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用脉冲中子仪器测量地层含气饱和度的新方法

政策法规中国仪表网2007年06月12日 08:16人气:826

   尽管脉冲中子测量已经成功地用于识别套管井中的气层有近30年了,但传统的方法都是定性的,且不是十分明晰。贝克阿特拉斯公司推出了一种新的用脉冲中子测井评价地层含气饱和度的方法,新方法被称作GasView,基于三种新技术——新仪器、新响应表征和新的气体饱和度分析算法。

     1. 仪器

     使用的下井仪器是在油藏性能监测(RPM)仪器的基础上改进的,即RPM-C。与最初的RPM-A仪器相比,新仪器的超长源距探测器更靠近中子源,探测俘获与非弹性伽马射线;另外两个短源距和长源距探测器没有变化。

     当将流体从孔隙中排出之后,中子的传输距离将增加。传输距离的增加使得不同探测器的计数率发生不同的变化。当孔隙中的液体被气体取代时,近探测器的计数率增加,但远探测器的计数率增加更多,所以两个探测器的计数率之比会下降。因此,通过观测非弹性伽马计数率之比(RIN)或俘获伽马计数率之比(RATO)可以识别地层中的气体。

     2. 气体响应表征

     通常,在实验室中通过复制完井和地层环境,对测量曲线进行表征可以从其特征中提取定量信息。但这样做遇到了各种问题。首先,气层中中子的迁移距离更长,考虑到使用的多管状完井环境模拟的复杂性,使得对预计完井环境的表征毫无意义;第二,为了从流体充填的孔隙度响应得到气体充填的孔隙度响应,地层必须从液体充填转换成气体充填,或从气体充填转换成气体充填,在地层孔隙中的流通转换之后,都会残留前一种流体,因此,很难确保在气体响应表征中不会引入较大的误差;第三,为了复制地层条件,必须在数百个大气压力下向地层中充填甲烷气体,对安全构成了极大的威胁。基于以上原因,采用了蒙特卡罗模拟来完成气体响应表征。

     气体响应曲线是非线性的,在包络线的高气体饱和一侧对气体更敏感,而在液体一侧对气体的灵敏度降低。气体密度的变化将使气体线向上部的高密度气体移动,或向下部低密度气体移动。在液体一侧,油线和水线的差别很小。

     环球表征数据库覆盖了标准的裸眼井和套管井完井。但具体应用时要根据单管柱或双管柱等情况,对响应进行模拟。

     3. 解释算法

     因气体曲线受矿物和孔隙度以及气体的影响,需要一种分析算法,从矿物和孔隙度响应中分离出气体响应。新推出的方法是动态气体包络(DGE)法,可以定量求解气体饱和度。

     4. 局限

     没有一条清晰的曲线能够确定气体分析的极限。随着条件变差,解的清晰度也降低,解将从定量的变成定性的。

     5. 结论

     新方法有如下优点:硬件对气体更敏感;得到的气体曲线能够得到较好地表征;分析算法可以定量求解含气饱和度,解具有较高的可信度。

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