鉆井完井測井曲線異常類型與影響因素分析

王升余

（大慶鉆探工程公司鉆井三公司，黑龍江大慶163412）

鉆井完井測井曲線異常類型與影響因素分析

王升余*

（大慶鉆探工程公司鉆井三公司，黑龍江大慶163412）

薩爾圖油田部分三次加密調(diào)整井在完井電測過程中出現(xiàn)了微電極和自然電位曲線異?，F(xiàn)象，主要表現(xiàn)為：（1）滲透性地層微電極幅度小甚至沒有；（2）滲透性地層微電極幅度過高、自然電位正異常；（3）非滲透性地層（如泥巖和油頁巖）出現(xiàn)自然電位曲線負(fù)異常；（4）泥巖基線偏移。通過對鉆井區(qū)塊主要包括泥餅厚度、泥漿電阻率、地層水礦化度、注入介質(zhì)、地層壓力進(jìn)行分析，利用流體測井原理，確定油層注聚、高壓層、泥漿電阻率低、泥餅厚度大、地層水礦化度的變化是測井曲線異常的主要原因。油層注聚后聚合物在油層孔隙中滯留，滯留程度和不同時期注入聚合物濃度和分子量有關(guān)，同時測井響應(yīng)特征發(fā)生變化，主要表現(xiàn)為微電極幅度升高和自然電位曲線幅度減小、平直。高壓層和滲透性好、壓力低的注聚油層都可以導(dǎo)致滲透層處自然電位正異常，微電極幅度高。

完井曲線異常；高壓層；油層注聚；地層水礦化度

近幾年在大慶長垣內(nèi)部薩爾圖油田，部分三次加密調(diào)整井在完井電測過程中出現(xiàn)了微電極和自然電位曲線異?，F(xiàn)象，部分異常區(qū)域甚至連接成片，導(dǎo)致通井重復(fù)測井，嚴(yán)重影響了建井周期。電測過程中，測井曲線有微電極、井徑、深淺側(cè)向、聲波、高分辨率聲波、自然電位、伽馬、密度、2.5m視電阻率等曲線，出現(xiàn)明顯異常的曲線主要是微電極和自然電位。

1 測井曲線異常的類型

1.1 滲透性地層微電極幅度高、差異小甚至沒有

這種曲線主要特征有：滲透性地層微電極幅度很高，達(dá)到4～5個格，正常曲線幅度2～3個格。微電位和微梯度差異小甚至沒有，自然電位正異常，加測流體時流體顯示負(fù)異常，如圖1所示，微電極曲線在860～870m井段幅度高、無差異，自然電位正異常，872m以上流體負(fù)異常。

圖1 高179-斜155電測曲線

1.2 滲透性好的地層微電極幅度過高、有差異，自然電位平直或正異常

這種曲線主要特征有：滲透性地層微電極幅度很高，與第一種類型相比，微電位和微梯度幅度有差異，自然電位正異常，如圖2所示，在925～945m井段微電極幅度高，達(dá)到4個格，微電位、微梯度差異1個格，940～945m井段自然電位曲線正異常，流體曲線正常。

1.3 滲透性地層微電極幅度低、差異小甚至沒有

這種曲線主要特征是微梯度和微電位值基本重合，沒有明顯差異，并且很低，整條曲線在滲透性地層和非滲透性地層沒有明顯差別，如圖3所示。

高231-335井整條微電極曲線幅度都很低，微梯度值不到1.5格，微梯度和微電位沒有明顯差異。

1.4 非滲透性地層（如泥巖和油頁巖）自然電位曲線負(fù)異常

正常情況下自然電位在滲透層處有幅度差，在非滲透層處無幅度差，在測井解釋中正是利用這一點(diǎn)來區(qū)分滲透性地層和非滲透性地層。但部分異常曲線在非滲透層處自然電位負(fù)異常，如圖4所示。

中7-斜E36井在802～808m井段自然電位負(fù)異常，流體負(fù)異常，在巖性剖面上802～806m井段對應(yīng)的是薩爾圖油田嫩二段底油頁巖。

圖2 中521-310微電極、自然電位曲線

圖3 高231-335微電極曲線

圖4 中7-斜E36電測曲線

1.5 泥巖基線偏移

油層上部泥巖基線和下部泥巖基線發(fā)生偏移，正常情況下，泥巖基線偏移量上下應(yīng)是一樣大。中25-斜E49井800m以上泥巖基線和820m以下泥巖基線發(fā)生了明顯的偏移，如圖5所示。

圖5 中25-斜E49微電極、SP曲線

2 曲線異常影響因素分析

測井過程中有很多因素導(dǎo)致測井曲線異常，每一種曲線的影響因素各不相同。對微電極和自然電位曲線而言，地層巖性、壓力、注入介質(zhì)、鉆井液性能、泥餅等因素都嚴(yán)重影響曲線質(zhì)量。

2.1 油層高壓導(dǎo)致曲線異常

當(dāng)油田注水開發(fā)以后，地層壓力在縱向上的分布特征發(fā)生了極大的變化:當(dāng)油層或其局部形成長期注大于采的情況時，致使地層壓力有很大的提高，從而形成高壓層，甚至是異常高壓層。高179-斜155井流體曲線負(fù)異常可以看出，該井在862～870m存在高壓層段，由于高壓層的存在，地層壓力大于泥漿液柱壓力，地層流體流向井內(nèi)，高壓層段鉆井液電阻率發(fā)生變化，導(dǎo)致流體曲線異常。同時井壁泥餅沒有真正形成，微電極探測的是地層電阻率，導(dǎo)致微電極幅度高，微梯度和微電位沒幅度差。高壓層表現(xiàn)在微電極和自然電位曲線上有明顯的曲線特征：（1）微電極曲線呈中高幅度，幅度差小或無幅度差；（2）自然電位無負(fù)異?；蜇?fù)異常減小、甚至正異常。

2.2 油層注聚導(dǎo)致曲線異常

在薩爾圖油田中521-310井區(qū)，部分井高滲透層處自然電位無幅度差或正幅度差，微電極曲線幅度過高，層位主要集中在P1組，異常區(qū)域連接成片。P1組是高孔高滲地層，P11-2孔滲性好，地層壓力低，這種曲線響應(yīng)特征與巖性特征不一樣，導(dǎo)致曲線異常的主要原因是：該區(qū)域是早期注聚試驗(yàn)區(qū)，P1組注聚后油層中的地層水礦化度較注聚前小，Cw/Cmf變小、甚至Cw/Cmf＜1，Eda=Kdalg(Cw/Cmf)，因此自然電位幅度值變小甚至正異常。同時由于聚合物近似于膠狀，粘度高，注聚后聚合物吸附在巖石孔隙表面，滯留在孔隙中的聚合物導(dǎo)電性差導(dǎo)致聚驅(qū)巖石電阻率高，因此測井時微電極幅度高。油層注聚后曲線特征主要表現(xiàn)為微電極幅度升高和自然電位曲線幅度減小、平直。

2.3 泥餅厚度大導(dǎo)致曲線異常

在鉆井過程中，由于泥漿液柱與地層孔隙壓力差、泥漿固相含量、地層滲透等因素導(dǎo)致在井壁形成泥餅，隨著巖芯滲透率的增加，鉆井液固相侵入深度也逐漸增加（王建華，2009）[1]。泥漿侵入的機(jī)理就是由于鉆井液的壓力大于地層流體壓力,泥漿濾液在滲透壓差作用下,驅(qū)趕走井壁周圍地層孔隙中的原生流體而進(jìn)入地層,從而改變井壁附近地層流體的徑向分布,進(jìn)而改變了地層電阻率的徑向剖面，依次形成了泥餅、泥漿濾液沖洗帶、侵入帶、地層。由于微梯度電極系的探測半徑比微電位電極系小，微梯度電極系的探測深度約為5cm，微電位電極系的探測深度約為8cm，泥餅電阻率小于沖洗帶電阻率，前者受泥餅電阻率影響大，視電阻率顯示較低的數(shù)值，后者受沖洗帶電阻率影響大，視電阻率顯示較高的數(shù)值。如果鉆井液性能處理不好，導(dǎo)致泥漿失水過大，泥餅過厚，此時微電位和微梯度主要受泥餅影響，因此微電極幅度低并且沒有差異。

2.4 淺層套損導(dǎo)致曲線異常

正常情況下在非滲透性地層自然電位沒有幅度差。油田長期高壓注水能引起斷層復(fù)活、地裂、地層微破裂和地面變形，導(dǎo)致地層錯動，是油田套管損壞的主要原因之一。注水井在淺層套損后，未及時發(fā)現(xiàn)繼續(xù)注水，在封閉的條件下，如斷層附近，容易形成浸水高壓區(qū)，自然電位曲線在該層位出現(xiàn)幅度差，中7-斜E36井在802～808m井段自然電位負(fù)異常，流體負(fù)異常。這種淺層套損高壓區(qū)在油田內(nèi)部分布較多，鉆前不易預(yù)測，給鉆井帶來很大危害。中7-斜E36井鉆至嫩二段標(biāo)準(zhǔn)層時，大量出水，密度1.35g/cm3，加至1.80g/cm3正常。

2.5 水淹層導(dǎo)致泥巖基線偏移

中25-斜E49井自然電位曲線下部泥巖基線和上部泥巖基線有明顯偏移，偏移量ΔESP≈10mV，在水驅(qū)油過程中，由于地層內(nèi)部非均質(zhì)性及重力作用的影響，注入水在儲集層層內(nèi)推進(jìn)速度各異，使儲集層部分水淹，形成水淹層，泥巖基線的偏移是由于儲集層水淹，并且注入水礦化度C注大小介于地層水礦化度Cw與泥漿濾液礦化度Cmf之間（即Cw＞C注＞Cmf）的緣故（侯連華，2001）[2]。自然電位偏移量ΔESP的大小取決于注入水礦化度C注與地層水礦化度Cw比值的大小，比值越大，油層水淹程度越高，自然電位偏移量ΔESP越大。

2.6 礦化度變化導(dǎo)致曲線異常

自然電位的產(chǎn)生由3部分組成，擴(kuò)散電位、擴(kuò)散吸附電位和過濾電位。由于地層水礦化度Cw與泥漿濾液礦化度Cmf之間存在差異，形成了儲層的自然電位。地層被鉆穿后，泥漿濾液和地層孔隙中的地層水相互接觸，它們之間濃度不同，彼此之間產(chǎn)生了離子的擴(kuò)散作用（張守謙，1981）[3]。由于長期的注水開發(fā)，注入水的礦化度遠(yuǎn)低于原狀地層水礦化度，儲層地層水礦化度明顯降低，原狀地層水礦化度早期為7500mg/L左右，目前為3500mg/L左右。同時近年來由于鉆井技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在油田使用的是高分子乳液包被劑體系，鉆進(jìn)液性能發(fā)生了較大變化，泥漿礦化度由最初的1200mg/L左右提高到現(xiàn)在約2500mg/L左右，由于地層水礦化度Cw與泥漿濾液礦化度Cmf的值不斷接近，薄膜電位和擴(kuò)散電位值在逐漸減小，過濾電位與薄膜電位和擴(kuò)散電位相比，過濾電位對自然電位值影響越來越大，也就是說泥漿密度對自然電位幅度影響變大。在油田開發(fā)后期，油層高含水率不斷升高，油層高水淹且地層壓力和泥漿壓力相當(dāng)?shù)臅r侯，自然電位很小、甚至形不成自然電位，導(dǎo)致某些滲透層處無自然電位。

3 結(jié)論及認(rèn)識

（1）在電測過程中，曲線異常主要表現(xiàn)為微電極曲線和自然電位曲線異常，以及各種曲線之間不匹配。曲線異常主要影響因素有：高壓層、注入介質(zhì)、套損、泥餅厚度、油層水淹和礦化度變化。

（2）高壓層在微電極和自然電位曲線上有明顯的曲線特征：①微電極曲線呈中高幅度，幅度差小或無幅度差；②自然電位無負(fù)異常或負(fù)異常減小。

（3）油層注聚后出現(xiàn)曲線異常，曲線特征主要表現(xiàn)為微電極幅度升高和自然電位曲線幅度減小、平直。

參考文獻(xiàn)：

[1]王建華，鄢捷年.鉆井液固相和濾液侵入儲層深度的預(yù)測模型[J].石油學(xué)報，2009,30(6)：924-926.

[2]張守謙，李占咸.石油地球物理測井[M].石油工業(yè)出版社，1981.

[3]侯連華.自然電位基線偏移影響因素的實(shí)驗(yàn)研究[J].石油大學(xué)學(xué)報，2001，25(1)：93-94.

TE27

A

1004-5716(2015)09-0055-04

2014-09-26

2014-09-26

王升余（1977-），男（漢族），黑龍江大慶人，工程師，現(xiàn)從事油田鉆井設(shè)計(jì)、地質(zhì)研究、井位測量方面的應(yīng)用研究工作。