海相页岩气水平井测井资料采集系列适应性评价

罗菊兰　马喆　朱春红　翟靖　张彦琴

摘 要：鄂尔多斯盆地西缘奥陶系乌拉力克组海相页岩气储层岩性复杂、孔隙类型多样，具有低孔低渗的特征，需要高精度的测井采集设备和较高的测井系列要求才能满足生产的需求。水平井是提高页岩气储层产能的有效手段。本文分析了页岩气水平井测井系列现状，进行了各测井仪器的指标对比，从实际应用效果和仪器指标特征两个方面，开展了测井系列适应性研究，确定了研究区测井系列，为保证储层参数精确采集提供了依据。

关键词：水平井;海相页岩气;测井系列;适应性评价

鄂尔多斯盆地西缘奥陶系乌拉力克组发育一套深灰色--灰黑色灰质泥岩、泥质灰岩，平面上这些泥灰岩分布稳定，厚度大，从测井资料的形态和数值并结合气测录井资料看，该套地层厚度约为20-120m，气测录井有明显的含烃显示。水平井是页岩气储层开发常用的方法，测井系列的选取对于测全测准测井信息和储层参数的高精度计算具有重要意义。

1 鄂尔多斯盆地页岩气水平井测井系列现状分析

1.1 鄂尔多斯盆地页岩气直井、定向井的测井系列选取

对于鄂尔多斯盆地海相页岩气储层岩性复杂，孔隙类型多样，具有低孔低渗的特征，测井曲线对流体性质的响应效果不明显，因此，需要高精度的测井采集设备和较高的测井系列要求，目前苏里格地区天然气开发井主要采用的测井设备为EILOG测井系列;探井主要采用ECLIPS5700、

LOGIQ、MAXIS500等先进的测井设备。

1.2 鄂尔多斯盆地页岩气水平井的测井系列选取

由于考虑到水平井施工安全等因素，苏里格地区在成熟区块的水平井水平段通常不采集测井曲线或者测井系列极为简单，通常仅包括：双侧向、声波时差、井径、连斜、自然电位曲线，因此，对于下古生界复雜碳酸盐岩储层难以进行岩性的准确划分，给水平井测井解释带来很大可能。天然气探井水平井测井系列相对完善，为测井解释提供更丰富的信息。

2 水平井测井系列适应性分析

2.1 现有的测井系列介绍

对于直井与大斜度段，主要采用电缆测井的方式，水平井的测井方式可以采用随钻测井、湿接头、过钻杆测井工艺，具体的直井段与水平井的测井工艺和测井项目见表1。

2.2 常规测井仪器的井眼适应性评价

通过对ECLIPS5700、LOGIQ、MAXIS500等先进的测井系统井下仪器工作环境指标进行分析，开展了常规测井的适应性研究。对于阵列感应测井，当井眼范围为4.5-12.25in时， HDIL、ACRT仪器满足测井需求，当井眼范围为5.5-12.5in时，三个公司的HRLA、HDIL、ACRT仪器均可以满足测井需求，当井眼范围为12.255-20in时，可以用HDIL仪器。但由于水平井使用盐水泥浆钻井，导致泥浆电阻率低，且水平井井眼环境复杂，因此阵列感应不适用于水平井的测量，水平井的电阻率测井系列最好选取双侧向仪器。

2.3 水平井电成像测井响应特征及适应性评价

2.3.1 水平井电成像测井特征

在垂直井中，垂直于井轴并处于同一平面的地层属于同一地质年代，在径向上一般是均匀、各向同性的，这时测井仪器记录的是以井轴为对称轴的轴对称梯度场的某一个或多个特征量。水平井的井眼与地层基本平行，仪器周围的被测介质不再具有轴对称性，测井仪记录一个具有各向异性特征的物理场的复合效应。由于测量环境及测井工艺的限制，很多测井资料质量问题严重，更增加了水平井中测井响应复杂性。

2.3.2 电成像测井适应性评价

随着长庆水平井数量增加，水平井电成像测井得到较好应用，2019年，在固*9、固*8井水平段进行电成像测井，在裂缝识别、层理特征判识等方面取得很好的应用效果，这反映了电成像测井在水平井中可得到较好应用，尤其是碳酸盐岩储层溶孔、裂缝发育，电成像测井应该在天然气探井水平井中得到推广和应用。

2.3.3 阵列声波成像测井响应特征及适应性评价

水平井阵列声波测井响应特征：偶极声波具有不同工作方式，单独或任意组合均可准确地采集到所希望的波形，可以测量纵波、横波和斯通利波时差;交叉偶极方式可以获取快慢横波时差，用以研究地层的各向异性和岩石力学参数计算。在各向异性地层，所测量的快横波方位角指示裂缝的走向或最大水平主应力方向。

2.3.4 核磁共振成像测井适应性评价

核磁共振测井是利用原子核的磁性及其与外加磁场的相互作用而反映地层中孔隙结构与流体性质的一种测井方法，其测量结果不受地层矿物成分的影响，只对距井眼一定距离的地层孔隙流体进行测量，是目前唯一能提供孔隙结构的测井方法。通过调研得出，核磁共振测井到目前为止，在水平井中测量的实例较少，从井下安全及时效等方面考虑，建议在导眼井中进行核磁共振测井，但是在水平段不建议采集核磁共振测井数据。

2.3.5 地层元素测井水平井适应性评价

地层元素测井是一种前沿的核测井技术，其主要优势是可以直接确定地层骨架矿物中主要元素的重量百分含量、进而确定储层的岩性以及矿物百分含量。地层元素测井仪由中子源、探测器、能谱采集分析电路三部分组成。中子与井眼周围环境中核素发生非弹性散射、弹性散射、辐射俘获核反应。其中非弹性散射和辐射俘获核反应，均发出具有特定能量的伽马光子，地层元素测井仪器主要分析俘获伽马能谱确定地层中主要元素的含量。

3 乌拉力克组页岩气水平井的测井系列确定

鄂尔多斯盆地西缘乌拉力克组储层矿物成分复杂，微裂缝发育，孔隙结构复杂，多发于纳米级孔隙，常规的测井方法对储层岩性、孔隙度、含气性的识别收到了很大的局限，尤其是水平井测井解释方法不完善，为了提高水平井的钻井效果，建议对乌拉力克组水平井形成如下测井系列：以“自然伽马+井斜+声波时差+双侧向+岩性密度+补偿中子+自然伽马能谱”的常规测井系列;以“地层元素+阵列声波+电成像”的测井系列;通过这些测井数据，开展储层含气性评价，计算地层地应力，评价储层的工程品质和可压性;利用电成像测井进行储层裂缝、溶孔发育情况的测井分析，利用岩性扫描测井进行岩石矿物组分分析精细评价有机碳含量。

综上所述，水平井电阻率测井系列选取双侧向测井，阵列感应测井不适应于水平井测井;不同厂家的仪器具有指标差异，应用时需要针对井眼状况、泥浆性能选取相应的测井仪器;核磁共振测井建议在水平井的导眼井测井，水平段不建议测核磁共振;乌拉力克组及其他海相页岩气储层水平井建议测井系列为：“自然伽马+井斜+声波时差+双侧向+岩性密度+补偿中子+自然伽马能谱+地层元素+阵列声波+电成像”。

作者简介：

罗菊兰（1967- ），女，汉族，陕西洛南人，高级工程师，主要从事地球物理测井资料解释工作。