胡宗敏 袁伯琰 張立剛 鄧寶卿 王 瑞 李 義 賴福斌 韓冰冰 李 昀

(①中國石油大慶鉆探工程公司地質(zhì)錄井一公司；②東北石油大學(xué))

0 引 言

近些年關(guān)于利用機(jī)械比能評(píng)價(jià)儲(chǔ)集層物性的研究屢見不鮮[1-4]。機(jī)械比能模型是將鉆壓、轉(zhuǎn)速、扭矩、機(jī)械鉆速、鉆頭尺寸等參數(shù)整合成一個(gè)綜合參數(shù)，由于受地質(zhì)和工程因素的雙重影響，不同區(qū)域、不同地層的工程參數(shù)不同，同一機(jī)械比能值代表的地層物性信息不同，這使得不同井間及區(qū)域間的地層物性評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)難以統(tǒng)一，以致橫向物性評(píng)價(jià)的可比性不強(qiáng)。在鉆錄井現(xiàn)場(chǎng)，可以利用機(jī)械比能進(jìn)行隨鉆、連續(xù)、快速的物性評(píng)價(jià)，但卻很難進(jìn)行定量的評(píng)價(jià)和對(duì)比，因此利用機(jī)械比能定量化評(píng)價(jià)地層物性還需做更深入的研究工作。筆者對(duì)大量的機(jī)械比能評(píng)價(jià)物性數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究，通過將影響機(jī)械比能模型計(jì)算的工程參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化處理，將不同巖性、層位、區(qū)塊中的不同鉆頭類型和鉆井工程參數(shù)統(tǒng)一到同一標(biāo)準(zhǔn)下，即進(jìn)行機(jī)械比能模型的標(biāo)準(zhǔn)化，最終將影響機(jī)械比能的一些非地層影響因素統(tǒng)一到一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)水平，從而實(shí)現(xiàn)了利用機(jī)械比能判斷儲(chǔ)集層物性時(shí)橫向和縱向的對(duì)比。

1 機(jī)械比能模型中工程參數(shù)影響分析

本文以R.Teale提出的機(jī)械比能模型為基本計(jì)算模型，其公式[5]如下：

(1)

式中：Em為機(jī)械比能，MPa；W為鉆壓，kN；Ab為鉆頭面積，m2；M為扭矩，N·m；n為轉(zhuǎn)速，r/min；vROP為機(jī)械鉆速，m/min。

機(jī)械比能值與鉆壓、鉆頭面積、扭矩、轉(zhuǎn)速、機(jī)械鉆速有關(guān)，這些鉆井工程參數(shù)均可通過綜合錄井儀進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和記錄。

從公式(1)可以看出，機(jī)械比能受鉆井工程因素和地質(zhì)因素雙重影響，鉆壓、轉(zhuǎn)速、水力參數(shù)及地層特性的變化，都會(huì)導(dǎo)致機(jī)械比能發(fā)生變化，其中鉆壓和轉(zhuǎn)速是影響的主控變量，扭矩和鉆時(shí)是次生變量，鉆壓和轉(zhuǎn)速可以獨(dú)立影響，現(xiàn)場(chǎng)工程作業(yè)中按照不同的地層巖性設(shè)計(jì)鉆壓和轉(zhuǎn)速，因而會(huì)帶來鉆時(shí)和扭矩的變化[6]。針對(duì)該問題，本文提出了標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)械比能的概念和理論體系，首先是將機(jī)械比能模型中的工程變量進(jìn)行統(tǒng)一，即將模型中次生變量統(tǒng)一為主控變量，然后找到機(jī)械比能與主控變量的函數(shù)關(guān)系，進(jìn)而將鉆進(jìn)時(shí)實(shí)際的主控變量鉆壓、轉(zhuǎn)速處理成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)值，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)械比能模型的目的。

2 標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)械比能模型

為了建立標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)械比能模型，首先要對(duì)模型的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行分析(即參數(shù)敏感性分析)，找到影響機(jī)械比能計(jì)算模型中主控變量與計(jì)算結(jié)果之間的函數(shù)關(guān)系，然后再進(jìn)行整個(gè)模型的標(biāo)準(zhǔn)化處理。

2.1 機(jī)械比能模型中主控變量分析

不考慮高壓水射流和復(fù)合鉆井工藝，本文以經(jīng)典的R.Teale模型為研究對(duì)象確定機(jī)械比能的敏感性參數(shù)，這里利用綜合錄井現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量的工程參數(shù)計(jì)算機(jī)械比能。由公式(1)容易看出，影響機(jī)械比能計(jì)算結(jié)果的綜合錄井現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的參數(shù)有鉆壓、轉(zhuǎn)速、扭矩和機(jī)械鉆速，其中機(jī)械鉆速和扭矩同時(shí)受到鉆壓、轉(zhuǎn)速、水力因素、鉆井液性能、鉆頭牙齒磨損程度等多重參數(shù)控制，非獨(dú)立變量，導(dǎo)致公式(1)無法直接反映機(jī)械比能的敏感性參數(shù)和響應(yīng)規(guī)律。為了消除機(jī)械比能模型中各變量的交互影響，引入了經(jīng)典Young.S機(jī)械鉆速模式和鉆頭扭矩重積分相關(guān)定理[7-8]。

經(jīng)典Young.S機(jī)械鉆速模型公式為：

(2)

式中：KR為地層可鉆性指數(shù)；WL為門限鉆壓，kN；ω為轉(zhuǎn)速指數(shù)；γ為壓差影響參數(shù)，γ=e-βΔp(其中 ,β為與巖石性質(zhì)有關(guān)的系數(shù)，Δp為井內(nèi)鉆井液液柱壓力與地層孔隙壓力之差，MPa)；δ為水力學(xué)井底凈化系數(shù)；ε為鉆頭牙齒磨損系數(shù)；h為鉆頭牙齒磨損相對(duì)高度，m。

鉆頭扭矩重積分相關(guān)定理公式為：

(3)

式中：μ為滑動(dòng)摩擦系數(shù)；db為鉆頭直徑，mm。

將公式(2)和公式(3)代入公式(1)，得到機(jī)械比能多因素敏感性模型公式：

(4)

由公式(4)容易看出，經(jīng)過重新推導(dǎo)后影響機(jī)械比能的變量均為主控變量，即每個(gè)影響因素都是獨(dú)立的變量，為下一步模型標(biāo)準(zhǔn)化奠定了基礎(chǔ)。但也不難發(fā)現(xiàn)，由原來公式(1)中的鉆壓和轉(zhuǎn)速，增加了鉆頭類型及鈍化系數(shù)、鉆井液密度等獨(dú)立的主控變量。因此，要對(duì)各個(gè)獨(dú)立的主控變量進(jìn)行響應(yīng)特征的進(jìn)一步分析，即求取各主控變量與模型計(jì)算結(jié)果的函數(shù)關(guān)系。

2.2 機(jī)械比能主控變量的響應(yīng)特征

通過公式(4)不難發(fā)現(xiàn)，影響機(jī)械比能標(biāo)準(zhǔn)化的主控變量中，KR、μ、ε通過鉆井工程設(shè)計(jì)給定的鉆頭型號(hào)和直徑能夠獲得，需要重點(diǎn)探討的是求取鉆壓、轉(zhuǎn)速、鉆井液密度(壓差)、鉆頭磨損等主控變量的響應(yīng)特征與機(jī)械比能的函數(shù)關(guān)系。

依據(jù)機(jī)械比能多因素敏感性模型公式(4)進(jìn)行微鉆試驗(yàn)時(shí)，式中的基礎(chǔ)參數(shù)不變，同一鉆頭情況下，鉆壓保持不變(鉆頭直徑db為215.9 mm，鉆壓W為60 kN)，分別改變轉(zhuǎn)速、鉆壓、鉆頭磨損和鉆井液密度敏感性參數(shù)單因素?cái)?shù)值，得到機(jī)械比能響應(yīng)特征。如圖1、圖2所示。

實(shí)驗(yàn)室微鉆試驗(yàn)?zāi)軌蚰M的鉆頭類型主要是牙輪鉆頭和PDC鉆頭，本文以實(shí)驗(yàn)室微鉆試驗(yàn)中PDC鉆頭為例，給出求取主控變量響應(yīng)特征的方法。牙輪和其他類型鉆頭與該方法是一致的。

圖2 機(jī)械比能對(duì)鉆頭磨損和壓差影響系數(shù)的響應(yīng)特征

由微鉆試驗(yàn)結(jié)果可知，機(jī)械比能隨轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速增加，呈冪函數(shù)增大的趨勢(shì)，隨著鉆壓增加，呈冪函數(shù)減小的趨勢(shì)。隨著鉆頭磨損增加，呈線性增大；隨壓差影響系數(shù)增大，呈對(duì)數(shù)函數(shù)減小。壓差影響參數(shù)反映的是鉆井液液柱壓力和地層孔隙壓力之差對(duì)機(jī)械比能的影響，鉆井液液柱壓力越高，機(jī)械比能越大。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)械比能模型的影響因素

標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)械比能的目標(biāo)是：將鉆進(jìn)時(shí)實(shí)際的鉆壓、轉(zhuǎn)速、水力因素參數(shù)值和相應(yīng)的實(shí)際鉆速值，處理成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)值以及標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)械比能值，然后用標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)械比能值反映地質(zhì)特性的變化。根據(jù)機(jī)械比能主控變量的響應(yīng)規(guī)律，確定標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)械比能需考慮事項(xiàng)如下：

(1)鉆壓：鉆壓是影響機(jī)械比能最直接和最顯著的因素，隨著鉆壓增加，機(jī)械比能呈冪函數(shù)減小，二者的關(guān)系為：

Em∝W-α

(5)

式中：α為鉆壓指數(shù)，其數(shù)值大小與巖石性質(zhì)有關(guān)。

(2)轉(zhuǎn)速：在鉆壓和其他鉆進(jìn)參數(shù)保持不變的情況下，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速增加，機(jī)械比能呈指數(shù)函數(shù)增大，關(guān)系表達(dá)式為：

Em∝nk

(6)

式中：k為轉(zhuǎn)速指數(shù)，其數(shù)值大小與巖石性質(zhì)有關(guān)。

可以看出，通過微鉆試驗(yàn)單因素進(jìn)行分析中得出的機(jī)械比能與轉(zhuǎn)速的關(guān)系與經(jīng)典Young.S機(jī)械鉆速模型中描述的機(jī)械鉆速與轉(zhuǎn)速的關(guān)系是一致的，即都呈指數(shù)變化，進(jìn)而可知k與ω的物理意義相同。

(3)鉆頭牙齒磨損：在鉆進(jìn)過程中，地層磨損鉆頭牙齒，鉆速會(huì)逐漸下降，鉆頭的工作效率降低。機(jī)械比能隨著鉆頭磨損增加，呈線性增大，關(guān)系表達(dá)式為：

Em∝h

(7)

新鉆頭牙齒磨損相對(duì)高度h視為0，則：

(8)

(4)鉆井液密度：鉆井液密度即ECD(為了表述方便，公式及下文中用ρ表示)，影響井內(nèi)鉆井液液柱壓力和地層壓力的壓差，井底壓差對(duì)巖屑有壓持作用，阻礙井底巖屑的及時(shí)清除，影響破巖效率。鉆井液液柱壓力越高，機(jī)械比能越高，關(guān)系表達(dá)式為：

Em∝ρ

(9)

(5)水力學(xué)因素：假設(shè)水力學(xué)因素能夠滿足井底凈化要求，δ取值為1，此時(shí)可忽略水力學(xué)因素對(duì)機(jī)械比能的影響。

標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)械比能法的關(guān)鍵是：把各類影響機(jī)械比能的因素，通過數(shù)學(xué)和其他方法處理，使其標(biāo)準(zhǔn)化，以消除各因素對(duì)機(jī)械比能的影響。標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)械比能考慮事項(xiàng)，選取區(qū)域代表性的標(biāo)準(zhǔn)鉆壓(WB)、標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速(nB)、標(biāo)準(zhǔn)鉆井液密度(ρB)和標(biāo)準(zhǔn)鉆頭直徑作為標(biāo)準(zhǔn)值，將所有工程參數(shù)下的機(jī)械比能(Em)折算到統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)水平下。根據(jù)上述機(jī)械比能敏感性因素和響應(yīng)規(guī)律，建立了標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)械比能模型，如公式(10)所示：

(10)

式中：EmB為標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)械比能，MPa；WB為標(biāo)準(zhǔn)鉆壓，kN；nB為標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速，r/min；ρB為標(biāo)準(zhǔn)鉆井液密度，g/cm3，取井中某層段鉆井液密度平均值作為標(biāo)準(zhǔn)密度。

3 標(biāo)準(zhǔn)化模型系數(shù)求取及應(yīng)用

3.1 模型系數(shù)求取試驗(yàn)

圖3 機(jī)械比能與鉆壓關(guān)系曲線

圖4 機(jī)械比能與轉(zhuǎn)速關(guān)系曲線

機(jī)械比能標(biāo)準(zhǔn)化模型系數(shù)是通過選取自松遼盆地XJ區(qū)塊、SZ區(qū)塊火山巖，塔東GC區(qū)塊碳酸鹽巖等各區(qū)塊的巖石取心樣品，進(jìn)行了42組168個(gè)測(cè)點(diǎn)的微鉆實(shí)驗(yàn)求取的，對(duì)這3個(gè)區(qū)塊內(nèi)不同巖性下鉆頭破巖時(shí)機(jī)械比能標(biāo)準(zhǔn)化模型系數(shù)變化規(guī)律的分析認(rèn)為：在火山巖、碳酸鹽巖地層鉆進(jìn)時(shí)，隨著鉆壓增加，機(jī)械比能減小，呈現(xiàn)冪函數(shù)降低的變化趨勢(shì)(圖3)；隨著轉(zhuǎn)速的增加，機(jī)械比能增大，呈線性增高的變化趨勢(shì)(圖4)；在總趨勢(shì)不變的前提下，隨不同區(qū)塊火山巖、碳酸鹽巖鉆壓指數(shù)、轉(zhuǎn)速指數(shù)的取值不同有不同程度的變化。 本文以松遼盆地XJ區(qū)塊YC組火山巖中的2組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為例詳細(xì)介紹鉆壓指數(shù)和轉(zhuǎn)速指數(shù)的取值方法。

松遼盆地XJ區(qū)塊YC組開展PDC和牙輪鉆頭微鉆實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)中微鉆頭采用的是SY/T 5426-2000《巖石可鉆性測(cè)定及分級(jí)》規(guī)定的微PDC鉆頭類型，這2組試驗(yàn)的巖心樣品巖性分別為角礫熔巖、凝灰?guī)r、流紋巖、火山角礫巖4類，分別設(shè)置4個(gè)鉆壓參數(shù)(0.8、1.0、1.2、1.4 kN)、4個(gè)轉(zhuǎn)速參數(shù)(50、55、60、65 r/min)進(jìn)行測(cè)試。在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行鉆孔、監(jiān)測(cè)扭矩和鉆時(shí)等參數(shù)，計(jì)算機(jī)械比能值，獲得了機(jī)械比能與鉆壓、轉(zhuǎn)速的相關(guān)規(guī)律，進(jìn)而確定該組標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)械比能模型的鉆壓指數(shù)和轉(zhuǎn)速指數(shù)。這2組試驗(yàn)機(jī)械比能標(biāo)準(zhǔn)化模型系數(shù)分析結(jié)果如圖3、圖4所示。

對(duì)機(jī)械比能和鉆壓、轉(zhuǎn)速關(guān)系進(jìn)行擬合，獲得4種巖性機(jī)械比能和鉆壓、轉(zhuǎn)速的關(guān)系模型，并確定了鉆壓指數(shù)和轉(zhuǎn)速指數(shù)，如表1、表2所示。其中鉆壓指數(shù)平均值為0.437，轉(zhuǎn)速指數(shù)平均值為0.998 1。

表1 鉆壓指數(shù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表2 轉(zhuǎn)速指數(shù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.2 模型標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)的選擇和計(jì)算

機(jī)械比能模型標(biāo)準(zhǔn)化工作中很重要的環(huán)節(jié)是區(qū)域的標(biāo)準(zhǔn)工程參數(shù)的確定，即區(qū)域的鉆壓WB、轉(zhuǎn)速nB、鉆井液密度ρB。

在選定區(qū)域上鉆井工程參數(shù)遵循的原則是：

(1)區(qū)塊內(nèi)選擇10～15口已鉆井的鉆井工程設(shè)計(jì)及相對(duì)應(yīng)的錄井工程參數(shù)及錄井工況記錄。

(2)在已鉆井的數(shù)據(jù)中選取近平衡鉆井條件下的工程參數(shù)，利用錄井工況記錄及實(shí)際錄取的工程參數(shù)與鉆井設(shè)計(jì)的工程參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，分析是否在鉆井工程中為近平衡鉆井狀態(tài)。

(3)利用鉆井工程設(shè)計(jì)參數(shù)和實(shí)際錄取的工程參數(shù)相結(jié)合，求取已鉆井不同層位的鉆井工程參數(shù)的平均值作為區(qū)域的鉆壓、轉(zhuǎn)速、鉆井液密度的標(biāo)準(zhǔn)值。

3.3 標(biāo)準(zhǔn)化模型的應(yīng)用效果

計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械比能的流程是通過綜合錄井儀，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、記錄和收集鉆時(shí)、鉆壓、扭矩、轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速、排量、鉆井液密度等參數(shù)的準(zhǔn)確資料，經(jīng)過篩選剔除不符合要求的數(shù)據(jù)，然后根據(jù)提前確定的區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)值等基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，計(jì)算實(shí)際機(jī)械比能和標(biāo)準(zhǔn)化后的機(jī)械比能。

利用機(jī)械比能進(jìn)行儲(chǔ)集層物性評(píng)價(jià)時(shí)，還要進(jìn)行機(jī)械比能基值線的求取，利用機(jī)械比能值與對(duì)應(yīng)基值線的比值來進(jìn)行物性判斷：機(jī)械比能值向左偏離基值線越大，機(jī)械比能與基值線的比值越小，代表物性越好，反之代表物性越差。其方法和原理耿長喜等在《錄井工程》2017年第3期《隨鉆錄井物性評(píng)價(jià)技術(shù)應(yīng)用研究》[9]一文進(jìn)行了系統(tǒng)闡述?，F(xiàn)按照機(jī)械比能基值線的繪制方法、物性評(píng)價(jià)的比值方法和功交會(huì)方法，以松遼盆地DS-28井為例介紹標(biāo)準(zhǔn)化模型的應(yīng)用效果(圖5)。

圖5 DS-28井標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)械比能模型儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)

該井3 474.6～3 479.4 m層段測(cè)井解釋物性為Ⅰ類儲(chǔ)集層，如果按照Ⅰ類儲(chǔ)集層的結(jié)論該層段機(jī)械比能應(yīng)該為低值區(qū)，實(shí)際情況是由于鉆井工程參數(shù)鉆壓、轉(zhuǎn)速不一致、不統(tǒng)一的影響，機(jī)械比能計(jì)算值偏大，和機(jī)械比能基值線左向偏離程度較小，故利用機(jī)械比能比值解釋該層段地層物性較差，只能定為Ⅲ類儲(chǔ)集層，解釋結(jié)果與測(cè)井解釋結(jié)果出入較大。從實(shí)際氣測(cè)和其他資料來看該層物性較好，機(jī)械比能的物性評(píng)價(jià)結(jié)果與其他物性評(píng)價(jià)資料相矛盾。

經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)械比能模型計(jì)算的機(jī)械比能曲線如圖5所示，圖中藍(lán)色曲線為標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)械比能曲線，其計(jì)算是以松遼盆地XJ區(qū)塊YC組四段火山巖的區(qū)域鉆井工程參數(shù)為統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)值，利用標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)械比能模型計(jì)算公式(10)所得結(jié)果。不難看出，標(biāo)準(zhǔn)化模型的計(jì)算結(jié)果值偏離機(jī)械比能基值線的趨勢(shì)更大，并且在井段3 474.6～3 479.4 m出現(xiàn)了明顯的低值區(qū)，可確定為Ⅰ類儲(chǔ)集層，該儲(chǔ)集層段得到有效的解釋，提高了地層物性評(píng)價(jià)的精度。

4 標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)械比能模型的數(shù)據(jù)處理與顯示

4.1 數(shù)據(jù)處理方法

標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)械比能模型使用的是隨鉆錄井采集的工程參數(shù)(鉆壓和扭矩)，數(shù)據(jù)來自綜合錄井儀的錄取結(jié)果，在鉆井過程中由于受各種工程作業(yè)等不確定和非常規(guī)作業(yè)時(shí)數(shù)據(jù)質(zhì)量較差的影響，綜合錄井采集的數(shù)據(jù)質(zhì)量會(huì)大幅下降，而標(biāo)準(zhǔn)化模型引入了新的參數(shù)使得模型的計(jì)算更為復(fù)雜，受到數(shù)據(jù)影響的權(quán)重更大。因此，在實(shí)際應(yīng)用中要將大段的假、錯(cuò)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的修正和剔除，增加綜合錄井?dāng)?shù)據(jù)的品質(zhì)，這就需要先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)處理，方可使用。

4.1.1 數(shù)據(jù)插值處理[10]

利用錄井大數(shù)據(jù)的處理優(yōu)勢(shì)，將綜合錄井儀1 m間隔的數(shù)據(jù)處理成0.1 m間隔深度數(shù)據(jù)。在錄井深度數(shù)據(jù)中，某井井深為Hn，該點(diǎn)鉆時(shí)tn，鉆達(dá)時(shí)間Tn，計(jì)算該點(diǎn)上下范圍內(nèi)頂點(diǎn)與底點(diǎn)間的深度差與鉆進(jìn)的時(shí)間差，并去除停鉆因素的時(shí)間，來計(jì)算0.1 m間隔的鉆時(shí)數(shù)據(jù)。

4.1.2 數(shù)據(jù)篩選、刪除、插值、濾波處理

對(duì)重復(fù)數(shù)據(jù)、異常突跳數(shù)據(jù)、異常零值數(shù)據(jù)等在工程作業(yè)中，在停泵、起下鉆、循環(huán)鉆井液等操作下產(chǎn)生的錯(cuò)誤或扭曲的數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選和刪除處理，采用3δ法則、五點(diǎn)鐘形法濾波技術(shù)進(jìn)行異常值的剔除和光滑，再按趨勢(shì)插值方法進(jìn)行數(shù)據(jù)修正，并將空缺的深度間隔點(diǎn)按照時(shí)間數(shù)據(jù)庫中對(duì)應(yīng)深度點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的趨勢(shì)補(bǔ)位插值[10]。

4.2 色標(biāo)顯示技術(shù)的應(yīng)用

色標(biāo)顯示技術(shù)的應(yīng)用使隨鉆物性評(píng)價(jià)時(shí)圖形更加直觀，對(duì)物性剖面刻畫的更加細(xì)膩。這里采用國家標(biāo)準(zhǔn)中顏色標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)對(duì)應(yīng)的RGB值，即紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)3種色彩通道的變化以及它們之間的疊加來得到各種顏色，依據(jù)機(jī)械比能比值模型將標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)械比能值與機(jī)械比能基值之比定義為物性評(píng)價(jià)參數(shù)值P，使P與色標(biāo)RGB值形成一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，以不同顏色代表物性的好壞。應(yīng)用P對(duì)儲(chǔ)集層類型劃分的標(biāo)準(zhǔn)見圖6。物性指數(shù)P的計(jì)算公式為：

(11)

以DS-28井為例， 應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化模型后的色標(biāo)填充技術(shù)物性評(píng)價(jià)圖(圖7)可以看出，通過標(biāo)準(zhǔn)化模型后的物性評(píng)價(jià)剖面3 473～3 481 m井段物性評(píng)價(jià)為Ⅰ級(jí)儲(chǔ)集層，評(píng)價(jià)結(jié)果與測(cè)井及其他物性評(píng)價(jià)資料相符。圖8是標(biāo)準(zhǔn)化模型前的色標(biāo)填充技術(shù)物性評(píng)價(jià)圖，與實(shí)際物性資料相差較大。

依據(jù)機(jī)械比能功交會(huì)模型的物性評(píng)價(jià)方法,通過對(duì)垂向功和切向功[10]進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后繪制評(píng)價(jià)圖，如圖7、圖8所示，圖中垂向功與切向功交會(huì)面積深紅色代表物性較好，綠色代表物性較差。從交會(huì)面積上判斷也可得出與物性指數(shù)評(píng)價(jià)相同的結(jié)論，進(jìn)而證明了標(biāo)準(zhǔn)化模型及數(shù)據(jù)處理后物性評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性。

圖6 色標(biāo)填充技術(shù)路線示意

圖7 標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)械比能模型數(shù)據(jù)處理后物性評(píng)價(jià)圖

圖8 標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)械比能模型數(shù)據(jù)處理前的物性評(píng)價(jià)圖

5 結(jié) 論

(1)機(jī)械比能標(biāo)準(zhǔn)化模型將工程因素統(tǒng)一到相同標(biāo)準(zhǔn)下，消除了工程因素的影響，可實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)集層地質(zhì)特征橫向和縱向?qū)Ρ取?/p>

(2)通過理論推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)室的微鉆實(shí)驗(yàn)，對(duì)影響機(jī)械比能標(biāo)準(zhǔn)化模型的主控變量和次生變量進(jìn)行深入分析，并且得到相關(guān)系數(shù)，進(jìn)一步完善了標(biāo)準(zhǔn)化模型；通過實(shí)際井物性評(píng)價(jià)進(jìn)一步驗(yàn)證了標(biāo)準(zhǔn)化模型的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。

(3)通過標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)械比能模型數(shù)據(jù)處理方法的探討，進(jìn)一步增加了標(biāo)準(zhǔn)化模型計(jì)算數(shù)據(jù)的質(zhì)量，以色標(biāo)技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行隨鉆實(shí)時(shí)物性評(píng)價(jià)的成果展示，物性評(píng)價(jià)更加直觀、細(xì)膩、細(xì)化，使得現(xiàn)場(chǎng)隨鉆物性評(píng)價(jià)更加完善。