薄層儲(chǔ)層測(cè)井提高分辨率處理技術(shù)淺析

【摘要】常規(guī)測(cè)井受儀器縱向分辨率的限制，測(cè)井曲線分辨率普遍較低，薄層段的測(cè)井響應(yīng)顯示不明顯，往往不能反映薄儲(chǔ)層的真實(shí)信息，進(jìn)而影響了薄儲(chǔ)層的正確評(píng)價(jià)。為了解決這一問題，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有老井資料的薄層劃分挖潛，國(guó)內(nèi)外測(cè)井服務(wù)公司以及評(píng)價(jià)人員也相繼研究出多種對(duì)常規(guī)資料進(jìn)行提高分辨率的方法。本文通過對(duì)提高曲線的分辨率，展示海安油田經(jīng)過高分辨率處理后曲線在很多層段上橫向幅度得到了提高的具體實(shí)例。

【關(guān)鍵詞】測(cè)井曲線；提高分辨率；薄層

引言

蘇北盆地海安凹陷阜三段油氣的勘探開發(fā)實(shí)踐證實(shí)，在海安凹陷下第三系阜寧組阜三段碎屑巖儲(chǔ)層中具有豐富的油氣資源。以往的油氣評(píng)價(jià)中，注意力主要集中在厚度大、儲(chǔ)層物性及含油飽和度高的好油氣層，而對(duì)薄層、低孔滲、低電阻的油氣層有所忽略。隨著蘇北油田勘探開發(fā)的深入，大部分區(qū)塊的中/厚油層的開采已進(jìn)入中后期，薄層成為挖潛增產(chǎn)的重要對(duì)象，其中測(cè)井與評(píng)價(jià)技術(shù)處于重要的地位。由于受圍巖的影響，使測(cè)井信號(hào)易發(fā)生畸變，測(cè)井讀數(shù)失真，這給測(cè)井解釋帶來了極大的困難。本文主要是對(duì)薄儲(chǔ)層測(cè)井提高分辨率技術(shù)研究及在蘇北油田阜寧組薄儲(chǔ)層的應(yīng)用。

1、測(cè)井響應(yīng)的注意影響因素

1.1影響薄層儲(chǔ)層孔隙度測(cè)井響應(yīng)的主要因素

孔隙度測(cè)井包括補(bǔ)償聲波、補(bǔ)償密度、補(bǔ)償中子測(cè)井。由于密度、中子測(cè)井受井眼影響較大，因此補(bǔ)償聲波在測(cè)井儲(chǔ)層評(píng)價(jià)中用得較多。目前使用的補(bǔ)償聲波測(cè)井用雙發(fā)射器四接收器的方法基本消除了井眼井壁不規(guī)則所產(chǎn)生的影響。測(cè)量的結(jié)果受地層骨架、孔隙流體、孔隙結(jié)構(gòu)與地層溫度及地層壓力的影響。

補(bǔ)償聲波測(cè)井的垂直分辨率約等于接收器對(duì)之間的距離。目前常用的聲波測(cè)井的接收器對(duì)的距離如表1-1。

可以看出，對(duì)于層厚小于0.5m的薄層砂巖儲(chǔ)層，其測(cè)出的聲波時(shí)差值與求出的薄層儲(chǔ)層的孔隙度值是受到影響的，主要體現(xiàn)在以下方面：

1）當(dāng)薄層層厚大于聲波兩接收探頭距離R1R2時(shí)，測(cè)得的時(shí)差基本不用校正。目前常用的聲波儀器的接收器距離R1R2的尺寸是：補(bǔ)償聲波儀器兩接收器間距為40cm，快速平臺(tái)及5700儀器的聲波接收器間距45cm，或兩英尺（51.8cm），目前測(cè)井分辨率所能分辨的最低的薄層約50cm。因此，在目前測(cè)井系列下，凡厚度大于0.5m的薄層，一般的雙發(fā)雙收聲波時(shí)差基本不用校正。

2）在泥巖為圍巖夾薄層砂巖（厚度小于0.5m時(shí)），測(cè)得的時(shí)差值較實(shí)際薄層時(shí)差大，校正后時(shí)差值減小。減小的多少取決于層的厚度，越薄，校正越多。

3）在灰質(zhì)泥巖或灰?guī)r為圍巖夾砂巖薄層情況下，測(cè)得的薄層時(shí)差值是偏小的。經(jīng)校正后的時(shí)差值應(yīng)大于測(cè)得的時(shí)差。校正值的大小取決于層厚，越薄，校正值越大。

1.2影響薄層儲(chǔ)層巖性測(cè)井響應(yīng)的主要因素

1.2.1薄層的自然電位測(cè)井響應(yīng)

自然電位測(cè)井在薄層中的負(fù)的幅度偏移與井徑大小、侵入深度、層厚度密切相關(guān)。究其原因，實(shí)際上是鉆井液導(dǎo)電性能與井筒周圍的離子遷移有關(guān)。

落實(shí)到海安油田曲塘地區(qū)的薄層砂體儲(chǔ)層，自然電位負(fù)異常幅度顯著減小的原因有三：一是薄層砂體封閉性好，地層壓力較高，如地層含油氣，則與井筒內(nèi)鉆井液離子交換量少，自然電位負(fù)異常幅度變低；二是砂體變薄，當(dāng)層厚為井徑的2倍時(shí)（0.5m）左右，自然電位負(fù)異常幅度急劇減低。三是海安油田阜三段的席狀砂體薄層還經(jīng)常含較高的泥質(zhì)，所以自然電位負(fù)異常幅度很低甚至無異常就不足為奇了。

因此，以往以自然電位的負(fù)異常幅度的大小及有無作為劃分干層、差油層的做法無可爭(zhēng)議的漏劃了薄層中的儲(chǔ)層，影響了薄層儲(chǔ)層的解釋評(píng)價(jià)，進(jìn)而最終直接影響了整個(gè)海安凹陷曲塘地區(qū)相關(guān)區(qū)塊阜三段油氣儲(chǔ)量的計(jì)算。

1.2.2自然伽瑪在薄層砂體的測(cè)井響應(yīng)

至目前為止，大部分測(cè)井解釋工作人員都習(xí)慣于用自然電位劃分儲(chǔ)層。對(duì)用自然伽瑪劃分儲(chǔ)層至今仍報(bào)有偏見。應(yīng)在薄層儲(chǔ)層的識(shí)別與評(píng)價(jià)中加以改變。

與自然電位測(cè)井一樣，影響自然伽瑪測(cè)井響應(yīng)的因素有：

1）地層的放射性漲落統(tǒng)計(jì)起伏；這僅影響層的讀值的大小；

2）測(cè)井時(shí)的測(cè)井速度，但通過預(yù)先選定的時(shí)間常數(shù)可以得到校正；

3）自然伽瑪測(cè)井的縱向分辨率取決于探測(cè)器長(zhǎng)度的大小。據(jù)有關(guān)資料介紹，2英尺的地層分辨率似乎是6英寸探測(cè)器分辨率的最小合理值。

現(xiàn)代的自然伽瑪測(cè)井儀器大都采用4～6inch的短探測(cè)器，基本保證了縱向有較高的垂直分辨率。在海安油田的測(cè)井資料中，小于1m的薄層在自然伽瑪曲線上都有較清晰的顯示，從而保證了薄層的有效劃分。

1.2.3 微電極測(cè)井在薄層砂巖儲(chǔ)層中的響應(yīng)

以雙1-39井阜三段下砂組特征為主，如圖1-1，將該油田的阜一段薄儲(chǔ)層分為三類，具體的測(cè)井響應(yīng)如下：

第一類：微電極測(cè)井呈所謂的負(fù)差異，即微梯度幅度大于微電位。錄井一般為泥質(zhì)粉砂巖，含油產(chǎn)狀普遍為油跡級(jí)以上。因?yàn)楹噘|(zhì)，GR一般為中高值，但明顯低于泥巖，自然電位無異常，井徑因?yàn)榇蠖酁樾本鵁o規(guī)律，深感應(yīng)電阻率為低值，稍高于泥巖，聲波時(shí)差280μs/m左右，測(cè)井一般不解釋或解釋為干層、差油層，計(jì)算儲(chǔ)量時(shí)一般不考慮。如2923～2924m；

第二類：微電極測(cè)井的微梯度與微電位數(shù)值基本相等；錄井為泥質(zhì)或灰質(zhì)粉砂巖。含油產(chǎn)狀為熒光以上。GR受膠結(jié)物性質(zhì)控制：如含泥質(zhì)，GR為中高值，但較第一類數(shù)值低些；如含灰質(zhì)，則數(shù)值較低；自然電位基本無異常，井徑稍小，深感應(yīng)電阻率中低值，綜合顯示儲(chǔ)層物性與第一類相仿；其中2904m處測(cè)井解釋孔隙度17.9%，該類儲(chǔ)層的典型代表特征如2904～2906m，此類層一般測(cè)井均解釋干層、差油層，儲(chǔ)量計(jì)算時(shí)作為夾層扣除掉；

第三類：微電極測(cè)井曲線上微電位幅度大于微梯度，但層薄，如2915～2918m，2923～29246m；該類層的自然伽馬、自然電位響應(yīng)均因?qū)颖《绢愅诘谝弧⒌诙悆?chǔ)層，不同的是三電阻率曲線表現(xiàn)出高侵特征，深感應(yīng)電阻率低值，聲波時(shí)差亦表現(xiàn)出薄層特征；實(shí)際上，該類層除了受層薄影響而表現(xiàn)出低電阻率響應(yīng)外，其余的測(cè)井響應(yīng)均表現(xiàn)為較好的儲(chǔ)層。

2、薄層的電阻率測(cè)井資料提高分辨率處理方法

在海安油田，目前測(cè)井組合中的電阻率測(cè)井主要依賴感應(yīng)電阻率曲線。部分井電阻率測(cè)井有陣列感應(yīng)測(cè)井，其中的一英尺感應(yīng)曲線對(duì)于解決薄層問題有較好的分辨率和正確的測(cè)井電阻率值。因此，本節(jié)重點(diǎn)討論針對(duì)雙感應(yīng)測(cè)井中的深感應(yīng)電阻率的提高分辨率的處理方法。該方法基于兩個(gè)基本步驟，一是進(jìn)行深感應(yīng)電阻率的層厚校正，而是對(duì)深感應(yīng)電阻率的球形響應(yīng)進(jìn)行等厚分割還原反演求得小層電阻率值，實(shí)現(xiàn)對(duì)感應(yīng)曲線提高分辨率處理。

電阻率測(cè)井?dāng)?shù)值的高低受層厚影響是大家所共知的。圖2-1是深感應(yīng)電阻率層厚校正圖版。法國(guó)測(cè)井分析家O.塞拉研究了在鄰層電阻率為1Ω.m-4Ω.m進(jìn)行感應(yīng)測(cè)井的層厚校正。認(rèn)為“特別在層厚度接近線圈距的情況下，如果地層薄且導(dǎo)電率高，由于測(cè)出的電阻率偏低，所以必須進(jìn)行校正?！币话憷脠D2-1圖版編制的相關(guān)處理模塊進(jìn)行薄層的層厚校正。

利用在對(duì)測(cè)量地層的球狀響應(yīng)范圍內(nèi)的各個(gè)有貢獻(xiàn)的層狀幾何單元進(jìn)行多層分割計(jì)算，然后分層計(jì)算各薄層的幾何因子進(jìn)而求取各薄層單元地層深感應(yīng)電阻率。在模型上更接近地層實(shí)際，因此求得的薄層電阻率值更加準(zhǔn)確，且對(duì)地層的界面的縱向分辨率更逼近地層實(shí)際。根據(jù)幾何因子理論，儀器記錄點(diǎn)的測(cè)井值受上下地層的地球物理特性的影響，是儀器響應(yīng)區(qū)間內(nèi)地層的加權(quán)平均值。

圖3-7是海安油田雙1-39井阜三段上砂組經(jīng)高分辨率處理后的測(cè)井成果圖。圖中的深感應(yīng)電阻率曲線（黑色線）經(jīng)過提高分辨率處理后，縱向分辨率顯著提高，地層的深感應(yīng)電阻率值也基本反映了地層的實(shí)際真值。

該井的2804.6～2809.8m井段地層中，自然伽馬曲線反映應(yīng)該是一組砂泥互層。但是微電極曲線無明顯反映。利用“薄層RT”軟件對(duì)該井進(jìn)行處理，效果十分良好。處理結(jié)果說明，該套5米左右的地層實(shí)際是一組四砂夾三泥的砂泥巖薄層互層。同樣的情況也在下伏的2826.4～2830m地層出現(xiàn)，該套近5m厚的層中，自然伽馬反映為一組下細(xì)上粗的反旋回韻律層，微電極曲線反映為一組三砂夾兩泥的互層。經(jīng)過處理后的深感應(yīng)電阻率曲線與微電極曲線的分辨率非常一致。

雙1-39井感應(yīng)提高分辨率處理的實(shí)例及對(duì)整個(gè)海安油田井的實(shí)際處理結(jié)果說明，“薄層RT”處理模塊對(duì)于海安地區(qū)的雙感應(yīng)測(cè)井的提高分辨率處理效果很好。既經(jīng)濟(jì)，又實(shí)用，是針對(duì)雙感應(yīng)測(cè)井提高分辨率處理的獨(dú)特有效的方法。

3、結(jié)論與認(rèn)識(shí)

1）由于海安油田阜三段油層的低電阻率測(cè)井響應(yīng)，認(rèn)為研究海安油田測(cè)井評(píng)價(jià)方法必須注意薄層儲(chǔ)層的有效性識(shí)別，選取區(qū)分該類薄層是否為儲(chǔ)層的界限值，不漏掉可能的薄層儲(chǔ)層。

2）用常規(guī)測(cè)井資料識(shí)別海安油田阜三段薄層中的儲(chǔ)層、非儲(chǔ)層，應(yīng)該通過SP、GR、微電極綜合響應(yīng)進(jìn)行識(shí)別。不應(yīng)過分強(qiáng)調(diào)SP的差異幅度。不應(yīng)不加分析以微電極的正差異作為儲(chǔ)層取舍標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)該加大GR測(cè)井在識(shí)別砂巖薄層儲(chǔ)層方面的權(quán)重，三者有機(jī)結(jié)合綜合分析才不至于漏掉可能的薄層砂體儲(chǔ)層。

3）根據(jù)對(duì)感應(yīng)電阻率測(cè)井響應(yīng)分析，一英尺陣列感應(yīng)測(cè)井既有較好的縱向分辨率，又能測(cè)出地層真值，應(yīng)該加大在薄層儲(chǔ)層測(cè)井識(shí)別方面的使用力度。對(duì)于常規(guī)的雙感應(yīng)測(cè)井，其測(cè)出的深感應(yīng)電阻率必須經(jīng)過提高分辨率處理和相關(guān)的校正，才能提高對(duì)薄層儲(chǔ)層的有效識(shí)別，才能求得薄層砂體儲(chǔ)層的電阻率真值。

4）抓住對(duì)海安油田阜三段薄層測(cè)井響應(yīng)的主要特點(diǎn)因素進(jìn)行理性剖析，抓住本質(zhì)，由此及彼，推及其它，最大限度的拓寬對(duì)薄層儲(chǔ)層測(cè)井響應(yīng)的全面認(rèn)識(shí)。