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井温测井在生产测井中的应用

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【摘要】阐述了井温测井仪原理及井温在井下响应情况,综合分析井温在生产测井中的应用。应用表明,利用井温曲线,可以提高测井资料精度,为油田开发及资料综合分析提供重要依据。

【关键词】井温测井 井温应用 资料解释

1 井温测井原理及井下响应1.1 井温测井原理[1]

井温测井通常采用电阻温度计井温仪,其原理主要是利用导体的电阻随温度变化而变的特性来进行测量。井温仪器测量温度时采用桥式电子线路。在桥式电路中,利用不同金属材料制成的电阻元件的温度系数差异,将井下流体温度差异转化为金属电阻阻值的变化,间接求出温度的变化。金属材料的电阻率与温度的关系为:

Rt=R0[1+a(T-T0)] (式1)

式中:Rt―温度为T时刻电阻值,单位为Ω;T0―仪器的起始点温度,为已常数;R0―温度为T0时的电阻值,单位为Ω;a―电阻丝的温度系数,1/℃。电阻的变化转换成电压信号输出:

T=K*ΔUMN/I+T0 (式2)

式中:T―仪器所测的温度,℃;T0―仪器的起始点温度,℃;ΔUMN―MN两点点位差,mV;I―下井电流强度,A;K―仪器常数,表示电阻每变化一个单位时,温度的变化值。

1.2 井温井下响应

在原始地层下,温度随着井深增加而增加,单位深度上温度的变化量叫温度梯度或地温梯度。在外界条件影响下,温度梯度将发生变化,在生产井中,影响条件分为流体和非流体影响两种。

流体影响是指由于注入(或产出)流体温度与地层温度存在差异,引起地温梯度发生变化。当注入流体温度高于地层温度时,温度梯度表现为负梯度变化;反之则为正梯度变化。当产出流体温度高于地层温度时,温度梯度表现为正梯度变化;反之则为负梯度变化。在温度梯度发生变化段附近,高温流体与低温流体之间存在温度过渡带,在曲线上表现为弧线而不是直线。在注水井中,流体流量发生变化时,温度曲线一般在工具(配水器、封隔器、喇叭口)和井底死水区表现为弧线,当流体温度曲线为正梯度变化时,出现正弧线,反之则为负弧线。在产出井中,温度曲线一般在射孔层附近表现为弧线,当产出流体温度高于地层温度时,出现正弧线,反之则为负弧线。注入井和产出井井温曲线剖面图,见图1。

非流体影响是指机械式的影响温度升高或降低,同样引起地温梯度发生变化。非流体影响有:

(1)在抽油泵附近处,由于泵不停的在上下运动,摩擦生热,引起抽油泵附近温度升高,温度梯度增大。

(2)在动液面分界面(流体与空气)处,介质发生变化引起热传导变慢温度降低,温度梯度减小。

(3)在射孔层长期产出之后,产层段突然停止不产,温度向地温恢复比较慢,温度梯度与非产层段存在差异。当产出流体温度高于地层时,为正梯度变化;反之则为负梯度变化。

(4)在注入井中,关井温度曲线向地温梯度慢慢恢复,在吸水层段,温度恢复慢,温度梯度与非吸水层段存在差异。当地层温度随正梯度变化时,吸水层段将出现负梯度变化;反之则为正梯度变化,关井温度曲线剖面图,见图1。2 井温测井资料应用

2.1 注水井应用

(1)根据开井温度曲线判断水流情况。注入水温度曲线为正梯度时,进入配水器后,油管里面流量减小,随之流体温度升高,流温出现正弧线后温度梯度变大。这种情况在低注入井中非常明显,依此可以判断配水器进水情况,消除因配水器没有进水而误定吸水层位;反之,注入水温度曲线为负梯度时,流体温度降低,流温出现负弧线后温度梯度变小。

(2)根据关井温度曲线判断吸水层。关井停止注水后,井筒里温度向地温梯度恢复,而在吸水层段长期吸水,温度恢复速度比较慢,与正常地温梯度存在差异。当地层温度随正梯度变化时,吸水层段将出现负梯度变化;反之则为正梯度变化。根据关井温度曲线,可以确定吸水层位,消除同位素沾污误定的吸水层,识别同位素在大孔道、高渗层无显示的假象,判断窜槽或非射孔层吸水。

(3)根据开井、关井温度曲线判断遇阻层是否吸水。在注水井中,经常在最后一个层或几个层次之上遇阻而不能测试,但可以通过温度曲线判断遇阻层是否吸水。如果开井、关井温度曲线重合一致,显示为无水流通过,表明遇阻层不吸水;反之则遇阻层位吸水。

2.2 产出井应用

(1)根据非流体影响温度梯度变化,可以识别动液面位置,抽油泵深位置以及工作状况。

(2)根据流体温度曲线判断产出层,一般产出流体温度与地层温度存在差异,引起温度梯度变化,同样也可判断封堵层是否封堵有效;根据温度梯度变化情况判断产层性质,由于地层水的热容量高于油、注入水和气体的热容量,因而在地层产出液中,若以地层水为主,则井温曲线为正梯度变化;若以油为主、注入水或产气,则井温曲线为负梯度变化。

2.3 其它井应用

3.1 注入井识别套管漏失

乌北A井为乌南油田一口注水井,同位素测井了解吸水层以及吸水量。在非射孔层1999.7-2001.7m段,同位素曲线与伽玛基线叠合面积明显,为吸水显示(排除沾污情况下)。从温度曲线看,流温和静温曲线在2003m以下重合,说明无水流已进入死水区,即为水流截止地方,关井温度负异常明显,为吸水显示。结合温度曲线定性判断吸水层,更有力说明1999.7-2001.7m段为吸水显示,排除沾污影响,说明非射孔层1999.7-2001.7m段套管漏失。

图2?乌北A井吸水成果图

3.2 产出井找漏

跃B井进行了产液剖面测井,结果是射孔层产量为零,而井口产水40m3/d,在测试过程中,发现在498m温度有很大异常(图3),初步判断该处存在套管漏失。在环空中采用示踪流量法测井,在498m温度异常处,示踪显示有流量,且流体流至1300m左右被抽油泵抽吸产出。经四十臂的验证,498m左右的套管确实破损,为腐蚀穿孔,见图4。

井温曲线作为资料解释分析辅助手段,在注水井中,有助于判断配水器是否进水,消除同位素沾污影响进而确定吸水层位,识别大孔道和高渗层而不漏解释吸水层,还可以找漏找窜以及判断遇阻层位是否吸水;在产出井中,根据非流体影响温度梯度变化,可以识别动液面位置,抽油泵深位置以及工作状况。有助于判断产出层位以及产出流体性质;在其它井中,评价压裂效果,在剩余饱和度测井中指示水淹层或出水层,根据井温曲线找漏以及辅助用于校深。总的来说,应用井温曲线,可以提高测井资料精度以及符合率,为油田开发及资料综合分析提供重要依据。

参考文献

[1] 万立秋,井温曲线在测井资料解释中的应用[J].管理观察,2010,(2)