利用微球形聚焦测井数据合成微电极曲线

曾朝安,张玉明,李雨田,彭 勇 (中石油西部钻探工程有限公司测井公司,新疆克拉玛依834000)

王延茂,赵晋云,王新云,潘大威

储集层有良好的孔隙性和渗透性,而非储集层有效孔隙度极低,几乎是不渗透的。储集层与非储集层的主要区别是提出微电极测井的地质依据,在钻井泥浆柱压力大于地层压力的条件下,表现为泥浆滤液向储集层孔隙内渗滤,泥质颗粒沉积在井壁上形成泥饼,而非储集层井壁则没有泥饼。储集层泥饼厚度大约为0.1～2cm,其电阻率大约是泥浆电阻率的1～3倍,而冲洗带电阻率大约是泥饼电阻率的3～5倍,两者的明显差异为微电极测井设计提供了可能。西部钻探测井公司使用微球形聚焦测井仪和井温流体辅助测量短节组合仪器,在克拉玛依油田的4口井中提取了井眼的相关电性数据,然后利用测井软件计算合成微电极曲线,经过资料处理,其微电极曲线与常规曲线综合对比,认为合成的微电极曲线地层分层能力增强,储集层指示明显。为砂泥岩剖面划分渗透层和从渗透层中扣除非渗透夹层提供了一种重要方法。

1 测量原理

微电极测井仪设计有2个微电极系贴井壁同时测量,微梯度电极系受泥饼影响较大,视电阻率较低,而微电位电极系受泥饼影响很小,视电阻率较高,两者按同一横向比例重叠,在储集层会出现明显的正幅度差 (微电位大于微梯度),而在泥岩非储集层两者基本重合。

极板上的3个电极可同时完成2条微电极曲线的测量,微梯度和微电位的视电阻率按下式计算:

式中,R a为微梯度或微电位视电阻率,Ω·m;ΔU为微梯度或微电位测量电位差,mV;I为供电电流强度,mA;K为微梯度或微电位电极系系数,m。

微球形聚焦测井仪采用推靠井壁测量方式,选择适当的电极距和有效控制屏蔽电流分布,减小泥饼对测量值的影响,并有效控制探测深度,以达到测量冲洗带电阻率的目的。

图1 微球形聚焦测井电流示意图

微球形聚焦测井电流示意图如图1所示,图中主电极A0流出总电流It,It=I0+I1,其中,I1为屏蔽电流,大部分流入泥饼,少量进入地层冲洗带,返回到电极 A1;I0为主电流,由于泥浆中已被屏蔽电流充满,因此,I0被聚焦成束状穿过泥饼进入地层冲洗带,返回到回流电极B。主电流的等位面近似球状,主电流流过的介质相当于没有井眼影响的均匀介质,故微球形聚焦测井较好地消除了泥浆和泥饼的影响。It放大器输出控制调节总电流It,使其达到。其中,V ref是参考信号发生器提供的恒定参考电压;I0监控放大器起控制I0的作用,保证系统的视电阻率读数是:

2 合成微电极曲线

井眼微电位和微梯度数值主要受冲洗带电阻率、泥饼电阻率和井眼泥浆电阻率的影响,利用微球形聚焦测井仪的测量数据计算微电位SMNO和微梯度SM IN时,当微球形聚焦测井仪选用的极板类型不同,经验计算公式也不同[1]。

当仪器使用标准极板STAN时:

当仪器使用小井眼极板SLIM时:

式中,屏蔽电流I1从测量电路中提取并传送到地面系统存储;电导率C MSF由视电阻率R msfl转换获得;井眼泥浆电阻率R MUD由井温流体辅助测量短节实时测量获得。I1、C MSF、R MUD数据经过地层深度匹配处理,统一读入计算机,利用测井软件计算合成微电极曲线。

3 实例分析

利用微球形聚焦测井仪和井温流体辅助测量短节组合在检××井现场测量计算合成的微电极曲线如图2所示。从图2中发现薄层分辨率增强,在井壁规则处,纯泥岩层段微电位与微梯度曲线基本重合。在淡水钻井液条件下,渗透层段微电位与微梯度曲线有明显正幅度差,厚度大于0.3m的夹层显示清楚。微电极曲线与自然伽马曲线有较好的相关性。

滴西××井的测井曲线综合处理图如图3所示。中间2条变化较明显者为计算合成的微电极曲线。该井在现场采集了常规完井测井项目数据,在测井解释评价阶段,通过计算合成了微电极曲线,并加入测井综合图与其他曲线对比,发现曲线间地层响应基本一致,但微电极曲线薄层分辨率更高,在储集层渗透性较好的层段微电位与微梯度曲线有明显正幅度差,薄层界面清楚。

结合4口井的处理资料发现,在泥岩层微电极曲线幅度为低值,曲线平直,但随含砂量增加幅度略有升高。在渗透性砂岩,微电极曲线幅度中等,有明显正幅度差。致密砂岩或致密碳酸盐岩石,微电极曲线有明显的高幅度,薄层呈尖峰状,幅度差可正可负。

现场一般用微电位视电阻率异常的半幅点确定岩层界面。如果储集层顶部或底部有致密夹层,仍把致密夹层划在储集层内。当计算储集层有效厚度时,可根据微电极曲线扣除非渗透夹层。致密夹层的微电极曲线有高尖峰显示,尖峰底部厚度为致密夹层厚度;泥质夹层的微电极曲线明显下降,微梯度降至泥岩值,微电位降至低于砂岩微梯度值。

4 结 语

利用微球形聚焦测井仪和井温流体辅助测量短节组合测井获得的地质资料合成微电极曲线,该曲线与常规测井曲线响应一致,在储集层渗透性较好的层段微电位与微梯度曲线有明显正幅度差;在薄层,纵向分辨率显著提高,地层界面清楚,为砂泥岩剖面划分渗透层和从渗透层中扣除非渗透夹层提供了一种重要手段。

图2 检××井的微电极曲线

图3 滴西××井综合处理图

[1]洪有密.测井原理与综合解释 [M].北京:中国石油大学出版社,1993.80～81.