馬鴻彥 楊顯敬 蘇士波

【摘要】隨著大斜度井、水平井的普及，隨鉆測井（LWD）在現(xiàn)場的應(yīng)用也越來越廣泛。它所提供的實時數(shù)據(jù)在地層評價和地質(zhì)導向中發(fā)揮了很重要的作用。但是由于受圍巖、泥漿侵入、地層與井眼的夾角及儀器探測深度等因素的影響。導致有些測井曲線出現(xiàn)異常。本文就測井曲線出現(xiàn)的異常情況作了相關(guān)的淺析。希望對現(xiàn)場施工人員有所幫助。

【關(guān)鍵詞】LWD 地層評價 測井曲線 電阻率

目前世界各地的油田區(qū)塊開發(fā)大多都已經(jīng)到了中后期，為了提高產(chǎn)量、開發(fā)薄油層以及殘余油藏，大斜度井、水平井的普及使得地質(zhì)導向儀器在現(xiàn)場應(yīng)用更加廣泛。由于隨鉆測井受泥漿侵入的影響小，地質(zhì)資料更能反映地層的真實性。在實時識別地層巖性和油氣層方面優(yōu)于傳統(tǒng)的電纜測井。但是在施工過程中卻發(fā)現(xiàn)，某些井實測LWD資料與電纜測井資料有一定差別，給隨鉆地層評價和地質(zhì)導向的應(yīng)用帶來了不確定性。主要是由于圍巖、泥漿侵入、地層與井眼的夾角和地層非均質(zhì)性及儀器探測深度等因素對隨鉆電磁波測井產(chǎn)生了影響。本文對此做了一些相關(guān)的解析。

隨鉆電磁波測井是由隨鉆測井儀器發(fā)射線圈發(fā)出的高頻電磁波經(jīng)過地層介質(zhì)到達接收線圈，通過接收線圈對電磁場的幅度和相位的測量來反映地下介質(zhì)電磁性質(zhì)的一種測井方式。這些用來發(fā)射和接收的線圈都繞在無磁鉆鋌上且都在同一軸線上。而電磁場的幅度和相位可由介質(zhì)中的電磁波滿足的波動方程來確定。在柱坐標系中，此偶極子軸線上相對場的表達式為^[1]：

式中：a為相位常數(shù)。b為衰減常數(shù)

在測井過程中，采用三線圈系來測量電磁場的相對值。它由兩個距離較近的成對線圈和一個距離相對較遠的非成對線圈組成。如果非成對線圈到遠成對線圈的距離為Z1，到近成對線圈的距離Z2，就可以用不同類型的三線圈系來測量高頻磁場的各種特性，測量結(jié)果為幅度比和相位差，公式（2）和（3）分別為所得的幅度比和相位差：

之后可以分別轉(zhuǎn)化成兩個獨立的的電阻率（相位電阻率和衰減電阻率）。對于LWD電阻率測量儀器來說，是具有補償功能的四個發(fā)射極和兩個接收極，組成對稱陣列天線，其中2個接收線圈的作用是消除主磁場的干擾。每個接收線圈的感應(yīng)電壓大小相等、極性相反，該電壓有助于消除在主磁場和接收線圈間的干擾，能使其有比單接收線圈有更高的靈敏度和垂直分辨率。兩對發(fā)射天線工作在兩種不同發(fā)射頻率下，可提供長距和短距的相位差和幅度衰減值。其中，2MHZ工作頻率可提高垂直分辨率，以便識別薄油層，而獨特的400KHZ頻率能夠?qū)Ω畹牡貙舆M行測量，并且對環(huán)境和地層具有更大的抗干擾性。

2 LWD曲線形態(tài)異常的影響因素

2.1 儀器探測深度的影響。

由于LWD各傳感器的探測深度不同，伽馬的探測半徑為200-300mm。而電阻率的探測半徑為380-950mm。在施工過程中，當伽馬測點和電阻率測點在泥巖里接近砂巖頂界時，由于探測深度的差別使得該儲層頂界處電阻率曲線出現(xiàn)了明顯的“提前”現(xiàn)象，但是伽馬曲線很穩(wěn)定。此時伽馬曲線對泥巖和砂巖的巖性界面響應(yīng)相對電阻率來講能更真實的反映地層信息。

2.2 井斜角以及地層與井眼之間的相對影響

井斜角或地層與井眼之間的相對夾角對電阻率有著很嚴重的影響。一般情況下將地層的電阻率分為平行于層面的水平電阻率Rh和垂直于層面的垂向電阻率RV。而反映真實地層的是水平電阻率。而圖1是相對夾角與電阻率的關(guān)系，從圖上很明顯看出當相對夾角增大時相位與幅度電阻率變得更高，偏離更大，在夾角超過45度時差異加大。在相對夾角很大時，會使得實測曲線偏離水平電阻率，嚴重時導致地層評價結(jié)果的可靠性變差^[2]。當小于40°時，地層各向異性對測量結(jié)果影響很小，測量值非常接近地層真實電阻率，可以直接用于地層評價。當大于40°時，隨著相對夾角的增加，測量值受到的影響也相應(yīng)增加，并且會逐漸偏離地層的水平電阻率。兩條電阻率曲線的分離也對稱的增加。

注：相位電阻率與衰減電阻率的分離并非只是井斜，以及與地層的相對夾角引起的，有時還受儀器探測深度，地層之間各向異性，圍巖影響。

2.3 泥漿侵入的影響

對隨鉆電阻率測井來說，測量在鉆頭鉆開地層后2～60min內(nèi)進行，從侵入時間看受泥漿侵入影響應(yīng)該較小，但由于隨鉆電阻率儀器的傳感器距離鉆頭相對較遠，泥漿入侵時間加長，隨著泥漿入侵深度的增加，儀器所測到的值逐漸趨于泥漿侵入帶電阻率，導致視電阻率與地層真電阻率可能有較大差別^[3]。

3 結(jié)論與建議

（1）對于大斜度井或水平井來說，隨鉆測井（LWD）在資料采集方面，具有實時性、準確性、縱向分辨率高、適用性廣等優(yōu)點。

（2）對于中后期開發(fā)的油田，它所提供的實時數(shù)據(jù)和其他已開發(fā)井數(shù)據(jù)的結(jié)合能更有效的對目的層做出真實的評價，在地質(zhì)導向中扮演著很重要的角色。

（3）隨鉆測井雖然優(yōu)點諸多，但實時數(shù)據(jù)通常受井下測量環(huán)境的影響，主要有井眼（井徑大小和泥漿電阻率高低）、儀器偏心、圍巖、儀器與地層的相對夾角、地層各向異性及泥漿侵入等，使地層評價的可靠性降低。為此現(xiàn)場施工中必須通過相應(yīng)的校正方法和綜合數(shù)據(jù)（綜合錄井，鉆時，鉆壓等）對地層做出準確的判斷。

參考文獻

[1] 陳愛新.隨鉆電阻率測井儀器分析[J].天然氣工業(yè)，2007，27（5）：6l-62

[2] 湯小燕，王興元，等.隨鉆電阻率各向異性影響機理分析[J].國外測井技術(shù)，2008，12，（168）

[3] 朱猛夏，宏泉，等.隨鉆電阻率測井的泥漿侵入影響自動校正方法研究[J].測井與射孔，2007，（03）