井径测井在地质勘探中的常见应用

2021-08-24廖健明

新疆有色金属 2021年6期

廖健明

（贵州煤田地球物理勘探有限责任公司贵阳 550000）

井径测井是测量井眼直径及检查套管内径变化的测井方法。在裸眼井中，井径测井用于指示井眼的扩大和缩小，以帮助划分岩性及对某些测井方法进行井眼校正。在套管井中，用以检查套管内径，确定套管损坏情况。本文旨在介绍本人近年来通过井径测井做的一些工作，并针对井径测井分享一点自己的看法。

1 井径测井的基本原理

钻孔直径是用井径仪测量的。实际进行井径测量时，将仪器下到预计的深度上，然后通过一定的方式打开井径腿。互成90度的四个井径腿在弹簧力的作用下向外张开，直到四条腿都紧贴孔壁。随着仪器的向上提升，井径腿就会随着钻孔井径的变化而进行伸缩，并带动井径腿上的连杆做上下运动。连杆和电位器的滑动端相连，则井径值的变化便转换成电阻的变化。当给滑动电阻通以一定强度的电流时，滑动电阻的某一端与滑动端之间的电位差将随着电阻值的变化而变化。测量这一电位差，即可反映井径的大小。

2 井径测井的常见应用

2.1 辅助识别采空区

在煤田测井中，我们经常会遇到煤系地层的采空区难以识别的情况。由于采空区漏水，测井视电阻率曲线在采空区因为没有水位而失真。这时候若在确定层位为煤层的基础上，再配合井径测井曲线，往往能很好的识别采空区。

在贵州黔东南州某采空区治理项目，项目人员为了探明勘探区内煤层是否为采空区，在勘探区内施工了一部分钻孔，并按要求对施工的钻孔进行了测井，所测参数为自然伽马、长源距伽马、视电阻率和井径。由于钻孔为干孔，孔内无水位，无法测量视电阻率曲线，故选择井径测井来辅助识别目的煤层的采空情况。

图1为该勘探区ZK01井的测井曲线图。通过对比区内其他钻孔的测井曲线，结合该钻孔自然伽马曲线和长源距伽马曲线在157.87米处的特征，初步判断该处为煤层。为进一步弄清该煤层是否为采空区，通过测量井径曲线，计算得到煤层处井径扩径率为300%，可以确定该煤层为“采空区”，且从曲线形态推断采空区中部无充填物。该测井“采空区”的结论与后期煤矿给出的结论一致。

图1 黔东南州某采空区治理项目ZK01井测井曲线图

2.2 判断套管破裂及变形情况

井径测井也常被用来判断套管的破裂情况，井径的变化情况即反映套管在井下的变形情况。在贵州省龙里县有一口闲置5年的地热井，井内套管由于受到井液的浸泡和腐蚀，套管发生了不同程度的变形和破裂。从图2曲线图可以看出，井径在多处起伏明显，表1的数据显示井径测量值超过套管的外径，证明套管存在严重的变形或者破裂的情况。

表1 井径随深度变化数据分析表

图2 龙里县某地热井井径随深度变化曲线图

套管的变形主要表现为：若测量井段的井径最大值低于套管的外径，判定为无明显变形；若测量井段的井径最大值略高于套管的外径，判定为变形；若测量井段的井径最大值高于套管的外径较多，判定为套管破裂。通过对该钻孔的井径分析，为业主开展后期的洗孔工作及地热资源的再利用，提供了一定的参考价值。

2.3 测井曲线井径校正

每种测井曲线都不可避免的受到井眼影响。一般情况下，井眼较好的情况下，井眼对曲线影响小。当井眼严重垮塌的时候，测井曲线出现严重失真，这时候必须用井眼校正公式对测井曲线进行校正，以达到计算测井参数的目的。

例如煤层气测井解释中，经常遇到定量计算，包括煤层工业分析、煤层孔隙度计算等。如果不做井眼校正，用DEN-AC交会图计算出的煤层水分偏高或者固定碳含量都会偏高，煤层孔隙度更是高值。井眼校正公式为：密度DEN=DEN测—ΔDEN，声波时差AC=AC测—ΔAC，其中ΔDEN和ΔAC分别为密度和声波时差的井径校正量。

图3为贵州省盘州市某煤层气参数井测井曲线，从曲线图可以看到，所测井段655-695米，680-690米处井眼扩径较严重，其中8号煤层扩径最严重，扩径率达到163%，7、8号煤层微扩径，4、5号煤层不扩径。从图上可以看到，在井眼不扩径段，井径校正前后曲线无明显变化。在井眼扩径段，井径校正前后曲线变化较明显。校正后的声波时差曲线和密度曲线，形态和数值都更接近真实情况。