530快速測井平臺在蘇里格氣田的應(yīng)用

王修甫 周建輝 胡林斌 趙建偉 趙玉紅 薛繼榮

(河南石油勘探局地球物理測井公司 河南南陽)

530快速測井平臺在蘇里格氣田的應(yīng)用

王修甫 周建輝 胡林斌 趙建偉 趙玉紅 薛繼榮

(河南石油勘探局地球物理測井公司 河南南陽)

結(jié)合蘇里格地區(qū)的地質(zhì)特征,文章介紹了530快速測井平臺在此地區(qū)的應(yīng)用,同時指出了儀器在使用中存在的問題及解決途徑。熟悉儀器特點(diǎn),正確使用測井儀器,可以獲得合格的測井曲線,為準(zhǔn)確解釋油氣層提供科學(xué)依據(jù)。該儀器能夠較好地應(yīng)用于不同地區(qū)油氣田的勘探開發(fā)。

測井儀器;蘇里格;天然氣層;解釋;應(yīng)用

0 引 言

530快速測井平臺是北京環(huán)鼎科技有限責(zé)任公司新研制的大滿貫數(shù)控測井系統(tǒng)。儀器采用共用電子線路控制多探頭,液壓推靠器驅(qū)動復(fù)合探頭,集成化設(shè)計、數(shù)字化處理等先進(jìn)技術(shù),具有穩(wěn)定性、兼容性和組合能力強(qiáng)的特點(diǎn)[1]。其中,耐溫175℃(耐壓140 MPa)井下儀器的雙側(cè)向儀器串總長度為22.1 m,大大縮短了儀器串長度,一次下井可以取全所有常規(guī)測井資料。節(jié)省了井口占用時間,提高了現(xiàn)場測井時效。本文結(jié)合該儀器在蘇里格地區(qū)的應(yīng)用情況,以蘇東34區(qū)塊的測井情況為例進(jìn)行分析。

1 蘇里格地區(qū)的應(yīng)用

長慶探區(qū)蘇里格氣田是鄂爾多斯盆地發(fā)現(xiàn)的整裝氣田,位于內(nèi)蒙古自治區(qū)烏審旗巴音高勒地區(qū),其構(gòu)造處于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡。該斜坡是天然氣的主要富集構(gòu)造單元盆地,基底為太古代和早元古代變質(zhì)巖,蓋層為中晚元古代至第四紀(jì)沉積,含氣層系主要發(fā)育于上、下古生界。其產(chǎn)層主要是古生界二疊系中統(tǒng)的石盒子組及下統(tǒng)的山西組的盒8砂巖,為中低滲透率油氣藏[2]。其砂體主要為河流、三角洲沉積,高孔隙帶普遍發(fā)育。儲層致密、薄而分散,呈現(xiàn)低滲、低壓、低豐度、低產(chǎn)和非均質(zhì)性特征。

近兩年來,我公司先后購買了3套530測井儀器,在國內(nèi)不同地區(qū)提供測井服務(wù),并且獲得了較好的測井效果。在現(xiàn)場測井施工中,當(dāng)遇到復(fù)雜井況或事故井時,為了降低井下儀器因測井遇阻引起裝卸放射源返工的風(fēng)險,同時減少自然電位(SP)、自然伽馬等儀器的漏測深度,一般采用分兩串組合儀器下井的方法:第一串為電法儀器(側(cè)向串)組合,從上至下依次是: SP+TTR+TGR+AH169+BDS+REC+DLS+HRAS +D4C,儀器總長度為17.1 m;第二串為放射性儀器組合,從上至下依次是:TTR+TGR+CNS+NEC+HAS (LDS),儀器總長度為12.2 m。

2 主要測井曲線的特征與評價

天然氣具有很強(qiáng)的滲透和運(yùn)移能力,對儲集條件要求較低,無論是淺部欠壓實(shí)的高、中孔隙度地層,還是深部壓實(shí)、固結(jié)的低孔隙度地層以及復(fù)雜巖性地層,都可能形成天然氣層。蘇里格氣田具體地層地質(zhì)情況,以蘇東34-х х井為例說明。蘇東34-х х井的主要目的層基礎(chǔ)資料及巖屑描述記錄如下:石盒子組的2 760 m～2 768 m、2 903 m～2 908 m層位;山西組的2 937 m～2 943 m、2 952 m～2 957 m層位巖性均為淺灰色含氣粗砂巖。成份石英占85%,巖石碎屑及暗色礦物占15%,顆粒呈次棱角狀,分選中等,泥質(zhì)膠結(jié),疏松。槽面可見小米粒狀氣泡,現(xiàn)場定級為氣層。蘇東34-х х井部分測井曲線綜合圖(1:500),如圖1所示。

從圖1測井曲線上可以看出蘇東34-х х井目的層的巖性、電性、物性和含氣性的特征。通過自然電位或自然伽馬等測井曲線在目的層附近劃分儲層。自然電位與地層巖性有密切關(guān)系,夾在泥巖中的滲透性砂巖層,相對于泥巖有自然電位的異常表現(xiàn)。以泥巖的自然電位為基線,則砂巖的自然電位向負(fù)偏移,且砂巖的滲透性愈好,其自然電位相對泥巖的值越大,含泥質(zhì)的砂巖,隨泥質(zhì)含量的增加異常幅度減小。從圖1可以看出砂巖的自然伽馬顯示出最低值,粘土顯示出最高值,而粉砂巖、泥質(zhì)砂巖的顯示介于中間。

圖1 蘇東34-х х部分測井曲線綜合圖

聲波儀器的測井響應(yīng)特征從圖1可以看出:該地區(qū)正常砂巖氣層的聲波時差平均值約為226μS/m。其異常測井響應(yīng)特征表現(xiàn)有:天然氣使聲波聲速降低,聲阻抗大,聲波儀器探頭與周圍介質(zhì)耦合不好,其聲波能量嚴(yán)重衰減,有大量散射現(xiàn)象發(fā)生,導(dǎo)致聲波幅度明顯衰減,聲波時差數(shù)值明顯變大。而在泥漿氣侵,疏松的含氣砂巖,井壁坍塌以及裂縫發(fā)育地層,則常出現(xiàn)周波跳躍現(xiàn)象。在未壓實(shí)的疏松地層中這些顯示更為明顯。

該聲波儀器采用高分辨率時差(Δt)測量及其深度推移井孔補(bǔ)償方法,一次可算出3條不同縱向分辨率的聲波時差曲線(圖1顯示的是聲波平均時差曲線)。圖1所示,砂巖顯示為低聲波時差,泥巖在聲波時差曲線上顯示為高值。頁巖介于砂巖與泥巖之間,礫巖一般具有低聲波時差值,且愈致密聲波時差愈低。

由于天然氣密度明顯低于油的密度,表現(xiàn)在密度測井曲線上ρb下降,而ΦD上升。同時,由于密度測井受井孔狀況影響較大,泥餅過厚或井徑擴(kuò)大時,短源距密度值難以補(bǔ)償,導(dǎo)致在井孔條件較差的儲層段,采用密度-中子曲線重疊法不能很好地指示天然氣層的存在。圖1所示,巖性密度儀器測井曲線的RHOB平均值氣層接近2.72 g/cm3,符合該地區(qū)地層規(guī)律。

天然氣使中子孔隙度測井讀數(shù)ΦN下降,中子密度交會就是所謂的挖掘效應(yīng),此效應(yīng)明顯時,甚至可能出現(xiàn)負(fù)值[3]。這是氣層的典型標(biāo)志。同時,在測井中有所謂的“天然氣效應(yīng)”,即低中子孔隙度,顯示略高的密度孔隙度。在氣層,聲波時差和中子、密度這三條曲線靠的比較近,如圖1曲線所示。

雙側(cè)向儀器的深側(cè)向(LLD)和淺側(cè)向(LLS)電阻率曲線有明顯的幅度差,而對于低阻氣層雙側(cè)向電阻率曲線則無明顯特征。對于孔隙度小、裂縫呈明顯的單向行發(fā)育的裂縫性儲層,各向異性特點(diǎn)表現(xiàn)突出,雙側(cè)向儀器的深、淺側(cè)向電阻率曲線的重疊顯示,能夠比較有效的識別地層裂縫,評價地層性質(zhì)。在水平井測井中,由于雙側(cè)向儀器的工作環(huán)境發(fā)生了改變,儀器受周圍上下圍巖的影響,可能引起深淺側(cè)向測井曲線的差異。

一般來說,不同的地質(zhì)剖面,電性會有不同的響應(yīng)。砂巖的電阻率變化范圍比較大。當(dāng)?shù)貙铀牡V化度較低時,砂巖的電阻率高于泥巖,泥質(zhì)砂巖的電阻率居于其間;當(dāng)?shù)貙铀V化度很高時,砂巖的電阻率可能低于泥巖;當(dāng)?shù)貙雍瑲怙柡投容^高時,氣層的低密度值及低中子值、高聲波時差值及高電阻率特征明顯,而含氣飽和度較低時,氣層特征不太明顯。

另外,蘇東34-х х井,山西組的3 006 m～3 008 m、3 019 m～3 024 m層位均為黑色煤。現(xiàn)場錄井顯示為可燃,性脆,染手,玻璃光澤,點(diǎn)燃有煙。測井曲線顯示為自然伽馬和密度數(shù)值降低,雙側(cè)向電阻率增高,聲波速度減小,中子孔隙度增大,自然電位出現(xiàn)負(fù)偏移。

3 儀器常見的問題及解決途徑

根據(jù)現(xiàn)場測井施工情況看,儀器出現(xiàn)的主要問題是自然電位(SP)測井。受地層水、地層巖性、溫度、泥漿、侵入帶等因素的影響。在2 500 m以下,自然電位(SP)幅度以泥巖為基值比較其幅度差明顯減小,使用硬電極測量自然電位(SP)時,這一現(xiàn)象尤為突出,而采用軟加長電極測井情況明顯趨好。初步分析可能原因有:軟電極自然電位的測量電極環(huán)較長較細(xì),在井孔中的運(yùn)行軌跡居中;纏繞電極環(huán)的材料為鉛絲其表面電荷傳導(dǎo)性較好。

隨著泥漿濾液礦化度和泥漿侵入深度的增大,自然電位幅度將減小。與圖1所示的測井曲線顯示基本一致。在個別井測井中即使使用軟電極測量自然電位(SP),仍然存在3 000 m以下底部區(qū)域幅度差偏小的現(xiàn)象。

在定向井的造斜段聲波儀器聲波信號受干擾嚴(yán)重。聲波儀器聲系短節(jié)部分扶正失效(扶正器鋼片彈性有限,支撐困難),造成儀器在井孔中偏心,不居中;聲波儀器聲系發(fā)射探頭或接受探頭部分外殼鋼槽內(nèi),由于硬泥餅填塞或碎屑巖屑固結(jié),使聲波在地層中的傳播能量減小,影響聲波探頭對外發(fā)射或接受效率;聲波儀器聲系內(nèi)接受探頭周圍運(yùn)動噪聲干擾嚴(yán)重,導(dǎo)致聲波時差信號有無規(guī)律突跳現(xiàn)象。如果出現(xiàn)聲波時差跳變較多時,可采取降低聲波探頭發(fā)射頻率或降低測井速度的方法重復(fù)測井。

由于補(bǔ)償中子儀器離液壓推靠器較遠(yuǎn),如果不加偏心弓,儀器可能居中,影響補(bǔ)償中子儀器測井?dāng)?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,導(dǎo)致中子孔隙度數(shù)值較儀器靠井壁時略高。一般情況下要使用補(bǔ)償中子儀器偏心弓,保證儀器貼近井壁。同時,中子儀器在測前和測后現(xiàn)場效驗(yàn)值應(yīng)保持一致,誤差不超過±1 PU。

由于該地區(qū)的地質(zhì)情況特殊,導(dǎo)致儀器液壓推靠部分的推靠臂、探頭、巖性密度儀器的探頭防磨板、液壓推靠器支撐臂及井徑腿防磨塊等器件損壞嚴(yán)重,應(yīng)及時更換,并根據(jù)相關(guān)器件的磨損程度適時刻度儀器。

連斜儀器上絕緣筒磨損嚴(yán)重,應(yīng)及時更換磨損的絕緣套筒,否則影響雙側(cè)向儀器測井。連斜儀器的部分外殼保證了雙側(cè)向儀器上A2電極的長度,如果磨損嚴(yán)重(一般容易磨穿),雙側(cè)向儀器的深側(cè)向電流回路縮短,導(dǎo)致深側(cè)向探測深度變淺;同時,應(yīng)注意雙側(cè)向儀器的下A2電極是聲波儀器的外殼,如果因高壓漏電或不明因素會導(dǎo)致雙側(cè)向儀器電極棒內(nèi)的輔助監(jiān)督電路損壞(修復(fù)時需更換整塊電路板),引起測井曲線畸變。

530快速測井平臺的井徑儀器,可以采用4種不同組合連接方式的液壓推靠式獨(dú)立四壁井徑儀,以獨(dú)立的數(shù)字化傳輸技術(shù),為井下儀器串的數(shù)據(jù)總線傳輸井徑信號。同時,一次下井可獲得7條井徑曲線(圖1顯示的井徑曲線為平均井徑曲線)。

另外,如果地面儀器為井下儀器推靠供電時電壓加的太高,會引起推靠器所使用的指示電流表(A2)損壞失效。此時,更換地面儀器井下儀電源箱(TPS)內(nèi),電路板(M1)上的電阻 R50(390Ω)和電流表(注意電流表外殼不要接觸接線電路板),即可恢復(fù)正常。

4 結(jié)束語

從530快速測井平臺的應(yīng)用情況看,該系列測井儀器具備穩(wěn)定性、重復(fù)性和一致性標(biāo)準(zhǔn),能夠較好的滿足蘇里格等地區(qū)天然油氣田的勘探開發(fā)要求。對于本地區(qū)砂泥巖剖面地層而言,目前采用的測井系列可以比較準(zhǔn)確的判別地層地質(zhì)情況,尋找天然氣層。同時,便于現(xiàn)場進(jìn)行測井資料的初步解釋與評價。

[1] 北京環(huán)鼎科技有限公司.530-IC數(shù)控測井儀器維修手冊.2008(資料)

[2] 趙俊峰.蘇里格氣層測井識別與評價研究[J].斷塊油氣田.2004,11(1)

[3] 《測井學(xué)》編寫組.測井學(xué)[M].北京:石油工業(yè)出版社, 2004

P631.8+1

B

1004-9134(2010)04-0094-03

王修甫,男,1967年生,工程師,2007年畢業(yè)于中國石油大學(xué)資源勘查工程專業(yè),現(xiàn)在河南油田測井公司西北分公司從事測井技術(shù)管理工作。郵編:473132

2009-10-12 編輯:高紅霞)

·儀器設(shè)備·