专利名称：井间钆示踪中子伽马能谱可动水饱和度监测方法
技术领域：
本发明属注水开发油田钆示踪井间监测技术，涉及核技术在油藏工程中的应用，包括水溶性钆示踪剂的选择、注入量的计算、注水井中子伽马测井和注水剖面检测、生产井中子伽马测井及示踪剂井口和井下联合监测，经注采剖面对比和综合解释求取井间可动水饱和度分布。
背景技术：
现有的用于井间监测的核示踪方法，采用氚化物做示踪剂。氚是半衰期很长的放射性核素，它的使用受到环保要求和施工安全的限制。而钆是非放射性物质，对环境和人员无损。若在井间监测中使用含钆示踪剂则可实现安全施工，并能用中子测井方法，准确测定携带着钆的水在注水井中的各个注入层位和生产井中对应的产出层位，从而带来可观的经济和环境效益。
发明内容
本发明的核心技术是在并间监测中用钆代替氚做示踪剂，将井口采样单一检测扩展为井下测井为主和井口采样为副的综合检测，将监测目标从测定地层含水饱和度改变为测定地层可动水饱和度，为估算剩余油饱和度和预测三次采油潜力提供依据。与现有的井间示踪方法相比，在厚层细分、薄层评价和用一种示踪剂实现多层检测等方面具有优势。具体内容包括1、用含钆水溶性示踪剂(包括钆的氯化物、络合物等)代替氚水做示踪剂。
2、用可动水体积代替含水体积通过下列公式计算钆的用量Q＝A×Vwm×MDQ(1)式中Q为示踪元素钆的用量；MDQ为最低可检出量，mg/L；A为刻度校正系数，决定于Q和MDQ的单位、示踪剂的滞留和外流损失量；Vwm为注采井组控制的最大可动水体积，m3，Vwm＝πr2hSwm＝πr2h[1-(Swi+Soi)] (2)式中r为井距，m；h为储层平均有效厚度，m；为平均孔隙度，小数；Swm为可动水最高饱和度；Swi为束缚水饱和度；Soi为残余油饱和度。
3、在注水井中用中子伽马能谱测井测量钆示踪注水剖面。
4、在采油井中用中子伽马能谱测井测产层剖面，分小层算出钆示踪剂产出量和钆示踪可动水孔隙度。
5、对注水井、生产井中子伽马钆示踪剖面做井间对比，分小层确定注采对应关系。
6、对注水井和采油井钆示踪中子伽马测井剖面及井间监测数据综合处理，分小层确定水驱方向、速度及井间可动水饱和度分布。
技术优点①能测出钆示踪中子伽马能谱连续测井剖面，求出分层注入量、可动水饱和度和水淹等级；②便于注水井和采油井间动态多井地层对比；③示踪剂钆为稀土元素，我国稀土矿物储量占世界第一，来源有保障；④示踪剂无放射性、无毒，不污染环境，不伤害施工人员。
2、确定示踪剂的最低采出浓度计算得知，质量相同的钆热中子俘获截面是淡水的8456倍，而其光子产额是淡水的8456×3＝25368倍。大约0.0394毫克钆与1g水的光子产额相等。若可动水中钆的浓度为7.88mg/L，其光子产额则为淡水的1.2倍。可将此浓度定为钆的采出最底浓度。
3、计算示踪剂的用量最低采出浓度确定后，即可计算示踪剂的注入量，并用不同计算方法进行核对。
4、测示踪剂注入剖面在注入示踪剂之前，先在注水井测一次中子伽马能谱，测得总计数率、骨架计数率和氢计数率等本底值。注入示踪剂后，测注水剖面，除去本底值，确定小层吸水厚度和示踪剂注入分配量。携带示踪剂的段塞体积，由注入钆最高浓度和总用量确定。理论计算指出，钆最高浓度不应大于每立方米储层410g，对孔隙度为30％的水层，注入水溶液钆的最大浓度为1.37Kg/m3。
5、对示踪剂在井间的流向和采出量进行监测在示踪剂未到达采油井之前，先在相关各井测基线，并在井口开始采样检测。发现微量示踪剂后，将中子伽马能谱测井仪置于井内适当深度进行检测。当示踪剂产出量有明显增加时，将仪器下到目的层测示踪剂产层剖面。扣除本底，对示踪剂采出剖面做小层划分和分析。
6、井间对比对井组内注水井和采油井，逐对进行示踪剂注入和采出剖面井间对比，分小层搞清注采对应关系，进而明确井组内注入水的流向、流速和流量分配并求得井间可动水饱和度分布。
权利要求
1.本发明为“井间钆示踪中子伽马能谱可动水饱和度监测方法”，属注水开发油田示踪剂井间监测方法，其特征为(1)用含钆水溶性示踪剂(包括钆的氯化物、络合物和其它水溶性化合物)做井间流动水示踪剂，并在计算公式中用可动水体积代替含水体积估算钆的用量；(2)在注水井用中子伽马能谱测井测量钆示踪剂注水剖面；(3)在采油井实施井口和井内(环空)示踪剂产出联合监测，用中子伽马能谱测井测量钆示踪剂产出剖面；(4)对注水井和采油井的示踪剂注水和产出剖面做井间对比和多井分析，细分小层注采关系，综合井口和井下监测数据，分小层确定注入水流向、流速和可动水饱和度井间分布。
2.要求1中所指的“中子伽马能谱测井”，其特征为(1)采用同位素中子源或脉冲中子源；(2)采用闪烁探测器，测量俘获伽马能谱或积分计数率；(3)采用小直径单/双源距下井仪。
全文摘要
本发明为“井间钆示踪中子伽马能谱可动水饱和度监测方法”，其核心技术是在井间监测中用钆代替氚做示踪剂，将井口取样单一监测方法扩展为井下测井和井口取样综合监测方法，将监测目标从测定地层含水饱和度改变为测定地层可动水饱和度。在施工时先在注水井和采油井测量中子伽马基线，在注水井注入钆示踪剂，并测量中子伽马钆示踪注水剖面。此后，在相关采油井进行测井与井口取样双重监测，经综合分析分小层求出可动水饱和度井间分布。此项发明可用于注水开发油田高含水期监测可动水饱和度分布和划分水淹等级，进而估算剩余油储量和有利区块。与现有的井间示踪方法相比，在厚层细分、薄层评价和用一种示踪剂实现多层监测等方面具有优势。
文档编号G01V15/00GK1479116SQ0314657
公开日2004年3月3日 申请日期2003年7月8日 优先权日2003年7月8日
发明者黄隆基, 姜文达 申请人:黄隆基, 姜文达