530快速测井平台在苏里格气田的应用

2010-02-06王修甫周建辉胡林斌赵建伟赵玉红薛继荣

石油管材与仪器 2010年4期

关键词：里格声波侧向

王修甫周建辉胡林斌赵建伟赵玉红薛继荣

(河南石油勘探局地球物理测井公司河南南阳)

530快速测井平台在苏里格气田的应用

王修甫周建辉胡林斌赵建伟赵玉红薛继荣

(河南石油勘探局地球物理测井公司河南南阳)

结合苏里格地区的地质特征,文章介绍了530快速测井平台在此地区的应用,同时指出了仪器在使用中存在的问题及解决途径。熟悉仪器特点,正确使用测井仪器,可以获得合格的测井曲线,为准确解释油气层提供科学依据。该仪器能够较好地应用于不同地区油气田的勘探开发。

测井仪器;苏里格;天然气层;解释;应用

0 引言

530快速测井平台是北京环鼎科技有限责任公司新研制的大满贯数控测井系统。仪器采用共用电子线路控制多探头,液压推靠器驱动复合探头,集成化设计、数字化处理等先进技术,具有稳定性、兼容性和组合能力强的特点[1]。其中,耐温175℃(耐压140 MPa)井下仪器的双侧向仪器串总长度为22.1 m,大大缩短了仪器串长度,一次下井可以取全所有常规测井资料。节省了井口占用时间,提高了现场测井时效。本文结合该仪器在苏里格地区的应用情况,以苏东34区块的测井情况为例进行分析。

1 苏里格地区的应用

长庆探区苏里格气田是鄂尔多斯盆地发现的整装气田,位于内蒙古自治区乌审旗巴音高勒地区,其构造处于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡。该斜坡是天然气的主要富集构造单元盆地,基底为太古代和早元古代变质岩,盖层为中晚元古代至第四纪沉积,含气层系主要发育于上、下古生界。其产层主要是古生界二叠系中统的石盒子组及下统的山西组的盒8砂岩,为中低渗透率油气藏[2]。其砂体主要为河流、三角洲沉积,高孔隙带普遍发育。储层致密、薄而分散,呈现低渗、低压、低丰度、低产和非均质性特征。

近两年来,我公司先后购买了3套530测井仪器,在国内不同地区提供测井服务,并且获得了较好的测井效果。在现场测井施工中,当遇到复杂井况或事故井时,为了降低井下仪器因测井遇阻引起装卸放射源返工的风险,同时减少自然电位(SP)、自然伽马等仪器的漏测深度,一般采用分两串组合仪器下井的方法:第一串为电法仪器(侧向串)组合,从上至下依次是: SP+TTR+TGR+AH169+BDS+REC+DLS+HRAS +D4C,仪器总长度为17.1 m;第二串为放射性仪器组合,从上至下依次是:TTR+TGR+CNS+NEC+HAS (LDS),仪器总长度为12.2 m。

2 主要测井曲线的特征与评价

天然气具有很强的渗透和运移能力,对储集条件要求较低,无论是浅部欠压实的高、中孔隙度地层,还是深部压实、固结的低孔隙度地层以及复杂岩性地层,都可能形成天然气层。苏里格气田具体地层地质情况,以苏东34-х х井为例说明。苏东34-х х井的主要目的层基础资料及岩屑描述记录如下:石盒子组的2 760 m～2 768 m、2 903 m～2 908 m层位;山西组的2 937 m～2 943 m、2 952 m～2 957 m层位岩性均为浅灰色含气粗砂岩。成份石英占85%,岩石碎屑及暗色矿物占15%,颗粒呈次棱角状,分选中等,泥质胶结,疏松。槽面可见小米粒状气泡,现场定级为气层。苏东34-х х井部分测井曲线综合图(1:500),如图1所示。

从图1测井曲线上可以看出苏东34-х х井目的层的岩性、电性、物性和含气性的特征。通过自然电位或自然伽马等测井曲线在目的层附近划分储层。自然电位与地层岩性有密切关系,夹在泥岩中的渗透性砂岩层,相对于泥岩有自然电位的异常表现。以泥岩的自然电位为基线,则砂岩的自然电位向负偏移,且砂岩的渗透性愈好,其自然电位相对泥岩的值越大,含泥质的砂岩,随泥质含量的增加异常幅度减小。从图1可以看出砂岩的自然伽马显示出最低值,粘土显示出最高值,而粉砂岩、泥质砂岩的显示介于中间。

图1 苏东34-х х部分测井曲线综合图

声波仪器的测井响应特征从图1可以看出:该地区正常砂岩气层的声波时差平均值约为226μS/m。其异常测井响应特征表现有:天然气使声波声速降低,声阻抗大,声波仪器探头与周围介质耦合不好,其声波能量严重衰减,有大量散射现象发生,导致声波幅度明显衰减,声波时差数值明显变大。而在泥浆气侵,疏松的含气砂岩,井壁坍塌以及裂缝发育地层,则常出现周波跳跃现象。在未压实的疏松地层中这些显示更为明显。

该声波仪器采用高分辨率时差(Δt)测量及其深度推移井孔补偿方法,一次可算出3条不同纵向分辨率的声波时差曲线(图1显示的是声波平均时差曲线)。图1所示,砂岩显示为低声波时差,泥岩在声波时差曲线上显示为高值。页岩介于砂岩与泥岩之间,砾岩一般具有低声波时差值,且愈致密声波时差愈低。

由于天然气密度明显低于油的密度,表现在密度测井曲线上ρb下降,而ΦD上升。同时,由于密度测井受井孔状况影响较大,泥饼过厚或井径扩大时,短源距密度值难以补偿,导致在井孔条件较差的储层段,采用密度-中子曲线重叠法不能很好地指示天然气层的存在。图1所示,岩性密度仪器测井曲线的RHOB平均值气层接近2.72 g/cm3,符合该地区地层规律。

天然气使中子孔隙度测井读数ΦN下降,中子密度交会就是所谓的挖掘效应,此效应明显时,甚至可能出现负值[3]。这是气层的典型标志。同时,在测井中有所谓的“天然气效应”,即低中子孔隙度,显示略高的密度孔隙度。在气层,声波时差和中子、密度这三条曲线靠的比较近,如图1曲线所示。

双侧向仪器的深侧向(LLD)和浅侧向(LLS)电阻率曲线有明显的幅度差,而对于低阻气层双侧向电阻率曲线则无明显特征。对于孔隙度小、裂缝呈明显的单向行发育的裂缝性储层,各向异性特点表现突出,双侧向仪器的深、浅侧向电阻率曲线的重叠显示,能够比较有效的识别地层裂缝,评价地层性质。在水平井测井中,由于双侧向仪器的工作环境发生了改变,仪器受周围上下围岩的影响,可能引起深浅侧向测井曲线的差异。

一般来说,不同的地质剖面,电性会有不同的响应。砂岩的电阻率变化范围比较大。当地层水的矿化度较低时,砂岩的电阻率高于泥岩,泥质砂岩的电阻率居于其间;当地层水矿化度很高时,砂岩的电阻率可能低于泥岩;当地层含气饱和度较高时,气层的低密度值及低中子值、高声波时差值及高电阻率特征明显,而含气饱和度较低时,气层特征不太明显。

另外,苏东34-х х井,山西组的3 006 m～3 008 m、3 019 m～3 024 m层位均为黑色煤。现场录井显示为可燃,性脆,染手,玻璃光泽,点燃有烟。测井曲线显示为自然伽马和密度数值降低,双侧向电阻率增高,声波速度减小,中子孔隙度增大,自然电位出现负偏移。

3 仪器常见的问题及解决途径

根据现场测井施工情况看,仪器出现的主要问题是自然电位(SP)测井。受地层水、地层岩性、温度、泥浆、侵入带等因素的影响。在2 500 m以下,自然电位(SP)幅度以泥岩为基值比较其幅度差明显减小,使用硬电极测量自然电位(SP)时,这一现象尤为突出,而采用软加长电极测井情况明显趋好。初步分析可能原因有:软电极自然电位的测量电极环较长较细,在井孔中的运行轨迹居中;缠绕电极环的材料为铅丝其表面电荷传导性较好。

随着泥浆滤液矿化度和泥浆侵入深度的增大,自然电位幅度将减小。与图1所示的测井曲线显示基本一致。在个别井测井中即使使用软电极测量自然电位(SP),仍然存在3 000 m以下底部区域幅度差偏小的现象。

在定向井的造斜段声波仪器声波信号受干扰严重。声波仪器声系短节部分扶正失效(扶正器钢片弹性有限,支撑困难),造成仪器在井孔中偏心,不居中;声波仪器声系发射探头或接受探头部分外壳钢槽内,由于硬泥饼填塞或碎屑岩屑固结,使声波在地层中的传播能量减小,影响声波探头对外发射或接受效率;声波仪器声系内接受探头周围运动噪声干扰严重,导致声波时差信号有无规律突跳现象。如果出现声波时差跳变较多时,可采取降低声波探头发射频率或降低测井速度的方法重复测井。

由于补偿中子仪器离液压推靠器较远,如果不加偏心弓,仪器可能居中,影响补偿中子仪器测井数据的准确性,导致中子孔隙度数值较仪器靠井壁时略高。一般情况下要使用补偿中子仪器偏心弓,保证仪器贴近井壁。同时,中子仪器在测前和测后现场效验值应保持一致,误差不超过±1 PU。

由于该地区的地质情况特殊,导致仪器液压推靠部分的推靠臂、探头、岩性密度仪器的探头防磨板、液压推靠器支撑臂及井径腿防磨块等器件损坏严重,应及时更换,并根据相关器件的磨损程度适时刻度仪器。

连斜仪器上绝缘筒磨损严重,应及时更换磨损的绝缘套筒,否则影响双侧向仪器测井。连斜仪器的部分外壳保证了双侧向仪器上A2电极的长度,如果磨损严重(一般容易磨穿),双侧向仪器的深侧向电流回路缩短,导致深侧向探测深度变浅;同时,应注意双侧向仪器的下A2电极是声波仪器的外壳,如果因高压漏电或不明因素会导致双侧向仪器电极棒内的辅助监督电路损坏(修复时需更换整块电路板),引起测井曲线畸变。

530快速测井平台的井径仪器,可以采用4种不同组合连接方式的液压推靠式独立四壁井径仪,以独立的数字化传输技术,为井下仪器串的数据总线传输井径信号。同时,一次下井可获得7条井径曲线(图1显示的井径曲线为平均井径曲线)。

另外,如果地面仪器为井下仪器推靠供电时电压加的太高,会引起推靠器所使用的指示电流表(A2)损坏失效。此时,更换地面仪器井下仪电源箱(TPS)内,电路板(M1)上的电阻 R50(390Ω)和电流表(注意电流表外壳不要接触接线电路板),即可恢复正常。