微電阻率成像測井質(zhì)量控制及應(yīng)用

俞保財，何秋凱，任小鋒，蔡 芳，常 浩

(中國石油集團(tuán)測井有限公司長慶分公司 陜西 西安 710201)

0 引 言

隨著勘探程度的不斷提高，油氣藏在儲層物性及構(gòu)造形態(tài)上趨于復(fù)雜化，勘探開發(fā)難度越來越大，常規(guī)測井資料已難滿足復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境的儲層識別需求。哈里伯頓微電阻率成像儀(XRMI)的主要優(yōu)點(diǎn)在于能提供井壁附近地層的電阻率隨深度變化的圖像；圖像外觀類似于巖性剖面，可用于識別裂縫，分析薄層，進(jìn)行儲層評價及沉積相和沉積構(gòu)造方面的研究[1]，在探測復(fù)雜巖性，裂縫油氣藏方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢。

1 XRMI儀器簡介

1.1 儀器原理

微電阻率成像測井儀(XRMI)利用6個極板上的150個鈕扣狀小電極向井筒中原狀地層發(fā)射電流，巖石結(jié)構(gòu)、成分、流體的不同可引起電流的變化[2]，通過鈕扣電極測量并繪制地層微電阻率信息而后對井壁成像，反映出井壁上地層巖石結(jié)構(gòu)的變化，獲得的成像測井圖像與實(shí)際巖心照片一樣清晰直觀[3]。

1.2 儀器組合方式

XRMI儀器必須與遙測伽馬儀器組合才能把有效的測井?dāng)?shù)據(jù)傳輸?shù)降孛嫦到y(tǒng)，經(jīng)過軟件進(jìn)一步處理，從而獲得理想的地層信息[4]。其儀器組合方式從上到下依次為：SWIL(旋轉(zhuǎn)短節(jié))+DTDD(張力)+D4TG/GTET(遙測伽馬)+XRMI(電子線路)+XRMI-C(芯軸)。

石油測井原始資料質(zhì)量規(guī)范要求，在12 m井段內(nèi)，1號極板方位角變化不大于360°。在測井過程中由于電纜扭力的作用，儀器串發(fā)生自轉(zhuǎn)，導(dǎo)致所測資料的方位轉(zhuǎn)動嚴(yán)重，在儀器串加入旋轉(zhuǎn)短節(jié)，可以消除儀器自轉(zhuǎn)造成的1號極板方位變化。

1.3 儀器刻度

儀器的刻度就是對測井儀器進(jìn)行標(biāo)定，找出測量值與工程值之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。XRMI儀器刻度分為井徑刻度，電阻率刻度和導(dǎo)航包刻度三個部分，準(zhǔn)確的刻度是判斷儀器工作正常與否、儀器穩(wěn)定性及保證測井采集質(zhì)量最重要的環(huán)節(jié)。

XRMI儀器刻度注意事項：

1) Motor Voltage刻度過程中應(yīng)將推靠開到100%狀態(tài)，在收攏推靠過程中測量儀器31芯與32芯之間DC電壓為100 V，點(diǎn)擊刻度開始采樣；

2)Pressure Min、Pressure Max 刻度過程中推靠應(yīng)為完全收攏、完全打開狀態(tài)，井徑刻度采用的井徑大小環(huán)為7、15 in(1 in=25.4 mm)；

3) 電阻率刻度過程中采用5 kΩ的電阻盒對6個極板分別進(jìn)行刻度，每個極板不允許存在壞鈕扣；

4) 導(dǎo)航包刻度過程中應(yīng)根據(jù)刻度環(huán)境輸入相對應(yīng)的磁場強(qiáng)度值。

2 測井質(zhì)量控制

隨著勘探難度的增加，為了滿足地質(zhì)勘探需求，預(yù)探井加測成像測井項目。規(guī)范的作業(yè)流程及測井過程中選擇合適的測井模式、參數(shù)是獲取優(yōu)質(zhì)微電阻率成像采集資料的保證。

2.1 測井準(zhǔn)備

“三分測井，七分準(zhǔn)備”，在基地做好儀器的保養(yǎng)、維修工作，堅決把隱患、故障消除在萌芽狀態(tài)，在測井之前必須對地面系統(tǒng)及井下儀進(jìn)行連斜校驗、旋轉(zhuǎn)檢查，對電扣進(jìn)行靈敏度檢查，確保儀器工作正常。

2.2 極板壓力

XRMI測井需要6個極板完全貼靠井壁，極板壓力的大小決定采集資料的好壞，極板壓力偏低會導(dǎo)致所采集地層信息模糊，極板壓力偏大導(dǎo)致儀器遇卡嚴(yán)重，采集圖像失真。所以測井過程中應(yīng)針對不同地層選取不同的極板壓力，提高采集質(zhì)量精度。測井現(xiàn)場應(yīng)根據(jù)常規(guī)曲線選擇井況好、砂巖多的目的地層調(diào)整極板壓力。本文統(tǒng)計了35口井不同地層測井采集所選取的極板壓力范圍，總結(jié)歸納出了鄂爾多斯盆地不同地層極板壓力的選擇范圍，不同地層極板壓力選取范圍見表1。

表1 不同地層極板壓力選取范圍表 %

2.3 測速

測井速度直接影響采集資料的精度，哈里伯頓操作手冊指出，微電阻率成像測井標(biāo)準(zhǔn)測速6～9 m/min。不同井況、不同地層，不同的測井速度影響微電阻率成像資料的優(yōu)等品率。測速過慢導(dǎo)致測井時效低，測速過快儀器遇卡嚴(yán)重，微電阻率成像圖像質(zhì)量差。對50口井不同測速的采集資料處理對比發(fā)現(xiàn)，微電阻率成像測井最優(yōu)測速為6～7 m/min。不同測速成像效果對比見表2。

表2 不同測速成像效果對比表

2.4 扶正器

扶正器是測井過程儀器居中的前提，測井過程中儀器居中測量，才能測出真實(shí)的井眼軌跡，為后期的解釋提供真實(shí)的資料。通過在不同井次采用橡膠扶正器，燈籠體扶正器，八爪扶正器對比發(fā)現(xiàn)，在微電阻率成像儀底部掛接燈籠體扶正器，儀器居中效果能達(dá)到最優(yōu)化，測井過程中可以確保測井儀探頭居中，6個極板受力均勻，圖像質(zhì)量好。

2.5 鉆井液

XRMI儀設(shè)計測量電阻率范圍為0.2～10 000 Ω·m，由于鉆井目的不同，在鉆進(jìn)過程中采用不同的鉆井液及在鉆井過程中由于井漏、卡鉆等原因在鉆井液中加入解卡劑、化學(xué)藥品、磺基、鋸末、重晶石、石墨、塑料小球、液固體潤滑劑等材料均對微電阻率成像測井采集質(zhì)量造成影響，需在測井作業(yè)前處理更換鉆井液。

如S*井，由于卡鉆，鉆井液中加入解卡劑、化學(xué)藥品、磺基，泥漿電阻率井底0.2 Ω·m。微電阻率成像圖像模糊，出現(xiàn)很多豎線，無法清晰反應(yīng)地層信息。

3 XRMI測井資料地質(zhì)應(yīng)用

成像數(shù)據(jù)可以提供高分辨率井眼圖像，為測井解釋人員、地質(zhì)工作者和儲層工程師提供直觀、有用的地質(zhì)信息。

3.1 劃分薄層

XRMI測井分辨率高，是常規(guī)測井分辨率的30～40倍，可對0.2 ft以上地層精確成像。在圖像上由于泥巖呈現(xiàn)暗色，砂巖呈現(xiàn)淺色的顏色變化與巖心照片、露頭剖面及取心剖面上的巖性的變化有較好的對比性，有利于薄層的劃分。

3.2 裂縫識別

由于泥漿在鉆井過程中侵入裂縫中，導(dǎo)致裂縫的電阻率低于圍巖，在成像圖上顯示為暗色條紋，對于不同類型、成因的裂縫具有不同的成像特征[5]。成像資料可用于識別裂縫類型、計算裂縫高度、產(chǎn)狀，分析裂縫發(fā)育程度，具有方向的確定性。圖1所示為Y*井1 690.2～1 692.1 m微電阻率成像特征圖，不規(guī)則裂縫發(fā)育明顯，并見有溶蝕孔發(fā)育。

圖1 Y*井1 690.2～1 692.1 m微電阻率成像特征圖

3.3 層理特征、層內(nèi)巖石結(jié)構(gòu)分析

微電阻率成像測井資料分辨率高、數(shù)據(jù)量大、精度高，對地層巖石電阻率變化反映靈敏，能夠清晰地呈現(xiàn)巖石構(gòu)造特征，可進(jìn)行巖石結(jié)構(gòu)分析[6]；成像資料可以提取地層的層理傾角、傾向，從而反映沉積能量、層理類型、古水流方向等沉積特征的變化，為沉積環(huán)境分析提供了可靠的保證[7]。

圖2為 L*井2 658.0～2 671.0 m微電阻率成像特征圖。

圖2 L*井2 658.0～2 671.0 m微電阻率成像特征圖

常規(guī)測井解釋64層為含油水層，63、65為干層。該段砂體儲層電成像靜態(tài)圖像自上而下變明亮，說明地層電阻率隨著深度增加而變高。從動態(tài)圖像上看，儲層內(nèi)有明暗相間的條帶，反映儲層非均質(zhì)性強(qiáng)，層理發(fā)育，砂體上部和下部層理類型以交錯層理為主，中部以平行層理為主。該砂體內(nèi)及上下圍巖均無裂縫發(fā)育。

3.4 地應(yīng)力分析

對于應(yīng)力不平衡地層，地應(yīng)力方位與井眼崩落及誘導(dǎo)縫的方位關(guān)系密切，在鉆井過程中不斷釋放構(gòu)造應(yīng)力，從而會引起井眼在最小水平主應(yīng)力方向的應(yīng)力跨塌，以及產(chǎn)生最大主應(yīng)力方向的鉆井誘導(dǎo)縫[8]。因此最小或最大主應(yīng)力方向可以通過分析成像圖上鉆井誘導(dǎo)縫及井眼崩落的發(fā)育方位確定。

4 結(jié) 論

1)測井質(zhì)量受控于儀器刻度、測速、極板壓力、儀器居中情況、鉆井液等因素，規(guī)范操作、標(biāo)準(zhǔn)測速、合適極板壓力、達(dá)標(biāo)的鉆井液是采集優(yōu)質(zhì)原始資料的前提。

2)成像測井資料可用于劃分薄層、識別裂縫、分析層理特征、層內(nèi)巖石結(jié)構(gòu)及地應(yīng)力分析，為油田勘探開發(fā)提供依據(jù)。