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    LWD電阻率曲線影響因素的探討

    2013-04-29 16:02:00馬鴻彥楊顯敬蘇士波
    關(guān)鍵詞:井眼夾角測(cè)井

    馬鴻彥 楊顯敬 蘇士波

    【摘要】隨著大斜度井、水平井的普及,隨鉆測(cè)井(LWD)在現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。它所提供的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)在地層評(píng)價(jià)和地質(zhì)導(dǎo)向中發(fā)揮了很重要的作用。但是由于受圍巖、泥漿侵入、地層與井眼的夾角及儀器探測(cè)深度等因素的影響。導(dǎo)致有些測(cè)井曲線出現(xiàn)異常。本文就測(cè)井曲線出現(xiàn)的異常情況作了相關(guān)的淺析。希望對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工人員有所幫助。

    【關(guān)鍵詞】LWD 地層評(píng)價(jià) 測(cè)井曲線 電阻率

    目前世界各地的油田區(qū)塊開(kāi)發(fā)大多都已經(jīng)到了中后期,為了提高產(chǎn)量、開(kāi)發(fā)薄油層以及殘余油藏,大斜度井、水平井的普及使得地質(zhì)導(dǎo)向儀器在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用更加廣泛。由于隨鉆測(cè)井受泥漿侵入的影響小,地質(zhì)資料更能反映地層的真實(shí)性。在實(shí)時(shí)識(shí)別地層巖性和油氣層方面優(yōu)于傳統(tǒng)的電纜測(cè)井。但是在施工過(guò)程中卻發(fā)現(xiàn),某些井實(shí)測(cè)LWD資料與電纜測(cè)井資料有一定差別,給隨鉆地層評(píng)價(jià)和地質(zhì)導(dǎo)向的應(yīng)用帶來(lái)了不確定性。主要是由于圍巖、泥漿侵入、地層與井眼的夾角和地層非均質(zhì)性及儀器探測(cè)深度等因素對(duì)隨鉆電磁波測(cè)井產(chǎn)生了影響。本文對(duì)此做了一些相關(guān)的解析。

    隨鉆電磁波測(cè)井是由隨鉆測(cè)井儀器發(fā)射線圈發(fā)出的高頻電磁波經(jīng)過(guò)地層介質(zhì)到達(dá)接收線圈,通過(guò)接收線圈對(duì)電磁場(chǎng)的幅度和相位的測(cè)量來(lái)反映地下介質(zhì)電磁性質(zhì)的一種測(cè)井方式。這些用來(lái)發(fā)射和接收的線圈都繞在無(wú)磁鉆鋌上且都在同一軸線上。而電磁場(chǎng)的幅度和相位可由介質(zhì)中的電磁波滿足的波動(dòng)方程來(lái)確定。在柱坐標(biāo)系中,此偶極子軸線上相對(duì)場(chǎng)的表達(dá)式為[1]

    式中:a為相位常數(shù)。b為衰減常數(shù)

    在測(cè)井過(guò)程中,采用三線圈系來(lái)測(cè)量電磁場(chǎng)的相對(duì)值。它由兩個(gè)距離較近的成對(duì)線圈和一個(gè)距離相對(duì)較遠(yuǎn)的非成對(duì)線圈組成。如果非成對(duì)線圈到遠(yuǎn)成對(duì)線圈的距離為Z1,到近成對(duì)線圈的距離Z2,就可以用不同類型的三線圈系來(lái)測(cè)量高頻磁場(chǎng)的各種特性,測(cè)量結(jié)果為幅度比和相位差,公式(2)和(3)分別為所得的幅度比和相位差:

    之后可以分別轉(zhuǎn)化成兩個(gè)獨(dú)立的的電阻率(相位電阻率和衰減電阻率)。對(duì)于LWD電阻率測(cè)量?jī)x器來(lái)說(shuō),是具有補(bǔ)償功能的四個(gè)發(fā)射極和兩個(gè)接收極,組成對(duì)稱陣列天線,其中2個(gè)接收線圈的作用是消除主磁場(chǎng)的干擾。每個(gè)接收線圈的感應(yīng)電壓大小相等、極性相反,該電壓有助于消除在主磁場(chǎng)和接收線圈間的干擾,能使其有比單接收線圈有更高的靈敏度和垂直分辨率。兩對(duì)發(fā)射天線工作在兩種不同發(fā)射頻率下,可提供長(zhǎng)距和短距的相位差和幅度衰減值。其中,2MHZ工作頻率可提高垂直分辨率,以便識(shí)別薄油層,而獨(dú)特的400KHZ頻率能夠?qū)Ω畹牡貙舆M(jìn)行測(cè)量,并且對(duì)環(huán)境和地層具有更大的抗干擾性。

    2 LWD曲線形態(tài)異常的影響因素

    2.1 儀器探測(cè)深度的影響。

    由于LWD各傳感器的探測(cè)深度不同,伽馬的探測(cè)半徑為200-300mm。而電阻率的探測(cè)半徑為380-950mm。在施工過(guò)程中,當(dāng)伽馬測(cè)點(diǎn)和電阻率測(cè)點(diǎn)在泥巖里接近砂巖頂界時(shí),由于探測(cè)深度的差別使得該儲(chǔ)層頂界處電阻率曲線出現(xiàn)了明顯的“提前”現(xiàn)象,但是伽馬曲線很穩(wěn)定。此時(shí)伽馬曲線對(duì)泥巖和砂巖的巖性界面響應(yīng)相對(duì)電阻率來(lái)講能更真實(shí)的反映地層信息。

    2.2 井斜角以及地層與井眼之間的相對(duì)影響

    井斜角或地層與井眼之間的相對(duì)夾角對(duì)電阻率有著很嚴(yán)重的影響。一般情況下將地層的電阻率分為平行于層面的水平電阻率Rh和垂直于層面的垂向電阻率RV。而反映真實(shí)地層的是水平電阻率。而圖1是相對(duì)夾角與電阻率的關(guān)系,從圖上很明顯看出當(dāng)相對(duì)夾角增大時(shí)相位與幅度電阻率變得更高,偏離更大,在夾角超過(guò)45度時(shí)差異加大。在相對(duì)夾角很大時(shí),會(huì)使得實(shí)測(cè)曲線偏離水平電阻率,嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致地層評(píng)價(jià)結(jié)果的可靠性變差[2]。當(dāng)小于40°時(shí),地層各向異性對(duì)測(cè)量結(jié)果影響很小,測(cè)量值非常接近地層真實(shí)電阻率,可以直接用于地層評(píng)價(jià)。當(dāng)大于40°時(shí),隨著相對(duì)夾角的增加,測(cè)量值受到的影響也相應(yīng)增加,并且會(huì)逐漸偏離地層的水平電阻率。兩條電阻率曲線的分離也對(duì)稱的增加。

    注:相位電阻率與衰減電阻率的分離并非只是井斜,以及與地層的相對(duì)夾角引起的,有時(shí)還受儀器探測(cè)深度,地層之間各向異性,圍巖影響。

    2.3 泥漿侵入的影響

    對(duì)隨鉆電阻率測(cè)井來(lái)說(shuō),測(cè)量在鉆頭鉆開(kāi)地層后2~60min內(nèi)進(jìn)行,從侵入時(shí)間看受泥漿侵入影響應(yīng)該較小,但由于隨鉆電阻率儀器的傳感器距離鉆頭相對(duì)較遠(yuǎn),泥漿入侵時(shí)間加長(zhǎng),隨著泥漿入侵深度的增加,儀器所測(cè)到的值逐漸趨于泥漿侵入帶電阻率,導(dǎo)致視電阻率與地層真電阻率可能有較大差別[3]。

    3 結(jié)論與建議

    (1)對(duì)于大斜度井或水平井來(lái)說(shuō),隨鉆測(cè)井(LWD)在資料采集方面,具有實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性、縱向分辨率高、適用性廣等優(yōu)點(diǎn)。

    (2)對(duì)于中后期開(kāi)發(fā)的油田,它所提供的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和其他已開(kāi)發(fā)井?dāng)?shù)據(jù)的結(jié)合能更有效的對(duì)目的層做出真實(shí)的評(píng)價(jià),在地質(zhì)導(dǎo)向中扮演著很重要的角色。

    (3)隨鉆測(cè)井雖然優(yōu)點(diǎn)諸多,但實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通常受井下測(cè)量環(huán)境的影響,主要有井眼(井徑大小和泥漿電阻率高低)、儀器偏心、圍巖、儀器與地層的相對(duì)夾角、地層各向異性及泥漿侵入等,使地層評(píng)價(jià)的可靠性降低。為此現(xiàn)場(chǎng)施工中必須通過(guò)相應(yīng)的校正方法和綜合數(shù)據(jù)(綜合錄井,鉆時(shí),鉆壓等)對(duì)地層做出準(zhǔn)確的判斷。

    參考文獻(xiàn)

    [1] 陳愛(ài)新.隨鉆電阻率測(cè)井儀器分析[J].天然氣工業(yè),2007,27(5):6l-62

    [2] 湯小燕,王興元,等.隨鉆電阻率各向異性影響機(jī)理分析[J].國(guó)外測(cè)井技術(shù),2008,12,(168)

    [3] 朱猛夏,宏泉,等.隨鉆電阻率測(cè)井的泥漿侵入影響自動(dòng)校正方法研究[J].測(cè)井與射孔,2007,(03)

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