關于實現注水剖面三維監測的設想
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楊棠英 1由 分享
摘要：為了滿足油藏精細化注水的需求，實現對油藏注水流向和突進強度的三維監測；在現有注水剖面測井系統的基礎上，提出重新組合、改裝的設想，并對其應用效果進行了預測。
關鍵詞：注水剖面測井；三維監測；設想
目前在油藏二次開采過程中，注水監測與油藏精細化管理的需求不相適應，設想通過對同位素法注水剖面測井系統的改造，加裝鉛制偏心儀器套、陀螺儀等，以實現對注水流向和突進強度的三維監測。雖然設想還處于原理性設計階段，未能付諸于實踐的檢驗，但是在注水監測測井發展的道路上進行了有意義的探索。
一、油藏注水監測的需求
油藏開發進入二次開采后，注入水引起油藏層間、平面矛盾加劇。在油藏注水開發的過程中，不僅需要監測注水的注入層位，還需要監測注水流向和突進強度等。
目前注水平面監測方法主要為注水前緣微地震監測法、油水井井間示蹤劑監測法、大地電磁探測法等；但是由于經濟投入大、適用條件受限等因素，油田實際生產過程中推廣范圍小，效果不理想。目前油藏注水分析方法主要是利用儲層物性、沉積相、地層壓力、井組生產動態等資料,從地質靜態與油藏動態的角度進行分析或數值模擬；但是存在分析結論是定性的或模擬定量的，而非第一手監測資料的不足之處。
為了滿足油藏精細化注水的需求，如何實現注水流向和突進強度的三維監測就成為亟待解決的技術瓶頸。
二、注水剖面測井系統的改造
注水剖面測井是目前油藏注水監測的最主要、最直接的技術方法，其中效果最好、應用最廣的是同位素法。在現有同位素法注水剖面測井的基礎上，提出重新組合、改裝的設想，以實現對油藏注水的三維監測。
（一）方位定向
在探測儀器組合中加裝陀螺儀。陀螺儀利用陀螺高速旋轉不受磁性干擾的特性,可以在油、套管內進行井斜角、方位角測量，以及可以進行單點定向。陀螺儀定向測斜已經是一項非常成熟的技術。
（二）伽馬探測矢量性的實現
改裝現有伽馬探測儀器，給探測儀包覆一個鉛制偏心儀器套。利用高密度物質——鉛對伽馬射線的屏蔽效應，使單個伽馬探測儀僅能探測來自一個方向上的伽馬射線，從而實現單個探測儀伽馬探測的平面矢量性，原理示意如圖1所示。
（三）儀器微縮化的六分度組合
為了監測注水注到哪個方向以及注了多少的問題，需對多個不同方向的平面差異進行橫向上的監測。通過組合優選可確定目前選用六個分度的伽馬探測儀組合為最佳。結合油管空間局限與伽馬屏蔽效果等因素綜合考慮，采用上下兩部分分體設計，刪減原有伽馬探測儀器的重復部分，僅將伽馬探頭分離出來并且放置于等邊三角形的三個頂端。
三、注水三維監測效果的預測
依設想所述，進行一次下井測試，不僅監測注水的層間差異，解決注水注到哪個小層的問題，而且可以監測平面差異，解決注水注到哪個方向以及注了多少的問題。這將提升油藏注水監測的技術水平，為油水井注采調整、油藏動態分析提供更豐富更可靠的數據支持。
六分度組合中每個探測儀的監測數據單獨存儲為一組，利用現有的生產測井解釋軟件進行每組數據的單獨解釋，然后附加上方位信息就可以三維顯示，效果預測示意見圖2。依據六組來自不同方位的伽馬射線探測強度，用長度和粗細都不同的矢量箭頭表示，可非常直觀的識別出該小層注入水的流動方向與突進強度。另外，六個不同分量的伽馬射線探測強度包絡線與水驅前緣存在形態相近或形狀相似的關系。
四、討論
通過對同位素法注水剖面測井系統的重新組合、改裝，可實現油藏注水監測由縱向的一維向三維監測的轉變，應用前景廣闊，也是注水監測測井發展的必然趨勢。設想還需進一步補充完善，還存在一些技術問題需要在實踐中解決，例如地層壓裂改造程度與探測深度的關系等。總之，本設想有待在實踐的檢驗中逐步發展成熟。
感謝長慶油田分公司超低滲研發中心副總工程師陸紅軍，他的建議在方位定向方面完善了本設想。
參考文獻：
[1]夏竹君,趙軍霞,張麗萍.注水井吸水剖面測井技術在長慶油田的應用[J].國外測井技術,2005,20,(1):28-231.
[2]鄭華,李軍,劉興斌.大慶油田注入剖面測井技術研究進展[J].同位素,2009,22,(2):48-253.
[3]SY/T 5776.1-1995注入剖面測井作業規程注水剖面[S].中國石油天然氣總公司,1995.
關鍵詞：注水剖面測井；三維監測；設想
目前在油藏二次開采過程中，注水監測與油藏精細化管理的需求不相適應，設想通過對同位素法注水剖面測井系統的改造，加裝鉛制偏心儀器套、陀螺儀等，以實現對注水流向和突進強度的三維監測。雖然設想還處于原理性設計階段，未能付諸于實踐的檢驗，但是在注水監測測井發展的道路上進行了有意義的探索。
一、油藏注水監測的需求
油藏開發進入二次開采后，注入水引起油藏層間、平面矛盾加劇。在油藏注水開發的過程中，不僅需要監測注水的注入層位，還需要監測注水流向和突進強度等。
目前注水平面監測方法主要為注水前緣微地震監測法、油水井井間示蹤劑監測法、大地電磁探測法等；但是由于經濟投入大、適用條件受限等因素，油田實際生產過程中推廣范圍小，效果不理想。目前油藏注水分析方法主要是利用儲層物性、沉積相、地層壓力、井組生產動態等資料,從地質靜態與油藏動態的角度進行分析或數值模擬；但是存在分析結論是定性的或模擬定量的，而非第一手監測資料的不足之處。
為了滿足油藏精細化注水的需求，如何實現注水流向和突進強度的三維監測就成為亟待解決的技術瓶頸。
二、注水剖面測井系統的改造
注水剖面測井是目前油藏注水監測的最主要、最直接的技術方法，其中效果最好、應用最廣的是同位素法。在現有同位素法注水剖面測井的基礎上，提出重新組合、改裝的設想，以實現對油藏注水的三維監測。
（一）方位定向
在探測儀器組合中加裝陀螺儀。陀螺儀利用陀螺高速旋轉不受磁性干擾的特性,可以在油、套管內進行井斜角、方位角測量，以及可以進行單點定向。陀螺儀定向測斜已經是一項非常成熟的技術。
（二）伽馬探測矢量性的實現
改裝現有伽馬探測儀器，給探測儀包覆一個鉛制偏心儀器套。利用高密度物質——鉛對伽馬射線的屏蔽效應，使單個伽馬探測儀僅能探測來自一個方向上的伽馬射線，從而實現單個探測儀伽馬探測的平面矢量性，原理示意如圖1所示。
（三）儀器微縮化的六分度組合
為了監測注水注到哪個方向以及注了多少的問題，需對多個不同方向的平面差異進行橫向上的監測。通過組合優選可確定目前選用六個分度的伽馬探測儀組合為最佳。結合油管空間局限與伽馬屏蔽效果等因素綜合考慮，采用上下兩部分分體設計，刪減原有伽馬探測儀器的重復部分，僅將伽馬探頭分離出來并且放置于等邊三角形的三個頂端。
三、注水三維監測效果的預測
依設想所述，進行一次下井測試，不僅監測注水的層間差異，解決注水注到哪個小層的問題，而且可以監測平面差異，解決注水注到哪個方向以及注了多少的問題。這將提升油藏注水監測的技術水平，為油水井注采調整、油藏動態分析提供更豐富更可靠的數據支持。
六分度組合中每個探測儀的監測數據單獨存儲為一組，利用現有的生產測井解釋軟件進行每組數據的單獨解釋，然后附加上方位信息就可以三維顯示，效果預測示意見圖2。依據六組來自不同方位的伽馬射線探測強度，用長度和粗細都不同的矢量箭頭表示，可非常直觀的識別出該小層注入水的流動方向與突進強度。另外，六個不同分量的伽馬射線探測強度包絡線與水驅前緣存在形態相近或形狀相似的關系。
四、討論
通過對同位素法注水剖面測井系統的重新組合、改裝，可實現油藏注水監測由縱向的一維向三維監測的轉變，應用前景廣闊，也是注水監測測井發展的必然趨勢。設想還需進一步補充完善，還存在一些技術問題需要在實踐中解決，例如地層壓裂改造程度與探測深度的關系等。總之，本設想有待在實踐的檢驗中逐步發展成熟。
感謝長慶油田分公司超低滲研發中心副總工程師陸紅軍，他的建議在方位定向方面完善了本設想。
參考文獻：
[1]夏竹君,趙軍霞,張麗萍.注水井吸水剖面測井技術在長慶油田的應用[J].國外測井技術,2005,20,(1):28-231.
[2]鄭華,李軍,劉興斌.大慶油田注入剖面測井技術研究進展[J].同位素,2009,22,(2):48-253.
[3]SY/T 5776.1-1995注入剖面測井作業規程注水剖面[S].中國石油天然氣總公司,1995.