关于实现注水剖面三维监测的设想
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杨棠英 1由 分享
摘要：为了满足油藏精细化注水的需求，实现对油藏注水流向和突进强度的三维监测；在现有注水剖面测井系统的基础上，提出重新组合、改装的设想，并对其应用效果进行了预测。
关键词：注水剖面测井；三维监测；设想
目前在油藏二次开采过程中，注水监测与油藏精细化管理的需求不相适应，设想通过对同位素法注水剖面测井系统的改造，加装铅制偏心仪器套、陀螺仪等，以实现对注水流向和突进强度的三维监测。虽然设想还处于原理性设计阶段，未能付诸于实践的检验，但是在注水监测测井发展的道路上进行了有意义的探索。
一、油藏注水监测的需求
油藏开发进入二次开采后，注入水引起油藏层间、平面矛盾加剧。在油藏注水开发的过程中，不仅需要监测注水的注入层位，还需要监测注水流向和突进强度等。
目前注水平面监测方法主要为注水前缘微地震监测法、油水井井间示踪剂监测法、大地电磁探测法等；但是由于经济投入大、适用条件受限等因素，油田实际生产过程中推广范围小，效果不理想。目前油藏注水分析方法主要是利用储层物性、沉积相、地层压力、井组生产动态等资料,从地质静态与油藏动态的角度进行分析或数值模拟；但是存在分析结论是定性的或模拟定量的，而非第一手监测资料的不足之处。
为了满足油藏精细化注水的需求，如何实现注水流向和突进强度的三维监测就成为亟待解决的技术瓶颈。
二、注水剖面测井系统的改造
注水剖面测井是目前油藏注水监测的最主要、最直接的技术方法，其中效果最好、应用最广的是同位素法。在现有同位素法注水剖面测井的基础上，提出重新组合、改装的设想，以实现对油藏注水的三维监测。
（一）方位定向
在探测仪器组合中加装陀螺仪。陀螺仪利用陀螺高速旋转不受磁性干扰的特性,可以在油、套管内进行井斜角、方位角测量，以及可以进行单点定向。陀螺仪定向测斜已经是一项非常成熟的技术。
（二）伽马探测矢量性的实现
改装现有伽马探测仪器，给探测仪包覆一个铅制偏心仪器套。利用高密度物质——铅对伽马射线的屏蔽效应，使单个伽马探测仪仅能探测来自一个方向上的伽马射线，从而实现单个探测仪伽马探测的平面矢量性，原理示意如图1所示。
（三）仪器微缩化的六分度组合
为了监测注水注到哪个方向以及注了多少的问题，需对多个不同方向的平面差异进行横向上的监测。通过组合优选可确定目前选用六个分度的伽马探测仪组合为最佳。结合油管空间局限与伽马屏蔽效果等因素综合考虑，采用上下两部分分体设计，删减原有伽马探测仪器的重复部分，仅将伽马探头分离出来并且放置于等边三角形的三个顶端。
三、注水三维监测效果的预测
依设想所述，进行一次下井测试，不仅监测注水的层间差异，解决注水注到哪个小层的问题，而且可以监测平面差异，解决注水注到哪个方向以及注了多少的问题。这将提升油藏注水监测的技术水平，为油水井注采调整、油藏动态分析提供更丰富更可靠的数据支持。
六分度组合中每个探测仪的监测数据单独存储为一组，利用现有的生产测井解释软件进行每组数据的单独解释，然后附加上方位信息就可以三维显示，效果预测示意见图2。依据六组来自不同方位的伽马射线探测强度，用长度和粗细都不同的矢量箭头表示，可非常直观的识别出该小层注入水的流动方向与突进强度。另外，六个不同分量的伽马射线探测强度包络线与水驱前缘存在形态相近或形状相似的关系。
四、讨论
通过对同位素法注水剖面测井系统的重新组合、改装，可实现油藏注水监测由纵向的一维向三维监测的转变，应用前景广阔，也是注水监测测井发展的必然趋势。设想还需进一步补充完善，还存在一些技术问题需要在实践中解决，例如地层压裂改造程度与探测深度的关系等。总之，本设想有待在实践的检验中逐步发展成熟。
感谢长庆油田分公司超低渗研发中心副总工程师陆红军，他的建议在方位定向方面完善了本设想。
参考文献：
[1]夏竹君,赵军霞,张丽萍.注水井吸水剖面测井技术在长庆油田的应用[J].国外测井技术,2005,20,(1):28-231.
[2]郑华,李军,刘兴斌.大庆油田注入剖面测井技术研究进展[J].同位素,2009,22,(2):48-253.
[3]SY/T 5776.1-1995注入剖面测井作业规程注水剖面[S].中国石油天然气总公司,1995.
关键词：注水剖面测井；三维监测；设想
目前在油藏二次开采过程中，注水监测与油藏精细化管理的需求不相适应，设想通过对同位素法注水剖面测井系统的改造，加装铅制偏心仪器套、陀螺仪等，以实现对注水流向和突进强度的三维监测。虽然设想还处于原理性设计阶段，未能付诸于实践的检验，但是在注水监测测井发展的道路上进行了有意义的探索。
一、油藏注水监测的需求
油藏开发进入二次开采后，注入水引起油藏层间、平面矛盾加剧。在油藏注水开发的过程中，不仅需要监测注水的注入层位，还需要监测注水流向和突进强度等。
目前注水平面监测方法主要为注水前缘微地震监测法、油水井井间示踪剂监测法、大地电磁探测法等；但是由于经济投入大、适用条件受限等因素，油田实际生产过程中推广范围小，效果不理想。目前油藏注水分析方法主要是利用储层物性、沉积相、地层压力、井组生产动态等资料,从地质静态与油藏动态的角度进行分析或数值模拟；但是存在分析结论是定性的或模拟定量的，而非第一手监测资料的不足之处。
为了满足油藏精细化注水的需求，如何实现注水流向和突进强度的三维监测就成为亟待解决的技术瓶颈。
二、注水剖面测井系统的改造
注水剖面测井是目前油藏注水监测的最主要、最直接的技术方法，其中效果最好、应用最广的是同位素法。在现有同位素法注水剖面测井的基础上，提出重新组合、改装的设想，以实现对油藏注水的三维监测。
（一）方位定向
在探测仪器组合中加装陀螺仪。陀螺仪利用陀螺高速旋转不受磁性干扰的特性,可以在油、套管内进行井斜角、方位角测量，以及可以进行单点定向。陀螺仪定向测斜已经是一项非常成熟的技术。
（二）伽马探测矢量性的实现
改装现有伽马探测仪器，给探测仪包覆一个铅制偏心仪器套。利用高密度物质——铅对伽马射线的屏蔽效应，使单个伽马探测仪仅能探测来自一个方向上的伽马射线，从而实现单个探测仪伽马探测的平面矢量性，原理示意如图1所示。
（三）仪器微缩化的六分度组合
为了监测注水注到哪个方向以及注了多少的问题，需对多个不同方向的平面差异进行横向上的监测。通过组合优选可确定目前选用六个分度的伽马探测仪组合为最佳。结合油管空间局限与伽马屏蔽效果等因素综合考虑，采用上下两部分分体设计，删减原有伽马探测仪器的重复部分，仅将伽马探头分离出来并且放置于等边三角形的三个顶端。
三、注水三维监测效果的预测
依设想所述，进行一次下井测试，不仅监测注水的层间差异，解决注水注到哪个小层的问题，而且可以监测平面差异，解决注水注到哪个方向以及注了多少的问题。这将提升油藏注水监测的技术水平，为油水井注采调整、油藏动态分析提供更丰富更可靠的数据支持。
六分度组合中每个探测仪的监测数据单独存储为一组，利用现有的生产测井解释软件进行每组数据的单独解释，然后附加上方位信息就可以三维显示，效果预测示意见图2。依据六组来自不同方位的伽马射线探测强度，用长度和粗细都不同的矢量箭头表示，可非常直观的识别出该小层注入水的流动方向与突进强度。另外，六个不同分量的伽马射线探测强度包络线与水驱前缘存在形态相近或形状相似的关系。
四、讨论
通过对同位素法注水剖面测井系统的重新组合、改装，可实现油藏注水监测由纵向的一维向三维监测的转变，应用前景广阔，也是注水监测测井发展的必然趋势。设想还需进一步补充完善，还存在一些技术问题需要在实践中解决，例如地层压裂改造程度与探测深度的关系等。总之，本设想有待在实践的检验中逐步发展成熟。
感谢长庆油田分公司超低渗研发中心副总工程师陆红军，他的建议在方位定向方面完善了本设想。
参考文献：
[1]夏竹君,赵军霞,张丽萍.注水井吸水剖面测井技术在长庆油田的应用[J].国外测井技术,2005,20,(1):28-231.
[2]郑华,李军,刘兴斌.大庆油田注入剖面测井技术研究进展[J].同位素,2009,22,(2):48-253.
[3]SY/T 5776.1-1995注入剖面测井作业规程注水剖面[S].中国石油天然气总公司,1995.