基本介紹
- 中文名：山地超高壓氣藏複雜井筒測井技術
- 外文名：Logging technology of complex wellbore in mountainous ultra high pressure gas reservoir
- 用途：解決超高壓氣藏複雜井筒難題
- 成因：為解決山地超高壓氣藏問題而形成
- 特點：使山地測井採集成功率達到100％
- 內容：解釋技術、採集配套技術等
測井採集技術要求及困難,採集配套技術,解釋技術,套用效果,
測井採集技術要求及困難
1、山地勘探對測井資料提出的要求
(1)庫車地區儲層成分和結構成熟度低，很多區域儲層岩性、物性差，表現為低孔、低滲的特徵，孔隙度測井資料必須精度高。
(2)儲層的岩性、物性差等因素，導致氣藏氣水過渡帶複雜，氣水界面難以確定，測井資料必須能夠識彆氣水界面。
(3)在薄互層的地區，測井資料必須分辨薄層。
(4)庫車地區由於地表複雜、構造複雜等特點，造成物探解釋難度大，測井資料必須進行單井構造精細解釋，標定地震層位，提高構造成圖精度，降低勘探風險。
(5)鑽井工程亦迫切需要測井提供壓力預測和各種岩石物理強度參數等，供鑽井工程設計參考。
2．複雜井筒條件對測井採集施工帶來的困難及對測井資料的影響
(1)井斜大、狗腿井段多，井壁垮塌嚴重，用常規工藝進行測井採集施工難度極大，安全事故頻繁，測井資料由於遇卡嚴重失真，無法完成測井採集任務。
(2)井壁垮塌嚴重，井徑極不規則，很多對井眼要求較高的測井系列因資料受井徑影響不能真實地反映地層信息。
(3)鑽井液密度大，目的層段溫度高，對井下測井儀器耐壓和耐溫技術指標要求高。
(4)鑽井液密度大，鑽井周期長，侵入深，目的層受污染嚴重，特別是井眼穿過鹽層後，礦化度達到飽和狀態，對普通感應電阻率測井影響較大。
(5)由於高壓氣藏壓力大，常常在測井作業施工中伴隨井筒溢流等現象，從工程安全形度考慮，必須限制測井儀在井筒中的滯留時問。
(6)鑽井液中的氣侵現象和比例極高的重晶石粉含量及井壁的不規則嚴重地影響中子一密度測井資料的品質。
採集配套技術
通過對常規測井、隨鑽測井、鑽桿傳輸測井、小井眼儀器測井幾套施工工藝的對比、綜合分析，對施工工藝進行了大力改造，包括大力加強井眼準備，採用高強度電纜，增加導向裝置、扶正器、短節等措施，形成了針對性強的常規測井施工工藝；同時，大力引進測井新技術，利用幾種方法聯合配套施工以取全取準測井資料，完成這種惡劣條件下的測井數據採集。
1)快速平台測井採集技術
針對超高壓氣藏氣侵的影響以及潛在的井涌、井噴的危險因素，在超高壓氣藏井眼環空較小的情況下，要求測井儀器儘可能短，而測井速度儘可能快，同時要求取全取準反映地層地質信息的資料。這些客觀存在的問題與難題，採用常規測井儀器無法滿足上述要求，為此，引進了PLATFORM EXPRESS(快速平台)技術，它是測井採集的一項革新技術。與類似的三組合儀器相比，其測井速度提高了2倍，所提供的結果更可靠，並且占用的鑽井時問明顯縮短。測井速度高、安裝與刻度時間縮短和現場處理周轉快這幾大特點都有助於提高效益。
2)陣列感應測井採集技術
面對高密度、高礦化度鑽井液的侵入影響，常規的電阻率測井儀器因其探測深度淺，無法克服鑽井液侵入對地層真電阻率的影響，而高礦化度的鹽水鑽井液電阻率低，井眼對感應電阻率的分流影響大，使得測量的視電阻率與地層真電阻率差別較大，從而影響對地層流體性質的識別。為解決上述難題，採用新一代陣列感應儀器以克服鑽井液侵人的影響，高解析度方位側向儀器以克服高礦化度鑽井液的影響。同時，井場計算機功能的迅猛發展使儀器設計人員能夠研究一些新的方法對深度探測和垂向解析度聚焦型感應儀加以改進。實際套用表明，通過地面採集計算機可以靈活地將原始測量結果以不同的權值處理成不同需求的深與淺高解析度曲線，這一方法的主要突破是測量值的探測深度沿襲了常規深側向(LLD)的優點，但其縱向解析度的精度更高，更適宜於薄層評價。
3)偶極橫波成像測井採集技術
在山地超高壓地層複雜井筒條件下聲波採集中，受井眼、地層物性特性的限制，單極聲波測井儀無法在砂泥岩剖面上採集到橫波速度，而無法利用計算出的縱橫波時差和泊松比在相對緻密的儲層段識彆氣水邊界和尋找可能的產氣層段。引用偶極橫波成像測井儀(DSI)在山地超高壓地層採集可克服這一缺點。
DSI儀器有8個陣列接收器、一個單極發射器和兩個偶極發射器。接收器陣列對傳播波場可進行廣泛的空間採樣，以便進行全波列分析。發射器和接收器陣列的排列可測量到較深傳播深度的聲波信息。同時在大多數情況下，可以使測井採集速度提高一倍，並能與其他測井儀器進行組合測井，節省鑽進時間；它所測量的常規聲波曲線無論是在裸眼井還是在套管井都與聲波測井儀的測井曲線有很好的可對比性。
4)全井眼微電阻率成像測井採集技術
山地高陡構造複雜地質情況，決定了地震採集信息的精度較差，而較差的精度導致對地層構造解釋的不確定性因素增加。山地高陡構造複雜的地質特徵需要採用信息量大、精度更高、覆蓋井眼面積最廣的測井儀來滿足地質解釋套用的需要。
5)核磁共振成像測井採集技術
山地複雜的地質條件，儲層岩性、物性變化大，孔隙空間結構複雜，儲層厚薄不均,採用常規測井資料評價儲層的有效性和流體性質難度極大。
核磁共振(NMR)測井提供了求解儲層評價中與孔喉尺寸密切相關參數的手段，它可以根據密度、中子及CMR孔隙度之間的差異確定粘土束縛水體積。該體積可用於泥質砂岩威克斯曼一史密斯或雙水模型測井解釋中，作為束縛水導致的低電阻油氣層。另外，核磁共振測井的CMR儀器是一種可組合的極板型NMR儀器，測量的信號回響約有90%來自儀器前面1.25～2.5cm之間的地層，儀器的垂向解析度極高，與其他測井系列對比，不僅極大地降低了井眼凹凸不平、泥餅及地層損害對信號的影響，而且對薄互層儲層及油氣層的識別精度很高。
解釋技術
1．深探測陣列感應成像測井處理解釋技術
陣列感應成像鋇4井不同於已往感應測井，它是在原始測量信號基礎上，採用軟體聚焦方法生成不同的固定徑向探測深度的縱向解析度可變的多條電阻率測井。陣列感應測井具有測井信息多、資料處理複雜等特點，提高了感應測井的徑向探測深度和縱向解析度。為解決山地超高壓氣藏複雜井眼高礦化度、高密度鹽水鑽井液侵入問題，在庫車地區優選採集陣列感應成像測井系列，有斯倫貝謝的AIT測井儀、阿特拉斯的HDIL測井儀和哈里伯頓的HRAI測井儀。這些測井系列引入塔里木盆地的時候，國內外還沒有一個軟體能夠同時處理這三家公司的陣列感應測井資料，為了最大限度地套用陣列感應成像測井資料，在庫車山地超高壓氣藏的測井處理、解釋套用中，形成了一套可處理這三家陣列感應測井資料的技術方法，下面分3個方面進行介紹。
1)地層侵入帶劃分及其主要影響因素
陣列感應測井特點是每一條曲線都有固定的探鋇4深度，這與雙感應測井不同。因此，可用陣列感應測井電阻率曲線特徵，來反映鑽井液濾液分布，劃分侵入剖面的各個帶。從所測的陣列感應測井徑向電阻率變化特徵來看，沒有發生典型台階型特徵。鑽井液濾液侵入氣、油、水層可歸為四段式模型：靠近井壁的第一段，由於鑽井液侵入影響最大，沖洗程度高，因此，電阻率變化最大；第二段，鑽井液濾液侵入影響次之，地層電阻率變化次
之；第三段，也就是過渡段到原狀地層段，鑽井液濾液侵入影響很小，地層電阻率變化很小；第四段原狀地層段，沒有鑽井液濾液侵入影響，電阻率不變化。因此，可用陣列感應測井徑向變化率來劃分侵入剖面的各個帶。
一般水層侵入半徑小，而且內外半徑差別很小；油氣層侵入半徑大，而且內外半徑差別很大，這是由於地層孔隙中流體性質引起的。當其他條件固定時，鑽井液濾液侵入地層的深度受兩個因素的控制：一是泥餅滲透率；二是地層的孔滲特性。而且侵入半徑r與隙度成負相孔關性，也就是說孔隙度、滲透性好的地層，侵入半徑反而小；侵入半徑，．與沖洗帶飽和度亦成負相關性，也就是說沖洗程度高，沖洗帶飽和度大，侵入半徑反而小。
鑽井液濾液在侵入壓差作用下侵入儲層。地層侵入帶孔隙中流體按驅替、混合、擴散過程分布，可用電阻率反映其分布形式。對於鑽井液濾液侵入帶任一點，電阻率變化值由其中流體電阻率變化和含水飽和度變化值確定。
2)陣列感應測井資料處理
利用陣列感應測井研究鑽井液濾液侵入特性和其中流體分布規律是測井儲層評價的重要一環。為了做好儲層評價，陣列感應資料處理應包括6個方面：①電阻率徑向成像，將5條或6條固定探測深度的陣列感應測井值轉化成一定探測深度24維或48維陣列數據；②鑽井液濾液侵入剖面成像，對徑向電阻率變化進行積分，鑽井液濾液侵入地層的單位厚度體積用成像方法顯示可以看出鑽井液濾液沿徑向分布狀況；③侵入帶水電阻率徑向成像，可以通過侵入帶電阻率的變化趨勢來計算侵入帶水的電阻率值；④飽和度徑向成像。
3)陣列感應測井資料解釋方法
油井鑽探過程中，滲透性地層往往被鑽井液濾液侵入，形成鑽井液濾液侵入帶。研究鑽井液濾液侵入地層特性是測井儲層評價的重要一環。陣列感應測井是研究鑽井液濾液侵人地層特性的非常重要的手段。因此，陣列感應測井解釋首先要充分研究和利用地層的侵入特性。
當地層水電阻率與鑽井液濾液電阻率反差大時，即Rmf / R大於2時，自然電位在滲透層處有較大異常時，由於儲層鑽井液濾液侵入的影響，不同探測深度的感應測井曲線在滲透層上相互分開，用此回響，可以把有侵入特性的砂岩與周圍非滲透層分開。
2．全井眼微電阻率成像測井(FMI/FMS)處理解釋技術
成像測井FMI/FMS(FMS指微電阻率掃描成像測井)可以提供大量的直觀信息用於儲層的評價和地層解釋。為研究克拉2氣田的沉積儲層，在克拉201與克拉203井採集了微電阻率成像測井。在FMI/FMS資料的圖像處理方面，國內外均處於研究、探索階段；在解釋方面也沒有一套成熟的方法。塔里木油田研究人員在大量岩心與成像對比的基礎上，結合塔里木FMI資料套用的實際情況，給出了一種由淺入深、由分析到綜合的層次解釋方法及具體操作步驟；在資料處理方面套用圖像分割技術，實現了從FMI/FMs圖像中將地層中有用目標從背景中分離出來的目標。
3.核磁共振成像測井資料處理技術
利用核磁測井資料確定儲層參數。核磁測井與其他測井方法在孔隙度解釋中的不同之處就是核磁測井能解釋束縛流體和可動流體孔隙度。採用新一代的核磁共振測井儀測井，還能解釋出粘土束縛流體孔隙度。
套用效果
超高壓氣藏複雜井筒測井配套技術是庫車山地勘探過程中形成的成熟技術，它主要包括井下測井施工工藝配套技術、井下測井儀器採集配套技術、測井資料處理配套技術與測井資料解釋配套技術。
複雜井筒條件下測井採集施工工藝配套技術主要包括線上扶正器、導向器與柔性短節，這些井下工具與井下採集儀器組合在一起進行井下施工，大大減少了遇阻遇卡的次數，節約了測井時間，提高了測井時效，縮短了鑽井周期。
超高壓氣藏複雜井筒測井採集配套技術包括CSU與MAXIS一500系列地面配套組合，井下快速平台組合儀器、陣列感應成像儀、偶極橫波成像儀、高解析度方位側向儀、微電阻率成像儀、核磁共振成像儀，套用上述儀器克服了高溫、高壓、高密度、高礦化度井筒條件的影響，取全取準了反映地層地質信息的測井資料，為下步測井資料處理與解釋奠定了基礎。 超高壓氣藏測井資料處理技術包括常規測井資料處理配套技術，測井新方法、新技術處理配套技術以及綜合地質、地震、測井配套處理技術。
在常規測井資料處理配套技術中，包括了井眼環境校正，深度匹配、標準化、多礦礦物(或多岩性)最佳化體積模型技術，岩心標定或檢驗處理技術等，這些配套成型的技術對日常生產和油氣評價起了關鍵的作用。
綜合地質、地震、測井配套處理技術，主要以井眼為基礎，開展單井井旁構造精細解釋與沉積相研究，從單井到多井，再經過過井地震測井線與VSP測井結合，開展儲層橫向預測以及標定地震構造解釋。在庫車山地的勘探中，修正了一系列因地表條件複雜、地震信息反映不清的解釋，節約了大量的科研費用、地震施工處理費用，產生了良好的經濟效益。
而測井資料配套解釋技術，主要圍繞儲層綜合油氣水評價、產能預測以及儲層參數縱橫向變化規律而展開。它結合地質錄井、岩心分析、試油資料，從單井精細解釋到多井對比解釋直到探明儲量參數評價技術，為下步勘探開發、工程施工提供可靠的油氣水評價與產能預測結果，為上報不同階段的儲量提供可靠的參數保證。
