专利名称：碳氧比能谱测井模拟地层实验装置及应用方法
技术领域：
本发明涉及双源距碳氧比能谱测井的模拟地层实验装置及应用方法。
背景技术：
随着老油田生产进入后期开发，准确判断高剩余油饱和度层位是保持老油田稳产 的关键。由于油区油气藏类型多种多样，储层平面与层间的非均质性、断层等构造的异常复 杂性等等因素，决定了该区保持稳产形势并有效提高油藏采收率等方面难度极大，在套管 井中直接监测储层含油饱和度变化规律一直是测井工作的重要任务之一。在众多方法中， 碳氧比伽马能谱测井(C/0)可以穿过钢套管和水泥环，得到地层岩性、含油饱和度、孔隙度 等信息，这种方法由于基本不受地层水矿化度影响，适用于大部分油田，因此在过去的许多 年中，在我国陆上油田得到了广泛的应用，获得了较好的技术经济效益。 由于碳氧比能谱测井受源距的影响，探测范围较浅，同时也受井眼环境和地层条 件影响，制约了这项技术的进一步应用。
发明内容
本发明旨在通过碳氧比能谱测井模拟地层实验装置及应用方法对长短源距探头 采集的地层及井眼环境信息进行刻度及校正，以精细研究中高含水期油藏剩余油分布规 律，精确评价油藏开发效果，提高老油田的动态监测水平。
本发明的技术方案包括 碳氧比能谱测井模拟地层实验装置是沿测试筒的轴向贯穿有套管，套管的一端 插入碳氧比伽马能谱探头，另一端插入刻度杆，套管外部套装水泥环，在测试筒中间部位垂 直水泥环方向设置隔板，使测试筒内形成两个封闭的环形空腔，在环形空腔内填充Si(^微 球，在两个环形空腔对应的测试筒外壁上分别设有液管和填料孔，液管上设有阀门，填料孔 封盖。 所述的Si02微球采用直径0. 01 5. OOmm的无孔Si02微球。在测试筒的底部设 置有底座。 碳氧比能谱测井模拟地层实验装置的应用方法是首先精确测量测试筒的体积， 用Si02微球装填满测试筒的两个环形空腔，准确称量测试筒质量；然后将测试筒抽真空30 分钟以上，2(TC下对真空好后的测试筒充分饱和水；最后拆除连接管件，干燥测试筒外壁， 2(TC下准确称量此时测试筒的质量；重复前面过程3-5次，根据饱和水的体积计算出孔隙 度平均值，通过调整Si02微球的直径组合比例，分别模拟出孔隙度为25%和35%的地层。
在完成模拟地层孔隙度的实施过程后，从测试筒的两个液管分别加入饱和油、水， 以充分排出缝隙中的气体；然后沿套管一端插入碳氧比伽马能谱探头，另一端插入刻度杆； 通过刻度杆记录碳氧比伽马能谱探头进入不同的深度，碳氧比能谱测井仪得出不同深度的 油水饱和度，最终实现模拟出含油饱和度为0 % 、25 % 、50 % 、 100 %的地层。
所述的水采用纯净水，饱和油采用不易挥发的机油或粘度较低的原油。
上述技术方案是根据探测深度受源距影响的原理，碳氧比能谱测井仪可以采用双 源距探头探测方式，长源距探头探测地层和井眼环境的信息，短源距探头主要探测井内和 水泥环的信息，综合解释可以消除井内流体和水泥环的影响，提高测量解释精度，降低测井 成本，减少作业工序。建立模拟地层实验装置，为探测不同孔隙度、饱和度变化的模拟地层 参数奠定基础。 本发明的显著效果是在实验装置中分别填充组合无孔Si(^微球来模拟孔隙度为 25 %和35 %的两种地层，填充饱和油与水，通过移动测试探头可模拟含油饱和度从0 %
100%连续变化的地层。在实验装置中进行测井实验，研究所测c/o测井响应特征，提取油
层、水层及不同饱和度储层的碳氧比能谱测井响应特征资料，建立双源距碳氧比测井饱和 度解释图版，并通过实际井的油层和水层的实测资料，研究碳氧比测井曲线的校正方法，为 刻度井试验数据的正确应用和碳氧比实际测井资料的解释评价建立理论基础。同时刻度装 置结构简单、可操作性强、填料灌装简单、饱和度易控制、可靠性和测量精度高、维护简便， 成本低，在技术及结构设计上均具有先进性和创新性。
附图是本发明装置的一种实施例的结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。 参见附图，测试筒l采用10mm钢板焊制筒形(方或园)外壳，长度4500mm，上方留 有两个可密封①500mmX200mm有膨胀空间的填料口 3，底部有两个带阀①25mm的对应进 排液口 5和底座6。测试筒1中间设置密封隔板ll，将筒一分为二各环形空腔，其中一个环 形空腔用于充注饱和油作为饱和油地层10，另一个环形空腔用于充注水作为水地层9。测 试筒1的轴向中心为外径140mm、内径125mm的标准套管2，外层加30mm厚的水泥环4，套 管内有一通到外面可移动的标尺杆8，以随时显示探头7进入的深度。两个环形空腔内用 0. 01 5. OOmm多个规格的无孔Si02微球组合填充满。水采用纯净水，油一般采用不易挥 发的机油、柴油或粘度较低的原油。 应用方法1 :碳氧比测井仪器模拟地层实验装置中模拟地层孔隙度的实施过程是 首先准备好一精确体积的测试筒和待测Si02微球，将Si02微球装填于测试筒内并适当振荡 捣实，充满测试筒，用1/10000天平准确称量测试筒质量。然后将测试筒置于真空装置上抽 真空30分钟以上，2(TC下对真空好后的测试筒充分饱和水。最后拆除连接管件，干燥测试 筒外壁，2(TC下准确称量这时测试筒的质量；记录数据，重复前面过程3次，根据饱和水的 体积计算出孔隙度平均值。依此方法分别模拟出孔隙度为25%和35%的地层。
应用方法2 :在上述方法的基础上，碳氧比测井仪器刻度模拟地层实验装置中模 拟地层油水饱和度的实施过程是在填充完Si02微球后的罐内分别从罐底的进液口 5缓慢 加入饱和油、水，以充分排出缝隙中的气体。水采用纯净水，油一般采用不易挥发的机油或 粘度较低的原油即可，油水不可加的过满，要留有一定的膨胀空间以适应环境条件的变化， 油水加注完毕后关闭进液阀，密封填料口。碳氧比伽马能谱探头进入的深度不同，油水的饱 和度就不同，探头进入的深度可由深度刻度杆上读出，并等效为相应的油水饱和度。根据实
4验装置要求，实现通过移动测试探头模拟出含油饱和度为0% 、25% 、50% 、 100%的地层。
权利要求
一种碳氧比能谱测井模拟地层实验装置，其特征是沿测试筒的轴向贯穿有套管，套管的一端插入碳氧比伽马能谱探头，另一端插入刻度杆，套管外部套装水泥环，在测试筒中间部位垂直水泥环方向设置隔板，使测试筒内形成两个封闭的环形空腔，在环形空腔内填充SiO2微球，在两个环形空腔对应的测试筒外壁上分别设有液管和填料孔，液管上设有阀门，填料孔封盖。
2. 根据权利要求1所述的碳氧比能谱测井模拟地层实验装置，其特征是所述的Si02微球采用直径0. 01 5. 00mm的无孔Si02微球。
3. 根据权利要求1或2所述的碳氧比能谱测井模拟地层实验装置，其特征是在测试 筒的底部设置有底座。
4. 按照权利要求1或2所述的碳氧比能谱测井模拟地层实验装置的应用方法，其特征 是首先精确测量测试筒的体积，用Si02微球装填满测试筒的两个环形空腔，准确称量测 试筒质量；然后将测试筒抽真空30分钟以上，2(TC下对真空好后的测试筒充分饱和水；最 后拆除连接管件，干燥测试筒外壁，2(TC下准确称量此时测试筒的质量；重复前面过程3-5 次，根据饱和水的体积计算出孔隙度平均值，通过调整Si02微球的直径组合比例，分别模拟 出孔隙度为25 %和35%的地层。
5. 根据权利要求4所述的碳氧比能谱测井模拟地层实验装置的应用方法，其特征是 在完成模拟地层孔隙度的实施过程后，从测试筒的两个液管分别加入饱和油、水，以充分排 出缝隙中的气体；然后沿套管一端插入碳氧比伽马能谱探头，另一端插入刻度杆；通过刻 度杆记录碳氧比伽马能谱探头进入不同的深度，碳氧比能谱测井仪得出不同深度的油水饱 和度，最终实现模拟出含油饱和度为0 % 、25 % 、50 % 、 100 %的地层。
6. 根据权利要求5所述的碳氧比能谱测井模拟地层实验装置的应用方法，其特征是 所述的水采用纯净水，饱和油采用不易挥发的机油或粘度较低的原油。
全文摘要
本发明涉及双源距碳氧比能谱测井的模拟地层实验装置及应用方法。其装置是沿测试筒的轴向贯穿有套管，套管的一端插入碳氧比伽马能谱探头，另一端插入刻度杆，套管外部套装水泥环，在测试筒中间部位垂直水泥环方向设置隔板，使测试筒内形成两个封闭的环形空腔，在环形空腔内填充SiO2微球，在测试筒外壁上有液管和填料孔。应用该装置可以进行模拟地层孔隙度和模拟含油饱和度的地层。本发明建立模拟地层实验装置，为探测不同孔隙度、饱和度变化的模拟地层参数奠定基础。装置结构简单、可操作性强、填料灌装简单、饱和度易控制、可靠性和测量精度高、维护简便，成本低，在技术及结构设计上均具有先进性和创新性。
文档编号E21B49/00GK101749014SQ20091025576
公开日2010年6月23日 申请日期2009年12月22日 优先权日2009年12月22日
发明者刘宝清, 常国胜, 张春红, 朱鸿, 肖淑明, 邓廷泉, 高慧 申请人:中国石油化工股份有限公司;中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司现河采油厂