过油管碳氧比能谱测井在哈萨克斯坦kumkol south油田的应用

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1、过油管碳氧比能谱测井在哈萨克斯坦KUMKOLSOUTH油田的应用朱道平1，2，赵小青1，樊玉秀1，徐东葵1（1.大庆石油管理局钻探集团测井公司2.南京大学地球科学系）摘要：哈萨克斯坦KUMKOLSOUTH油田已进入开发后期阶段，部分油井因产水率过高而关停，评价油层的水淹及动用程度、寻找高剩余油饱和度层，是油田开发亟待解决的一个问题。大庆测井公司于2003年研制成功的过油管碳氧比能谱测井仪，是一种可以实现过油管测量，在套管井中确定储层剩余油饱和度的脉冲中子测井仪器。2007年4月-7月应用该测井方法在KUMKOLSOUTH油田推广了13口井，

2、取得了明显的地质效果。关键词：KUMKOLSOUTH油田;剩余油饱和度;过油管碳氧比能谱测井;地质效果0引言哈萨克斯坦共和国PK石油公司KUMKOLSOUTH油田位于南图尔盖盆地，是一个构造（以背斜为主）岩性、带气顶的边水油气藏，含油面积75km2,油层埋藏浅，储层物性较好，多为中高孔渗砂岩储集层。于1996年投入开发，共有四个开发单元，六个层组，分别为白垩系的M-I、M-II层和侏罗系的J-I、J-II、J-III、J-IV层，目前已经进入中高含水开发阶段[1]。在KUMKOLSOUTH油田开展过油管碳氧比能谱测井，可以定量求取地层的

3、剩余油饱和度，评价油层的水淹及动用程度，寻找潜力层，指导补孔、堵水作业。1过油管碳氧比能谱测井原理及技术指标1.1过油管碳氧比能谱测井原理[2]碳氧比能谱测井是一种脉冲中子测井方法。测井原理是通过向地层发射14MeV的脉冲中子,中子与地层元素各种原子核发生非弹性碰撞后,激发的原子核返回基态时放射出伽马射线。这种伽马射线的能量与其原子核性质有关,特别是碳、氧、硅、钙等元素具有明显特征能量峰,对这些包含特征能量峰的伽马射线进行时间和能谱分析,可以得到这些元素的含量。油中含有大量的碳却不含氧，水中含有大量的氧而不含碳，所以碳氧比值能反映油、水

4、两种物质的含量，从而计算出地层的含油饱和度,监测油田开发过程中地层含油饱和度的变化情况。同时,进入地层中的中子经非弹性碰撞后损失了能量被减速为热中子,热中子被各种原子核俘获,发生俘获反应后放射出不同能量的次生伽马射线。这种伽马射线也与地层某些元素(如硅、钙、氢等)的性质有关,它反映地层的岩性、孔隙度。非弹谱、俘获谱和中子发射时间谱是碳氧比能谱的基本谱。从非弹谱和俘获谱提取的各个元素对应的次生伽马计数率比值即形成的碳氧比、硅钙比、氢比硅加钙、俘获与非弹谱总计数比曲线统称碳氧比能谱测井曲线。1.2过油管碳氧比能谱测井技术特点2003年，大庆测井

5、公司在国内率先研制成功了过油管碳氧比能谱测井仪器，仪器直径为43毫米，可以实现过油管测量，真实反映井下生产状况，节约了起下管柱、洗井、刮蜡等作业成本，深受油公司欢迎，扩大了碳氧比能谱测井的应用范围。仪器采用了双源距结构的GSO晶体伽马射线探测器设计，近源距探测器由于源距较小而主要探测井筒流体和部分地层的响应，主要反映井筒的持水率(Yw)；远源距探测器能探测到大部分地层的信息和少量的井筒流体的信息，主要反映地层的含油饱和度（So）。所以该仪器要求用近源距碳氧比（COn）去除井筒中腊和油对远源距碳氧比（COf）的影响，确保解释准确性。1.3过油

6、管碳氧比能谱测井仪器主要技术指标（1）仪器耐温125℃,耐压60Mpa（2）仪器直径43mm，长度5.4m（3）仪器测量方式：上提测量,测速30m/h（4）仪器探测器类型：双源距GSO晶体（5）仪器稳定工作时间：连续10小时（6）仪器分层能力：1.0m（7）仪器适应孔隙度：>15%（8）仪器测量精度：±11%2过油管碳氧比能谱测井基本解释原理过油管碳氧比能谱测井仪器采用的响应方程与单探测器碳氧比仪器相似，由于是双探测器，故共有两个响应方程[3]。近探测器COn响应方程为：远探测器COf响应方程为：其中公式中的Kni、Kfi(i=1、2、

7、3、4)分别代表地层骨架贡献、地层流体的贡献、井筒流体的贡献、其它部分的贡献的系数，并且可以通过碳氧比实验数据确定这些系数。Φ为孔隙度，Sw为地层的含水饱和度，Yw为井筒的持水率。在25%、35%孔隙度的纯油、纯水石英砂岩标准地层，井筒流体分别为油和水的情况下，通过反复实验，取得的刻度井实验资料如下：表1过油管碳氧比能谱测井仪刻度数据表XXφ=25%φ=35%COfCOnCOfCOnWW0.650.760.640.75WO0.710.790.730.81OW0.750.880.740.87OO0.810.920.830.94其中XX（WW、

8、WO、OW、OO）的前一个字母表示井筒中的流体性质，后一个字母表示地层孔隙中的流体性质。把仪器的刻度井实验数据（见表1）代入公式（1）（2）中，利用求解线性最小二乘问题的蒙斯荷尔