陳科貴, 劉鑫, 楊智, 張家浩, 張婭會(huì), 李進(jìn)

(1.西南石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院, 四川 成都 610500; 2.新疆油田公司勘探開發(fā)研究院, 新疆 克拉瑪依 834000)

0 引 言

定向井由于井斜角的不斷變化,受圍巖、層厚、井眼、泥漿等環(huán)境因素的影響,導(dǎo)致最終雙側(cè)向測(cè)井結(jié)果不準(zhǔn)確。雙側(cè)向測(cè)井正演模擬顯示,當(dāng)井斜角變大,雙側(cè)向測(cè)井結(jié)果受圍巖影響不可忽略[1-2]。為了得到準(zhǔn)確的測(cè)井解釋結(jié)果,測(cè)井解釋前需要對(duì)測(cè)井曲線進(jìn)行校正處理[3]。

針對(duì)定向井雙側(cè)向測(cè)井環(huán)境校正問題,汪涵明等[4]利用三維有限單元法模擬傾斜地層電測(cè)井響應(yīng),得出當(dāng)?shù)貙觾A角大于15°時(shí)才會(huì)對(duì)電測(cè)井結(jié)果造成影響。鄧少貴等[5]通過建立三層地層模型,利用三維有限元法計(jì)算得出了井眼位于目的層垂向不同位置及不同層厚時(shí)其水平井雙側(cè)向?qū)雍窦皣鷰r校正圖版。譚茂金等[6]則針對(duì)井眼、井斜、層厚及圍巖以及泥漿侵入等環(huán)境影響因素,分別采用二維有限元方法(2D FEM)和三維有限元方法(3D FEM)建立對(duì)應(yīng)校正圖版,對(duì)鹽水泥漿定向井雙側(cè)向測(cè)井進(jìn)行環(huán)境校正,取得了較好的效果。這些方法盡管在定向井雙側(cè)向測(cè)井校正方面取得一定效果,但存在計(jì)算量大、操作過程繁瑣等缺點(diǎn),實(shí)際應(yīng)用不方便。基于上述等諸多方法的不足,本文針對(duì)研究區(qū)稠油油藏定向井測(cè)井環(huán)境及地質(zhì)特點(diǎn),提出了一種便捷的定向井雙側(cè)向測(cè)井校正方法,得到了較好的應(yīng)用效果。

1 研究區(qū)概況

新疆FC油田位于準(zhǔn)噶爾盆地西北緣北段,處于烏夏斷褶帶夏紅北斷裂上盤中生界超覆尖滅帶上,經(jīng)過地質(zhì)演化,最終形成稠油油藏,主要含油層系為侏羅系齊古組和八道灣組。研究區(qū)齊古組儲(chǔ)層主要巖性包括砂礫巖、含礫中砂巖、中砂巖和細(xì)砂巖,砂體厚度大,物性好,屬高孔隙度、高滲透率儲(chǔ)層。

通過研究區(qū)鉆井、完井資料整理發(fā)現(xiàn),FC油田齊古組部分定向井有擴(kuò)徑現(xiàn)象,但擴(kuò)徑較小,一般都在1.5 in*非法定計(jì)量單位,1 ft=12 in=0.304 8 m,下同以內(nèi),所以井徑是雙側(cè)向測(cè)井的次要影響因素。研究區(qū)鉆井為淡水泥漿,根據(jù)取心資料,定向井的泥漿侵入較淺,侵入量均小于2 mL/kg,泥漿侵入對(duì)雙側(cè)向測(cè)井的影響較小[7]。研究區(qū)大部分定向井最大井斜角均為40°～50°,井斜角的變化引起的如圍巖等環(huán)境因素對(duì)雙側(cè)向測(cè)井影響較大,是雙側(cè)向測(cè)井主要影響因素,需要重點(diǎn)考慮。此外,井壁、儀器偏心等對(duì)定向井雙側(cè)向測(cè)井影響也不可避免[8]。

2 定向井雙側(cè)向電阻率曲線校正

如果針對(duì)研究區(qū)定向井雙側(cè)向測(cè)井的環(huán)境影響因素利用數(shù)值分析方法分析影響因素對(duì)測(cè)井曲線逐一進(jìn)行校正,工作量大,過程繁瑣,可行性差。這里采用選取標(biāo)準(zhǔn)層[9]對(duì)定向井雙側(cè)向測(cè)井曲線進(jìn)行校正處理。

2.1 選取對(duì)比井

利用趨勢(shì)面分析法,先對(duì)研究區(qū)直井雙側(cè)向測(cè)井曲線做標(biāo)準(zhǔn)化處理[10-11],然后選取6組定向井及其鄰近直井作為對(duì)比井組(見表1),定向井與直井井位關(guān)系見圖1。

表1 定向井與對(duì)應(yīng)鄰近直井

圖1 定向井與鄰近直井井位圖

2.2 定向井深度校正

定向井測(cè)井曲線的深度記錄的是井眼深度,在選取標(biāo)準(zhǔn)層前,有必要將測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)從空間上校正為垂直深度顯示,可以更好地劃分與直井對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)層。研究區(qū)地層基本為水平地層,這里不對(duì)非水平地層進(jìn)行討論。為減小誤差,選用最小曲率法[見式(1)、圖2]對(duì)定向井進(jìn)行深度校正[12]。

(1)

圖2 定向井測(cè)井曲線深度校正示意圖

2.3 選擇標(biāo)準(zhǔn)層

標(biāo)準(zhǔn)層的測(cè)井值受環(huán)境影響小,且穩(wěn)定性、連續(xù)性好,深度校正后的定向井與其鄰近直井的標(biāo)準(zhǔn)層具有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。根據(jù)研究區(qū)地質(zhì)特點(diǎn),選擇泥巖層和致密層作為標(biāo)準(zhǔn)層,泥巖段具有低電阻率和高自然伽馬的特點(diǎn),致密層具有高電阻率和高密度的特點(diǎn)。圖3為其中1組對(duì)比井標(biāo)準(zhǔn)層的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖。

2.4 建立校正圖版

利用直井和深度校正后定向井的測(cè)井資料,選取各標(biāo)準(zhǔn)層測(cè)井值(井斜角,雙側(cè)向)的峰值作為特征值,分別表示各標(biāo)準(zhǔn)層測(cè)井值。峰值為標(biāo)準(zhǔn)層雙側(cè)向測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)作分布直方圖后選取,表示標(biāo)準(zhǔn)層屬性值更準(zhǔn)確。統(tǒng)計(jì)6組對(duì)比井所有標(biāo)準(zhǔn)層峰值數(shù)據(jù),統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)包括井斜角θ、深側(cè)向RLLd、淺側(cè)向RLLs等3組。

由各標(biāo)準(zhǔn)層峰值測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果,去除奇異點(diǎn)后,共選取68個(gè)樣本點(diǎn),建立定向井雙側(cè)向測(cè)井校正圖版。圖4(a)、(b)分別為定向井深側(cè)向、淺側(cè)向校正圖版。橫坐標(biāo)為定向井井斜角,縱坐標(biāo)為定向井雙側(cè)向與鄰近直井雙側(cè)向的比值(直井雙側(cè)向測(cè)井值為地層真電阻率,定向井為視電阻率)。

通過最小二乘法,先后使用線性、對(duì)數(shù)、指數(shù)等函數(shù)對(duì)樣本數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行擬合,發(fā)現(xiàn)指數(shù)函數(shù)擬合效果最好,最終得到研究區(qū)定向井雙側(cè)向測(cè)井校正公式。

RLLd,c=0.9777RLLd×exp[0.0039(DEVI)]

R2=0.89

(2)

RLLs,c=0.9916RLLs×exp[0.0028(DEVI)]

R2=0.80

(3)

式中,RLLd、RLLs分別為原始深側(cè)向電阻率、原始淺側(cè)向電阻率曲線,Ω·m;RLLd,c、RLLs,c分別為校正后深側(cè)向電阻率、校正后淺側(cè)向電阻率曲線,Ω·m;θ為井斜角,(°)。

3 應(yīng)用實(shí)例分析

以FC油田某區(qū)稠油油藏齊古組定向井FD×××井為例進(jìn)行應(yīng)用效果分析。利用已得到的校正公式對(duì)定向井雙側(cè)向測(cè)井曲線進(jìn)行校正,由已有的測(cè)井解釋參數(shù)模型對(duì)定向井FD×××井進(jìn)行測(cè)井解釋處理。由于缺少試油資料,選擇定向井FD×××雙側(cè)曲線向校正前后與其鄰近直井F×××井(相距40 m)相對(duì)應(yīng)的油層測(cè)井解釋結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,以驗(yàn)證雙側(cè)向測(cè)井的校正效果。

圖3 對(duì)比井組標(biāo)準(zhǔn)層的選取

圖5為校正后定向井FD×××井測(cè)井解釋成果圖。從圖5中可以看出,校正前的深側(cè)向與淺側(cè)向曲線在油層段基本重合。經(jīng)校正后,油層段深側(cè)向電阻率大于淺側(cè)向電阻率,二者存在明顯的正差異,符合油層的特征。隨著定向井井斜角的增大,雙側(cè)向測(cè)井曲線的校正量也隨之增大。由于目的層的層厚對(duì)定向井雙側(cè)向測(cè)井曲線影響較大,為了研究標(biāo)準(zhǔn)層校正圖版的校正效果及其適用性,對(duì)測(cè)井解釋成果圖中的1號(hào)油層和2號(hào)油層各參數(shù)分別進(jìn)行對(duì)比分析。

圖6為選取的研究區(qū)定向井FD×××井校正前后與其鄰近直井F×××井相對(duì)應(yīng)的2套油層,通過對(duì)比這2套油層的有效厚度,雙側(cè)向電阻率的平均值及含油飽和度等數(shù)據(jù),對(duì)校正效果進(jìn)行驗(yàn)證。表2為所選取的定向井FD×××井雙側(cè)向校正前后及直井F×××井1號(hào)油層和2號(hào)油層數(shù)據(jù)對(duì)比。通過表2可以看出,1號(hào)油層為厚層,經(jīng)雙側(cè)向測(cè)井校正后的定向井油層有效厚度增加0.64 m,深側(cè)向電阻率與淺側(cè)向電阻率比校正前分別增大10.09 Ω·m和4.95 Ω·m,含油飽和度增加2.75%,校正后定向井測(cè)井解釋結(jié)果與直井的測(cè)井解釋結(jié)果更加接近,說明在1號(hào)油層中定向井雙側(cè)向校正后對(duì)儲(chǔ)層參數(shù)的解釋更加符合地層真實(shí)情況。2號(hào)油層為薄層,校正后的深側(cè)向電阻率與淺側(cè)向電阻率分別增大2.72 Ω·m和1.91 Ω·m,含油飽和度增加0.91%,校正前后變化不大。與鄰近直井的測(cè)井參數(shù)進(jìn)行對(duì)比可以看出,校正圖版的校正效果總體上符合油層電阻率規(guī)律,但薄層的校正量較小,校正后的數(shù)據(jù)與目的層真實(shí)情況有一些差距,校正效果不是非常理想,主要原因是定向井在薄層中測(cè)井受圍巖影響較大。

圖5 定向井FD×××應(yīng)用實(shí)例

圖6 選取的驗(yàn)證油層連井圖

表2 定向井校正前后與直井油層對(duì)比表

4 結(jié) 論

(1) 針對(duì)研究區(qū)特點(diǎn)提出了一種便捷的定向井雙側(cè)向測(cè)井環(huán)境校正方法,該方法具有可操作性強(qiáng)、實(shí)用價(jià)值高等優(yōu)點(diǎn)。通過實(shí)際應(yīng)用,校正后的定向井儲(chǔ)層參數(shù)解釋結(jié)果更加符合地層真實(shí)值,證明了該方法的有效性。

(2) 該方法也存在一定的局限性,其適用條件是校正區(qū)塊必須有多層穩(wěn)定、連續(xù)性好的標(biāo)準(zhǔn)層;地層的電性變化不能太復(fù)雜;需要有相鄰直井材料作支撐,且二者距離不能相距太遠(yuǎn)。該方法在油田定向井雙側(cè)向測(cè)井環(huán)境快速校正工作中起到了一定的借鑒作用。

參考文獻(xiàn):

[1] CHEMALI R, GIANZERO S, SU S M. The Dual Laterolog in Common Complex Situations [C]∥SPWLA 29th Annual Logging Symposium, June 5-8, 1988.

[2] 肖加奇, 張庚驥. 水平井和大斜度井中雙側(cè)向測(cè)井響應(yīng)的正演 [J]. 石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 1996, 20(1): 24-30.

[3] 楚澤涵, 黃隆基, 高杰, 等. 地球物理測(cè)井方法與原理 [M]. 北京: 石油工業(yè)出版社, 2007, 8.

[4] 汪涵明, 張庚驥. 傾斜地層的雙側(cè)向測(cè)井響應(yīng) [J]. 測(cè)井技術(shù), 1994, 06: 408-412.

[5] 鄧少貴, 李竹強(qiáng), 李智強(qiáng). 水平井雙側(cè)向測(cè)井響應(yīng)及層厚/圍巖影響快速校正 [J]. 石油勘探與開發(fā), 2009, 06: 725-729.

[6] 譚茂金, 高杰, 鄒友龍, 等. 鹽水泥漿條件下定向井雙側(cè)向測(cè)井環(huán)境校正方法研究 [J]. 地球物理學(xué)報(bào), 2012, 04: 1422-1432.

[7] 雍世和, 張超謨. 測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)處理與綜合解釋 [M]. 東營(yíng): 中國(guó)石油大學(xué)出版社, 2007.

[8] 龔洪林, 蘇明軍, 王振卿, 等. 測(cè)井資料環(huán)境影響因素分析及實(shí)用校正方法研究 [J]. 物探化探計(jì)算技術(shù), 2008, 01: 43-47,90-91.

[9] 蔡正旗, 李延鈞, 蔣裕強(qiáng), 等. 油藏地質(zhì)學(xué) [M]. 北京: 石油工業(yè)出版社, 2011.

[10] 賴澤武, 張一偉, 熊琦華, 等. 具有趨勢(shì)的克里格方法在測(cè)井資料數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化中的應(yīng)用 [J]. 石油勘探與開發(fā), 1999, 26(6): 91-94.

[11] 范宜仁, 李虎, 叢云海, 等. 測(cè)井資料標(biāo)準(zhǔn)化方法適用性分析與優(yōu)選策略 [J]. 特種油氣藏, 2013, 02: 8-11,151.

[12] 樸春芝. 油田定向井?dāng)?shù)據(jù)矯正方法研究 [J]. 長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2014, 02: 99-101,9.