浅析套管井中剩余油饱和度测井技术与应用

【摘要】当前，套管井中剩余油饱和度常用的测井技术有碳氧比能谱（C/O）测井、中子寿命测井和脉冲中子衰减能谱（PND）测井等。本文就这几种常见的套管井剩余油饱和度测井技术在江苏油田中的应用做了具体阐述，并分析了未来剩余油饱和度测井技术的研究方向，以期为提高我国油田的采收率做出有意探索。

【关键词】套管井 剩余油饱和度 测井技术 C/O测井 PND测井

众所周知，油田进入到高含水开发期之后，油田储采失衡，油层间矛盾日益凸显，剩余油分布进一步复杂化和零散化，油层分布的规律日益复杂，剩余油监测技术不断提高。江苏油田是典型的复杂断块中渗油藏，因而针对江苏油田的特点，开展不同套管井剩余油饱和度测井技术的研究和开发，对了解江苏油田的地层剩余油分布具有重要意义，也对我国其他类似油田深化油藏认识、指导油田进行精细化开发和增强油田采收率具有一定的指导意义。

1 江苏油田套管井中常用的剩余油饱和度测井技术

1.1 碳氧比能谱（C/O）测井

碳氧比能谱（C/O）测井的基本原理为[1]：中子发生器发射脉冲中子流穿透套管、水泥环和地层中介质从而发生俘获和非弹性散射等反应，利用C、O、Ca和Si等元素核反应截面不同，次生的伽马射线具有较大差别的特征能量，从而测量出俘获谱和非弹性散射，以计算出Si/Ca和C/O等曲线，从而划分出岩性剖面求得含油饱和度，确定油气层进而划分出水淹等级。

江苏油田的X17采油井于2007年11月使用C/O测井技术测试，3号层呈弱水淹层，4、5和6号层呈强水淹层，7和8号层为水层。该技术较早的应用于江苏油田，但其受井筒内流体的影响较为严重，计数率偏低，存在较大的统计误差，且储层孔隙度不小于20%时方才能定量计算含油饱和度，因此，该技术在实际运用过程中存在较大的限制。

1.2 中子寿命测井

所谓中子寿命测井，即通过运用下井仪器中的中子发生器，向地层发射出脉冲高能快中子，其和进行多次碰撞然后成为热中子，而不同地层对这些热中子的吸收能力不尽相同[2]。根据这一原理可有效测试出地层的相关参数从而与气、油和水层区分开来。一般来说，中子寿命测井对高矿化度地层较为适用。而硼酸是不溶于油而易溶于水的硼化合物，向地层中渗入硼元素，可人为的提升地层水的矿化度，提高地层的俘获截面，以使中子寿命测井技术也能较好的应用于低矿化度地区。

江苏油田地层水的矿化度大多处于较低水平，中子寿命测井技术测试过程中部分油井取得了较明显的效果。例如，F91-2井在2008年9月在使用硼中子测井方法之前大段合采25～27、29、32、37～40号层，日产液为12t/d，日产油为0.8t/d，综合含水率为93%。硼中子测井技术结果表明37～40号层水淹较为严重，因而将37～40号层封堵，射开33～36号层，合采25～27和32～36号层，日增油13t/d，取得较为明显的效果。

1.3 脉冲中子衰减能谱（PND）测井

PND（脉冲中子衰减能谱）测井是近期研究较多的剩余油饱和度测井技术，是对中子寿命测井技术和C/O（碳氧比能谱）测井技术的发展和深化，是当前较为先进的储层评价方面的一种测井技术，其在一定程度上克服了井眼流体与岩性的影响。下井一次即可同步测量快中子和地层作用产生的俘获伽马谱与非弹性散射，从而求得储层的含水饱和度和孔隙度等指标，其适用于高、低矿化度地区。PND测井仪的基本工作原理为[3]：脉冲中子发生器经过氖-氖核反应作用产生高能快中子（14.3Mev），它们穿透仪器外壳、井内流体、套管和水泥环，然后射入地层，极短的时间内就和地层之中各元素的原子核发生非弹性散射而消耗大量能量，与此同时释放出具备核辐射特征能量的非弹性散射伽马射线。然后，中子已不具备足够能量再次发生非弹性散射反应，而只能通过弹性散射减速（氢元素是良好的减速剂）。减速之后的中子射入原子核，被靶核俘获而形成比原核多一个中子的复合核，复合核通常处于激发态，而激发态回到基态时放出伽马光子。PND测井技术的主要优点为[4]：

（1）测井速度提高，PND测速为8m/min；（2）适用于任何地层（孔隙度不小于10%）；（3）记数率和测量精度提高，统计误差降低；

（4）测量结果受岩性影响不大；

（5）仪器的直径不大于42.8mm，可通过过油管进行测量；

（6）通常情况下不需要洗井，对井眼条件的要求不高。

PND测井技术已经越来越多的被应用于江苏油田中的。在某些套管井中实际运行后取得较为明显的效果。例如，C3-51井17号层PND测井结果显示其呈弱水淹层，射孔之后的日产油量高达18.9t，且不含水，表明PND测井技术具备较高的可靠性。

2 未来剩余油饱和度测井技术的研究方向

2.1 开展剩余油监测技术的使用性评价

任何的剩余油测井技术均具有其独自的优缺点。因此，在测试前应充分了解油藏特点，弄清油藏的井况、开采现状和剩余油分布等，把油田开发和测井技术紧密结合。

2.2 增加剩余油饱和度测井技术的最大探测深度

下表1列出了当前常用的剩余油饱和度测井技术的探测深度，由表可知，C/O测井和PND测井的最大探测深度仅为21cm，而中子寿命测井的最大探测深度虽然稍深为45cm，但其受工艺影响较大。较浅的探测深度使测试时仅能测出近井地带剩余油的分布状况，给后期调整工作和剩余油分布认识带来较大不便。

2.3 增加对水平井和大斜度井剩余油饱和度的解释精度的研究

针对当前我国日益增加的大斜度井和水平井剩余油的监测问题，一方面可通过将饱和度监测仪器和引进国外先进水平的水平井施工工具爬行器相结合，另一方面还可以通过加大对水平井测井手段、水平井测井工艺水平和测井资料的解释评价方法等方面的研究，提高水平井和大斜度井的资料解释精度以及施工成功率，从而满足我国油田的水平井和大斜度井动态监测的实际需要。

3 结论

综上所述，伴随着我国油田开发的不断深入，套管井中剩余油饱和度测井对油田的开发具有重要的指导意义。本文结合江苏油田的实际油藏特点，对C/O测井、中子寿命测井和PND测井等三种常用的测井技术进行了研究。不同的测井方法，其测试结果不尽相同，因而实际过程中应依据油藏具体情况选择恰当的测井方法。

参考文献

[1] 张铁轩. 剩余油饱和度的测井评价方法[J].科技导报，2010，（28）

[2] 刘东生. 江苏油田动态监测资料的应用与认识[J]. 石油仪器，2009，（06）

[3] 任大田. 剩余油饱和度测井在胜坨油田特高含水期的应用[J]. 西部探矿工程，2009，（05）

[4] 袁文芳，郑清武，韦海洋，等. 剩余油饱和度测井技术在文中油田的配套应用及效果[J]. 内蒙古石油化工，2010，（13）