.1 30.7 23.8 48.66 24.6 48.44 39.2 43.77 36.8原始So目前So深度SoSheet1 井段顶深 井段底深 pl含水饱和度 pl含油饱和度 or含水饱和度 or含油饱和度 2262.1 2263.4 80.5 19.5 2263.4 2264 69.4 30.6 2264 2264.9 76.6 23.4 2264.9 2266.2 81.5 18.5 目前含油饱和度 原始含油饱和度 孔隙度 counts 2266.2 2267.2 86.2 13.8 31.21 68.79 2262.1 2267.2 21.2 68.79 26.35 0 2270.8 2271.4 74.4 25.6 66.84 33.16 2270.8 2271.4 25.6 33.16 25.66 0 2280.6 2281.4 79.1 20.9 88.67 11.33 2280.6 2281.4 20.9 11.33 24.45 1 2289.8 2290 78.1 21.9 2289.8 2290.7 24.1 33.5 24.95 0 2290 2290.4 75.8 24.2 2316.5 2319.1 23.8 30.70 26.13 0 2290.4 2290.7 73.7 26.3 66.5 33.50 2340.4 2341.9 24.6 48.66 26.29 0 2316.5 2316.8 81.3 18.7 2343.5 2349.4 39.2 48.44 24.91 0 2316.8 2317.3 80.5 19.5 2375.8 2378.9 36.8 43.77 23.99 0 2317.3 2318.3 73 27 2318.3 2319.1 70 30 69.3 30.70 2340.4 2341.6 78.7 21.3 2341.6 2341.9 72.1 27.9 51.34 48.66 2343.5 2344.6 62.2 37.8 2344.6 2345.6 84.9 15.1 2345.6 2346.3 52.2 47.8 2346.3 2346.9 44.5 55.5 2346.9 2349.4 60.4 39.6 51.56 48.44 2375.8 2377 78.1 21.9 2377 2377.6 47.8 52.2 2377.6 2378.4 63.9 36.1 2378.4 2378.9 63.1 36.9 56.23 43.77 1.1 75.1 82.61 1 99.1 99.1 0.7 77.2 54.04 0.6 51.5 30.9 2.5 75.8 189.5 5.9 456.15 77.313559322Sheet1 原始So目前So深度SoSheet2 Sheet3 中子发生器探测器电子线路SNP的应用利用快中子与地层中的原子核发生非弹性散射和俘获做用的反应，非弹性散射的伽马计数率与地层的含油性有关，而俘获伽马射线计数率与地层的岩性与孔隙度有关 新井投产前，对储层进行再评价； 在高含水井中，寻找高水淹层，为堵水做业提供依据 在枯竭井中，寻找有生产潜力的油层； 在观察井中，监测剩余油饱和度变化状况；。 进行多井评价，确定剩余油饱和度分布； 检查油田驱油效果，为调剖提供依据。 辅助测井曲线帮助定性判断气层。SNP实例通过对辛1断块3口井46个小层的SNP结果进行统计，个别层的含油饱和度从时间推移角度说与裸眼井的饱和度值发生抵触，即目前含油饱和度大于原始含油饱和度。Sheet1 仪器名称 PND 仪器名称 硼中子 仪器外径 42.8 仪器外径 42.8 测量模式 中子俘获 测量模式 中子俘获 矿化度 大于50000 矿化度 无影响 孔隙度 大于15% 孔隙度 无影响 探测深度 25-50cm 探测深度 25-50cm 井筒液要求 矿化度大于50000的卤水 井筒液要求 矿化度大于50000的卤水 仪器名称 PND SNP 硼中子 仪器外径 42.8 42.8 92 42.8 测量模式 中子俘获 非弹性碰撞（CATO） 非弹性碰撞 中子俘获 矿化度 大于50000 无影响 无影响 无影响 孔隙度 大于15% N/A 大于20% 无影响 探测深度 25-50cm 20cm 23cm 25-50cm 井筒液要求 矿化度大于50000的卤水 清水 清水 矿化度大于50000的卤水Sheet2 Sheet3 SNP实例SNP错误解释发生频率表SNP解释结果发生错误的孔隙度范围主要集中在5%-20%之间，25%以上基本符合时间推移规律。SNPPND的CATO参数C/O测井的技术缺陷：仪器直径90mm，使其无法实现过油管测井，只能关井测试。为弥补这一不足，PND在非弹性碰撞模式下用CATO计算含油饱和度。电子线路探测器中子发生器中子发生器高精度C/O测井仪Chart1 0 0 0.34 0.34 0.34 0.04 0.08 0.427 0.36 0.304 0.072 0.19 0.54 0.39 0.275 0.127 0.318 0.668 0.432 0.246 0.2 0.5 0.8 0.473 0.22砂岩So=0.5砂岩So=1灰岩So=1灰岩So=0.5灰岩So=0孔隙度C/OSheet1 SNP 测试日期 硼中子 测试日期 井温 测试日期 吸水剖面 氧活化能谱 DXX100-10 20090217 DXX100-22 20020131 DXX100-30 20060722 40井次 2 DXX1X21 20090307 DXX1-22 20020322 DXX9C17 20090205 DXX100-22 20031225 DXX9-23 20020626 DXX9C30 20090216 合计 3 DXX53-5 20020809 DXX56X1 20080913 DXX9-42 20020424 DXX100-14 20071128 DXX100X15 20021004 DXX100-30 20090325 DXX1-7 20020415 DXX9X69 20081005 DXX100X18 20020824 DXX9-13 20080926 合计 8 DXX9-14 20081016 DXX9X63 20080802 合计 10 SNP 3 硼中子 8 井温 10 吸水剖面 40 氧活化能谱 2Sheet1 0 0 0 0 0Sheet2 砂岩 0 0 0 0.1 0.04 0.08 0.2 0.072 0.19 0.3 0.127 0.318 0.4 0.2 0.5 灰岩 0 0.34 0.34 0.34 0.095 0.427 0.36 0.304 0.193 0.54 0.39 0.275 0.3 0.668 0.432 0.246 0.4 0.8 0.473 0.22Sheet2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0砂岩So=0.5砂岩So=1灰岩So=1灰岩So=0.5灰岩So=0孔隙度C/OSheet3 SNPPND的CATO参数中子地层原子非弹性碰撞释放伽马射线PND通过计算CATO这个参数代替碳氧比用于区分油和水，但其测量模式仍为非弹性碰撞。其探测深度仅20cm。能量>4.5mev能量<4.5mev小于4.5mev的伽马射线碳、硅、钙大于4.5mev的伽马射线氧CATO=CATO实例储层物性：平均孔隙度23%，空气渗透率787×10-3μm2。地层水：地层水水型为CaCl2水型，总矿化度5.2×104mg/L。矿化度刚符合PND的中子俘获模式测量要求，本次测量使用非弹性碰撞模式下的CATO参数进行储层评价SNP生产特点1、液量稳定，含水上升快，油量下降，能量充足2、含水直达99%，而且高居不下。结论1、怀疑筛管完井段水淹程度高2、待倒井后测PND验证该层及以上油层井段的水淹状况生产5个月后高含水CATO实例SNP生产5个月后高含水：PND生产测井解释结果2922.0-2947.3：油层2947.3-2998.0：特强水淹层2998.0-3031.0：中水淹层3031.0-3095.0：强水淹层3095.0-3104.4：特强水淹层3104.4-3186.0：强水淹层3186.0-3196.0：特强水淹层CATO实例SNP分析：2922-2947.3为油层，PND测井结果和裸眼测井基本一致结论投产油层，井段2924-2936/12CATO实例SNP2008年11初PND出结果200811月中旬上 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 ，卡封筛管段补孔效果初期日液：23.3吨，日油11.5吨，含水50.4%CATO实例SNP总结技术指标总表