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油田验窜测试技术应用及封窜方式优选

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第25卷增刊大庆石油地质与开发P.G.O.D.D.2006年8月

文章编号:

1000-3754（2006）增43064-02

油田验窜测试技术应用及封窜方式优选

任华

（大庆油田有限责任公司第三采油厂,黑龙江大庆163113）

摘要:

以试验区3口注入井为例,通过对目前常用的测试验窜技术的对比优选,结合现场测试资料,

提出了具有较低的测试成本,不用作业,不影响正常生产,曲线直观,可靠的验窜测试新技术——放

射性示踪相关流量法验窜测试技术.通过对该测试原理的分析和现场测试资料的探讨,正确找到了管

外窜槽井段,给注入井措施施工提供了可靠资料.同时通过对目前几种封窜方式（氰凝法,单液法

和水泥封窜法）优缺点的对比优选,以及试验区的实际情况分析,最后优选出适合封堵本次窜层的

封窜方法,即超细水泥封窜.封堵结果表明窜点判断准确,封堵方法选择正确,达到了封窜的目的.

关键词:

窜槽;放射性示踪;封堵

中图分类号:

TE358文献标识码:

A

固井质量差或射（补）时射孑L弹爆炸的强烈震

动以及工程施工时都可能引起管外水泥环破裂,造成

层间串通¨J.油水井管外窜槽对于油田开发工作极

为不利.因此凡是怀疑有窜槽的油水井都应及时检查

窜槽井段,简称”找窜”,并针对窜槽井段采取相应

的封堵工艺是十分重要的.目前通过作业方式”找

窜”的方法主要是通过封隔器验窜,但这种验窜方

法只能验证通过管内窜槽的油水井或两个射孑L井段之

间管外窜槽,不能验证单射孑L段管外窜槽,且验证时

由于是人为目测水量变化或压力变化,经常会造成很

大误差.因此急需采用一种通过测试手段简单,快捷

且准确的方法正确找到窜槽井段,从而给油水井措施

提供可靠的资料.

1油田验窜测试技术概况

目前较为常见的找窜方法有同位素找窜,脉冲中

子氧活化找窜和噪声找窜等.同位素找窜是利用放射

性同位素人为地提高被研究对象——窜槽井段的伽马

射线强度,在研究层段注入同位素前,后分别进行伽

马测井,将第一次自然伽马i贝0井曲线作为基线,与进

行放射性同位素施工后所测的同位素曲线分析对比,

排除影响因素,即可解释出窜槽位置.但它的最大缺

点是存在沾污性.

脉冲中子氧活化找窜测井时,首先由中子发生器

发射14.1MeV的快中子,快中子与水中的氧核发生

反应产生氮l6同位素,而氮l6同位素l6N要以

7.13s的半衰期进行衰变,同时放出射线,通过对l6

N衰变时产生的射线进行探测,就可以知道仪器外

部16O的分布状况.氧核是水分子的一部分,随注入

水进行流动,所以通过监测氧核的流动就可以得到水

的流速剖面.根据源距和活化水通过探测器的时间,

利用仪器自身的刻度文件,就可以确定流速,再乘以水

流的流通截面积,便可得到注入井的流量剖面.该测

井技术最大的优点是:

测井结果不受地层物性影响;不

受流体粘度影响;可以直接测得油管内,油套环形空间

内的向上,向下两个方向的水流量从而判断出窜槽井

段.最大的缺点是测试费用高,相当于同位素2.5倍.

噪声找窜,它是靠捕捉水流动的声音来找窜的,

它适合于窜流量大,噪声分贝高的情况,但同时它也

存在仪器本身发出的声音,油层内井筒内的其他声音

干扰,而使解释结果存在可争议性.

2放射性示踪相关流量法验窜测试技

术

放射性相关流量法验窜测试技术是近两年刚刚研

究出来的一种新技术,该种方法不仅能定性判断出窜

层井段而且还能定量判断出窜流量.

放射性相关流量法的原理是（图1）:

在仪器的

上方有一个投放器,下方有两个测试探头,测点在两

个探头中间,投放器在上方投放具有放射性的Bal31

源,下方有两个测试探头在指定深度等待,当放射性

物质经过第一个探头时记录一个时间,经过第二个探

收稿日期:

2006-07-01

作者简介:

任华（1975一）,女,黑龙江大庆人,工程师,从事科研管理工作.

2006年8月任华:

油田验窜测试技术应用及封窜方式优选?

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头时记录一个时间,两个探头之间的距离是一定的,

从而可以计算出水流速度,根据套管直径,仪器外径

可以计算出环形空间面积,因此就可以计算出一定时

间的窜流量.该示踪流量i贝0井仪两个探头之间的间距

可以根据测井要求不同而改变,且该技术受地下条件

影响小,无沾污等情况,具有测井施工时间短,曲线

直观,可靠性强等优点.

图1放射性示踪相关流量法测量原理

3现场验窜测试技术探讨

小井距南井组试验区,2004年6月发现3口注

人井井口注人压力下降,但注人量却增加的不正常反

映.因这3口注人井均只射开一个油层萨II12油层,

且油层厚度薄,平均为2.37m,在平均注人强度达

到25m/（d?

m）情况下,注人压力由7.9MPa下

降到6.0MPa.这3口注人井均是1965年钻的老井,

且在开展本次试验前均是用水泥封堵的非试验层,因

此初步怀疑可能有窜层问题.

2004年6月3日对这3口注人井均进行了同位

素找窜,从测试结果看,3口注人井均在试验目的层

萨II12油层以下有较大的吸人量,但由于同位素最

大的弊端是存在一定的沾污性,而这3口注人井套管

用的均是两种规格的套管q~140mm/q~146mm,即在

900.0m左右套管由qH40mm的换成qH46mm型

的,而刮削器只能按照套管最小直径下,因而导致在

900.0m以下套管内壁存在一些未刮削掉的水泥,而

使沾污更具有可能性.这3口注人井于2004年4月

均大修且用水泥封堵非试验层,在套管井壁上均存有

水泥环,因此从同位素测试资料上只能初步判断试验

目的层以下有窜槽的可能而无法给出肯定性的结论.

基于这种情况必须再寻找一种更加有效的测试方

法与同位素结果相对比,给出定性的结论.经多方研

究讨论采用近两年刚刚研究出来的放射性示踪相关

流量法可解决这一问题,该种方法不仅能定性给出窜

层井段而且还能定量判断出窜流量.

于是,在2004年5月25日对3口注人井（北2—

6-503,北2-6-505,50井）进行放射性示踪相关流量

测试.以北2-6~03井为例说明利用该测试方法的准

确性.该井只射开一个油层萨II12油层,射孔井段

919.8～923.2m,在开展本次试验前曾用水泥封堵萨

II7+8油层,目前人工井底955.0m,在目的层到人

工井底之间有萨II13+l4和15+16油层,但都未射

孔,该井在895.0m处有一级套管保护封隔器,为笼

统注水管柱.

首先测点设在914.0m,验证封隔器密封性和有

无上窜水流,测试结果表明套管内外均无向上的流

量,说明该井在895.0m处的封隔器不存在上窜,注

人水也未由井筒内进人萨II7+8及以上油层.为测

试该油层是否有下窜现象,将测量井段设在919～

925.0m,在射孔井段顶界（919.8m）以上919.0m

处释放示踪剂,在射孔底界（923.2m）以下925.0

m测试,测量结果发现,在该点接收到所释放的示踪

剂源,通过进一步计算出下窜的水流速度为4.58

em/s,且由探测到异常波形的时间可以判断出,该

水流不是井筒内的流动,说明925.0m处是井筒外注

人水的下窜通道.为进一步找到下窜的底界,将测试

井段设在920.0～927.0m,得到的曲线计算出下窜

的水流速度为6.11em/s.说明928.0m处是井筒外

注人水的下窜通道.又将测试井段设在920.0～

932.0m,得到的曲线未发现有下窜的水流速度.说

明注人水未下窜到萨II15+16以下层段.为了能够

保证仪器的工作状态是稳定的,又对3个重要井段进

行了重复测试,3个重复i贝的曲线分析结果与上述

分析结果一致.最后得出结论,该井注人萨II12油

层的水部分下窜到萨II13+14和萨II15+16层.

而3口注人井目的层以下萨IIl3+14层从来没

有射开过,因而不存在封堵质量问题,从试验前测试

的声波变密度曲线来看,水泥胶结质量都很好,而声

波变密度曲线只能反映出套管与水泥环之间的胶结质

量,因此断定窜点在水泥环与油层之间的二界面.

4封堵方法及工艺的优选

目前,较为常见的封堵方法有3种,氰凝堵水封

窜法,高聚物单液法和水泥封窜法.

4.1氰凝堵水封窜法

优点:

承压强度高,有效期长,成本低,封堵半

径小,射孔即可解堵,便于开发层位的调整.

缺点:

有卡管柱的风险.

适应性:

适合不舍层封窜及1～2个层段的封堵.

而小井距试验要求年底要拿出结论性的认识,试

验时间只有1a,时间短,试验任务重,因此这种方

法不适合.

4.2高聚物单液法

优点:

具有安全性好,工艺简单,技术成熟度

高,施工效果好,成功率高等优点.

（下转第72页）

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72?

大庆石油地质与开发P.G.0.D.D.第25卷增刊

79.70m,泵效为29.3%.

为了使北1-J1469井沉没度在合理范围,需要对

这口抽油机井进行参数调整,而这口井冲次已经是最

以使抽油机理论排量降低,比抽油机换小一级泵径理

论排量降低幅度大,而费用只是换小泵费用的

3.72%,可以解决抽油机井沉没度低的问题,合理改

低档,采用可变径皮带轮使冲次下调到3次/rain,可善机采井工况（表2）.

表2可变径皮带轮试验前,后生产数据对比

对比前后数据,日产液保持稳定,含水下降

1.6%,沉没度4月份上升到250.771TI,上升了

181.57m,5月份上升到440.471TI,上升了371.27

m,泵效由31.1%提高到51.8%,提高了20.7%.

由此可见,冲数下调到3次后取得较好效果.

4几点认识

（1）对于地面工作参数已调整到最小的井,在

不换泵的情况下,可安装可变径皮带轮,费用较低.

（2）抽油机井的沉没度治理工作可以实现增产

增效,获得巨大的经济效益.同时,合理的沉没度可使

油井正常生产,减少问题井发生频率,降低检泵率.

（3）针对严重供液不足井可采取间抽制度,但

要注意摸索好间抽时间,也可以在问抽井上安装变频

装置,实现参数下调的目的.

参考文献:

[1]万新德,方庆,林立,等.萨尔图油田北三东注采系统调整

的实践与认识[J].大庆石油地质与开发,2006,25

（1）:

67—

69.

[2]王鸿勋,张琪.采油工艺原理[M].北京:

石油工业出版

社,1989.

[3]袁恩熙.工程流体力学[M].北京:

石油工业出版社,1986.

[4]郭翠玲,张继春,李艳.萨北开发区北三区西部周期注聚效果

分析[J].大庆石油地质与开发.2005,24（5）:

77-78.

[5]韩显卿.提高采收率原理[M].北京:

石油工业出版社,1993.

编辑:

宋玉梅

（上接第65页）

缺点:

封堵半径较大,不易解堵.

适应性:

油层温度小于90℃;夹层厚度21TI以上.

而本次小井距试验目的层油层发育厚度小,若封

堵半径过大,将会对油层造成污染,影响再次射孔的效

果,对试验评价带来很大困难,因此该方法也不适合.

4.3超细水泥封窜法

优点:

施工简单,常规作业队即可施工.

缺点:

动用设备多,水泥浆费用高,整个施工成

本较高.

适应性:

该技术适合2层段以上连续窜槽段封堵

及全井固井质量差井的封窜施工.

从本次小井距试验目的考虑,在立足于安全,可

靠,保护油层的角度,最后选定3口注人井全部选用

水泥封堵.

2004年7月2—20日先后对3口注人井进行封窜

完井作业,从作业后放射性示踪相关流量测试结果显

示,目的层以下均无流量显示,表明封堵质量良好,

封堵成功.

5几点认识

（1）对于一些老井,长时间关井,但由于试验

或生产的需要,重新开井补孔利用的时候,对于套管

外水泥环与油层的胶结质量,容易受射孔的震动产生

松动,建议这些老井在利用之前,最好进行测试后再

进行开井生产.

（2）对于隔层较薄的井,在射孑L时可以采取抬

高射孔底界或压低射孔顶界的方法来减少射孔对隔层

的震动,以增加隔层的稳定性.

（3）从目前的验窜测试技术看,放射性示踪剂相

关流量法是一个经济可靠的方法,有利于推广应用.

参考文献:

[1]李东传,郭金荣,刘亚芬.射孔损害机理研究[J].大庆石油

地质与开发,2004,23

（2）:

4748.

【2]陈凤,张维平,赵敏.大庆油田三次加密井完井效果评价

[J].大庆石油地质与开发,2004,23（6）:

63-64.

编辑:

邵宪志