隨鉆測(cè)井與電纜測(cè)井資料對(duì)比分析

吳剛 （中石油塔里木油田分公司勘探開發(fā)研究院，新疆 庫爾勒841000）

王謙 （中國(guó)石油集團(tuán)測(cè)井有限公司油氣評(píng)價(jià)中心，陜西 西安710077）

王華偉 （中石油塔里木油田分公司勘探開發(fā)研究院，新疆 庫爾勒841000）

蘇波 （中國(guó)石油集團(tuán)測(cè)井有限公司油氣評(píng)價(jià)中心，陜西 西安710077）

柳先遠(yuǎn) （中石油塔里木油田分公司勘探開發(fā)研究院，新疆 庫爾勒841000）

姚亞彬，陳陽陽 （中國(guó)石油集團(tuán)測(cè)井有限公司油氣評(píng)價(jià)中心，陜西 西安710077）

隨鉆測(cè)井是在復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造與測(cè)量采集技術(shù)迅速發(fā)展的背景下產(chǎn)生的新一代測(cè)井技術(shù)，隨鉆測(cè)井是在鉆頭鉆開儲(chǔ)層后極短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行地質(zhì)物理參數(shù)測(cè)量，可以實(shí)時(shí)獲得地層巖性曲線、物性曲線、電性曲線和井斜、方位、工具面等鉆井工程參數(shù)。隨著地層評(píng)價(jià)需求的發(fā)展，隨鉆測(cè)井還可以進(jìn)行核磁孔隙度、陣列聲波、元素俘獲能譜、熱中子俘獲截面（西格馬）、地層壓力等參數(shù)的測(cè)量，并逐漸向方位、成像方面發(fā)展，目前投入市場(chǎng)應(yīng)用的有伽馬成像、電阻率成像、密度成像和井徑成像，隨鉆測(cè)井所提供的測(cè)量項(xiàng)目已經(jīng)可以完全取代電纜測(cè)井［1－3］。為了對(duì)隨鉆測(cè)井資料開展深入的研究，在東河地區(qū)X1井（直井）的鉆井過程中應(yīng)用貝克休斯隨鉆測(cè)井系列，完井后進(jìn)行了5700電纜測(cè)井，筆者以X1井的測(cè)井資料為基礎(chǔ)進(jìn)行深入的研究分析。

1 巖性曲線分析對(duì)比

為了對(duì)比隨鉆測(cè)井巖性曲線與電纜測(cè)井巖性曲線的差異，筆者選擇侏羅系主力儲(chǔ)層與石炭系東河砂巖測(cè)井資料進(jìn)行對(duì)比分析（見圖1）。從圖1（a）、（b）可以看出，隨鉆井徑曲線與電纜井徑曲線在砂巖段基本重合，但在泥巖段隨鉆井徑曲線小于或等于電纜井徑曲線，這主要是由于電纜測(cè)井是在鉆井完井后測(cè)井，泥巖段受泥漿浸泡的時(shí)間較長(zhǎng)導(dǎo)致井壁出現(xiàn)垮塌。考慮到地層天然放射性漲落的影響，隨鉆測(cè)井自然伽馬曲線與電纜測(cè)井自然伽馬曲線在泥巖段基本重合，而在砂巖段隨鉆測(cè)井自然伽馬與電纜測(cè)井形態(tài)相似，但測(cè)量值明顯低于電纜測(cè)井。由于自然伽馬曲線在泥巖段基本重合，所以排除了儀器刻度與無磁鉆鋌的影響（隨鉆儀器在測(cè)量過程中置于無磁鉆鋌內(nèi)，與電纜測(cè)井相比多了一層鋼外殼），同時(shí)在侏羅系與石炭系的鉆井過程中泥漿密度始終為1.28g／cm3未發(fā)生變化，在砂巖段井徑基本重合，所以也排除了泥漿密度變化與井徑擴(kuò)徑的影響。該井的鉆井液為KCl－聚磺體系，泥漿中Cl－的含量為2.3×104mg／L，KCl的含量對(duì)自然伽馬測(cè)井值有很大的影響，KCl的存在會(huì)額外增加自然伽馬的讀數(shù)［4］。井筒內(nèi)泥漿中的KCl含量使自然伽馬的整體測(cè)量值偏高，在砂巖段儲(chǔ)層存在滲透性，隨著泥漿的侵入使地層內(nèi)KCl的含量升高，由于隨鉆測(cè)井受泥漿侵入影響較小，所以導(dǎo)致電纜測(cè)井的自然伽馬值在泥巖段重合，在砂巖段高于隨鉆測(cè)井自然伽馬值。

圖1 隨鉆測(cè)井與電纜測(cè)井巖性曲線對(duì)比圖

為了確定泥漿侵入對(duì)自然伽馬測(cè)量值的影響程度，以東河砂巖段（見圖1（c））測(cè)量曲線為基礎(chǔ)建立隨鉆自然伽馬（GR隨鉆）與電纜自然伽馬（GR電纜）交會(huì)圖，如圖2所示。從圖2中可以看出，GR隨鉆測(cè)量值要低于GR電纜測(cè)量值10API左右，因此建立GR隨鉆與GR電纜測(cè)量值之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系為：

通過式（1）可以確定未受泥漿侵入影響的自然伽馬測(cè)井值。

圖2 隨鉆自然伽馬與電纜自然伽馬交會(huì)圖

2 電性曲線分析對(duì)比

2.1 電阻率分辨率對(duì)比

圖3為隨鉆測(cè)井與電纜測(cè)井電阻率分辨率對(duì)比圖，圖中第2道為5700陣列感應(yīng)測(cè)井曲線，第3道為隨鉆電磁波電阻率測(cè)井曲線，其中RACELM為隨鉆低頻衰減電阻率曲線，RACEHM為隨鉆高頻衰減電阻率曲線，RPCELM為隨鉆低頻相位電阻率曲線，RPCEHM為隨鉆高頻相位電阻率曲線。由圖中第5道衰減電阻率曲線可知，高頻與低頻衰減電阻率曲線基本重合，但在5752～5753m和5785～5788m處低頻衰減電阻率RACELM較為平滑，其分辨率明顯低于高頻衰減電阻率RACEHM。對(duì)比分析隨鉆相位電阻率與衰減電阻率，發(fā)現(xiàn)隨鉆相位電阻率的分辨率明顯高于隨鉆衰減電阻率（如5755～5757m、5773～5774m和5781～5787m），隨鉆相位電阻率能反映儲(chǔ)層內(nèi)電阻率細(xì)微的變化，接近5700陣列感應(yīng)的分辨率。對(duì)比分析5753～5762m，綜合評(píng)價(jià)認(rèn)為5700陣列感應(yīng)的分辨率要優(yōu)于隨鉆相位電阻率。

圖3 隨鉆測(cè)井與電纜測(cè)井電阻率分辨率對(duì)比圖

2.2 電阻率探測(cè)深度對(duì)比

圖4 隨鉆測(cè)井與電纜測(cè)井電阻率探測(cè)深度對(duì)比圖

圖4為隨鉆測(cè)井與電纜測(cè)井電阻率探測(cè)深度對(duì)比圖，圖中第2道為陣列感應(yīng)電阻率，從圖中可以看出儲(chǔ)層受泥漿侵入影響嚴(yán)重，從M2R1到M2RX隨著探測(cè)深度的增加電阻率逐漸降低，為典型的高侵剖面，這主要是由于該地區(qū)地層水礦化度在20×104mg／L左右，遠(yuǎn)大于泥漿濾液礦化度。第3道為隨鉆電磁波電阻率，在5463m以上為隨鉆實(shí)時(shí)測(cè)井曲線，此后起鉆更換調(diào)試螺桿及MWD儀器，由于隨鉆電磁波電阻率的零長(zhǎng)為13.1m（電磁波電阻率記錄點(diǎn)與鉆頭之間的距離），所以當(dāng)時(shí)井底深度為5476.1m，38.5h后繼續(xù)進(jìn)行鉆井，鉆井時(shí)間為8.0h進(jìn)尺13.0m，起下鉆后效耗時(shí)16.0h，此后進(jìn)行定向鉆井鉆時(shí)較慢，所以在5463～5493m的儲(chǔ)層從鉆頭鉆開儲(chǔ)層到電磁波電阻率對(duì)該點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量的過程中泥漿浸泡時(shí)間長(zhǎng)達(dá)幾十小時(shí)，儲(chǔ)層受泥漿侵入影響嚴(yán)重。從圖4中第3道隨鉆電磁波電阻率可以看出，在5463m以上不同探測(cè)深度的隨鉆電磁波電阻率基本重合，未反映明顯的侵入特征，而在5463m以下隨鉆電磁波電阻率侵入特征明顯，探測(cè)深度越深電阻率越低，即隨鉆電磁波相位電阻率探測(cè)深度低于衰減電阻率，隨鉆低頻電磁波電阻率探測(cè)深度高于高頻電磁波電阻率［5－7］。對(duì)比圖4中第4道與第5道曲線，在5463～5492m之間儲(chǔ)層由于受到泥漿侵入的影響在井壁附近逐漸形成泥餅，泥餅的形成阻止了泥漿的繼續(xù)侵入，在井壁與原狀地層之間形成了漸變的侵入帶，因此便于對(duì)比不同儀器之間的探測(cè)深度。從圖4可以看出在5463～5492m低頻衰減電阻率RACELM與陣列感應(yīng)M2RX測(cè)量曲線基本重合。對(duì)儲(chǔ)層測(cè)量值進(jìn)行分析如圖5所示，由圖5可知隨鉆低頻衰減電阻率與陣列感應(yīng)深探測(cè)電阻率數(shù)據(jù)點(diǎn)分布在45°對(duì)角線附近，測(cè)量值基本相同，即隨鉆低頻衰減電阻率探測(cè)深度與陣列感應(yīng)相近，其探測(cè)深度的對(duì)應(yīng)關(guān)系為：RACELM＝M2RX＞RACEHM≥M2R6＞RPCELM＞M2R3＞RPCEHM。

在5412～5438m之間隨鉆測(cè)井資料為實(shí)時(shí)測(cè)量，在儲(chǔ)層被鉆開后及時(shí)測(cè)量，受泥漿侵入影響較小，而電纜測(cè)井受泥漿侵入影響嚴(yán)重，從圖4第5道可以看出該段隨鉆測(cè)量衰減電阻率低于陣列感應(yīng)M2RX，而隨鉆相位電阻率與隨鉆衰減電阻率基本重合，隨測(cè)井的電阻率更能反映儲(chǔ)層的原始電阻率，未受泥漿侵入的影響，效果明顯優(yōu)于完井測(cè)井的陣列感應(yīng)，不足之處是隨鉆測(cè)井電阻率的縱向分辨率低于陣列感應(yīng)。

圖5 隨鉆測(cè)井與電纜測(cè)井電阻率探測(cè)深度對(duì)比圖

3 物性曲線對(duì)比分析

該測(cè)井資料對(duì)比分析的不足之處是未進(jìn)行電纜放射性測(cè)井，無法進(jìn)行隨鉆密度測(cè)井與電纜密度測(cè)井的對(duì)比，只能進(jìn)行電纜聲波測(cè)井與隨鉆密度測(cè)井的對(duì)比分析。從圖6可以看出，聲波測(cè)井與密度測(cè)井的一致性較好，都能較好地指示儲(chǔ)層內(nèi)物性的變化。

4 高伽馬儲(chǔ)層識(shí)別

隨鉆測(cè)井一般利用自然伽馬與井徑曲線對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行巖性識(shí)別與儲(chǔ)層劃分，有時(shí)參考電阻率曲線與物性曲線進(jìn)行儲(chǔ)層精細(xì)劃分。圖7為隨鉆測(cè)井與電纜測(cè)井儲(chǔ)層劃分對(duì)比圖，由圖7可知在5287～5294m為一典型的滲透性儲(chǔ)層，隨鉆測(cè)井曲線與電纜測(cè)井曲線都能很好地識(shí)別，但在5312～5314m之間自然伽馬為高值，隨鉆電阻率逐漸降低明顯低于鄰近泥巖電阻率，同時(shí)隨鉆密度測(cè)量值也低于鄰近泥巖密度值，指示該段可能為滲透性儲(chǔ)層，利用現(xiàn)有的隨鉆測(cè)井資料不能進(jìn)行準(zhǔn)確判定。電纜測(cè)井的自然電位曲線指示該段為滲透性儲(chǔ)層，同時(shí)陣列感應(yīng)為高侵剖面與泥巖的低侵剖面截然不同，電纜測(cè)井對(duì)高伽馬儲(chǔ)層［8］進(jìn)行了有效地識(shí)別，比隨鉆測(cè)井更有優(yōu)勢(shì)。

圖6 隨鉆測(cè)井與電纜測(cè)井物性曲線對(duì)比圖

5 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

1）隨鉆測(cè)井的井徑曲線在砂巖段與電纜測(cè)井井徑曲線基本重合，由于受泥漿浸泡的時(shí)間不同，在泥巖段隨鉆測(cè)井的井徑曲線一般小于電纜測(cè)井的井徑曲線；電纜測(cè)井的自然伽馬曲線在砂巖段由于受泥漿中KCl侵入的影響導(dǎo)致測(cè)量值高于隨鉆自然伽馬，而在泥巖段不存在侵入的影響測(cè)量值基本一致。

2）隨鉆電磁波相位電阻率的分辨率高于隨鉆衰減電阻率，但探測(cè)深度低于隨鉆衰減電阻率，低頻電阻率探測(cè)深度大于高頻電阻率的探測(cè)深度，高頻電阻率的分辨率高于低頻電阻率的分辨率。隨鉆低頻衰減電阻率探測(cè)深度接近5700陣列感應(yīng)深探測(cè)電阻率M2RX，隨鉆測(cè)井衰減電阻率與相位電阻率的分辨率都低于陣列感應(yīng)。隨鉆實(shí)時(shí)測(cè)井在無侵入影響的情況下優(yōu)先使用隨鉆高頻相位電阻率，該電阻率分辨率較高最接近陣列感應(yīng)分辨率，能夠準(zhǔn)確地反應(yīng)地層的真實(shí)電阻率，若儲(chǔ)層受泥漿侵入影響嚴(yán)重，最好選擇分辨率較低探測(cè)深度較深的隨鉆低頻衰減電阻率。

圖7 隨鉆測(cè)井與電纜測(cè)井儲(chǔ)層劃分對(duì)比圖

3）對(duì)于高伽馬儲(chǔ)層段，電纜測(cè)井的自然電位能很好的劃分滲透率層，結(jié)合電性與物性曲線可以精細(xì)分層，其巖性識(shí)別能力優(yōu)于隨鉆測(cè)井，應(yīng)根據(jù)不同地區(qū)儲(chǔ)層的天然放射性特征，選擇測(cè)量隨鉆元素俘獲能譜進(jìn)行巖性識(shí)別，精確劃分儲(chǔ)層界面。

［1］ 秦緒英，肖立志，索佰峰 .隨鉆測(cè)井技術(shù)最新進(jìn)展及其應(yīng)用 ［J］.勘探地球物理進(jìn)展，2003，26（4）：313－322.

［2］ 劉修善，侯緒田，涂玉林，等 .電磁波隨鉆測(cè)量技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) ［J］.石油鉆探技術(shù)，2006，34（5）：4－9.

［3］ 張辛耘，王敬農(nóng)，郭彥軍 .隨鉆測(cè)井技術(shù)進(jìn)展和發(fā)展趨勢(shì) ［J］.測(cè)井技術(shù)，2006，30（1）：10－15.

［4］ 徐波，汪中浩，黎澤剛，等 .隨鉆自然伽馬測(cè)井資料環(huán)境影響自動(dòng)校正 ［J］.石油天然氣學(xué)報(bào)（江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)），2009，31（5）：82－85.

［5］ 夏宏泉，劉之的，朱猛，等 .隨鉆電阻率測(cè)井的環(huán)境影響校正主次因素分析 ［J］.測(cè)井技術(shù)，2008，32（2）：159－163.

［6］ 史曉鋒，李錚，蔡志權(quán) .隨鉆電磁波傳播電阻率測(cè)量工具探測(cè)深度研究 ［J］.測(cè)井技術(shù)，2002，26（2）：113－117.

［7］ 陳愛新 .隨鉆電阻率測(cè)井儀器探測(cè)特性分析 ［J］.天然氣工業(yè)，2007，27（5）：61－62.

［8］ 張濤，林承焰，張憲國(guó)，等 .高伽馬值儲(chǔ)層成因分析及識(shí)別方法 ［J］.石油地球物理勘探，2012，47（3）：491－495.