井眼轨迹与钻遇地层关系的随钻测井解释研究

在以水平井为主要开发手段的油藏中,为了提高水平井段有效储层的钻遇率,就必须搞清楚井眼轨迹在地层中的走向及其空间产状,必须根据测井资料对井眼轨迹与钻遇地层的接触关系进行精细解释与分析。本文以东方区块测有随钻测井资料的E3hb和E5h两口水平井为例,基于水平井随钻测井解释的方法原理,采用井眼轨迹、地层剖面和测井曲线综合成图技术对实钻的井眼轨迹与地层的各种接触关系与特点进行了精细解释与描述。应用表明,该技术可以及时监测井眼轨迹在导向标志层和目的层中的钻遇情况,有助于现场实施地质导向钻井。     

随钻方位自然伽马成像测井在地质导向中的应用

地质导向根据钻井过程中实时测量的地质和工程参数指导钻头钻进方向,使钻头尽可能在产层内钻进。随钻方位自然伽马成像测井仪器利用多个自然伽马传感器,将带有方位信息的测量数据实时上传到地面用于地质导向。利用地质导向建模软件,分析仪器在钻遇倾斜地层、断层、不同倾斜角地层时仪器响应特征,为实时地质导向提供理论依据。现场利用实时随钻方位自然伽马成像测井资料对水平井钻探进行实时追踪,及时判断钻遇地层的边界位置并调整井眼轨迹,结合其他资料指导水平井施工,较好地实现了地质导向目的。     

基于随钻测井的地层界面识别方法

随钻测井资料特别是随钻方位性测井资料在地质导向钻井中起着至关重要的作用,可以预测和判断地层界面、地层方位特征以及各向异性地层走向。通过介绍随钻电磁波电阻率仪器、方位深探测电磁波电阻率仪器和方位伽马仪器的基本结构及测量原理,结合实际应用环境,分析测量仪器在穿越地层界面时的影响因素和边界效应,进而提出利用电磁波电阻率和方位伽马曲线响应特征实现地层界面识别的方法,最后举例说明了随钻电磁波电阻率和伽马成像仪器在地层界面识别中的应用。现场应用表明,研究开发的具有边界探测能力的地质导向技术和装备,优化了井眼轨迹在储层中的位置,降低了打穿油层的风险,提高了储层钻遇率。     

基于随钻测井的地质导向解释系统研究与应用

通过理论分析和方法研究,实现了地层岩性定性判别和流体性质识别;随钻测井资料预处理和标准化后,可以利用两条随钻测井曲线实时识别地层岩性;经过垂深校正,可以直接与直井测井曲线进行对比分析,并采用直井参数解释方法对所钻遇地层进行随钻地层参数解释,通过邻井对比再结合地质、钻井等资料进行随钻地层评价;提出了从测井曲线中提取小层对比信息和极值方差聚类自动分层方法,实现了所钻地层的层位和岩性对比;研发了水平井地质导向测量参数随钻解释系统。实践表明,水平井地质导向测量参数随钻解释系统能够较好地指导油气藏评价和水平井地质导向钻井施工,随钻解释成果与电缆测井解释成果相比具有很高的可比性。实施地质导向钻井技术的前提是将随钻测井数据与储层地质特征进行实时对比和评价,从而有效控制井眼轨迹的走向。建立实时解释平台是实现地质导向钻井的基础工作,而研发基于地质导向钻井的测量参数随钻解释系统可以为地质导向钻井井眼轨迹控制提供决策依据。     

“水平井咨询系统”与测井解释实例分析

目前胜利油田开发进入中后期，为了提高原油产量和采收率，钻了一些水平井。由于水平井特殊的井眼情况，在水平井测井资料解释中，必须弄清井眼轨迹。水平井咨询系统是利用井斜和井斜方位，确定水平井井眼轨迹，绘制各种图件，以确定所钻遇地层的位置，从而为测井解释提供依据。该文利用胜利油田3口水平井，对“水平井咨询系统”及其提高测井解释的准确性进行了实例分析。     

水平井地层电阻率各向异性研究及应用

水平井井眼轨迹与地层的相对位置经常变化，造成常规测井仪器在水平井中的响应机理发生改变，地层电阻率测井响应表现出各向异性特征，测井解释模型也因井眼位置不同而复杂化。因此，在进行水平井测井资料解释时，应考虑地层各向异性对测井响应的影响和地层非均质性对测井解释模型选择的影响。首先利用水平井井眼轨迹在钻出和钻回同一地层界面时的测井响应镜像特征提取地层界面点，用多项式趋势面分析方法确定水平井井眼轨迹的三维空间展布与地层之问的关系，确定井眼轨迹与地层的相对位置；然后通过研究水平井测井电阻率随水平井井眼轨迹与地层相对位置的变化规律，总结出油、水层的评价标准；最后采用3层水平层状模型对水平井地层电阻率的各向异性进行了研究，准确计算了地层水平电阻率和地层含油饱和度。将以上方法应用于塔里木油田水平井测井解释中，确定了井眼轨迹与地层的相对位置，计算了地层水平电阻率的大小。对油层和水层的电阻率各向异性进行了分析，认为地层电阻率如果表现为各向异性，就不能将水平井测量电阻率直接用于油水层的识别，但利用计算的水平电阻率能很好地使用垂直井的成熟研究成果进行油水层识别和地层含油饱和度计算。     

水平井咨询系统的原理与应用

水平井咨询系统是利用连续的井斜和井斜方位曲线确定水平井的井眼轨迹,再结合测井资料判断水平井是否钻遇了目的层以及钻遇了目的层靶点的位置等,为测井解释和地层评价提供准确的水平井咨询.简要介绍了水平井咨询系统的原理和处理方法,通过实例重点介绍了水平井咨询系统在提高测井解释准确性方面的实际应用效果.     

水平井高精度三维地质建模技术及应用

传统水平井解释方法是利用邻近直井地层对比投影到水平井井眼轨迹主方向上,拾取地层关键界面点绘制井眼轨迹与地层的关系,由于地层构造变化使该方法存在一定局限性。基于水平井周围邻近直井的砂体对比,通过剖面完全约束的方式采用最近邻算法建立高精度三维地质模型。在模型中提取沿水平井井眼轨迹的砂体切片,结合水平井测井曲线,采用人机交互的方式实现水平井井眼轨迹与地层关系的可视化表征及精细刻画。该项技术解决了传统地质建模方法的不足,提升了水平井轨迹钻遇砂体预测的精确度。     

随钻电阻率成像测井仪定量评价地层界面探究

随钻电阻率成像测井仪不仅可以通过井壁电成像直观显示微小的地质体特征,还具有识别地层界面的能力。为了探索随钻电阻率成像测井仪在界面处的测井响应特征,利用三维有限元方法,研究了其具有方位性时的地层界面测井响应规律,并根据模拟结果建立了地层界面参数定量计算模型。结果表明,该仪器在水平井中不同方位钮扣电极的电阻率测量差值和仪器与地层界面的距离呈较好的幂指数关系;该仪器在斜井中与地层界面的夹角和不同方位钮扣电极电阻率曲线犄角间的最大距离呈幂指数关系,且基本不受地层界面上下地层电阻率对比度的影响。建立的地层界面参数解释模型表明:仪器与地层界面的距离小于1.00 m,可以识别出地层界面;仪器与地层界面夹角小于20°时,可定量计算出二者夹角。研究结果为随钻电阻率成像测井的地质工程应用提供了理论依据。      

随钻方位电磁波电阻率测井技术与地质导向应用

随钻方位电磁波电阻率测井可在地层中预测电阻率界面,指导钻井轨迹实时调整以钻遇储层甜点,在大斜度井和水平井油藏勘探开发中的应用日益广泛.介绍了新型随钻方位电磁波电阻率测井仪器(DWPR)的研制和应用情况.基于电磁全分量测量设计理念,该仪器采用倾斜发射-倾斜接收的双斜正交线圈系测量结构进行地层边界探测和地层评价.DWPR仪器在典型地层模型下的响应表明,该测量方式下的方位电阻率、地质信号及成像信息,可有效反映地层电阻率、方位及各向异性等特征.针对DWPR仪器特有的电阻率信号、方位信号,基于阻尼最小二乘原理,开发了实时边界反演地质导向软件.新型随钻方位电磁波电阻率测井技术在中国近海进行了50余口井的地质导向应用,实时地层边界反演结果均符合油藏地质认识,有效指导水平井钻进过程,大幅度提高了储层钻遇率.     

随钻方位伽马能谱测井影响因素分析及校正研究

在不同井眼环境和地层条件下,随钻方位伽马能谱响应会有一定差异,从而影响后续的测井解释及地质导向结果,因此,有必要研究井眼和地层因素对随钻方位伽马能谱的影响规律,以消除其带来的不利影响。对比分析了现有随钻方位伽马能谱测井仪器结构,选择了其中一种结构作为研究对象,建立了相应的MCNP计算模型;采用蒙特卡罗方法模拟了随钻方位伽马能谱测井在不同井眼、地层条件下的响应,得到了钻井液密度、钻井液中KCl含量、地层骨架,以及倾斜放射性地层的倾角、方位角、厚度对随钻方位伽马能谱测井的影响规律,在此基础上,给出了非地层因素影响的校正方法。研究结果表明:计数率与钻井液中KCl含量和地层倾角及厚度正相关,与钻井液密度、地层骨架密度和地层倾斜界面方位角负相关;KCl能改变能谱形状,其他因素不改变能谱形状。研究表明,利用井眼影响因素校正后的计数率或能谱计算的泥质含量及K,U和Th的含量更接近真实值,可为测井解释及地质导向提供更可靠的指导。      

甲酸盐无固相钻井液对测井曲线的影响及校正

甲酸盐无固相钻井液具有保护环境、储层保护、抑制地层等优点.但是,由于甲酸盐钻井液密度较大,并且含有大量负离子,使得甲酸盐钻井液对测井曲线具有不同程度的影响,这为测井识别油水层、确定含油饱和度带来了一定的不确定性,增加了测井评价的难度.结合甲酸盐无固相钻井液密度大及侵入地层较深等特点,分析了该钻井液对井径测井曲线、密度测井曲线以及电阻率测井曲线的影响.使用有机盐钻井液体系钻井,对砂岩井段的井眼半径影响不大,对泥质含量相对较高的井段和泥岩段,由于井壁的垮塌现象减少,在这种情况下,单纯地靠观察井径的大小很难对岩性进行评价.甲酸盐无固相钻井液密度较大,侵入地层较深,在侵入地层特别是侵入的砂岩储层中密度测井值较高;由于钻井液电阻率低于地层电阻率,使得视电阻率较低,为油气解释造成了困难;随着浸泡时间的延长,甲酸盐钻井液对地层的影响也不尽相同,所以在钻后及时测井显得尤为重要.通过室内实验,得到了某地区甲酸盐钻井液的电阻率校正方法,并利用该方法处理了某油田的几口井,实际效果是可靠的.     

高分辨率随钻电阻率成像测井在四川盆地碳酸盐岩储层的应用

四川盆地碳酸盐岩储层发育层系多、埋藏深,储层物性普遍表现出低孔隙度、低渗透率的特征,储集空间纵横向非均质性强,构造复杂多变,水平井地质导向难度大。Microscope随钻电阻率成像测井仪提供多种探测深度的电阻率成像图形,有利于准确把握储层和构造特征,减少钻井风险。分析了四川盆地碳酸盐岩储层的特征和Microscope随钻电阻率成像测井仪的特点,提出了水平井地质导向中利用成像资料计算地层倾角的方法、判断井眼轨迹与地层空间关系的思路以及切入角的计算方法;提出了Microscope随钻电阻率成像图中裂缝、断层、溶蚀孔洞、溶蚀洞穴、井眼崩落等储层特征的识别方法。实例应用表明,Microscope高分辨率随钻电阻率成像能够有效地应用于地层倾角计算、构造分析和裂缝识别,强化了地质导向实时导向决策的准确性和及时性。     

水平井密度测井影响因素的蒙特卡罗模拟研究

水平井随钻过程中的密度测井要受井眼尺寸、仪器和井壁的间隙、泥浆比重(含氢量)、泥饼、岩屑、水垫、泥浆侵入等环境影响.利用蒙特卡罗方法模拟水平井在改变井眼半径、地层岩性、孔隙度、岩屑厚度、储层厚度、水垫和泥浆侵入深度等条件的伽马能谱,则井眼尺寸和水垫厚度越大,远近探测器的伽马计数越高,且直线的斜率大小反映对远近探测器的影响大小;岩屑厚度越大,近探测器比远探测器的伽马计数率变化越快,地层的密度动态变化范围越小;泥浆侵入使远近探测器的伽马计数减小,且近探测器变化快,侵入深度达到12 cm后伽马计数率几乎不发生变化.水平井密度测井的探测深度大约为15 cm,为地质导向提供了理论指导作用.     

结合地层元素测井和密度测井提高孔隙度评价精度

岩性较复杂的储层中,由于矿物组分及含量的复杂性,利用常规解释方法不能准确计算地层孔隙度。为此,结合地层元素测井和地层密度测井提高孔隙度计算精度。采用基于多目标规划的最优化新方法,将地层元素测井直接测量的元素含量反演得到高精度的矿物含量。根据地层矿物含量准确计算骨架密度值,结合密度测井资料,获取精确的地层孔隙度测井评价结果。将该方法应用到实际测井资料中,并与岩心分析结果对比验证计算结果的准确性。该方法的计算结果与岩心分析结果的相关系数,高于仅利用密度测井以及中子密度测井交会等常规解释方法,证明了该方法提高地层孔隙度评价精度的实用性。     

Numerical simulation of an acoustic field generated by a phased arc array in a fluid-filled borehole

The acoustic tools widely used in borehole well logging and being developed in borehole acoustic reflection imaging do not have the function of azimuthal measurement due to a symmetric source, so they can not be used to evaluate the azimuthal character of borehole formation. In this paper, a 3D finite difference method was used to simulate the acoustic fields in a fluid-filled borehole generated by a traditional monopole source and a phased arc array. Acoustic waveforms were presented for both cases. The analysis of the simulated waveforms showed that different from the monopole source, the acoustic energy generated by the phased arc array transmitter mainly radiated to the borehole in a narrow azimuthal range, which was the key technique to implement azimuthal acoustic well logging. Similar to the monopole source, the waveforms generated by the phased arc array in the fluid-filled borehole also contain compressional （P） waves and shear （S） waves refracted along the borehole, which is the theoretical foundation of phased arc array acoustic well logging.     

地层密度估算及其应用

目前在进行储层预测和油气藏描述时,一般多采用地震反演技术,计算层速度,预测孔隙度、渗透率、饱和度等多种储层参数,进而获得储层的横向变化规律,达到预测油气的目的.然而,由于同一地震参数受多种地质因素影响增加了地质解释的多解性,以及由于在利用地震资料求取储层参数时,各参数间有一定的相关性,从而影响了预测效果.为此提出了一种从地震资料中提取地层密度参数的方法,以提高油气预测效果.本方法是应用AVO技术,在大于30°角的范围内结合密度测井资料反演地层密度参数.应用此方法对实际资料进行了试算,取得了一定的效果.     

斜井声波测井曲线校正方法

用斜井声波测井曲线生成的合成记录,不能用于沿斜井轨迹标定层位,只能在斜井井口垂直道上进行层位标定。但受地层倾角的影响,这样标定的层位有很大误差。因此,对斜井声波测井曲线进行了地层倾角校正和地层埋深校正,求出一条反映井口垂直道上地层物理特性的“虚”测井曲线。然后,用该曲线按直井方法生成合成记录,用来标定井口垂直道上的地震波层位。文中给出的应用实例表明,用该方法标定的地震波层位准确、可靠。这说明此方法在构造简单地区是适用的。     

非平行界面地层对水平井双感应测井的影响

地层电阻率是影响油气评价的重要参数,感应测井是确定水平井中地层电阻率的常用方法。在实际测井环境中,地层上、下界面往往是不平行的,在测井解释过程中,这种非平行界面地层环境对水平井感应测井响应的影响是一个值得关注的问题。基于三维数值模式匹配法,通过正演数值分析,研究了地层界面倾斜时界面倾角、地层厚度、围岩电阻率、侵入带电阻率和侵入深度等对水平井双感应测井响应的影响。结果表明,在水平井中,地层界面倾斜对双感应测井响应具有一定的影响,其影响程度的大小与界面倾角有关。在非平行界面地层中,所得结论可为水平井双感应测井解释校正提供一定的理论参考。     

高分辨率伽马成像技术在地质导向中的应用

随着地质导向技术在水平井施工中的广泛应用,除了长足发展边界探测等新技术,成像技术在随钻地质导向技术中的应用仍然是较为实用的技术之一。针对南海西部涠洲的油田项目构造变化大、地层倾角不确定性高的区块,便应用了高分辨率伽马成像技术并取得成功。高分辨率伽马成像能够实时提供清晰的伽马成像成果,据此提取精确的地层倾角,并在此基础上进行构造形态分析、落实,判断轨迹所处位置,从而为水平井施工实时决策提供有力的依据并指导地质导向,大大地降低了施工中的地质风险,提高了储层钻遇率。