氣測錄井參數校正方法在非平衡鉆井條件下的應用

王 研

中石油大慶鉆探工程公司地質錄井二公司，吉林 松原

氣測錄井參數校正方法在非平衡鉆井條件下的應用

王 研

中石油大慶鉆探工程公司地質錄井二公司，吉林 松原

平衡鉆井條件下，氣測錄井參數可以進行對比和更有效地反映地層含油氣情況，而非平衡鉆井由于地層壓力與鉆井液液柱壓力之間的壓差原因，對氣測錄井參數造成直接影響。針對英臺斷陷非平衡鉆井對氣測錄井參數的影響，通過對不同天然氣產能條件下鉆井壓差與氣測錄井參數關系的分析，探討了氣測錄井全烴體積分數及甲烷體積分數的校正方法，提出了指數確定、系數變化的壓差回歸校正法。該方法經英臺斷陷實際應用證明效果較好，對非平衡鉆井條件下氣測錄井參數的標準化校正具有一定的指導意義。

氣測錄井，參數校正，非平衡鉆井，全烴體積分數，甲烷體積分數，地層壓力，鉆井液液柱壓力，壓差

AbstractUnder the condition of balanced drilling, the parameters of gas logging could be compared to better reveal the oil and gas conditions in the formation. In contrast, in underbalanced drilling, the parameters of gas logging were subjected to direct impact of pressure difference between formation pressure and drilling liquid column pressure. In this study, in view of the influence of underbalanced drilling on gas logging parameters in Yingtai Fault Depression, based on the analysis of the relationship between drilling pressure difference and gas logging parameters under different natural gas productivity conditions, differential pressure regression correction method with fixed index and variable coefficient is proposed for the volume fraction correction of total hydrocarbon and methane in gas logging. The method is proved effective through application in the Yingtai Fault Depression, which can guide the standardization correction of gas logging parameters in underbalanced drilling.

KeywordsGas Logging, Parameter Correction, Underbalanced Drilling, Total Hydrocarbon Volume Fraction,Methane Volume Fraction, Formation Pressure, Drilling Fluid Column Pressure,Differential Pressure

1. 引言

在氣田欠平衡鉆井[1]時，由于鉆井液液柱壓力小于地層流體壓力，地層中的氣體就會侵入鉆井液中，導致氣測值急劇上升；過平衡鉆井[2]時，由于鉆井液液柱壓力大于地層流體壓力，對儲層會造成污染，且直接影響氣測錄井效果。平衡鉆井條件下氣測錄井參數可以真實反映地層含油氣情況。非平衡鉆井條件下的氣測錄井參數與平衡鉆井條件下的氣測錄井參數沒有可比性，造成解釋困難。因此，將非平衡鉆井條件下氣測錄井參數校正到平衡鉆井條件下，有助于真實反映地下含油氣情況，從而提高錄井解釋[3][4]符合率。筆者以英臺斷陷[5]為目標區(qū)，開展氣測錄井參數的壓差校正研究。

2. 指數不變的壓差校正法

2.1. 不同產能壓差回歸關系式對比

壓差校正是把各井氣測資料均校正到一個平衡狀態(tài)，根據英臺斷陷天然氣產量的不同，按天然氣產量大于1 × 104m3/d和小于1 × 104m3/d兩種情況，利用“地層壓力系數與鉆井液密度”的關系，得出“全烴體積分數φ(TG)”“甲烷體積分數φ(C1)”與壓差(ρf-ρL)的關系(見圖1～4)，進而建立起如圖中所示的回歸校正公式。

Figure 1. The total hydrocarbon volume fraction and differential pressure diagram(natural gas production is more than 1 × 104m3/d)圖 1. 天然氣產量大于 1 × 104m3/d 時全烴體積分數φ(TG)與壓差(ρf?ρL)關系圖

Figure 2. The methane volume fraction and differential pressure diagram (natural gas production is more than 1 × 104m3/d)圖 2. 天然氣產量大于 1 × 104m3/d 時甲烷體積分數φ(C1)與壓差(ρf?ρL)關系圖

Figure 3. The total hydrocarbon volume fraction and differential pressure diagram(natural gas production is less than 1 × 104m3/d)圖3. 天然氣產量小于1 × 104m3/d時全烴體積分數φ(TG)與壓差(ρf?ρL)關系圖

Figure 4. The methane volume fraction and differential pressure diagram (natural gas production is less than 1 × 104m3/d)圖 4. 天然氣產量小于 1 × 104m3/d 甲烷體積分數φ(C1)與壓差(ρf?ρL)關系圖

天然氣產量大于1 × 104m3/d時的回歸關系式：

天然氣產量小于1 × 104m3/d時的回歸關系式：

式中：φ(TG)為全烴體積分數，%；ρf為地層壓力系數(當量密度)，g/cm3；ρL為鉆井液密度，g/cm3；φ(C1)為甲烷體積分數，%。

2.2. 指數不變的壓差校正公式

2.2.1. 全烴體積分數壓差校正公式

由于壓差回歸關系式(式(1)和式(3))的系數14.86和2.9376受到實際產能影響，為變量；指數5.1026和5.0863與回歸曲線形態(tài)有關，為常數，利用回歸公式具有指數變化較小(即曲線形態(tài)穩(wěn)定)的特點，形成了適合該區(qū)地層壓力特點的壓差校正公式，即校正到平衡鉆井時：

式中：φ(TG0)為校正到平衡鉆井時的全烴體積分數，%；φ(TGsc)為實測全烴體積分數，%。

2.2.2. 甲烷體積分數壓差校正公式

同樣，公式(2)和公式(4)的系數12.481和2.4174受到實際產能影響，為變量；指數5.2151和5.0427與回歸曲線形態(tài)有關，為常數，所以校正到平衡鉆井時：

式中：φ(C10)為校正到平衡鉆井時的甲烷體積分數，%；φ(C1sc)為實測甲烷體積分數，%。

3. 應用效果

在英臺斷陷的過平衡和欠平衡鉆井井段，推廣應用了指數不變的壓差校正方法。沒有進行壓差校正之前，解釋圖版[6][7][8]中水層與氣層混在一起，不易區(qū)分。經過壓差校正后，圖版中水層與氣層分異性好。圖版精度由原來的86%和91%提高到95%和100%。見圖5、圖6、圖7、圖8所示。

Figure 5. The volume fraction correlation diagram of methane and total hydrocarbon in Yingcheng Formation of Yingtai Fault Depression圖5. 英臺斷陷營城組甲烷體積分數與全烴體積分數關系圖

Figure 6. The volume fraction correlation diagram of methane and total hydrocarbon in Denglouku Formation of Yingtai Fault Depression圖6. 英臺斷陷登婁庫組甲烷體積分數與全烴體積分數關系圖

Figure 7. The correction volume fraction correlation diagram of methane and total hydrocarbon in Yingcheng Formation of Yingtai Fault Depression圖7. 英臺斷陷營城組校正甲烷體積分數與校正全烴體積分數關系圖

Figure 8. The correction volume fraction correlation diagram of methane and total hydrocarbon in Denglouku Formation of Yingtai Fault Depression圖8. 英臺斷陷登婁庫組校正甲烷體積分數與校正全烴體積分數關系圖

3.1. 實例1

206井現場錄井時，營城組4439～4454 m砂礫巖氣測異常明顯低，全烴體積分數3.8851%，甲烷體積分數2.9130%，但錄井沒有急于把206井解釋為含氣水層或差氣層。經分析，該井段鉆井液密度1.22 g/cm3，高于地層壓力系數1.1 g/cm3，為過平衡鉆井，經壓差校正后，校正全烴體積分數提高到7.1668%，校正甲烷體積分數提高到5.4466%，錄井判斷該層為高產氣層，綜合解釋為氣層，經試氣證實，該層產氣43680 m3/d，產水較少(6.1 t/d)，與錄井解釋結果相符。見圖9、圖10。

3.2. 實例2

101井2733.6～2850 m，中下部為欠平衡鉆井，鉆井液密度為0.92 g/cm3，全烴體積分數為86.39%，甲烷體積分數為75.55%。壓差校正后全烴體積分數仍高達27.0688%，甲烷體積分數高達22.7672%，是氣層底限的十幾倍，遠高于氣層標準，綜合解釋為氣層，試油產氣59260 m3/d，為高產氣流，與綜合解釋結論相符。見圖11、圖12。

Figure 9. The chart board location of total hydrocarbon volume fraction before and after correction in Well 206圖9. 206井全烴體積分數校正前后在圖版位置圖

Figure 10. The mud logging diagram of total hydrocarbon volume fraction before and after correction in Well 206圖10. 206井全烴體積分數校正前后錄井圖

Figure 11. The chart board location of total hydrocarbon volume fraction before and after correction in Well 101圖11. 101井全烴體積分數校正前后在圖版位置圖

4. 結論

非平衡鉆井條件下有效的氣測錄井參數壓差校正方法，保障了氣測資料的縱向對比和鄰井之間的解釋評價，提高了氣測錄井解釋的精度，為單井解釋和區(qū)域評價提供了依據，對國內外其他油田解決類似問題也有很大的借鑒作用，具有推廣應用價值。

Figure 12. The mud logging diagram of total hydrocarbon volume fraction before and after correction in Well 101圖12. 101井全烴體積分數校正前后錄井圖

References)

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[編輯]黃鸝

Application of Correction Methods of Gas-Logging Parameters in Underbalanced Drilling

Yan Wang
No. 2 Geological Logging Company of Daqing Drilling Engineering Company, PetroChina, Songyuan Jilin

王研(1970-)，女，高級工程師，現從事錄井技術研發(fā)及油氣水層解釋評價工作。

2017年4月12日；錄用日期：2017年7月6日；發(fā)布日期：2017年8月15日

Copyright ? 2017 by author, Yangtze University and Hans Publishers Inc.

This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY).

http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Received: Apr. 12th, 2017; accepted: Jul. 6th, 2017; published: Aug. 15th, 2017

文章引用: 王研. 氣測錄井參數校正方法在非平衡鉆井條件下的應用[J]. 石油天然氣學報, 2017, 39(4): 10-17.

10.12677/jogt.2017.394032