文档介绍：新一代套管井储层评价测井技术脉冲中子—中子( PNN )测井江油科技服务有限公司电话: ********** 2005 年1月5日套管井储层剩余油测井概述油田进入高含水中、后开发期,一方面迫切需要了解单井井周和开发区块上的储层剩余油分布,寻找潜力油层,调整作业方案;另一方面,许多老井由于受当时条件的限制,缺少必要的测井资料,而无法对储层性质进行重新认识。常规的套管井储层评价测井方法主要有中子寿命测井和碳氧比( C/O )能谱测井以及两种方法的组合( PND 、 RST 、 RMT )。众所周知, 上述方法均是通过测量、解析高能中子与地层发生非弹性散射、俘获反应所释放出的次生伽马射线来实现的。由于受储层本身存在的自然伽马和延迟伽马的影响,效果均不是很好。中子寿命测井记录的是热中子与地层俘获反应释放出的伽马射线强度,通过仪器中的伽马探头(碘化钠晶体)计数率换算出地层的宏观俘获截面。地层的热中子宏观俘获截面大小与地层水的矿化度高低有关,只有在高矿化度( 10 万 ppm 以上) 地层水条件下,才能用该方法获得较满意的储层剩余油饱和度。由于不只是有热中子被俘获才产生伽马射线,在仪器的四周还存在其他的核反应,这些核反应同样可以产生伽马射线,还有地层中本身存在的伽马射线,所有这些伽马射线都必须与热中子俘获伽马分开,才能获得良好的测井处理结果。实际上要做到这一点是很困难的。在低矿化度( 5万 ppm 以下)地层水条件下采用的注硼(钆)中子寿命测井是以硼(钆)元素作为示踪剂,人为提高含水层位的热中子俘获截面的一种工艺方法,只能对已射孔层进行水淹评价,这种方法的工艺较复杂,要求地面动力配合进行压井、洗井、替液、闷井。此外,硼(钆)中子寿命测井侧重于在工艺上将油水层的曲线特征分开。在层间矛盾不突出的射孔层应用效果较好,基本能够达到替液前后两次俘获截面测井曲线的离差幅度与射孔层可动水饱和度成正比。但对于层间矛盾突出的射孔层该测试技术符合率不高。 C/O 能谱测井虽然不受地层水矿化度的影响,但由于存在着受井筒内流体影响严重、测井前必须洗井,仪器直径( 89 mm )偏大, 必须起出油管才能测井,以及计数率低, 统计误差偏大,且只有当储层孔隙度大于 20% 的条件下才能应用等问题,在一定程度上限制了 C/O 测井的应用。而奥地利 HOTWELL 公司推出的脉冲中子—中子测井克服了上述测量方法的不足,采用独特的测量方式,即用仪器中的中子探测器(氦三管)直接测量高能脉冲中子发射后,地层中热中子数量随时间的变化关系,通过特有的处理手段和解释方法,在不洗井、不关井条件下成功地实现了过套管或过油管的储层监测,为油田的后期开发及剩余油开采提供了一种非常重要的监测手段。 PNN 测井原理 PNN (P usle Neutron Neutron ) 是脉冲中子—中子仪器的简称,使用中子发生器向地层发射 14M eV 的快中子,经过一系列的非弹性碰撞( 10 -8 -10 -7s)和弹性碰撞( 10 -8 -10 -7s) ,当中子的能量与组成地层的原子处于热平衡状态时,中子不再减速,此时它的能量是 V ,速度 × 10 5 cm/s , 与地层原子核反应主要是俘获反应。表 1. 地层元素将 2Mev 的中子衰减到的热中子所需的平均碰撞次数元氢铍硼碳氮氧钠镁铝硅硫氯钾钙铁镉钡快中子复合核。激发态靶核. 基态发射伽马射线发射中子轻核重核弹性碰撞弹性碰撞回到基态热中子俘获发射伽马图 1 10 1ev 100ev 10000ev 多次碰撞后变成热中子继续碰撞后热中子被俘素原子序数 145678 11 12 13 14 15 17 19 20 26 48 56 碰撞次数 18 86 105 114 130 150 215 227 250 261 297 329 362 371 514 1028 1252 表 2. 地层元素与的热中子发生俘获反应的数据元素碳硼锂钠镁铝硅铁钙氯钾硫原子量 12 106 23 24 27 28 56 40 39 32 俘获截面 759 71 发出俘获伽马能量 Mev Mev Mev Mev Mev Mev Mev Mev Mev Mev Mev Mev