隨鉆測井與電纜測井資料對比分析

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 （中國石油集團(tuán)測井有限公司油氣評價中心，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 （中國石油集團(tuán)測井有限公司油氣評價中心，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 （中國石油集團(tuán)測井有限公司油氣評價中心，陜西 西安710077）

隨鉆測井是在復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造與測量采集技術(shù)迅速發(fā)展的背景下產(chǎn)生的新一代測井技術(shù)，隨鉆測井是在鉆頭鉆開儲層后極短的時間內(nèi)進(jìn)行地質(zhì)物理參數(shù)測量，可以實(shí)時獲得地層巖性曲線、物性曲線、電性曲線和井斜、方位、工具面等鉆井工程參數(shù)。隨著地層評價需求的發(fā)展，隨鉆測井還可以進(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)的測量，并逐漸向方位、成像方面發(fā)展，目前投入市場應(yīng)用的有伽馬成像、電阻率成像、密度成像和井徑成像，隨鉆測井所提供的測量項目已經(jīng)可以完全取代電纜測井［1－3］。為了對隨鉆測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)用貝克休斯隨鉆測井系列，完井后進(jìn)行了5700電纜測井，筆者以X1井的測井資料為基礎(chǔ)進(jìn)行深入的研究分析。

1 巖性曲線分析對比

為了對比隨鉆測井巖性曲線與電纜測井巖性曲線的差異，筆者選擇侏羅系主力儲層與石炭系東河砂巖測井資料進(jìn)行對比分析（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井是在鉆井完井后測井，泥巖段受泥漿浸泡的時間較長導(dǎo)致井壁出現(xiàn)垮塌。考慮到地層天然放射性漲落的影響，隨鉆測井自然伽馬曲線與電纜測井自然伽馬曲線在泥巖段基本重合，而在砂巖段隨鉆測井自然伽馬與電纜測井形態(tài)相似，但測量值明顯低于電纜測井。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（隨鉆儀器在測量過程中置于無磁鉆鋌內(nèi)，與電纜測井相比多了一層鋼外殼），同時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的含量對自然伽馬測井值有很大的影響，KCl的存在會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量值偏高，在砂巖段儲層存在滲透性，隨著泥漿的侵入使地層內(nèi)KCl的含量升高，由于隨鉆測井受泥漿侵入影響較小，所以導(dǎo)致電纜測井的自然伽馬值在泥巖段重合，在砂巖段高于隨鉆測井自然伽馬值。

圖1 隨鉆測井與電纜測井巖性曲線對比圖

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

圖2 隨鉆自然伽馬與電纜自然伽馬交會圖

2 電性曲線分析對比

2.1 電阻率分辨率對比

圖3為隨鉆測井與電纜測井電阻率分辨率對比圖，圖中第2道為5700陣列感應(yīng)測井曲線，第3道為隨鉆電磁波電阻率測井曲線，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。對比分析5753～5762m，綜合評價認(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 隨鉆測井與電纜測井電阻率分辨率對比圖

2.2 電阻率探測深度對比

圖4 隨鉆測井與電纜測井電阻率探測深度對比圖

圖4為隨鉆測井與電纜測井電阻率探測深度對比圖，圖中第2道為陣列感應(yīng)電阻率，從圖中可以看出儲層受泥漿侵入影響嚴(yán)重，從M2R1到M2RX隨著探測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)時測井曲線，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)時井底深度為5476.1m，38.5h后繼續(xù)進(jìn)行鉆井，鉆井時間為8.0h進(jìn)尺13.0m，起下鉆后效耗時16.0h，此后進(jìn)行定向鉆井鉆時較慢，所以在5463～5493m的儲層從鉆頭鉆開儲層到電磁波電阻率對該點(diǎn)進(jìn)行測量的過程中泥漿浸泡時間長達(dá)幾十小時，儲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，探測深度越深電阻率越低，即隨鉆電磁波相位電阻率探測深度低于衰減電阻率，隨鉆低頻電磁波電阻率探測深度高于高頻電磁波電阻率［5－7］。對比圖4中第4道與第5道曲線，在5463～5492m之間儲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，因此便于對比不同儀器之間的探測深度。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測量曲線基本重合。對儲層測量值進(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)深探測電阻率數(shù)據(jù)點(diǎn)分布在45°對角線附近，測量值基本相同，即隨鉆低頻衰減電阻率探測深度與陣列感應(yīng)相近，其探測深度的對應(yīng)關(guān)系為：RACELM＝M2RX＞RACEHM≥M2R6＞RPCELM＞M2R3＞RPCEHM。

在5412～5438m之間隨鉆測井資料為實(shí)時測量，在儲層被鉆開后及時測量，受泥漿侵入影響較小，而電纜測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，隨測井的電阻率更能反映儲層的原始電阻率，未受泥漿侵入的影響，效果明顯優(yōu)于完井測井的陣列感應(yīng)，不足之處是隨鉆測井電阻率的縱向分辨率低于陣列感應(yīng)。

圖5 隨鉆測井與電纜測井電阻率探測深度對比圖

3 物性曲線對比分析

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

4 高伽馬儲層識別

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

圖6 隨鉆測井與電纜測井物性曲線對比圖

5 結(jié)論與認(rèn)識

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

2）隨鉆電磁波相位電阻率的分辨率高于隨鉆衰減電阻率，但探測深度低于隨鉆衰減電阻率，低頻電阻率探測深度大于高頻電阻率的探測深度，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深度接近5700陣列感應(yīng)深探測電阻率M2RX，隨鉆測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)時測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，若儲層受泥漿侵入影響嚴(yán)重，最好選擇分辨率較低探測深度較深的隨鉆低頻衰減電阻率。

圖7 隨鉆測井與電纜測井儲層劃分對比圖

3）對于高伽馬儲層段，電纜測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，其巖性識別能力優(yōu)于隨鉆測井，應(yīng)根據(jù)不同地區(qū)儲層的天然放射性特征，選擇測量隨鉆元素俘獲能譜進(jìn)行巖性識別，精確劃分儲層界面。

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