RDM脈沖中子飽和度測井儀器應用研究

祁 峰，馬廷昊，楊路顏，時夢璇，楊珺茹

（1.西安石油大學地球科學與工程學院，陜西 西安 710065）

在油田開發中，掌握儲層剩余油飽和度，對油田制定開發方案有著重要意義。為了獲取儲層剩余油飽和度，必須進行套管內飽和度測井。由于套管的存在，常規電法不能使用。碳氧比測井是比較常用的確定套管井中剩余油飽和度的測井方法。但由于儀器精度、處理方法的限制，不適用于低孔低滲地層。新研制的RDM（Reservoir Data Miner）測井儀，從硬件到軟件，對測量精度進行了提高，使得它可以在低孔低滲地層取得較好的效果。

經過長慶油田兩口低孔低滲井的測試，其效果明顯好于其它測井結果。但同時發現，測井校深較困難。由于脈沖中子源中子管有壽命限制，所以測量深度段一般不超過百米。另外，由于生產井段長期注水開發，而且水中有放射性污染物，使得套后自然伽馬形態和裸眼井自然伽馬形態在層內發生較大變化，從而對校深造成困難。通過對RDM測井曲線進行綜合分析，找到了與裸眼井自然伽馬相關度較高的曲線作為替代校深曲線，取得較好效果。同時，提出了將變形的套后自然伽馬進行歸一化后和裸眼井自然伽馬進行對比分析，從而用來指示水淹層位置。

1 RDM高精度剩余油飽和度測井儀簡介

RDM高精度剩余油飽和度測井儀器是一種新的脈沖中子全譜飽和度測井儀，關于其的相關應用研究目前比較少。其獨特的四探頭設計、預處理中采用數據挖掘和機器學習高級算法，使其能在低孔低滲地層獲得可靠地層資料，從而有可能成為低孔低滲油藏研究剩余油飽和度的利器。其井下儀器結構從上到下依次為:數傳短節自然伽馬，溫度和磁定位短節，多道核信號采集板，遠3He熱中子探測器，遠溴化鑭（LaBr3） 伽馬探測器，近溴化鑭（LaBr3） 伽馬探測器和近3He熱中子探測器，脈沖中子發生器（圖1），相關技術指標見表1。

圖1RDM測井儀器示意圖

2 運用Pearson相關性分析尋找替代校深曲線

Pearson相關性系數（Pearson Correlation） 是統計方法中一種線性相關系數，對它的分析通常是用來衡量定距變量間的線性相關[1]。這里用來

表1RDM技術指標

計算RDM各曲線與裸眼井自然伽馬之間的相關性，從而找到相關性較高的校深曲線。

Pearson相關系數r的絕對值越大，表示因變量與自變量的相關程度越高微弱相關；低度相關；顯著相關；高度相關。

利用公式（1），對RDM測井各曲線進行相關性分析，計算結果見圖2。這里選擇r＞0.9的曲線作為校深索引曲線。根據相關性分析，可以發現套后自然伽馬曲線，與裸眼井GR相關性很差，所以用套后自然伽馬校深很困難[2]。其中，SGFFG、SGFNG、SGFNN、YCAPFG曲線與裸眼井自然伽馬相關性較高，是滿足校深的索引曲線。SGFFG是用遠伽馬探測器伽馬計數所計算的地層宏觀俘獲截面，SGFNG是用近伽馬探測器的伽馬計數所計算的地層宏觀俘獲截面，SGFNN是用近中子探測器所探測的中子計數所計算的地層宏觀俘獲截面，YCAPFG是遠伽馬探測器俘獲期間測量數值。

圖2RDM各曲線與裸眼井GR相關系數對比圖

3 運用自然伽馬曲線分析水淹層位置

儲層由于受到含有放射性的污水水淹后，自然伽馬會升高，另外儲層由于受到水的沖刷，層內泥質含量的變化，也會引起套后自然伽馬形態和裸眼井形態發生變化。為了同裸眼井進行對比需要對套后自然伽馬進行歸一化。由于純泥巖和純砂巖致密干層的自然伽馬受水淹影響較小，所以這里用這兩點值作為參照，對RDM測井自然伽馬進行刻度轉換[3,4]。

式中:GRG為刻度轉換到裸眼井范圍的RDM自然伽馬曲線；

GRrdm為RDM自然伽馬測井曲線；

GRrdm參高為RDM純泥巖的RDM自然伽馬參考值；GRrdm參低為RDM純砂巖致密干層的RDM自然伽馬參考值；

GRoh參高為裸眼井純泥巖的自然伽馬參考值；

GRoh參低為裸眼井純砂巖致密干層的自然伽馬參考值。

見圖3，第一道是裸眼井自然伽馬GR(OH)和RDM測井所測套后自然伽馬GR，第二道是經過刻度轉換后的自然伽馬GRG。經過刻度轉換后的GRG曲線在泥巖段（2440.0m以上） 和GR(OH)基本重合；在2440.0-2443.0m、2452.0-2454.0m致密干層附近基本重合。從圖3分析，層段內套后自然伽馬發生很大變化，很可能是由于注入污水開發，導致套后自然伽馬值升高。所以用歸一化后的自然伽馬曲線同裸眼井自然伽馬曲線進行對比，可以明顯指示水淹段。

圖3 歸一化前后自然伽馬對比

4 結語

1）RDM是一種新研制的脈沖中子源剩余油飽和度測井儀器，測量段內大部分都是水淹層，用SGFFG、SGFNG、SGFNN、YCAPFG曲線，替代自然伽馬曲線可以提高在高放射性水淹層段校深的準確性。

2）對RDM自然伽馬曲線歸一化處理，再同裸眼井自然伽馬進行對比，可以明顯反應水淹層位置。

3）RDM是一種可控中子源，四個探測器，同時測中子和伽馬計數，運用新的譜處理算法，為低孔低滲地層提供了一種有效的飽和度測井手段。