偶极横波远探测测井技术在塔里木油田的应用

2014-04-23霍勇庞秋维赵勃权中国石油集团测井有限公司塔里木事业部新疆库尔勒841001

长江大学学报(自科版) 2014年8期

霍勇，庞秋维，赵勃权（中国石油集团测井有限公司塔里木事业部，新疆库尔勒 841001）

近年来，碳酸盐岩油气藏已成为许多油田最主要的油气储量和产量的增长点。然而，碳酸盐岩地层的岩性复杂，储集空间及储集层类型多样，具有强烈的非均质性，给测井评价带来了挑战。现有的裂缝识别测井方法探测深度太浅，如声成像测井只是探测井壁裂缝，受现有测井仪器径向探测深度的制约，测井仅能够对井筒附近2～3m的储集层作出评价。由于碳酸盐岩的非均质性，井旁可能有缝洞发育，在裂缝性储层中测井评价成果常与试油结果发生矛盾，测井响应显示井筒附近储集层较差，酸化压裂测试后却获得高产油气流。远探测声波成像测井能够对井眼周围3～45m范围以内的地层界面、裂缝或断层构造进行成像分析［1］，在分辨率及探测深度方面填补了测井与地震之间的空白，为井旁内部油气层的精细描述提供了新的技术手段。下面，笔者阐述了偶极横波远探测测井技术的原理及特点，并具体介绍了该技术的运用。

1 偶极横波远探测测井技术的原理及特点

1.1 测井原理

偶极子声波测井采用偶极声源，偶极子声源振动时像一个活塞，使井壁的一侧压力不断增加，而使另一侧压力不断减小，使得井壁产生了扰动，从而导致了轻微扰曲，这种由于井眼扰曲运动所产生的剪切扰曲波具有频散特性，在适当的低频范围内该扰曲波的传播速度趋近于横波，其传播方向与井轴平行［2］。

偶极横波成像测井仪（DSI）由发射器、接收器和数据采集电子线路组成。发射器由下偶极发射器和上偶极发射器（二者相互垂直）以及一个单极全方位陶瓷发射器［3］3个发射单元组成：在发射声波时，用低频脉冲激励单极换能器产生斯通利波（斯通利波模式时频率为0.5～2kHz），用高频脉冲激励该换能器产生纵波和横波（纵横波模式时频率为3～20kHz），用低频脉冲激励偶极换能器产生近似横波的弯曲波（频率为1～5kHz）。工作方式主要有上偶极发射方式（测量横波慢度，上偶极发射，阵列接收）、下偶极发射方式（测量横波慢度，下偶极发射，阵列接收）、交叉偶极方式（获取快慢横波慢度，用以研究地层的各向异性，偶极发射，阵列接收）、斯通利波方式（测量斯通利波慢度，单极发射，阵列接收）、纵横波方式（测量纵波、横波和斯通利波慢度，单极发射，阵列接收）、首波检测方式（获取纵波慢度，单极发射，阵列接收）等6种。DSI使用的偶极声源是一种定向压力源，由2个相位相反、幅度相等且耦合在一起的单极声源组成。工作时，在地层中激发弯曲波（扰曲波），弯曲波是一种频散波，存在截止频率，且随频率增加，速度逐渐减小，在截止频率处其传播速度与地层横波传播速度接近，因此偶极波形中得到的弯曲波的速度与单极波形得到的地层横波速度并不相等，地层越软，两者速度越接近，故可在软地层用来代替横波速度。接收器由8个接收单元组成，工作在长源距（9、11、11.5ft）方式下，接收器间距均为0.5ft［4－6］。

1.2 特点

偶极横波测井可以在软地层中测取横波速度，其使用的是一种偶极声源（偶极声源就是2个相位相反、尽可能靠在一起的单极声源）。偶极声源使井壁在水平方向上发生位移，因而能在地层中激发纵波和横波。随着横波的到达和在其后的向外扩展，便产生偶极弯曲波，以正弦方式向井上传播。其成像有如下特点：偶极声源频率低，穿透力强，能够探测离井眼更远的反射体；偶极声源辐射具有方向性，有利于反射体的倾斜方位解释；偶极辐射得到的波形模式相对单一，反射波信噪比较高；横波反射对裂缝更敏感，更适合裂缝成像［7－10］。

2 应用

哈A井是塔里木油田位于某缝洞带的一口重点井，该缝洞带位于奥陶系良里塔格组台缘带台内滩集中发育区，储层受北西－南东向走滑断裂及良里塔格组河道控制，形成整体呈北西－南东向条带状展布的储层发育区，地震反射表现为 “串珠状”或连续片状强反射；盖层为良里塔格组中上部瘤状灰岩及桑塔木组泥灰岩，厚度稳定，区域分布，封堵油气能力强，有效性已被勘探证实。哈A井处于局部构造平台区，距北西－南东向火成岩断裂569m。根据研究区储层预测及钻探成果分析认为，奥陶系碳酸盐岩原生基质孔隙不发育，油气储、渗贡献不大。良里塔格组测井、试井与生产分析表明主要储集空间为次生溶蚀孔洞、洞穴以及裂缝。该区块目前实钻共3口井见放空漏失现象，表明缝洞型储层发育，为油气充注提供了有效的储集场所。

常规测井资料和电成像解释成果表明，哈A井井段（6635.58～6842.00m）岩性主要为灰岩、物性较差、井眼规则，录井气测显示弱。从远探测声波偶极横波反射成像（针对裂缝处理）测井解释成果图上看（见图1）：

图1 哈A井偶极横波反射成像（针对裂缝处理）测井解释成果图

1）6775～6785m。0、45、90°方位反射信息明显，说明该处存在波阻抗差异，反射信息较强，疑似过井裂缝。从电成像解释成果图（见图2（a））上看，井壁裂缝不发育。综合分析认为该组强反射为井旁裂缝，结合电成像和远探测声波反射波成像所探测范围分析，该组裂缝未过井壁。因此，解释6775～6785m为井旁裂缝，厚度10m，距井壁距离8～10m，单井相对级别为好。

图2 哈A井电成像测井解释成果图

2）6811～6824m。该段岩性主要为灰岩。常规资料反映岩性较纯，物性较差，电阻率数值在250～660Ω·m。从偶极横波反射成像（针对溶蚀孔洞处理）测井解释成果图上看（见图3），在距井壁 7～10m处反射信息明显，说明该处存在波阻抗差异，反射信息较强。从电成像解释成果图上看井壁裂缝不发育，但可见少量溶蚀小孔洞（见图2（b））。综合分析认为，该组强反射为溶蚀孔洞层。因此，解释6811～6824m为井旁孔洞，厚度13m，距井壁距离0～30m，单井相对级别较好。

通过对处理成果综合分析，共解释2段储层：6775～6785m，距井壁距离8～10m；6811～6824m，距井壁距离0～30m。从远探测声波反射波成像测井解释成果图（见图1和3）上可以看出，该井解释的2处井旁裂缝反射信号较明显，如果对其进行酸化压裂改造后可改善井旁裂缝，有望获得较好的产能。根据解释结论建议对6774～6784m、6811～6824m井段酸压试油。对6775～6780m、6808～6814m射孔后再对6635.58～6815m进行酸化，酸化后试油日产油15m3，不产水，充分说明远探测声波偶极横波反射成像测井能有效反映井壁之外的储层信息。