利用微球形聚焦測井數據合成微電極曲線

曾朝安,張玉明,李雨田,彭 勇 (中石油西部鉆探工程有限公司測井公司,新疆克拉瑪依834000)

王延茂,趙晉云,王新云,潘大威

儲集層有良好的孔隙性和滲透性,而非儲集層有效孔隙度極低,幾乎是不滲透的。儲集層與非儲集層的主要區別是提出微電極測井的地質依據,在鉆井泥漿柱壓力大于地層壓力的條件下,表現為泥漿濾液向儲集層孔隙內滲濾,泥質顆粒沉積在井壁上形成泥餅,而非儲集層井壁則沒有泥餅。儲集層泥餅厚度大約為0.1～2cm,其電阻率大約是泥漿電阻率的1～3倍,而沖洗帶電阻率大約是泥餅電阻率的3～5倍,兩者的明顯差異為微電極測井設計提供了可能。西部鉆探測井公司使用微球形聚焦測井儀和井溫流體輔助測量短節組合儀器,在克拉瑪依油田的4口井中提取了井眼的相關電性數據,然后利用測井軟件計算合成微電極曲線,經過資料處理,其微電極曲線與常規曲線綜合對比,認為合成的微電極曲線地層分層能力增強,儲集層指示明顯。為砂泥巖剖面劃分滲透層和從滲透層中扣除非滲透夾層提供了一種重要方法。

1 測量原理

微電極測井儀設計有2個微電極系貼井壁同時測量,微梯度電極系受泥餅影響較大,視電阻率較低,而微電位電極系受泥餅影響很小,視電阻率較高,兩者按同一橫向比例重疊,在儲集層會出現明顯的正幅度差 (微電位大于微梯度),而在泥巖非儲集層兩者基本重合。

極板上的3個電極可同時完成2條微電極曲線的測量,微梯度和微電位的視電阻率按下式計算:

式中,R a為微梯度或微電位視電阻率,Ω·m;ΔU為微梯度或微電位測量電位差,mV;I為供電電流強度,mA;K為微梯度或微電位電極系系數,m。

微球形聚焦測井儀采用推靠井壁測量方式,選擇適當的電極距和有效控制屏蔽電流分布,減小泥餅對測量值的影響,并有效控制探測深度,以達到測量沖洗帶電阻率的目的。

圖1 微球形聚焦測井電流示意圖

微球形聚焦測井電流示意圖如圖1所示,圖中主電極A0流出總電流It,It=I0+I1,其中,I1為屏蔽電流,大部分流入泥餅,少量進入地層沖洗帶,返回到電極 A1;I0為主電流,由于泥漿中已被屏蔽電流充滿,因此,I0被聚焦成束狀穿過泥餅進入地層沖洗帶,返回到回流電極B。主電流的等位面近似球狀,主電流流過的介質相當于沒有井眼影響的均勻介質,故微球形聚焦測井較好地消除了泥漿和泥餅的影響。It放大器輸出控制調節總電流It,使其達到。其中,V ref是參考信號發生器提供的恒定參考電壓;I0監控放大器起控制I0的作用,保證系統的視電阻率讀數是:

2 合成微電極曲線

井眼微電位和微梯度數值主要受沖洗帶電阻率、泥餅電阻率和井眼泥漿電阻率的影響,利用微球形聚焦測井儀的測量數據計算微電位SMNO和微梯度SM IN時,當微球形聚焦測井儀選用的極板類型不同,經驗計算公式也不同[1]。

當儀器使用標準極板STAN時:

當儀器使用小井眼極板SLIM時:

式中,屏蔽電流I1從測量電路中提取并傳送到地面系統存儲;電導率C MSF由視電阻率R msfl轉換獲得;井眼泥漿電阻率R MUD由井溫流體輔助測量短節實時測量獲得。I1、C MSF、R MUD數據經過地層深度匹配處理,統一讀入計算機,利用測井軟件計算合成微電極曲線。

3 實例分析

利用微球形聚焦測井儀和井溫流體輔助測量短節組合在檢××井現場測量計算合成的微電極曲線如圖2所示。從圖2中發現薄層分辨率增強,在井壁規則處,純泥巖層段微電位與微梯度曲線基本重合。在淡水鉆井液條件下,滲透層段微電位與微梯度曲線有明顯正幅度差,厚度大于0.3m的夾層顯示清楚。微電極曲線與自然伽馬曲線有較好的相關性。

滴西××井的測井曲線綜合處理圖如圖3所示。中間2條變化較明顯者為計算合成的微電極曲線。該井在現場采集了常規完井測井項目數據,在測井解釋評價階段,通過計算合成了微電極曲線,并加入測井綜合圖與其他曲線對比,發現曲線間地層響應基本一致,但微電極曲線薄層分辨率更高,在儲集層滲透性較好的層段微電位與微梯度曲線有明顯正幅度差,薄層界面清楚。

結合4口井的處理資料發現,在泥巖層微電極曲線幅度為低值,曲線平直,但隨含砂量增加幅度略有升高。在滲透性砂巖,微電極曲線幅度中等,有明顯正幅度差。致密砂巖或致密碳酸鹽巖石,微電極曲線有明顯的高幅度,薄層呈尖峰狀,幅度差可正可負。

現場一般用微電位視電阻率異常的半幅點確定巖層界面。如果儲集層頂部或底部有致密夾層,仍把致密夾層劃在儲集層內。當計算儲集層有效厚度時,可根據微電極曲線扣除非滲透夾層。致密夾層的微電極曲線有高尖峰顯示,尖峰底部厚度為致密夾層厚度;泥質夾層的微電極曲線明顯下降,微梯度降至泥巖值,微電位降至低于砂巖微梯度值。

4 結 語

利用微球形聚焦測井儀和井溫流體輔助測量短節組合測井獲得的地質資料合成微電極曲線,該曲線與常規測井曲線響應一致,在儲集層滲透性較好的層段微電位與微梯度曲線有明顯正幅度差;在薄層,縱向分辨率顯著提高,地層界面清楚,為砂泥巖剖面劃分滲透層和從滲透層中扣除非滲透夾層提供了一種重要手段。

圖2 檢××井的微電極曲線

圖3 滴西××井綜合處理圖

[1]洪有密.測井原理與綜合解釋 [M].北京:中國石油大學出版社,1993.80～81.