渤海油田随钻电阻率测井资料异常响应分析

关键词：随钻电阻率;资料品控;井眼校正;适用性分析

0 前言

随着大斜度井、水平井等复杂工艺井的广泛应用，随钻测井技术研究与随钻测井仪器研发得到了快速的发展。资料品控工作中发现随钻电阻率资料出现测量数值异常、曲线异常“跳跃”等异常现象。本文总结了随钻电磁波电阻率测量原理与环境影响因素，针对资料异常现象进行原因分析与探究，对资料品控与解释评价工作有重要的指导意义。

1 随钻电磁波电阻率测量原理及环境影响因素

1.1 随钻电磁波电阻率测量原理

随钻电磁波电阻率的基本原理是围绕在钻铤上的发射线圈震荡产生特定频率的电磁波，在井眼和地層传播过程中产生涡流，进而产生二次感应电磁波，由两个间隔的接收线圈进行接收。电磁波在地层介质中传播会发生相位移动与幅度衰减，经过两个线圈时相位和幅度是不同的。经过相应的链表转换，由相位差与幅度比转换得到的电阻率分别称为相位电阻率与衰减电阻率[1]。

1.2 随钻电磁波电阻率环境影响因素

随钻电磁波电阻率的环境影响因素主要包括井眼影响、偏心影响、侵入影响、围岩影响、极化效应、各向异性及介电效应[2]。

①井眼影响：井眼影响会使视电阻率数值发生变化，变化的幅度受井眼半径、泥浆电阻率、地层背景电阻率影响。研究表明：井眼较大时，视电阻率小于真电阻率;泥浆电阻率越小，对电阻率测量值影响越大;②偏心影响：井径变化、仪器不居中、地层与泥浆电阻率差异较大时会造成高频磁场的分布不再是一个同心圆，使得高频电阻率出现测量失真现象。这种情况在对称补偿式仪器中很少出现;③侵入影响：在盐水泥浆体系下，泥浆侵入会导致深浅电阻率出现分离及测量值降低，分离与降低程度与侵入程度有关。该现象一般出现在地层暴露时间较长或随钻复测的情况下;④围岩影响：由于随钻电磁波电阻率探测范围较大，目的层较薄时测井值受低阻围岩电阻率的影响，使实测值明显降低，尤其对深探测电阻率影响较大;⑤极化效应：在大斜度井和水平井中，仪器钻到层界面附近电阻率突然增到极大、产生严重畸变的现象即电阻率的极化角效应;⑥各向异性：当地层电性参数在不同测量方向上不同的时候，电阻率会受到各向异性影响发生变化。井斜增大使得随钻电阻率测量信号中垂直电阻率的贡献增大，导致相位与衰减曲线出现明显分离;⑦介电效应：高阻地层中，介电常数变得较为重要。当输入介电常数与地层实际介电常数出现差异时，衰减与相位电阻率出现明显分离。该效应对衰减电阻率影响较大。

2 随钻电阻率异常现象原因分析

2.1 随钻电阻率与双侧向的测量数值差异

A井测量项目为随钻电阻率ACPR与双侧向DLL。MD1625-1640m深侧向RD与低频长间距相位RCPLLM曲线测量值差异较大（RD>RCPLLM）。经调研，本井双侧向未进行井眼校正，随钻电阻率经过井眼校正处理。回放随钻原始电阻率曲线，原始长间距相位RAPLLM/RAPLHM与深侧向RD基本重合，数值接近，可知井眼校正是造成本井电阻率数值差异的原因。

2.2 相位电阻率异常“跳跃”现象

P油田开发井使用EWR-P4仪器，相位电阻率在高阻砂岩段频繁出现异常“跳跃”现象。相位曲线剧烈变化对测井划分油水界面、计算饱和度有较大影响，技术人员必须对该现象有清楚的认识。

2.2.1 仪器结构影响

EWR-P4为Sperry Sun公司于1991年推出的第二代仪器，天线分布形式为单边四发双收，39in长间距采用1MHz频率，其他采用2MHz频率;提供8条相位与衰减电阻率测量[3]。

如图1所示，当没有井眼补偿时井眼尺寸细微变化会导致数据毛刺及跳尖现象频繁出现，曲线变化幅度较大，分离程度明显，局部测量严重失真;井眼补偿在一定程度上抵消了井眼细微变化对电阻率测量值的影响，使曲线形态更为平滑。EWR-P4仪器为单边发射接受，仪器本身没有进行井眼补偿，无法从根本上消除毛刺与跳尖现象[1]。EWR-P4仪器本身只能发射1MHz及2MHz两种高频率，探测深度相对浅，高频相位电阻率易受到偏心影响产生异变--当泥浆与地层电阻率差异较大、对比度较高时，偏心易导致相位曲线出现“跳跃”现象。

统计P油田EWR-P4仪器作业井可知：当钻井作业使用高矿化度氯化钾聚合物型或PEM泥浆（滤液氯根>70000ppm）时，相位在中--高阻段（电阻率≥40-50Ω·m）即可出现跳尖现象;当使用低矿化度改进型PEC泥浆（滤液氯根≈18000ppm）时，即使在40-50Ω·m的中高阻地层中相位曲线没有出现明显跳尖现象。在低矿化度泥浆体系下，EWR-P4仪器能够得到相对较好的资料质量。

2.2.2 测量精度影响

EWR-P4随钻电阻率测量原理接近电缆感应测井，适用于中低阻地层，在测量高阻地层时易出现误差及超量程现象。当地层真电阻率达到300Ω·m时，相位差变化在（±0.05）°范围内视电阻率值范围在200-400Ω·m之间变化，在高阻层段中相位的误差范围随地层电阻率增大而增大，视电阻率的取值会在高低误差区间内浮动，也会造成电阻率曲线剧烈变化。

综上所述，P油田主要使用高矿化度聚合物型泥浆（滤液氯根65000-100000ppm），油层电阻率较高，地层与泥浆对比度较高，导致了EWP-P4相位曲线“跳跃”现象。使用对称补偿式随钻电阻率仪器可以在一定程度上消除井眼环境对电阻率曲线的影响，准确地得到地层电阻率。

3 结论

①随钻电阻率与双侧向的测量原理有较大差异，两种电阻率需在同一条件下对比验证;②EWR-P4结构为非对称式，发射频率高，在高矿化度泥浆体系下易受偏心影响导致曲线“跳跃”现象，无法从根本上消除该现象;在低矿化度泥浆体系下该仪器能够得到较好的曲线质量。使用补偿式随钻电阻率仪器可以在一定程度上消除井眼变化对电阻率的影响，能够相对准确地得到地层电阻率;③各种环境影响因素会造成随钻电阻率的异常分离与排序，根据曲线间不同的分离关系定性判断异常现象原因，可进行针对性校正，加强对曲线异常现象的认识对资料品控与解释评价工作具有重要的指导意义。

参考文献：

[1]毛敏.LWD随钻测井解释技术研究[D].大庆：东北石油大学，2010.

[2]陈爱新.随钻电磁波测井环境影响分析[J].石油地球物理勘探，2006（05）：601-605+614+491-492.

[3]刘红岐，刘建新，代春明，等.渤中地区EWR-Phase4随钻测井异常响应特征[J].西南石油大学学报（自然科学版），2015，37（02）：73-81.

作者简介：

王玉珏（1982- ），男，天津人，本科，工程师，主要从事海上油气田测井作业管理及综合研究工作。