水平井非平行界面下雙側(cè)向測(cè)井響應(yīng)研究

摘 要：地層電阻率是測(cè)井儲(chǔ)層評(píng)價(jià)的重要參數(shù)，雙側(cè)向測(cè)井是確定水平井中地層電阻率的重要方法。針對(duì)實(shí)際測(cè)井環(huán)境中因上、下界面不平行，而導(dǎo)致水平井雙側(cè)向測(cè)井響應(yīng)不能反應(yīng)地層真實(shí)情況，采用三維有限元素法，進(jìn)行數(shù)值模擬分析。研究了水平井非平行界面傾角條件下界面傾角、地層厚度和侵入深度對(duì)雙側(cè)向測(cè)井響應(yīng)的影響。結(jié)果表明在水平井中地層界面傾斜對(duì)雙側(cè)向測(cè)井響應(yīng)具有一定的影響，其影響程度與界面傾角有關(guān)。

關(guān)鍵詞：水平井；雙側(cè)向測(cè)井；數(shù)值模擬；非平行界面

引言

近年來，水平井技術(shù)日趨成熟，給油氣田開發(fā)帶來了可觀的效益。地層電阻率是水平井測(cè)井中要確定的重要地層參數(shù)，其準(zhǔn)確性直接影響儲(chǔ)層參數(shù)的計(jì)算和儲(chǔ)量預(yù)測(cè)[1]。目前，確定地層電阻率主要利用雙側(cè)向測(cè)井，但此前的研究大多基于平行界面地層的情況[2，3]，很少考慮非平行界面地層對(duì)雙側(cè)向測(cè)井響應(yīng)的影響。而在實(shí)際測(cè)井環(huán)境中，由于受沉積環(huán)境和構(gòu)造作用的影響，出現(xiàn)地層上、下界面不平行的情況比較普遍，目前已有雙感應(yīng)測(cè)井在非平行界面地層方面的研究，而雙側(cè)向測(cè)井在該方面的研究較少。

為此，文章依據(jù)三維有限元素法[4]，模擬了非平行界面地層條件下地層厚度、圍巖電阻率、侵入深度和侵入帶電阻率對(duì)雙側(cè)向測(cè)井響應(yīng)的影響。為實(shí)際測(cè)井非平行界面地層中雙側(cè)向電阻率值校正提供理論參考。

1 雙側(cè)向測(cè)井響應(yīng)分析

建立水平井非平行界面地層模型，利用三維有限元素法進(jìn)行正演數(shù)值模擬計(jì)算，分析地層界面傾角、地層厚度及侵入帶對(duì)雙側(cè)向測(cè)井響應(yīng)的影響。

1.1 地層界面傾角的影響（見圖1）

考慮井眼的影響，但不考慮鉆井液侵入對(duì)測(cè)井響應(yīng)的影響，在數(shù)值模擬過程中，h=6m，Rs=10Ω.m，Rt=100Ω.m，Rb=1Ω.m，dm=0.2m，得到雙側(cè)向電阻率隨界面傾角的變化關(guān)系。

當(dāng)?shù)貙咏缑鎯A角較小時(shí)，θ小于40°，對(duì)深、淺側(cè)向電阻率的影響較小，可以忽略不計(jì)，此時(shí)不用進(jìn)行界面傾斜校正；而當(dāng)?shù)貙咏缑鎯A角較大時(shí)，θ大于40°，隨著角度的增加，電阻率下降會(huì)越來越明顯，其影響也會(huì)愈發(fā)明顯，尤其當(dāng)θ大于65°時(shí)，隨著角度的增加，深、淺側(cè)向電阻率下降幅度較大，與地層真電阻率差距更大，必須進(jìn)行地層界面傾角的環(huán)境校正。

1.2 地層厚度的影響（見圖2）

無侵入的情況下，考慮井眼對(duì)雙側(cè)向電阻率的影響。在計(jì)算過程中，h=6m，Rs=10Ω.m，Rt=100Ω.m，Rm=1Ω.m，dm=0.2m計(jì)算不同地層界面的條件下，目的層視厚度對(duì)雙側(cè)向測(cè)井響應(yīng)的影響。

當(dāng)目的層視厚度較小時(shí)（小于3m），界面傾角對(duì)深、淺側(cè)向的影響比較明顯。當(dāng)?shù)貙咏缑鎯A角為0°時(shí)，即為平行界面地層，圖中A曲線所示，隨著地層界面傾角增加時(shí)，會(huì)使深、淺側(cè)向測(cè)井響應(yīng)值較平行界面地層發(fā)生偏離，傾角越大，偏離越明顯；當(dāng)目的層視厚度增加時(shí)，深、淺側(cè)向電阻率值也會(huì)增加，此刻界面傾角對(duì)雙側(cè)向測(cè)井響應(yīng)的影響會(huì)降低；而當(dāng)目的層視厚度較大時(shí)（大于10），地層界面傾角對(duì)水平井中雙側(cè)向測(cè)井響應(yīng)的影響較小，可忽略不計(jì)，即在這種情況下無需進(jìn)行地層界面傾角的環(huán)境校正。

1.3 侵入深度影響（見圖3）

考慮侵入的影響，在數(shù)值模擬過程中，h=4m，Ri=5Ω.m，Rs=10Ω.m，Rt=100Ω.m，Rm=1Ω.m，dm=0.2m計(jì)算得到不同地層界面傾角條件下，雙側(cè)向測(cè)井響應(yīng)值隨侵入深度變化的關(guān)系曲線。

隨著侵入深度的增加，不同界面傾角下的雙側(cè)向電阻率響應(yīng)關(guān)系呈下降趨勢(shì)，其中淺側(cè)向較深側(cè)向更為明顯，當(dāng)侵入深度接近1m時(shí)，雙側(cè)向測(cè)井響應(yīng)逐漸遠(yuǎn)離地層真電阻率。當(dāng)界面傾角小于40°時(shí)，三條關(guān)系曲線幾乎重合，說明雙側(cè)向測(cè)井響應(yīng)主要受侵入深度的影響；而當(dāng)界面傾角較大時(shí)，關(guān)系曲線較傾角較小的曲線差異增加，其對(duì)雙側(cè)向測(cè)井響應(yīng)的影響也隨之增加。

2 結(jié)束語(yǔ)

數(shù)值模擬結(jié)果表明，在非平行界面地層環(huán)境下，當(dāng)目的層視厚度、圍巖電阻率、侵入深度及侵入帶電阻率在一定范圍內(nèi)時(shí)，地層界面傾斜會(huì)導(dǎo)致雙側(cè)向測(cè)井響應(yīng)較平行地層界面發(fā)生一定程度的偏離，而在某些情況下其對(duì)深、淺雙側(cè)向測(cè)井響應(yīng)的影響也不相同，但界面傾角較大時(shí)，偏離程度越嚴(yán)重。而當(dāng)?shù)貙虞^厚時(shí)（大于10），可以忽略界面傾斜的影響；當(dāng)侵入較為嚴(yán)重時(shí)，也可忽略界面傾斜的影響。

參考文獻(xiàn)

[1]Butler R M.The potential for horizontal wells for petroleum production[J].Journal of Canadian petroleum technology，1989，28（3）.

[2]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)，1994，18（6）：408-412.

[3]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）：24-28.

[4]張庚驥.電法測(cè)井[M].北京：石油工業(yè)出版社，1986.