CN1148132A - 动态法监测注水井注水推进方位技术 - Google Patents

Abstract

本发明是一种用于石油地质、采油工程中测定注水井注水扩散方向的方法，其特征在于该测试技术利用油水井套管做接地体向地层供电，注液施工时向地层注入含有低阻体的工作液，通过注水井周围地面的测量电极，动态监测因工作液在地层扩散引起的地面电位变化，依此来确定注水推进的方向及水线推进的发育过程，该测试方法对油田开发的动态分析、注采调整和寻找残余油的分布、合理经济的制定开发方案可提供重要地科学依据。

Description

动态法监测注水井注水推进方位技术

本发明是一种用于石油地质、采油工程测定注水井注水扩散方位的测试技术。

在油田开发过程中为提高注水效果，防止注入水沿高渗透带突进造成水淹是一项十分重要的工作，现有技术中主要采用是放射性示踪剂井间监测技术，这种技术是在注水井注水作业时注入放射性示踪剂通过周围受益井取样分析其放射性活度，根据测得的放射性活度来绘制曲线通过对曲线的综合分析，来了解井间的非均质特性及井间注入流体的动态，以此方法来达到井间监测的目的。这种测试技术的测试成本高，测试周期长，由于放射性示踪剂的半衰期不易控制，半衰期长，会影响再次施工，半衰期短，井间检测不到示踪剂使之示踪物质制备困难，另外还存在对人体、环境、地层造成伤害及污染问题。

本发明的目的在于克服现有技术中的不足之处而提供一种利用油水井套管或油管做接地体向地层供电，通过向注水井，注水层段注入低阻体工作液，地面布置环形测试点，利用动态监测仪来监测因工作液扩散引起的地面电位变化的测试技术。

本发明的任务是通过以下措施来完成的。

在注水施工中，向被测井注水层段注入含有一定量电介质的低阻体工作液，这部分注入地层的工作液可看成一个场源，由于场源的存在使原电场的分布形态发生改变，利用油水井套管做接地体向地层供电，使大部分电流集中到低阻体带，致使低阻体工作液周围地层介质中的电流密度减小，通过在被测井地面周围环形布置多组测点，使用高精度的电位观测***，跟踪监测注液施工过程中地面电位的变化，最后用计算机进行数据处理，绘制电位变化曲线，根据对曲线的综合分析，解释推断注水井注水推进方位。

附图为现场测试原理图。

本发明结合附图中的实例作进一步的详述：

被测井由生产单位根据生产情况需要提供，选好被测井后在被测井周围1000-3000米的范围内选择一口深度大于或等于被测井作业层段深度井作为供电电流的返回井，根据线电极接地电阻的计算公式：

R＝ρ×ln(4L/d)/2πL

式中：

ρ-地层电阻率    (Ω.m)

L-1/2套管长度    (m)

d-套管直径       (m)得知接地体的下入深度和直径愈大，接地电阻愈小，所以选择油水井套管或油管做向地层供电的接地体是安全可靠的，现场注水施工前按现场测试原理图安装仪器设备，在注液前测试正常场的电位，向地层注入含有一定量电介质的低阻体工作液后，再测异常场电位差，所选用的低阻体工作液与地层周围岩石之间的电阻率差异在几十倍到上百倍之间，测试层位越深，测试半径越大，则注入地层工作液入的液量也越大，泵送工作液时，在低于地层破压力及注液设备允许的情况下尽量提高注液泵压。

根据地层渗透率的大小、注液量的多少来选取内外两圈的测量半径，渗透率高，注液量大，则测量半径随之加大，内圈测试点与外圈测试点两组相邻测试点之间的圆心角选在6°-30°之间，每圈的测试点选在12-60个之间，选好测试点后按顺序做好标志并呈圆周状布两圈多芯电缆，以此连接两相邻的测试点，将外圈测量电缆与内圈测量电缆同DYL-1型动态测量仪连接，发送机由供电线串接在被测井和电流返回井之间，发送机的输出经过稳流后送入井下，在选好的每个测试点处打入一个测量电极，测量电极与多芯电缆相连，由DYL-1型动态测量仪顺序扫描采集内、外圈对应两测量点间的电位差值，为降低测量电极的接地电阻，测量电极周围要浇注一定量的液体，测试所用的测量电极全部在地面布设，完成以上工作后在注液施工过程中要始终跟踪测量异常场的电位变化，根据总场电位差的公式：U_HMN＝(1-N)U_AMN+U_CMN+U_BMN(1)U_QMN＝U_AMN+U_BMN           (2)式中：

N   -电流分配系数；

U_AMN-被测井在M、N两测试点产生的

     电位差；

U_BMN-电流返回井在M、N两测试点产生的

     电位差；

U_CMN-裂缝在M、N两测试点间产生的

     电位差；

U_QMN-正常场电位差；

U_HMN-异常场电位差；

由(1)式和(2)式得到下式：

U_CMN＝(U_HMN-U_QMN)/N+U_AMN

从公式得知，电流分配系数，其大小只能改变测试点间电位差的比例尺，不会改变曲线的形态，被测井的电压为一常数，只能使曲线沿纵轴平移，不会改变其形态，由此可见电位差减去正常场电位差的值是反映两测试点间电位差的主要因素，由此得到下式：

U_s＝U_HMN-U_QMN式中：

U_s  -视纯异常电位差；

U_HMN-异常场电位差；

U_QMN-正常场电位差；

从上式可看出，纯异常电位差的大小与低阻体扩散带的长度成正比，在注液施工中，随着注液时间的增加，低阻体扩散带的加长，地面电场的电位信号将发生一定幅度的变化。

最后将测得的数据输入计算机进行处理，根据处理数据结果绘制电位差视纯异常曲线，经过对曲线综合分析解释，推断和确定出注水推进方向及水线的发育过程。

该测试技术现场测试费用低，只有现有技术费用的1/5，而且施工工艺简单、方便、可靠性高、测试精度高，测试结果与动态分析的吻合率平均为83.5％，可用于测试井深4000米以内注水井注水扩散的方向，测试所用的低阻体工作液对地层及生产管柱无污染无腐蚀，对合理、经济地制定开发方案提供了重要的科学依据。

附图各部分说明。

(1)被测井、(2)电流返回井、(3)发动机、(4)工作液注入带、(5)异常场电流、(6)正常场电流、(7)地层介质、(8)供电线、(9)套管、(10)外圈测点、(11)内圈测点、(12)外圈测量电缆、(13)内圈测量电缆、(14)DYL-1型动态测量仪、(15)发电机。

Claims (4)

1、一种用于石油地质、采油工程中测定注水井注水扩散方向的技术，其特征在于：

a、被测井与电流返回井的确定

被测井由生产单位提供，现场测试前要录取被测井的井身结构参数，根据井身结构参数，在被测井周围1000-3000米以内的范围选择一口井深大于或等于被测井测试层位的井作为供电电流返回井，发送机由供电线串联接在被测井和电流返回井之间，并通过套管向地层供以高稳定度的电流。

b、施工参数的选择

注入工作液：选用一定用量具有高电离能量的溶液做为注入地层的工作液，注入液量根据井深而定。

注液泵压：注液泵压控制在低于地层破裂压力及注液设备允许的范围之内。

测试半径：根据地层渗透率的大小、注液量的多少确定内、外圈的测量半径，渗透率高、注液量大、则测量半径大。

测试点夹角：以被测井为圆心，呈放射状对应布置两圈测点，相邻两测点间园心角为6°-30°，每圈设置12-60个测点，每个测点处打入一个测量电极，相邻两个测试点间用多芯电缆连接，内、外测试圈的电缆与动态测量仪连接。

接地电阻：被测井地区大地接地电阻要小于4Ω。

c、注液施工

按测试原理图接好供电线及测量线路，先测量正常场电位差，在现场注液施工的整个过程要始终跟踪测量内外圈之间的多组电位差。

d、数据处理

将现场测量录取到的数据输入计算机***进行处理，根据处理后的数据来绘制视纯异常电位差曲线，通过对曲线的分析、解释，确定出注水推进的方向及水线推进的发育过程。

2、根据权利要求1所述的测试技术，其特征在于：测试所用的测量电极全部在地面布设，供电电极选用的是油水井套管或油管。

3、根据权利要求1所述的测试技术，其特征在于：该测试技术可用于测试地层深度在4000米以内注水井注水扩散的方向。

4、根据权利要求1所述的测试技术，其特征在于：选用的低阻体工作液与地层周围岩石之间的电阻率差异在几十倍到上百倍之间。