在油套分注井中对氧活化测井方法的改进_程传涛.pdf

收稿日期:2 0 2 1-1 1-1 3作者简介:程传涛(1 9 8 1-)男,河南南阳人,本科,2 0 0 7年毕业于长江大学勘查技术与工程专业,工程师,现在中石化经纬公司华北测控南阳项目部从事生产测井技术工作。在油套分注井中对氧活化测井方法的改进程传涛(中石化经纬有限公司华北测控公司 河南 南阳 4 7 3 1 3 2)摘要:氧活化水流测井是一种测量井下水流流速的测井方法,它在解决油套分注井注入剖面具有比其它常规测井方法明显的优势。介绍了氧活化水流测井原理,仪器结构和氧活化测井在测量油套分注井时存在的问题以及解决办法。生产测井应用实例表明,改进后的测井方法极大地提高了测量结果的准确性。关键词:生产测井;氧活化水流测井;油套分注;水流方向中图分类号:T E 3 5 3+.3 文献标识码:A 文章编号:1 0 0 6-7 9 8 1(2 0 2 2)0 3-0 0 2 5-0 61 引言随着油田的开发,动用的层位越来越多,同时对应的注水井就需要多层注水,以满足油田开发的需要。由于各层位的物性、能量等因素的差别,往往不能满足地质配注的要求。为了达到注够水、注好水,常规的酸化解堵往往很难达到预期的目的,分层注水的调配等后期完善工作难度也较大,而油套分注就很好的解决了分层精细注水的问题。近年来,油套分注井是逐年增多,而现有的油套分注井测井方法符合率低,满足不了生产的需要,因此开展油套分注井注入剖面测井方法研究具有重要的意义。由于油套分注井受井身条件的限制,使电磁流量,涡轮流量等测井方法不能在这样的管柱中指示油套环形空间分层注水量。在进行同位素吸水剖面测井时,需从配水间注入同位素,容易污染配水间注水管线及井口,并且管壁沾污严重,导致同位素在层位上无聚集显示,从而使测井成功率低。脉冲氧活化测井虽然以其无井下污染,高穿透,适应范围广的特点在解决油套分注注入剖面具有比其它测井方法明显的优势,但在油套分注井双水流情况下其测井资料的准确率和符合率与实际有很大误差。通过对氧活化测井方法的改进,提高油套分注井测井资料的准确率和符合率,为增产增注提供更准确的措施依据。2 氧活化测井原理脉冲中子氧活化测井是一种测量水流速度的方法。脉冲中子氧活化仪器工作时,中子源间歇式发射快中子。快中子与周围物质可以发生多种核反应,其中的一种反应就是氧活化反应。通过探测水中氧原子与中子发生核反应所产生的活化伽玛时间谱,根据仪器源距就可计算出水流速度,在管径已知且不变的情况下,可计算出水流流量。2.1 氧活化反应原理如果用能量大于1 0 M e v的快中子轰击氧原子,就会发生下列反应:1 6 O+n=1 6 N+P1 6 N=1 6 O+r+6.1 3 M e v氧核被激化后,产生放射性氮同位素1 6 N,氮处于激发态,经衰变后还原成氧,其半衰期为7.1 3 s,同时释放出能量为6.1 3M e v的特征伽玛射线。这些高能的伽玛射线能够穿透几英寸厚的井中流体、油管、套管和水泥环。2.2 仪器测量原理氧活化测井时,每次测量都包括一个短的活化期(一般1 s,2 s,1 0 s),相对较长的数据采集期(典型值为6 0 s)。当水流经中子发生器时,被快中子活化,活化后的水在流经3个不同源距的探测器时,测量其时间谱,得到“峰位时间”,再结合源距就可计算水流速度;根据被测点的横截面积,可计算出测点流量。2.3 测量特征图图(1)、(2)为远探测器的测量特征图,图(3)、(4)为近探测器的测量特征图,由图可以清楚地看出,近探测器总的计数率包括恒定的背景氧分量52 2 0 2 2年第1 1期内蒙古石油化工(即本底),按指数规律衰减的静态氧分量(即静止水),以及流动氧分量(即流动水);而远探测器总的计数率仅包括恒定的背景分量和流动氧分量。2.4 测量精度:测量范围:油管3m3/d 2 0m3/d;允许测量误差:8%套管8 m3/d2 0 m3/d;允 许 测 量 误 差:8%2 0m3/d 4 0 0m3/d;允许测量误差:5%4 0 0m3/d6 0 0 m3/d;允许测 量误 差:1 0%中子寿命测井仪测量 范 围:7.69 1 C.U.;允 许 测 量 误 差:3%3 氧活化仪器结构脉冲氧活化测井仪器是由遥测短节(C C L,G R,温度,压力),测量短节(4个G R探测器)和上下2个中子发生器组成,如图5所示。2个中子发生器可同时接入井下仪,分别测量上,下两个方向的水流流动。测量下水流时,上中子发生器工作,测量上水流时,下中子发生器工作。图562 内蒙古石油化工2 0 2 2年第1 1期 4 油套分注井现有氧活化测井存在问题及原因分析在油套分注井逐年增多的情况下,现有氧活化测井往往会在双水流层段出现与实际结果有较大误差的现象,造成测井解释结果与实际结果不符合,不能为油田的增产增注提供准确的依据。下面是一口关于X X X 1井的实例,X X X 1井是位于双河油田的一口注水井,注水方式为油套分注,油套环空为1,2号层注水,油管为3,4,5号层注水,见图6。其中油管注水量为1 0 0方/天,油套环空注水量为5 0方/天。按现有氧活化测井方法分别在1号层上面和在喇叭口下面3号层上面对其进行氧活化测量打点,其水流时间谱见图7,图8和图9。图6 X X X 1,X X X 2井管柱结构图 通过图7,图8和图9水流时间谱计算出油管的总流量为6 5方/天,油套环形空间的总流量为9 6方/天,套管的总流量为9 9.9方/天。其中,计算出的油管总流量与实际油管的总流量误差为3 5%,油套环形空间的总流量与实际油套环形空间的总流量误差为9 2%,套管的总流量与实际套管的总流量误差为0.1%。通过上面实例可以看出在油套分注井双水流情况下氧活化测井解释结果与实际有较大误差,而在单水流情况下氧活化测井解释结果与实际符合较好。那么在油套分注井双水流情况下测量到的氧活化结果与实际存在较大误差的原因是什么呢?通过对油套分注井双水流层段的测井资料分析对比发现,在两股有相同方向水流流动的情况下,流速慢的活化伽马峰位会提前,而流速快的活化伽马峰位会延迟。根据这样的发现,可以得到在油套分注井中双水流情况下氧活化测井测量到的结果与实际误差偏大的主要原因就是:在油套分注井中,由于油管和油套环形空间都存在着同向水流流动,且这两股水流流速差别不大时,会造成活化伽马形成的油管流体流动信号和油套环形空间流体流动的信号部分叠加。叠加的结果是使流速快的活化伽马峰位延迟,而流速慢的活化伽马峰位提前。其结果是实际流速小的流体计算得到的流量偏大,而实际流速大的流体计算得到的流量偏小。5 改进方法由以上可知在油套分注井中,在单一水流流动情况下,氧活化测井测量结果与实际符合较好,而在两股同向水流流动情况下,氧活化测井测量结果与实际存在较大误差。而引起这种误差的原因就是两股水流流动信号的部分叠加。针对这种情况,决定对现有氧活化测井方法进行改进,具体做法:在测量油套环形空间时,通过计量站配水间控制井口的注水量为油套环形空间的注水量,然后在井口关闭油管阀门,确保注水全部注入油套环形空间,待其水流流动稳定后,再对油套环形空间进行测量。这种改进的好处是避免了油管水流流动的信号对油套环形空间水流流动信号的干扰,提高了氧活化测井的准确性。为了验证这种改进方法的可行性,对双河油田的X X X 2井进行了实验,X X X 2井是双河油田的一口注水井,注入方式为油套分注,油套环空为1,2号层注水,油管为3,4,5号层注水(图6),其中油管注水量为1 1 0方/天,油套环空注水量为6 0方/天。图1 0是X X X 2井正常注入情况下在1号层上面某一点所打的水流时间谱,图1 1是X X X 2井用改进后的方法在1号层上面某一点所打的水流时间谱。通过图1 0的水流时间谱计算出油套环形空间的总流量为1 2 5方/天,与实际油套环形空间流量的误差为1 0 8%,通过图1 1的水流时间谱计算出油套环形空间的总流量为5 9方/天,与实际油套环形空间流量的误差为1.6%。通过实验可以发现氧活化测井方法改进后的测量结果与未改进的测量结果相比,准确性有明显的提高,并且改进后的测量结果与实际也更为接近,误差也更小。72 2 0 2 2年第1 1期程传涛 在油套分注井中对氧活化测井方法的改进图7图882 内蒙古石油化工2 0 2 2年第1 1期 图9图1 0(上接4 5页)92 2 0 2 2年第1 1期程传涛 在油套分注井中对氧活化测井方法的改进过程中出现皮带断裂的可能6。3.4 异常噪音的处理与预防措施皮带运输机产生的异常噪音情况会对煤矿中其他工作的正常实施产生较大的影响。因此相关维修工作人员在日常维护工作中就应当对可能发生异常噪音的部件进行严密的检查。在异常噪音发生后,人员应当先确定噪音发出的位置,并根据噪音的实际产生原因选择适当的处理方法。但要注意的是,处理异常噪音时,要尽量避免破坏运输机的整体结构,同时要确保采取的措施不会对运输机的电机造成损害。4 结束语对于煤矿的整体生产工作而言,运输工作与开采工作几乎具有同样的地位。其运输效率较低,尽管开采工作效率较高也很难,使煤矿的整体工作效率提高。因此皮带运输机作为煤矿运输工作中的重要组成部分。相关人员应当对其运输中存在的故障等进行深度分析,研究出行之有效的处理预防措施,从而使煤矿运输工作的效率得到有效提高。参考文献1 赵鹏.皮带输送机常见故障分析及处理方法J.中国石油和化工标准与质量,2 0 2 1,4 1(2 2):1 2 5-1 2 6.2 韩景春,贾剑.高产高效煤矿主运皮带常见故障及 处 理 方 法 J.河 南 科 技,2 0 1 3(2 4):7 9-8 5.3 张宏海.浅谈皮带输送机常见故障分析与处理方 法 J.科 技 创 新 与 应 用,2 0 1 3(2 4):9 1-9 1.4 周琛,单波,孙亚军.煤炭皮带输送机的安装操作和 维 护 J.现 代 工 业 经 济 和 信 息 化,2 0 2 2,1 2(1):2 2 7-2 2 8+2 3 1.5 韩海静.机械皮带输送机故障控制分析J.中国石油和化工标准与质量,2 0 1 9,3 9(1 7):1 9-2 0.6 刘艳芳.浅谈煤矿皮带输送机常见故障分析及处理J.汽车博览,2 0 2 0(3):3 9-4 0.(上接2 9页)图1 16 结论综上所述,方法改进后的氧活化测井,提高了测井资料的准确率和符合率,为增产增注提供更准确的措施依据。当然这种改进方法还有不足,不成熟之处,随着测井技术的进一步发展,它将会越来越成熟完善。参考文献1 郭海敏.生产测井导论.J 石油工业出版社,2 0 0 3:5 8 75 8 9.2 西安奥华.B X S C-A便携式数控生产测井地面系统出厂资料.D 西安奥华,2 0 0 5.54 2 0 2 2年第1 1期李江伟 皮带输送机在煤矿运输中的常见故障和处理