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QK-水平井测井解释中井眼轨迹与油藏关系分析技术

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QK 水平 测井 解释 中井眼 轨迹 油藏 关系 分析 技术
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第 28 卷  第 2 期2004 年 4 月测  井  技  术O 28   2004文章编号 :1004 - 1338(2004) 02 - 0145 - 03水平井测井解释中井眼轨迹与油藏关系分析技术赵  军 , 海  川(塔里木油田分公司 , 新疆 库尔勒 841000)摘要 : 在以水平井为主要开发手段的油藏中 ,为了提高水平井段有效储层钻遇率 ,优化完井方案 ,提高注采效果 ,就必须对水平井井眼轨迹与所钻遇地层的接触关系进行精细的分析 ,实现油藏的高效开发。以塔里木某油田为例 ,对水平井测井资料的处理方法及水平井钻井过程中的井眼轨迹与油藏的各种接触关系与特点进行了详细的介绍 ,提出了一套针对水平井井眼轨迹与油藏关系的分析方法。在实际应用中 ,提高了测井解释的精度 ,拓展了测井资料的地质应用领域。关键词 : 水平井 ; 测井解释 ; 井眼轨迹 ; 垂深校正 ; 油藏中图分类号 :    文献标识码 : 41000 , it is of to in by of an in 引   言塔里木油田是国内油田中以水平井为主要开发方式的油田。塔中 4 油田、塔中 16 和哈得 4 油田均利用水平井技术实现了油田的整体开发。尤其是在哈得 4油田 ,采用复杂的双台阶水平井开发方式 ,实现了低丰度边际效益油田的高效开发 ,成为利用水平井技术成功开发边际油田的一个典范。水平井关键技术的测井解释为油田开发解决 4 方面的问题 \[1 \], (1) 正确指导钻井中靶及钻井方向 ; (2) 优化完井方案 ; (3) 为提高注采效果、实施改良措施提供依据 ; ⑷为研究剩余油的分布、开发调整井的设计提供基础数据。目前国内大斜度井、水平井测井仍然以常规测井仪器钻杆传输测量为主 ,其井眼几何形态、井内外环境、井轴与地层界面的相互关系与垂直井有很大的不同 ,测量环境不再满足常规仪器的条件要求 ,因此 ,针对水平井的解释方法 ,仍主要采用与导眼井的对比解释方法。该方法的关键就是要搞清楚水平井井眼轨迹与地层的接触关系 ,这样才能将导眼井的解释层段映射到水平井的相应层段上 ,最终得到较为合理的解释参数及解释结论。1   测井资料的预处理(1) 垂深校正。垂深校正包括对导眼井和水平井在统一测井资料下的曲线匹配和拼接 ,为了与油藏构造图进行准确的对比 ,还要完成导眼井和水平井的海拔校正。在进行垂深校正之前 ,要注意对井斜曲线断点和异常点的编辑。(2) 针对水平井段波浪形轨迹的分段垂深校正。分段深度的选择可以通过多种途径实现。可通过井斜角曲线纵向上的变化来确定 ,如上翘段 的第一个值应该是大于 90°、下倾段的第一个值应该小于 90°等。( 3) 沿井眼轨迹或任意方向的测井曲线回放。类图 1   导眼构造位置与沿构造高部位的水平位移方向关系图图 2   导眼构造位置与沿构造等高线的水平位移方向关系图似斜井曲线的垂深校正 ,沿井眼轨迹或任意方向的测井曲线回放可以实现沿任一剖面方位、测井曲线的水平位移校正 ,意即将水平井段测井曲线投影到某一方位的水平位移上。这一功能可以帮助解释人员在综合绘制地层与井眼轨迹关系图时 ,更加容易理解垂向、水平方向上的映射关系 ,以及地层沿井眼轨迹方向上的岩石物理性质变化。2   井眼轨迹与油藏关系分析方法利用测井资料绘制水平井井眼轨迹与油藏关系图 ,就是以导眼井测井解释分层作为对比小层 ,通过对导眼和水平井眼各段测井曲线进行精细小层对比 ,在水平井井眼轨迹图上确定一系列的目的层界面点 ,再结合油藏的地质构造特征 ,绘制水平井井眼轨迹与油藏关系图。2. 1   导眼井界面点与水平井第一靶点之间地层的构造形态绘制水平井井眼轨迹与油藏关系图首先要考虑导眼井目的层界面点与水平井第一靶点之间的构造关系 ,因为这 2 点的构造位置是最可信的 ,一般情况下 ,导眼井基本垂直钻进 ,井斜角小于 3° ,所钻遇的目的层离井口较近。在这种情况下 ,可以认为导眼井目的层构造位置在井口坐标点上。但在实际钻井施工过程中 ,有些导眼井井斜较大 ,所钻遇的目的层偏离井口 ,甚至距离井口较远 ,这对确定导眼井目的层界面点与水平井第一靶点之间地层的关系有较大的影响 ,所以 ,要消除导眼井目的层界面点偏离井口的影响 ,就要将导眼井目的层的层界面点投影到水平井的水平位移方向上来。投影点可作为绘图的起始点 \[2 \]。2. 1. 1   水平位移方向指向构造高部当水平位移方向指向构造高部时 ,导眼井目的层的构造位置相对于水平位移方向有 3 种情况 , (1) 与水平位移方向垂直 (见图 1a) ,可以认为导眼井目的层的构造位置与井口构造位置在同一等高线上 , 此时投影点位于井口 ; (2) 与水平位移方向成锐角关系 (见图 1b) ,投影点位于水平位移方向一侧 ; (3) 与水平位移方向成钝角关系 (见图 1c) ,投影点位于水平位移方向反侧。2. 1. 2   水平位移平行于地层等高线当水平位移与地层等高线平行时 ,导眼井目的层的构造位置相对于水平位移方向有 2 种情况 , (1) 与水平位移方向垂直 ,虽然此时投影点落在井口 ,但导眼井目的层界面点却落在构造低部位或高部位 (见图 2a) 。如果以该目的层界面点的垂直深度来作为井口目的层界面点的垂直深度显然是不合适的。这时就要在导眼井垂直深度的基础上 ,根据导眼井目的层界面点落在平面构造图上的位置来加减导眼井目的层界面点到井口层界面点的垂直高度。以此作为井口目的层界面点的垂直深度。 (2) 与水平位移方向一致 (或相反 ) ,或以很小的角度偏离水平位移方向 (或反方向 ) ,此时的偏移量很小 ,在此偏移范围内地层构造变化很小 ,可以认为在同一等高线上 ,可根据投影点的位置来确定偏移量 (见图2b) 。根据投影点的偏移量和目的层的垂直深度即可在水平井井眼轨迹图中确定导眼井目的层界面点相对于水平井水平位移方向的构造位置 ,导眼井目的层界面点与水平井第一靶点之间的构造关系即可确定 (见图 3) 。2. 2   水平段所钻遇的地层的构造形态对于水平井段井眼轨迹与油藏的构造关系 ,判断较为复杂 ,也是难点之一。这里主要采取通过对导眼井和水平井井斜校深曲线、水平井不同井段的测井曲线的对图 3   水平井段井眼轨迹与油藏的构造关系·641· 测  井  技  术                      2004 年     图 4   某水平井井斜校深曲线与 图 5   某水平井测井曲 图 6   某水平井井眼轨迹导眼井测井曲线对比图 线镜相重复段 与油藏关系图比 ,在水平井曲线上找出与导眼井测井曲线相似的层段 ,再参考油藏构造图 ,可以确定水平段井眼所经过的地层的构造形态。从而绘制水平井段井眼轨迹与油藏的构造关系图。通过对塔里木油田近百口水平井的研究 ,总结出下列几种地层对比方法。2. 2. 1   导眼井测井响应与水平井测井响应对比在精细油藏构造和沉积描述的基础上 ,把握储层纵向和横向上的变化规律 ,水平井垂深校正后的测井曲线与导眼井目的层测井曲线进行对比 ,找出井斜校深后的水平井测井曲线与导眼井的哪些小层的测井曲线相似(见图 4) ,这样就可以判断出在水平井段内已揭开了导眼井的哪些地层。这对于确定水平井段井眼所经过的地层的构造形态起决定性作用。2. 2. 2   地层的镜像重复通常在钻井过程中 ,井眼轨迹会上下波动。当井眼轨迹上下波动较大时 ,在水平井测井曲线上常常反映为地层镜像重复的电性特征。根据测井曲线的镜像重复特点 ,可以确定井眼进出某地层点 ,再根据进、出点以及井斜校深数据中该进、出点的垂直深度 ,即可确定该段地层的构造形态。图 5 为一薄油层中的一段水平井测井曲线图。该井设计水平位移方向 (南东 147° )指向构造高点 ,即水平井段地层的构造形态应该是逐渐抬升的。在实际的水平井段测井曲线以 5 180 m 为镜面呈镜像重复。该段地层以 5 153 m 和 5 205 m 两个点为 层底界面点通过垂深校正 ,5 205 m 比 5 153 m 处高了 014 m ,说明该油层在 5 153~ 5 205 m 井段向水平位移方向抬升 ,这与油藏构造背景是一致的。2. 2. 3   边界效应测井仪器在界面附近滑行时 ,在其探测范围内 ,既有致密无渗透性的泥岩盖层 ,又有疏松可渗透的砂岩层 ,此时的测井响应为二者的综合响应 ,称之为边界响应。当井眼在层界面附近滑行时 ,由于受上部泥岩盖层的影响 ,测井曲线反映储层的物性较差 ,对于这样的层段不能简单地解释为干层 ,应根据井眼轨迹与油藏关系以及测井响应来综合解释。目前主要根据测井响应的敏感性分析 ,来确定边界效应的下限值 ,对所钻遇地层的有效性做定性判断。测井响应的敏感性分析就是利用曲线累积百分率拐点处的测井响应值作为分层下限值 ,对水平井段进行分层。介于纯砂岩测井响应与该下限值之间的层段定为边界响应段。图 6 为某薄砂岩双台阶水平井上台阶5 090~ 5 370 m 根据边界效应下限标准在井眼轨迹图上划分出的边界效应段 ,据此 ,该井井眼轨迹与油藏关系就可以确定。从图 6 上可以看出 ,上台阶井眼基本沿界面上滑行 ,边界效应井段有 81 m。该井 5 126103~ 5 500118 m 采用筛管完井 ,用 7 嘴求产 ,平均产油量为 87 d ,说明边界效应井段也具有一定的产能。在实际应用中该方法确实提高了水平井测井解释的精度。3   结   论(1) 在水平井的测井解释评价中 ,精细地分析井眼轨迹与钻遇地层之间的接触关系 ,搞清楚井眼轨迹在地层中的走向及其空间产状 ,对于水平井的测井评价具有十分重要的意义。(2) 水平井测井曲线的垂深校正 ,尤其是分段垂深校正是井眼轨迹与钻遇地层之间接触关系分析的基础性工作 ,它关系到整项工作的精度。 (下转第 154 页 )·741· 第 28 卷  第 2 期         赵  军 ,等 :水平井测井解释中井眼轨迹与油藏关系分析技术图 4   8 号层典型曲线图因受井眼的影响而变得不可靠 ,根据常规测井处理的有效孔隙度为 5 %~ 6 % ,综合冀中地区奥陶系潜山裂缝解释标准及本井解释情况 ,综合解释为Ⅰ级裂缝。该 2 个储层虽然测井资料综合评价裂缝、孔隙发育程度较高 ,但综合评分计算结果并不理想。裂缝、孔隙综合评分 35 % ,双侧向得分 ( 20 %~ 38 %。做交会图点子落在评价图版的左下角 ,属干层区域内。经试油日产液量为 0152 试油结论为干层。3. 2   白云岩含量较高 ,次生孔隙较发育 ,第 38 号层 (见图 4) ,为该段最好的储层 ,也是该井最好的储层 ,该层厚度大 ,深侧向电阻率低至 100~ 500Ω · m ,双侧向正差异明显 ,声波时差为 165~ 170μ s/ m ,补偿中子 5 %~ 8 %,补偿密度 2167~ 2169 g/ 为 318~ 515 ,像图上显示裂缝发育 , V”字型干涉条纹 ,说明该段储层发育低角度裂缝 ,核磁有效孔隙度大于 5 % ,综合上述资料 ,分析该层为裂缝 - 孔隙型储层 ,解释为 Ⅰ 级裂缝段。该储层综合评分计算结果为 ,裂缝、孔隙综合评分68 %,双侧向得分 ( 89 %。做交会图点子落在评价图版的右上角 ,可获较高产能区域内。经试油日产油10169 t、气 21 830 累计油 30109 t。试油结论为凝析气层。4   结   论裂缝、孔隙综合评分法是一种在取心、试油等基础上综合多种测井信息半定量评价裂缝、孔隙发育程度的方法。通过应用见到一定效果。碳酸盐岩储层产能评价是一个受多种因素影响的复杂问题 ,随着油气勘探的发展 ,寻找利用测井资料预测储层产能的方法越来越受到人们的关注 ,产能预测方法的提出和应用对勘探开发具有重大意义。参考文献 :\[1 \]  欧阳健 ,王贵文 ,等 [ M\]石油工业出版社 , 1999.\[2 \]  测井资料地质解释 \[ M\]石油工业出版社 ,1992.(收稿日期 :2003 - 10 - 30  本文编辑 余 迎 )(上接第 147 页 )(3) 准确地分析导眼井目的层界面点与水平井第一靶点之间的构造关系是整个构造形态分析的关键 ,也是后续水平段空间分析的基础和起点。(4) 水平段的接触关系分析是整个分析工作的重点。对地层的横向非均质性及界面响应要进行认真分析 ,本文提出的敏感性分析对划分界面段是行之有效的方法。(5) 精细的水平井井眼轨迹与油藏关系分析对利用测井资料进行油藏构造的精细刻画是一项十分有用的技术手段。参考文献 :\[1 \]  水平井测井编写组 . 水平井测井技术译文集 \[ C\]石油工业出版社 ,1995.\[2 \] 毛志强 ,赵军 . 水平井、大斜度井测井技术攻关研究 \[ R \] 塔里木油田分公司 ,2001.(收稿日期 :2003 - 12 - 01  本文编辑 王 环 )·451· 测  井  技  术                      2004 年   第 28 卷 第 2 期                 测 井 技 术 · 者 简 介肖立志   男 ,博士 ,教育部“长江学者” ,特聘教授 ,博士生导师 ,1962 年生 ,1982 年毕业于江汉石油学院测井专业 ,从事测井新技术的研究、教学、咨询和培训。 (地址 :北京市昌平区石油大学资源与信息学院  邮编 :102249  电话 :010 - 89733305   E - 志章  男 ,博士后 ,副教授 ,1985 年毕业于石油大学 (华东 ) 勘探系 ,1998 年获石油大学博士学位 ,主要从事油藏描述、测井地质、开发地质、储层地震等方面教学与科研。(地址 :北京市昌平区石油大学资源与信息学院  邮编 :102249  电话 :010 - 89733758)王家禄  男 ,高级工程师 ,1963 年生 ,1992 年毕业于北京航空航天大学流体力学专业 ,获博士学位。 (地址 :北京 910信箱中国石油勘探开发研究院采收率所  邮编 :100083  电话 :010 - 62098371   E - 宜仁  男 ,博士生导师 ,1962 年生 ,现为地球资源与信息学院副院长 ,专业方向为地球探测与信息技术及计算机技术与资源信息工程 ,主要从事岩石物理实验及测井方法与计算机解释的教学和研究工作。 (地址 :山东省东营市石油大学资源与信息学院  邮编 : 257061   E 小花  女 ,1976 年生 ,1998 年毕业于石油大学 (华东 )应用地球物理专业 ,2003 年获石油大学 (华东 ) 地球探测与信息技术专业博士学位 ,现在中科院声学所做博士后研究工作。 (地址 :北京北四环西路 21 号中科院声学所三部三室  邮编 : 100080 电话 : (010) 62559772   163. 才瑞  男 ,副教授 ,博士研究生 ,1966 年生 ,现从事石油地球物理信息处理等方面的教学科研工作。 (地址 :山东省东营市石油大学地球资源与信息学院  邮编 :257061  电话 :0546 - 8393342) 。陆敬安  男 ,高级工程师 ,1970 年生 ,1999 年毕业于长春科技大学获应用地球物理专业博士学位 ,主要从事海洋地震资料解释方法及测井储层评价研究。 (地址 :广东省广州市黄埔南岗 1180 信箱广州海洋地质调查局方法所邮编 :510760   E - 电话 :020 33034072)宋延杰  男 ,副教授 ,1963 年生 ,1988 年毕业于大庆石油学院 ,获硕士学位 ,在读博士 ,主要从事测井解释模型、剩余油评价技术、低孔渗储层解释方法、气层解释方法等研究工作。 (地址 :黑龙江省大庆市开发区大庆石油学院地球科学学院  邮编 :163318   E - 263. 0459 - 503332   13845965638)付恩玲  女 ,工程师 ,1967 年生 ,1989 年毕业于大庆石油学院矿场地球物理专业 ,现从事测井资料解释与方法研究。(地址 :河北省任丘市华北测井公司解释计算中心  邮编 :062552)李潮流  男 ,工程师 ,1973 年生 ,1999 年毕业于北京石油勘探开发科学研究院研究生部 ,获地球探测与信息技术专业硕士学位 ,主要从事岩石物理和解释方法研究 ,承担股份公司的科技项目。 (地址 :河北廊坊 44 信箱地质所地球物理室  邮编 :065007  电话 :010 - 69213604   E-  谦  男 ,高级工程师 ,1967 年生 ,石油大学 (北京 ) 在读博士生 ,1989 年长春地质学院本科毕业 ,主要从事地球物理测井有关研究。 (地址 :新疆乌鲁木齐市河南东路 8 号工程院  邮编 : 830011  电话 : 0991 - 3810607   E 163. 以岭  男 ,工程师 ,1974 年生 ,1996 年毕业于江汉石油学院矿场地球物理专业 ,主要从事测井资料解释及新方法新技术推广应用工作。 (地址 :河北省任丘市华北油田研究院地球物理室  邮编 : 062552  电 话 : 0317 兴斌  男 ,博士后 ,高级工程师 ,1964 年生 ,从事套管井测井方法及井下仪器研究及管理工作 ,现任大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司副总工程师。 (地址 :黑龙江省大庆市红岗区红卫村  邮编 :163412  电话 :0459- 4961378   E -  军  男 ,1967 年生 ,1991 年获硕士学位 ,现为江汉石油学院副教授、成都理工大学博士研究生 ,从事测井、地质教学与科研工作。 (地址湖北荆州江汉石油学院物探系邮编 :434102   E - 263.  军  男 ,博士 ,高级工程师 ,1970 年生 ,1992 年毕业于西南石油学院测井专业 ,1998 年获油气田开发工程博士学位 ,现任塔里木油田分公司研究院测井中心副主任 ,主要从事测井资料综合解释与储量参数研究工作。 (地址 :新疆库尔勒市 123 信箱测井中心  邮编 :841000  电话 :0996 - 2171429   E - 宏泉  男 ,博士 ,教授 ,1965 年生 ,1988 年毕业于西南石油学院石油地质专业 ,1997 获本院油气田地质与开发工程专业博士学位 ,目前主要从事测井新技术在石油工程中的应用研究及硕士、博士研究生教学工作 ,现为测井研究室主任。 (地址 :四川省成都市新都区西南石油学院石工 院  邮 编 : 610500  电 话 : 028 - 88113427/83032734/ 83033427   E - 海啸  女 ,助理工程师 ,1969 年生 ,1989 年毕业于华北石油学校矿场地球物理专业 ,一直从事常规及新方法测井资料综合研究与解释工作 ,有多项科研成果获局、处级科技进步奖。 (地址 :河北省任丘市中国石油集团测井有限公司华北事业部解释计算中心  邮编 :062552  电话 :0317 - 2701104)马  哲  男 ,工程师 ,1970 年生 , 1994 年毕业于江汉石油学院电子仪器及测量技术专业 ,主要从事 钻测量仪器的现场应用和研究开发工作。 (地址 :山东东营胜利油田钻井工艺研究院自动化所  邮编 :257017   E- 手机 :13325059216)李 浩  女 ,高级工程师 ,1963 年生 ,1987 年毕业于西北工业大学无线电技术专业 ,现在西安石油勘探仪器总厂从事测井仪器的研制工作。 (地址 :陕西省西安市红专南路8 号西安石油勘探仪器总厂测井仪分厂  邮编 :710061E - 祥树  男 ,工程师 ,1991 年毕业于西安石油学院自动化系 ,现从事测井仪器维修与技术指导工作 ,任测井一分公司测井作业部主任工程师。 (地址 :山东省东营市胜利油田测井公司一分公司测井作业部  邮编 :257200  电话 :13589987802)唐丽丽  女 ,西安科技大学电控学院硕士研究生 ,研究方向 :控制理论与控制工程。 (地址 :陕西省西安市雁塔北路 64号西安煤矿设计院计算中心 (何刚收转 )  邮编 ;710054  电话 :13892853972)付 爽  女 ,助理工程师 ,1975 年生 ,1997 年毕业于齐齐哈尔大学工业造型专业。 (地址 :黑龙江省大庆市红岗区红卫村大庆测试技术服务分公司  邮编 : 163412  电话 :0459 - 4961812)葛承河  男 ,助理工程师 ,1970 年生 ,1994 年毕业于承德石油高等专科学校应用电子技术专业 ,2000 年毕业于石油大学计算机及应用专业 ,主要从事仪器维修和维护工作。(地址 :山东省东营市胜利油田测井四分公司  邮编 :257096  电话 : 13012903650   E - 绚华  女 ,2002 年获江汉石油学院地球探测与信息技术硕士学位 ,现在石油大学 (华东 ) 从事地球物理专业的教学和科研工作。 (地址 :山东东营石油大学地球资源与信息学院  邮编 : 257061   E - 163.
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