感应测井在欠平衡钻井条件下的应用分析.pdf

2 0 1 0 年第 2 4卷第 3期 石油仪器 P ETR0LEUM I NSTRUMENTS 61 方 法研 究 感应测井在欠平衡钻井条件下的应用分析 王春海 大 庆钻探工 程公 司测井一公司黑龙江 大庆 摘 要文章对欠平衡钻井条件下测井方式进行 了阐述， 通过不同电阻率下对感应测井进行数字模拟． 发现气体、 泡 沫等介质对感应测井影响较小； 再进行现场实验， 对天然气介质和原油介质条件下感应测井资料进行分析 ， 说明感应测 井在气体、 泡沫等欠平衡钻井条件下可行。 关 键 词 欠平衡钻 井；欠平衡 带压测 井；感应测井 ；气体介质 中图法分类号 P 6 3 1 ． 8 1 1 文献标识码 B 文章 编号 1 0 0 4 9 1 3 4 2 0 1 0 0 3 0 0 6 1 0 3 0 引 言 随着油气藏勘探开发的深入 ， 欠平衡钻井技术得 到更加重视和应用 。目前 ， 加拿大和美 国等 国家应用 欠平衡钻井技术 比较多 ； 在 国内， 四川 、 大港 、 大庆 、 长 庆、 辽河等油田也开始应用 ， 特别在四川油 田取得了比 较明显效果 。 利用欠平衡钻井技术在发现和保 护油气层 、 减少 钻井工程事故、 提高钻井时效 、 最终提高综合勘探效益 方面具有比常规钻井不可替代 、 更独特的优越性 ， 打开 了低渗储层勘探的局面 ， 成 为解放和保护低渗油田的 根本措施 。 欠平衡条件下测井技术是随着欠平衡钻井技术发 展而衍生的在欠平衡井实施测井 的新技术 。因为在井 口存在着一定 的压力 ， 考虑到施工作业的安全性 ， 要求 在测井时井 口在密封的状态下进行_ l J 。欠平衡钻井条 件下 ， 井筒 内介质一般为气体 、 泡沫等 ， 这样现用 的基 于常规泥浆介质开发的测井方法就无法使用 ， 而感应 测井受井筒 内介质环境影响比较小 ， 适用于气体 、 泡沫 等欠平衡钻井条件。 1 欠 平衡 测井概 述 欠平衡钻井技术就是在钻井过程 中， 利用 自然条 件和人工手段在可以控制的情况下使钻井流体的循环 液柱压力低于所钻地层压力 ， 产生欠平衡压力状态 ， 有 控制地让地层流体进入井眼的一种钻井技术 。 欠平衡钻井对测井影响比较大。由于井筒 内处于 欠平衡状态 ， 在井 口一般存在一定 的压力 ， 这样在测井 施工中， 主要是 防止井喷 ， 避免事故发生 。目前 ， 对 于 气体 、 泡沫等欠平衡钻井条件下测井方式主要有 以下 三 种 1 常规压井测井 对已经完钻的井进行压井处理 ， 使井筒 内压力达 到平衡或超平衡状态 ， 再进行常规测井。该方式测井 引起工程 问题 比较少 ， 工艺成熟 ， 但是 由于压井钻井液 对地层进行二次污染 ， 加重了对地层伤害 ， 一定程度上 丧失了欠平衡钻井的意义。 2 随钻测井 在钻井过程中， 利用随钻测井技术完成测井任务。 该方式测井节省时间 ， 测井风险 比较小 。但是 ， 由于气 体 、 泡沫等钻井液的存在 ， 可能影响到泥浆脉冲数据传 输方式 ， 因此在很多情况下需要研究新 的随钻测井数 据传输方式 。 3 欠平衡带压测井 欠平衡带压测井 就是利用专业 的电缆防喷装置 ， 实现带压测井 。电缆 防喷装置主要 由法兰、 电缆封井 器 、 防落器 、 防喷管、 电缆控制头 、 电缆盘根盒 、 注脂系 统及相关辅助设备组成 。 欠平衡带压测井不需要利用钻井液进行压井 ， 避 免了对地层产生污染 ， 是实现气体 、 泡沫等欠平衡钻井 条件下的重要测井方式 。 2 感应测井在欠平衡钻 井条件 下的应 用分析 由于现行的测井方法都是基于常规泥浆介质开发 第一作者简介 王春海 ， 男 ， 1 9 6 4年生 ， 1 9 8 5年毕业于大庆石油学院地球物理测井 专业 ， 现在 工作 于在 庆钻探 工程公 司测井一公 司生产作业部 。 。 邮编 1 6 3 4 1 2 62 石油仪器 P E T R O L E U M I N S T R U M E N T S 2 0 1 0年 o 6 月 的， 许多测井方法不适用或不适应在气体、 泡沫等介质 条件下进行测井。 目前 ， 适应气体、 泡沫等介质下测井 项 目主要有井径 、 井温 、 自然伽玛 能谱 、 感应 。 感应测井就是利用电磁感应原理研究岩层导电性 的一种测井方法。感应测井 资料 可以用 于划分渗透 层 ， 合理选取地层视电阻率及围岩的视电阻率值I 2 j 。 2 ． 1 钻井液电导率与钻井液密度关系 对于欠平衡钻井条件下 的气体介质 氮气、 天然 气 、 尾气等 ， 一般认为其电导率为零 ， 即电阻率为无穷 大 。 泡沫钻井液是应用最广 的低密度钻井液， 可以利 用电导率仪测量不同密度的泡沫钻井液电导率 ， 得到 泡沫钻井液电导率与其密度的关系曲线 ， 如图 1 所示 。 可以看出， 泡沫钻井液的电导率与密度基本呈线性关 系， 电导率随密度的增大而增大。 l吕 ● 望 斛 曲 图 1电导 翠 与 密 度 关 系 图 2 ． 2 钻井液电导率对感应测井响应的影响 通过数字模拟软件 ， 对不 同电阻率泡沫钻井液环 境下感应测井响应进行模拟 ，如图 2所示。阵列感应 发射线圈频率 f5 2 ． 6 5 H z ， 接收线圈距分别为 1 2 i n 1 i n 2 5 ． 4 mm 、 1 5 i n 、 2 1 i n 、 2 7 i n 、 3 9 i n 、 7 2 i n 即图 中 MR 1 2 、 MR 1 5 、 M R 2 1 、 MR 2 7 、 MR 3 9 、 MR 7 2 E 3 ] ， R 为 地层 电阻率、 R 为阵列感应测井电阻率 、 尺 为钻井液 电阻率。图 2 a 模拟在无井眼条件下阵列感应测井 响应 ， 图 2 b 模拟钻井液 电阻率为 1 Q 1 1 1 时阵列感应 测井响应， 图 2 c 模拟钻井液 电阻率为 1 0 Q m时阵 列感应测井响应 ， 图 2 d 模拟钻井液电阻率 为1 0 0 0 Q m时阵列感应测井响应。 在无井眼条件下 ， 阵列感应测量为真实原状地层 电阻率 ， 在钻井液电阻率为 1 n m时 ， 从模拟结果可 以看出对阵列感应测井影响比较大 ， 钻井液 电阻率为 l 0 Q m时 ， 在高阻层有一定影 响， 当钻井液 电阻率为 1 0 0 0 Q． m时， 对阵列感应测井影响比较小 ， 接近于无 井眼条件下测量结果。因此 ， 从数字模拟的结果可以 看出， 钻井液电阻率越大 ， 测量结果越好 。如果井眼介 质是气体介质 ， 则相当于 R 一 ∞， 此时可以认为井筒 介质对测量结果的影响较小。 2 ． 3 感 应测 井分析 图 2阵列感应测井响应数字模拟 图 从上面分析可以看出， 在气体 、 泡沫等欠平衡钻井 条件下 ， 采用感应测井可行。图 3是感应测井一个实 例 ， 地层为碳酸盐岩。通过气体介质和原油介质的对 比试验可以看出， 深、 中、 浅感应在非储层段基本重合 ， 在储层段内有较小的差异。在原油介质所测深 、 中、 浅 感应在储层段 内差异比天然气介质大， 径 向差异特征 较为明显。两种介质下所测感应资料相关性比较好 ， 测井结果接近， 可信度较高。 在气体、 泡沫等介质 中， 侧向测井受到限制 ， 感应 测井就成为电阻率测井的一种必然的选择。感应测井 的额定电阻率范围为 0 ． 2 Q 1T I ～ 2 0 0 0 Q m E 引， 而真正 实用的范围可能在几百 Q m以内， 通常超过 1 0 0 0 Q 1“1 1 时， 测量数值只有相对意义。 感应测井不受井简 中气体介质的影响 ， 测量值可 用于饱和度等参数的计算E 5 ] 。欠平衡钻井常用于含气 储层 ， 对于高含气的砂泥岩地层或碳酸盐岩地层 ， 其电 2 0 1 0年第 2 4卷第 3期 王春海 感应测井在欠平衡钻井条件下的应用分析 6 3 器 薷 离 f．q 言 嚣 翥 3 结论 范 围 的 限 制 问 题 ，这 种 题 在 普 通 裸 眼 井 中 也 可 能 遇 ⋯ ～ 到 。 r 深感应 天然气介质 深感应 原油介质 蓁 欧 姆 米 2 0 0 0 0 2 f 歇 姆 米 2 0 0 0 0 蕃 籀 z 甲 悬 { ； ； 介 质 2 0 0 0 0 中 感 应 J茕 斓 介 质 2 f 欧 姆 米 2 o 0 O 0 2 O 0 0 0 2 栈 感 磊 盂 2 质 20 0 o0 磊 粟 ． ； ～ 一 卜． 鸯 ≤ ● ≤ ● 害 ’’～ 娶 键 瞬 I 蚕 。 芝 图 3 天 然气 介质 与原油介质感应测井对 比图 通过上面感应测 井数字模拟及现 场试验可 以看 出， 钻井液电阻率越大 ， 感应测井结果影响越小 ， 气体 介质接近无穷大 ， 比较适合感应测井[ 6 _6。在气体 、 泡沫 等介质条件下感应测井作为一种电阻率测井能够满足 实际使用要求 ， 能够准确获得地层电阻率 ， 是适合欠平 衡测井的一种重要的测井方法。 参 考 文 献 [ 1 ] 方健， 刘世东， 雷绿银 ． 欠平衡及井 口带压测井作业规 范 ．四川石 油管理局企业标准 ， 2 0 0 7 资料 [ 2 ] 丁次乾．矿藏地球物理[ M] ．东营 中国石油大学 出版 社 ， 2 0 0 3 [ 3 ] 赵政璋 ， 吴琦 ， 张 国珍 ． 测井监督 [ M] ．北京 石油工业 出版社 ， 2 0 0 7 [ 4 ] 王安庆， 钱洪英．欠平衡带压测井资料质量的控制[ J ] ． 天然气工业 2 0 0 3 ， 2 3 4 [ 5 ] 陈亮， 姜艳玲． 欠平衡钻井条件下阵列感应测井仪器 适用性研究[ J ] ．决策 ＆信息， 2 0 0 8 ， 4 4 8 [ 6 ] 谢璞， 李文彬 ， 朱满宏 ， 等．欠平衡测井技术在吐哈油 田的应 用[ J ] ，石油仪器 ， 2 0 0 9 ， 2 3 2 收稿 日期 2 0 0 91 20 9 编辑 姜婷 上接 第 6 0页 至 2 0 0 8年底使用封隔器找漏 4 2口 油井 3 6口， 水井 6口 ， 其中 1 4口油井利用 封隔器找漏后准确定 位了套损段 ， 采取了套管化学堵漏措施 ， 恢复了油井产 能 。 2 ． 3 流体物性化验 安塞 油 田生 产 主力 油 层 是 长 6 ， 流 体 特 性 是 S O 2 一 ，矿化度较高 ， 水 型是 C a C 1 2 ， 如果洛河层或者延 安组套损 ， 则流体化验时会出现 S 0 ， 且矿化度 明显 下降， 水型转变为 N a 2 S 0 4 ， 含水 明显上升 ， 根据 这些指 标即可判断出是否套损 。 水质化验是安塞油 田判断套损使用最多的监测方 法 ， 在 目前 3 2 3口套损井 中， 检测出油井 1 5 5 IS l 、 水井 3 2口， 占到了所有使用的套管技术检测的 5 7 ％、 6 4 ％。 它的优点是费用低 、 检测时间短 ， 缺点是不能准确判断 套损位置。 3 结论及建议 1 MI TM T I 组合测井和封隔器找漏检测精度 较高 ， 对于套管堵漏等需精确测得套损层位的措施 ， 使 用任何一种均可； 2 对于只需确定套损而不需确定套损位置 的措 施 ， 采用流体物性化验即可。 参 考 文 献 [ 1 ] 李玉宁 ， 李强 ， 安秀荣 ， 等 ． MI TM1 T r 组合 套损检查技 术在长庆油 田的应用 [ J ] ． 测井技术 ，2 0 0 6 ， 3 0 5 [ 2 ] 谢荣华，刘继生，张月秋， 等． 检查套管损坏的电磁探伤 测井方法及应用测井技术[ J ] ． 测井技术， 2 0 0 3 ， 2 7 3 收稿 日期 2 0 0 90 91 5 编辑 刘雅铭