注水井同位素测井曲线解释方法研究

[摘 要]吸水剖面测井技术是油田开发中重要的动态监测手段之一，根据吸水剖面解释结果不仅可以确定水井的吸水情况，而且还可以为水井调剖、地层改造等措施提供依据。地层由于长期的注水冲刷、压裂等措施等导致出现大孔道（高渗层）；封隔器失效、窜槽、套损等情况出现越来越多，测井资料显示同位素曲线解释结果与流量解释结果差异较大，这些问题的出现使得资料解释更加复杂化。测井解释的根本目的就是确定被测井筒区域内的流量。本文主要对各种解释方法进行对比，通过测井解释结果的对比选择结果最精确的解释方法，并观察噪声对测井解释结果的影响。

[关键词]注水井；吸水剖面；测井曲线

中图分类号：TU8；TU758.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）17-0220-01

同位素吸水剖面测井在我国已有多年的历史，其测井资料被广泛的应用于油田开发过程中。吸水剖面测井系列在不断地发展和完善，从最初的两参数（同位素、磁定位）到三参数（同位素、磁定位、温度），再到五参数测井系列等。最近几年又发展了氧活化水流和相关流量等吸水剖面测井方法。这些方法和系列从不同的方面解决了注水井吸水剖面测井存在的问题，都有其独到之处。

在油田开发中作为一种有效地动态监测技术，同位素吸水剖面测井已经得到了广泛使用。由于油田开发时间上的拉长，所以地层中可能有很多影响，因此这种方式由于测量精度的提高越发的不能满足油田开发及生产。受到制约的因素有以下这些，开采后的每一层空隙的差异大，示踪法工艺的技术不成熟。因此，为了克服上述缺陷，我们进行了吸水剖面测井综合技术的科研，其中囊括同位素的污染控制和调试、注水井吸水剖面多参数组合测井工程及总体解释方法的研发等几方面，改进了吸水剖面测井的方法。五参数吸水剖面测井方法较好的解决了由于长期注水、地层水高矿化等原因所造成的大孔道、微裂缝以及高渗透层、遇阻层等问题，提高了剖面测井资料采集成功率、解释精度和符合率。

1.测井资料解释的重要性

对于同位素注入剖面组合测井，其中流量曲线可以比较准确的划分出各个配注层段的吸水流量，但是无法确定层段内各个小层的吸水量，确定小层的吸水量只能依靠同位素吸水面积来实现。理论上，在同一层段内，同位素曲线计算得出的相对吸水量与流量计算得出的值应该是一致的。

对于笼统注水井，若射孔层之间的间隔较大（一般大于2m），流量计曲线在层间有明显的变化，可直接根据流量计曲线进行定量解释。若射孔层之间的间隔较小，流量计曲线在层间变化不明显，则可将这些射孔层划分为一个解释单元，根据流量计曲线计算该单元的总吸水量，然后将其按同位素吸水面积的大小，精确评价各小层的吸水量。对于有窜槽现象的，将窜槽井段内各层划分为一个解释单元，用流量计曲线计算该单元总的吸水量，再将其按同位素吸水面积的大小，精确评价各小层的窜吸量。

对于分层注水井，若封隔器密封完好，按配注井段将各射孔层分为若干个解释单元，先根据流量计曲线计算各配水器实际注水量的大小，然后将其按同位素吸水面积的大小，精确评价各小层的吸水量。其特点：可以检查并精确计算各配水器的实际配注情况；结合多参数分析，可以定性判断封隔器的密封情况。

2.常规测井解释方法

在同位素吸水剖面测井资料解释的基础上，结合流量计曲线的特点，根据注水方式的不同，我们开展了多参数综合解释研究，总结出了一套实用的精细解释方法。目前其测井曲线解释较常用的方法，主要是峰值法。对于测井曲线尖峰不明显的情况，主要采用中心法、重心法、相关法。

2.1 峰值法

峰值法是放射性示踪测井中最常用的解释方法，适用于峰值较为明显的测井曲线。示踪剂段塞两次经过探测器，在测井曲线上体现为出现两次尖峰。测井曲线两峰值之间的时间差即为渡越时间。

2.2 中心法

示踪剂团下入井筒中后，由于水流剪切作用发生变形，必须对团上各点的位移做平均，由此产生中心法。

2.3 重心法

重心法假设所记录的伽玛射线强度正比于井筒中示踪剂的总量，即示踪剂段塞经过某点，其截面积发生变化，但是伽玛射线的强度则不会有变，而且示踪剂的质量正比于伽玛射线强度曲线下的面积。重心法的实现方法为选定基线后，假定所记录的伽玛射线强度正比于将基线与测井曲线所围成的封闭图形作为是密度均匀的薄片，以薄片重心为求时间差标准。

2.4 相关法

相关测量技术是以信息论和随机过程理论为基础发展起来的一种新型检测分析方法。相关测量的基本原理是通过比较上、下游探测器探测到的信号的相似性，从而确定示踪剂在上、下游两个探测器之间的传递时间。

3.解释方法的选择

由前面几种解释方法的阐述，我们发现，中心法与重心法在使用时都需要使用到基线。基线的选择直接影响到解释精度，基线选择选取以下的方式：以测井数据平均值为基线，测井曲线较小波峰最大值二分之一为基线，以测井数据平均值加基线与测井曲线较小波峰差二分之一为基线。得到根据不同基线使用几种解释方法得到的测井解释比较结果。

相对于所有解释方法相关法与其他方法相差最大，即测井解释结果最不准确。比较峰值法、中心法、重心法这三种结果相近的方法。在使用相同基线的情况下，比较两种方法得到结果的偏差，比较中心法与重心法发现，重心法具有较大的误差。误差原因是伽玛射线开始偏离基线的时刻并不一定是示踪剂段塞到达检测器的时刻，而是伽玛射线走到了示踪剂自身的前面，因此会产生较大误差。

中心法寻找的是可以将测井曲线与基线围成图形面积分为相等两部分的位置，这样就避免了这部分的干扰，使误差减小到最低，还可有效避免由于噪声带来的影响。对波峰不明显的测井曲线进行解释时，采用中心法可以更好的接近真实结果；选定解释方法后，抬高基线可以减小解释结果的误差；噪声对测井解释方法的选择不构成影响。

4.结论与认识

1）针对同位素吸水剖面测井遇到的复杂情况，提出了增加流量计测井技术，并研究出了相应的施工方法及资料解释方法。通过近年的推广应用，证实其测井成功率100%，资料解释符合率在90%以上，同时也证明了该技术具有很强的实用性。

2）通过大规模的推广应用，认为该技术在识别大孔道及微裂缝地层、揭示层间矛盾、检查井下注水管柱工作情况、判断浅部套管漏失、提高自然伽马本底高的井测井成功率及遇阻并吸水剖面解释精度等方面，具有独特的优势。采油厂根据解释结果对部分井采取相应措施后，对应油井见到了明显的增油效果。

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