存儲式測井在四川盆地頁巖地層中的應(yīng)用

毛英雄　楊小兵　陽大祥（中國石油川慶鉆探工程公司測井公司）

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存儲式測井在四川盆地頁巖地層中的應(yīng)用

毛英雄楊小兵陽大祥
（中國石油川慶鉆探工程公司測井公司）

摘要通過分析川慶測井自主研發(fā)的存儲式測井儀器在頁巖地層中的作業(yè)情況，對比了電纜及隨鉆測井資料，對該儀器測井資料的測井質(zhì)量和評價方法進(jìn)行了研究，表明該測井儀器適用于頁巖復(fù)雜地層，其自然伽馬、電阻率及聲波測井資料質(zhì)量較好，能夠滿足儲層評價需要。并利用存儲式測井資料進(jìn)行了頁巖氣儲層評價，優(yōu)選了測試層段，試油結(jié)果驗證了測井資料的可靠性。圖5表2參5

關(guān)鍵詞頁巖存儲式測井儲層評價測井時效

0　前言

四川盆地頁巖地層目前的測井方式主要包括電纜測井、隨鉆測井和鉆桿傳輸測井三種，三種測井方式滿足不同的測井條件和需要[1-2]。隨著頁巖氣開發(fā)力度的加大，大斜度井及水平井的部署比例越來越大，電纜測井使用條件有限；頁巖儲層易卡易漏，傳輸測井井控風(fēng)險大，時效性低，成功率低；隨鉆LWD費用較高，實際應(yīng)用較少，僅在部分井測量了隨鉆自然伽馬。同時頁巖氣水平井水平井段長，鉆桿傳輸測井作業(yè)具有鉆具遇阻遇卡嚴(yán)重、濕接頭對接困難等一系列的安全和技術(shù)難題[3-4]。在電纜、隨鉆及鉆桿傳輸不能安全取全、取準(zhǔn)資料的背景下，為滿足復(fù)雜井、大斜度井、水平井和欠平衡井測井的需求，鉆桿輸送無電纜測井系統(tǒng)存儲式測井應(yīng)運而生［5］，大大提高了水平井測井的成功率和測井時效，很好地解決了頁巖氣水平井長水平段測井資料的采集難題。

1　存儲式測井原理及工藝技術(shù)

存儲式測井，是一種新的無電纜測井工藝技術(shù)，在不用電纜的情況下提供與電纜測井相同的裸眼井測井?dāng)?shù)據(jù)。主要應(yīng)用在常規(guī)電纜測井難以完成或施工風(fēng)險較大的大斜度井、水平井等復(fù)雜井況中，也可以在小井眼井中采用電纜輸送方式進(jìn)行測井。該測井系統(tǒng)由下井儀器、懸掛釋放裝置、地面系統(tǒng)、深度系統(tǒng)及鉆桿構(gòu)成。井下儀器包括井徑、補償中子、巖性密度、補償聲波、井斜、方位、自然伽瑪、雙側(cè)向、陣列感應(yīng)。

測井時，測井儀器放在保護(hù)套內(nèi),由鉆桿傳輸?shù)綔y量地層，上提鉆桿帶動儀器上提測井，采集到的測井?dāng)?shù)據(jù)存放在儀器的存儲器中。測井儀器提出井口后，在地面上讀取儀器存儲器中的測井?dāng)?shù)據(jù)，結(jié)合時間深度數(shù)據(jù)完成時間、深度、測量數(shù)據(jù)的匹配，最后由地面系統(tǒng)對“深度-測量數(shù)據(jù)”進(jìn)行處理，得到隨深度變化的各種測井?dāng)?shù)據(jù)。

存儲式測井由于儀器在下井過程中保護(hù)在鉆具的內(nèi)部，鉆具可以將測井儀器直接輸送到井底。儀器下放的過程中可以上下活動鉆具、旋轉(zhuǎn)鉆桿、可以承受較大的拉力和壓力從而降低測井施工安全風(fēng)險，克服了傳統(tǒng)鉆桿傳輸水平井測井方法濕接頭對接不成功等一系列缺點。

2　存儲式測井資料采集

目前川慶測井的存儲式測井儀器主要測量項目有自然伽馬、井斜方位、雙側(cè)向、陣列感應(yīng)、補償聲波、補償中子、巖性密度。通過與電纜等傳統(tǒng)測井資料的對比分析，對存儲式測井采集資料的時效性及資料質(zhì)量進(jìn)行了系統(tǒng)的評價。

2.1時效性與安全性

針對存儲式測井應(yīng)用初期在施工過程中出現(xiàn)的感應(yīng)測井返工、密度資料未取全、5ft波形衰減嚴(yán)重、無法有效提取聲波時差、感應(yīng)測井值對比鄰井測井值偏高及部分高阻井段限幅等實際問題，進(jìn)行原因分析，制定了改進(jìn)電池短節(jié)布線方式、提高存儲式聲波接收增益等技術(shù)措施，以及不斷完善存儲式測井施工工藝技術(shù)，使得平均作業(yè)時效比正常情況下的傳統(tǒng)鉆具傳輸測井提高1/3左右。水平段長約1000 m左右時，常規(guī)鉆具傳輸測井約需35 h，而存儲式測井只需25 h左右，節(jié)約10 h（圖1）。

圖1　存儲式測井時效統(tǒng)計圖

長寧A井是目的層為龍馬溪組優(yōu)質(zhì)頁巖的一口超長水平井，裸眼井段長約1500 m，該井完井時進(jìn)行了常規(guī)鉆桿傳輸測井，在長達(dá)15 d的時間里，僅測到非目的層不到500 m的測井資料，無法滿足地質(zhì)研究與工程需要，隨后采用存儲式測井安全高效地完成了水平段測井(表1)，取到了水平井全井段測井資料,其測井值可靠，反映巖性清楚，符合地層實際情況，滿足優(yōu)質(zhì)頁巖儲層評價的需要。

2.2測井資料質(zhì)量評價

（1）陣列感應(yīng)、密度、補償聲波、補償中子在實驗井與5700所測資料對比分析

A井是一口頁巖氣井，該井依次進(jìn)行了存儲式測井和5700測井。通過對比資料分析，存儲式測井同趟次電阻率、密度、補償中子、補償聲波一致性較好，與ECLIPS 5700測井趨勢一致。兩趟感應(yīng)電阻率測井整體一致性較好，感應(yīng)測井值幅度和變化趨勢符合頁巖氣水平井層狀地層的響應(yīng)，尖刺狀為受井眼擴(kuò)徑和儀器鄰近層界面的響應(yīng)特征；補償聲波、補償中子測井兩趟所測資料一致性好；巖性密度由于受井眼等因素的影響其數(shù)值局部有一定差別，但均與地層實際特征吻合（圖2）。

表1　長寧A井存儲式井測井施工時間表

圖2　A井陣列感應(yīng)、密度、補償聲波、補償中子對比圖

（2）水平井存儲式測井的自然伽馬、補償中子、密度和聲波與直井電纜測井資料對比分析

圖3中左圖為一口頁巖氣直井，右圖為一口頁巖氣水平井，從圖中可以看出在標(biāo)志層寶塔灰?guī)r，直井和水平井所測自然伽馬、補償中子、密度和聲波時差兩者數(shù)值基本一致，趨勢也基本相同（圖3）。

圖3　水平井測井資料與直井對比圖

（3）水平井存儲式測井的自然伽馬、井斜、方位與隨鉆測井資料對比分析

B井為一口頁巖氣水平井，該井進(jìn)行了存儲式和隨鉆測井，測井項目為自然伽馬、井斜和方位，通過對比可知，兩者井斜和方位基本重合，自然伽馬趨勢完全一致，其數(shù)值雖存在一定差別，但均能夠滿足生產(chǎn)實際要求（圖4）。

綜上所述，存儲式測井自然伽馬、中子、聲波、陣列感應(yīng)等資料與電纜測井基本吻合，能夠滿足頁巖氣儲層解釋評價要求。

2.3測井資料應(yīng)用分析

自2014年以來，據(jù)不完全統(tǒng)計，存儲式測井在川渝地區(qū)頁巖氣水平井中累計作業(yè)50多井次，表2羅列其中部分井，均取到了測井資料，應(yīng)用效果較好，多數(shù)情況下進(jìn)行了綜合加感應(yīng)的測井資料采集，基本滿足頁巖氣水平井儲層評價的需求，在頁巖氣水平井具有廣闊的應(yīng)用前景。

圖4　B井存儲式測井與隨鉆測井資料對比圖

表2　頁巖氣裸眼存儲式測井詳表

3　存儲式水平井測井應(yīng)用效果評價

A2井為四川頁巖氣區(qū)塊的一口水平井，目的層為龍馬溪組，水平段長1500 m，利用存儲式測井采集測井資料，采集項目為自然伽馬、井徑、補償聲波、補償密度和補償中子，運用頁巖氣測井解釋模型，計算頁巖氣測井評價關(guān)鍵參數(shù)，如有機碳含量，孔隙度，含氣量，礦物組分，脆性指數(shù)等（圖5）。然后進(jìn)行優(yōu)質(zhì)頁巖儲層評價，在龍馬溪水平段2873～4440 m共解釋七個頁巖氣層，并且經(jīng)過后續(xù)分20段進(jìn)行壓裂改造，主壓裂用液量3.7×104m3，加砂量1582 t，施工排量10～14.7 m3/min,后經(jīng)試油結(jié)論證實該井獲氣26.65× 104m3/d，與測井認(rèn)識相符，也驗證了測井解釋與測井采集的存儲式測井資料的可靠性。

圖5　A2井存儲式測井處理成果圖

4　結(jié)論

相對于常用的鉆桿傳送濕接頭測井和普通電纜測井，存儲式測井能提供更快、更安全和更可靠的測井施工，其具有以下優(yōu)勢與特點：

（1）存儲式測井技術(shù)具有不用電纜、易操作、成功率高、事故率低、能滿足井控安全要求等特性，其

技術(shù)優(yōu)勢在水平井、大斜度井及易噴、易漏井控風(fēng)險較高的井況復(fù)雜井中得到了充分體現(xiàn)。

（2）通過質(zhì)量評價及對比分析，存儲式測井自然伽馬、雙側(cè)向、聲波資料可靠；密度測井受井眼影響較為嚴(yán)重，部分井資料失真；陣列感應(yīng)、補償中子與電纜測井基本一致，可以達(dá)到應(yīng)用要求。

（3）存儲式測井比鉆具傳輸測井安全性、時效性及成功率更高，其在頁巖氣水平井測井中具有廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

1武磊.國外生產(chǎn)測井新技術(shù)[J].內(nèi)蒙古石油化工，2010 (21): 116-117.

2王輝.水平井測井施工工藝研究[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2011 (01):90.

3王威.水平鉆井測井地質(zhì)導(dǎo)向方法研究探討[J].科技促進(jìn)發(fā)展（應(yīng)用版）,2011（02）: 273.

4劉海峰,于學(xué)強,周明生.水平鉆井測井地質(zhì)導(dǎo)向方法研究[J].化學(xué)工程與裝備，2009（08）:115-116.

5邵高平,李建新.鉆桿推進(jìn)無電纜測井系統(tǒng)的實現(xiàn)[J].信息工程大學(xué)學(xué)報，2000,3（1）:31-32.

6劉世偉,韓東春,張璋.過鉆桿存儲式測井在碳酸鹽巖地層中的應(yīng)用及解釋評價[J].國外測井技術(shù)，2015，12-15.

（修改回稿日期2015-10-20編輯陳玲）

作者簡介毛英雄，男，1981年出生，工程師；地址：（404000）重慶市江北區(qū)大慶村400號。電話：13452499993。Email：maoyx-cj@cnpc.com.cn