存储式测井在四川盆地页岩地层中的应用

2016-03-30毛英雄杨小兵阳大祥中国石油川庆钻探工程公司测井公司

天然气勘探与开发 2016年1期

毛英雄　杨小兵　阳大祥（中国石油川庆钻探工程公司测井公司）

存储式测井在四川盆地页岩地层中的应用

毛英雄杨小兵阳大祥
（中国石油川庆钻探工程公司测井公司）

摘要通过分析川庆测井自主研发的存储式测井仪器在页岩地层中的作业情况，对比了电缆及随钻测井资料，对该仪器测井资料的测井质量和评价方法进行了研究，表明该测井仪器适用于页岩复杂地层，其自然伽马、电阻率及声波测井资料质量较好，能够满足储层评价需要。并利用存储式测井资料进行了页岩气储层评价，优选了测试层段，试油结果验证了测井资料的可靠性。图5表2参5

关键词页岩存储式测井储层评价测井时效

0　前言

四川盆地页岩地层目前的测井方式主要包括电缆测井、随钻测井和钻杆传输测井三种，三种测井方式满足不同的测井条件和需要[1-2]。随着页岩气开发力度的加大，大斜度井及水平井的部署比例越来越大，电缆测井使用条件有限；页岩储层易卡易漏，传输测井井控风险大，时效性低，成功率低；随钻LWD费用较高，实际应用较少，仅在部分井测量了随钻自然伽马。同时页岩气水平井水平井段长，钻杆传输测井作业具有钻具遇阻遇卡严重、湿接头对接困难等一系列的安全和技术难题[3-4]。在电缆、随钻及钻杆传输不能安全取全、取准资料的背景下，为满足复杂井、大斜度井、水平井和欠平衡井测井的需求，钻杆输送无电缆测井系统存储式测井应运而生［5］，大大提高了水平井测井的成功率和测井时效，很好地解决了页岩气水平井长水平段测井资料的采集难题。

1　存储式测井原理及工艺技术

存储式测井，是一种新的无电缆测井工艺技术，在不用电缆的情况下提供与电缆测井相同的裸眼井测井数据。主要应用在常规电缆测井难以完成或施工风险较大的大斜度井、水平井等复杂井况中，也可以在小井眼井中采用电缆输送方式进行测井。该测井系统由下井仪器、悬挂释放装置、地面系统、深度系统及钻杆构成。井下仪器包括井径、补偿中子、岩性密度、补偿声波、井斜、方位、自然伽玛、双侧向、阵列感应。

测井时，测井仪器放在保护套内,由钻杆传输到测量地层，上提钻杆带动仪器上提测井，采集到的测井数据存放在仪器的存储器中。测井仪器提出井口后，在地面上读取仪器存储器中的测井数据，结合时间深度数据完成时间、深度、测量数据的匹配，最后由地面系统对“深度-测量数据”进行处理，得到随深度变化的各种测井数据。

存储式测井由于仪器在下井过程中保护在钻具的内部，钻具可以将测井仪器直接输送到井底。仪器下放的过程中可以上下活动钻具、旋转钻杆、可以承受较大的拉力和压力从而降低测井施工安全风险，克服了传统钻杆传输水平井测井方法湿接头对接不成功等一系列缺点。

2　存储式测井资料采集

目前川庆测井的存储式测井仪器主要测量项目有自然伽马、井斜方位、双侧向、阵列感应、补偿声波、补偿中子、岩性密度。通过与电缆等传统测井资料的对比分析，对存储式测井采集资料的时效性及资料质量进行了系统的评价。

2.1时效性与安全性

针对存储式测井应用初期在施工过程中出现的感应测井返工、密度资料未取全、5ft波形衰减严重、无法有效提取声波时差、感应测井值对比邻井测井值偏高及部分高阻井段限幅等实际问题，进行原因分析，制定了改进电池短节布线方式、提高存储式声波接收增益等技术措施，以及不断完善存储式测井施工工艺技术，使得平均作业时效比正常情况下的传统钻具传输测井提高1/3左右。水平段长约1000 m左右时，常规钻具传输测井约需35 h，而存储式测井只需25 h左右，节约10 h（图1）。

图1　存储式测井时效统计图

长宁A井是目的层为龙马溪组优质页岩的一口超长水平井，裸眼井段长约1500 m，该井完井时进行了常规钻杆传输测井，在长达15 d的时间里，仅测到非目的层不到500 m的测井资料，无法满足地质研究与工程需要，随后采用存储式测井安全高效地完成了水平段测井(表1)，取到了水平井全井段测井资料,其测井值可靠，反映岩性清楚，符合地层实际情况，满足优质页岩储层评价的需要。

2.2测井资料质量评价

（1）阵列感应、密度、补偿声波、补偿中子在实验井与5700所测资料对比分析

A井是一口页岩气井，该井依次进行了存储式测井和5700测井。通过对比资料分析，存储式测井同趟次电阻率、密度、补偿中子、补偿声波一致性较好，与ECLIPS 5700测井趋势一致。两趟感应电阻率测井整体一致性较好，感应测井值幅度和变化趋势符合页岩气水平井层状地层的响应，尖刺状为受井眼扩径和仪器邻近层界面的响应特征；补偿声波、补偿中子测井两趟所测资料一致性好；岩性密度由于受井眼等因素的影响其数值局部有一定差别，但均与地层实际特征吻合（图2）。

表1　长宁A井存储式井测井施工时间表

图2　A井阵列感应、密度、补偿声波、补偿中子对比图

（2）水平井存储式测井的自然伽马、补偿中子、密度和声波与直井电缆测井资料对比分析

图3中左图为一口页岩气直井，右图为一口页岩气水平井，从图中可以看出在标志层宝塔灰岩，直井和水平井所测自然伽马、补偿中子、密度和声波时差两者数值基本一致，趋势也基本相同（图3）。

图3　水平井测井资料与直井对比图

（3）水平井存储式测井的自然伽马、井斜、方位与随钻测井资料对比分析

B井为一口页岩气水平井，该井进行了存储式和随钻测井，测井项目为自然伽马、井斜和方位，通过对比可知，两者井斜和方位基本重合，自然伽马趋势完全一致，其数值虽存在一定差别，但均能够满足生产实际要求（图4）。

综上所述，存储式测井自然伽马、中子、声波、阵列感应等资料与电缆测井基本吻合，能够满足页岩气储层解释评价要求。

2.3测井资料应用分析

自2014年以来，据不完全统计，存储式测井在川渝地区页岩气水平井中累计作业50多井次，表2罗列其中部分井，均取到了测井资料，应用效果较好，多数情况下进行了综合加感应的测井资料采集，基本满足页岩气水平井储层评价的需求，在页岩气水平井具有广阔的应用前景。

图4　B井存储式测井与随钻测井资料对比图

表2　页岩气裸眼存储式测井详表

3　存储式水平井测井应用效果评价

A2井为四川页岩气区块的一口水平井，目的层为龙马溪组，水平段长1500 m，利用存储式测井采集测井资料，采集项目为自然伽马、井径、补偿声波、补偿密度和补偿中子，运用页岩气测井解释模型，计算页岩气测井评价关键参数，如有机碳含量，孔隙度，含气量，矿物组分，脆性指数等（图5）。然后进行优质页岩储层评价，在龙马溪水平段2873～4440 m共解释七个页岩气层，并且经过后续分20段进行压裂改造，主压裂用液量3.7×104m3，加砂量1582 t，施工排量10～14.7 m3/min,后经试油结论证实该井获气26.65× 104m3/d，与测井认识相符，也验证了测井解释与测井采集的存储式测井资料的可靠性。