海相頁巖氣水平井測井資料采集系列適應性評價

羅菊蘭　馬喆　朱春紅　翟靖　張彥琴

摘 要：鄂爾多斯盆地西緣奧陶系烏拉力克組海相頁巖氣儲層巖性復雜、孔隙類型多樣，具有低孔低滲的特征，需要高精度的測井采集設備和較高的測井系列要求才能滿足生產的需求。水平井是提高頁巖氣儲層產能的有效手段。本文分析了頁巖氣水平井測井系列現(xiàn)狀，進行了各測井儀器的指標對比，從實際應用效果和儀器指標特征兩個方面，開展了測井系列適應性研究，確定了研究區(qū)測井系列，為保證儲層參數(shù)精確采集提供了依據。

關鍵詞：水平井;海相頁巖氣;測井系列;適應性評價

鄂爾多斯盆地西緣奧陶系烏拉力克組發(fā)育一套深灰色--灰黑色灰質泥巖、泥質灰?guī)r，平面上這些泥灰?guī)r分布穩(wěn)定，厚度大，從測井資料的形態(tài)和數(shù)值并結合氣測錄井資料看，該套地層厚度約為20-120m，氣測錄井有明顯的含烴顯示。水平井是頁巖氣儲層開發(fā)常用的方法，測井系列的選取對于測全測準測井信息和儲層參數(shù)的高精度計算具有重要意義。

1 鄂爾多斯盆地頁巖氣水平井測井系列現(xiàn)狀分析

1.1 鄂爾多斯盆地頁巖氣直井、定向井的測井系列選取

對于鄂爾多斯盆地海相頁巖氣儲層巖性復雜，孔隙類型多樣，具有低孔低滲的特征，測井曲線對流體性質的響應效果不明顯，因此，需要高精度的測井采集設備和較高的測井系列要求，目前蘇里格地區(qū)天然氣開發(fā)井主要采用的測井設備為EILOG測井系列;探井主要采用ECLIPS5700、

LOGIQ、MAXIS500等先進的測井設備。

1.2 鄂爾多斯盆地頁巖氣水平井的測井系列選取

由于考慮到水平井施工安全等因素，蘇里格地區(qū)在成熟區(qū)塊的水平井水平段通常不采集測井曲線或者測井系列極為簡單，通常僅包括：雙側向、聲波時差、井徑、連斜、自然電位曲線，因此，對于下古生界復雜碳酸鹽巖儲層難以進行巖性的準確劃分，給水平井測井解釋帶來很大可能。天然氣探井水平井測井系列相對完善，為測井解釋提供更豐富的信息。

2 水平井測井系列適應性分析

2.1 現(xiàn)有的測井系列介紹

對于直井與大斜度段，主要采用電纜測井的方式，水平井的測井方式可以采用隨鉆測井、濕接頭、過鉆桿測井工藝，具體的直井段與水平井的測井工藝和測井項目見表1。

2.2 常規(guī)測井儀器的井眼適應性評價

通過對ECLIPS5700、LOGIQ、MAXIS500等先進的測井系統(tǒng)井下儀器工作環(huán)境指標進行分析，開展了常規(guī)測井的適應性研究。對于陣列感應測井，當井眼范圍為4.5-12.25in時， HDIL、ACRT儀器滿足測井需求，當井眼范圍為5.5-12.5in時，三個公司的HRLA、HDIL、ACRT儀器均可以滿足測井需求，當井眼范圍為12.255-20in時，可以用HDIL儀器。但由于水平井使用鹽水泥漿鉆井，導致泥漿電阻率低，且水平井井眼環(huán)境復雜，因此陣列感應不適用于水平井的測量，水平井的電阻率測井系列最好選取雙側向儀器。

2.3 水平井電成像測井響應特征及適應性評價

2.3.1 水平井電成像測井特征

在垂直井中，垂直于井軸并處于同一平面的地層屬于同一地質年代，在徑向上一般是均勻、各向同性的，這時測井儀器記錄的是以井軸為對稱軸的軸對稱梯度場的某一個或多個特征量。水平井的井眼與地層基本平行，儀器周圍的被測介質不再具有軸對稱性，測井儀記錄一個具有各向異性特征的物理場的復合效應。由于測量環(huán)境及測井工藝的限制，很多測井資料質量問題嚴重，更增加了水平井中測井響應復雜性。

2.3.2 電成像測井適應性評價

隨著長慶水平井數(shù)量增加，水平井電成像測井得到較好應用，2019年，在固*9、固*8井水平段進行電成像測井，在裂縫識別、層理特征判識等方面取得很好的應用效果，這反映了電成像測井在水平井中可得到較好應用，尤其是碳酸鹽巖儲層溶孔、裂縫發(fā)育，電成像測井應該在天然氣探井水平井中得到推廣和應用。

2.3.3 陣列聲波成像測井響應特征及適應性評價

水平井陣列聲波測井響應特征：偶極聲波具有不同工作方式，單獨或任意組合均可準確地采集到所希望的波形，可以測量縱波、橫波和斯通利波時差;交叉偶極方式可以獲取快慢橫波時差，用以研究地層的各向異性和巖石力學參數(shù)計算。在各向異性地層，所測量的快橫波方位角指示裂縫的走向或最大水平主應力方向。

2.3.4 核磁共振成像測井適應性評價

核磁共振測井是利用原子核的磁性及其與外加磁場的相互作用而反映地層中孔隙結構與流體性質的一種測井方法，其測量結果不受地層礦物成分的影響，只對距井眼一定距離的地層孔隙流體進行測量，是目前唯一能提供孔隙結構的測井方法。通過調研得出，核磁共振測井到目前為止，在水平井中測量的實例較少，從井下安全及時效等方面考慮，建議在導眼井中進行核磁共振測井，但是在水平段不建議采集核磁共振測井數(shù)據。

2.3.5 地層元素測井水平井適應性評價

地層元素測井是一種前沿的核測井技術，其主要優(yōu)勢是可以直接確定地層骨架礦物中主要元素的重量百分含量、進而確定儲層的巖性以及礦物百分含量。地層元素測井儀由中子源、探測器、能譜采集分析電路三部分組成。中子與井眼周圍環(huán)境中核素發(fā)生非彈性散射、彈性散射、輻射俘獲核反應。其中非彈性散射和輻射俘獲核反應，均發(fā)出具有特定能量的伽馬光子，地層元素測井儀器主要分析俘獲伽馬能譜確定地層中主要元素的含量。

3 烏拉力克組頁巖氣水平井的測井系列確定

鄂爾多斯盆地西緣烏拉力克組儲層礦物成分復雜，微裂縫發(fā)育，孔隙結構復雜，多發(fā)于納米級孔隙，常規(guī)的測井方法對儲層巖性、孔隙度、含氣性的識別收到了很大的局限，尤其是水平井測井解釋方法不完善，為了提高水平井的鉆井效果，建議對烏拉力克組水平井形成如下測井系列：以“自然伽馬+井斜+聲波時差+雙側向+巖性密度+補償中子+自然伽馬能譜”的常規(guī)測井系列;以“地層元素+陣列聲波+電成像”的測井系列;通過這些測井數(shù)據，開展儲層含氣性評價，計算地層地應力，評價儲層的工程品質和可壓性;利用電成像測井進行儲層裂縫、溶孔發(fā)育情況的測井分析，利用巖性掃描測井進行巖石礦物組分分析精細評價有機碳含量。

綜上所述，水平井電阻率測井系列選取雙側向測井，陣列感應測井不適應于水平井測井;不同廠家的儀器具有指標差異，應用時需要針對井眼狀況、泥漿性能選取相應的測井儀器;核磁共振測井建議在水平井的導眼井測井，水平段不建議測核磁共振;烏拉力克組及其他海相頁巖氣儲層水平井建議測井系列為：“自然伽馬+井斜+聲波時差+雙側向+巖性密度+補償中子+自然伽馬能譜+地層元素+陣列聲波+電成像”。

作者簡介：

羅菊蘭（1967- ），女，漢族，陜西洛南人，高級工程師，主要從事地球物理測井資料解釋工作。