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元素俘获谱测井在长庆天然气勘探中的应用

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高伽马、自然、能谱、测井、应用、放射
资源描述:
中国石油勘探 2005 年第 3 期 46第一作者简介 : 侯雨庭, 男, 1995 年毕业于大庆石油学院勘探系, 现从事测井解释工作。收稿日期 : 2004自然伽马计算泥质含量的缺陷地层中泥质含量的求取是测井解释的基本参数之一。测井响应是地层中不同成分测井响应的叠加, 因此, 任何泥质成分对测井响应都有贡献。 测井所求出的泥质主要为粘土矿物 (高岭石、 蒙脱石、 伊利石) 和水。由于泥质矿物成分的高放射性和易于吸附放射性矿物,使得高泥质地层的总放射性——自然伽马高于纯砂岩地层, 所以, 自然伽马测井一直是求取泥质含量的经典方法。在大多数情况下, 自然伽马是划分泥岩和求取泥质含量的好方法。 值得指出的是, 由自然伽马测井求取的泥质含量是这一参数的上限。 因为使用自然伽马求取泥质含量时将地层中的所有放射性物质都当作泥质来处理。 当地层岩石骨架中也含有放射性物质时, 处理结果就会夸大泥质所占的体积。 此外, 若泥质和岩石骨架中的放射性矿物含量或组分不稳定时也会造成误差。 另外, 泥岩与高放射性砂岩难以用总自然伽马曲线分开。2 元素俘获谱测井的基本原理地层元素俘获谱测井 ( 图 1) 其前身是次生伽马能谱测井 (。 它是通过化学源向地层中发射能量为元素俘获谱测井在长庆天然气勘探中的应用侯雨庭 1 , 2 李高仁 2( 1 西北大学, 陕西省西安市 710069 ; 2 长庆油田分公司勘探开发研究院, 陕西省西安市 710021 )摘 要 : 在砂泥岩剖面中, 泥岩往往比砂岩具有较高的自然伽马值, 从而可以利用自然伽马测井将砂岩储层划分出来。 但是由于储层中泥质类型发生变化, 或砂岩储层中含有某些放射性较强的矿物, 造成储层伽马值较高, 往往造成将高伽马砂岩储层误解释为泥岩。 在这种情况下, 元素俘获谱测井通过测量地层不同元素的俘获谱, 可以较准确地识别高伽马砂岩储层。关键词 : 元素俘获谱 ; 自然伽马 ; 砂岩中图分类号 : 文献标识码 : X P L O R A T I O N T E C H N I Q U E 快中子, 快中子在地层中非弹性碰撞、 能量减少, 经过多次非弹性碰撞快中子变为热中子, 最终被周围的原子俘获, 通过释放伽马射线回到初始状态。 由体组成的探测器探测到的伽马射线能谱, 是中子与地层中所有元素相互作用放出的伽马射线谱的叠加。 主要由 H 、 S 、 素的谱所组成, 不同的元素其俘获中子的能力不同。 我们知道, H 和 地层中和井眼中都会存在, 而其他的元素一般只出现在地层中, 其中元素 S 、 通过设 256 个的能量窗口经过处理, 将测量的数据拟合一系列的标准谱,拟合地层中硅 ( 、 钙 ( 、 铁 ( 、 硫 ( S )、 钛( 、 钆 ( 等元素的含量, 经过进一步的计算处理可得到地层中矿物的含量。 地层元素俘获测井纵向分辨率可达到 而且其适用性特别广, 在淡水、 饱和盐水、 油基钻井液、 含气钻井液、 重晶石钻井液、 氯化钾钻井液、 不规则井眼和高温井眼下都能采集到高质量的资料。 元素俘获谱测井成果图中, 第 1 道为通过解谱后计算得到的不同矿物成分, 主要有石英、 长石、云母、 碳酸盐、 粘土、 黄铁矿、 石膏、 菱铁矿、 煤和盐。第 3 道至第 9 道分别为铝、 硅、 钙、 铁、 硫、 钛、 镉等元素百分比。 第 10 道为质量控制曲线。3 应用实例A 井构造位置处于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡的东北部。 该井为以下古生界为主要目标的一口区域探井, 兼探上古生界和中生界。 根据 A 井的钻探目的和地层评价需要, 2003 年 5 月 28 日对该井进行了 测井项目有 : 岩性孔隙度系列 井 (包括中子、 密度、 自然伽马能谱)、 元素俘获谱 井、 偶极横波成像 井、 组合式核磁共振 井、 微电阻率成像 井、 阵列侧向 井, 其中 井山西段取心为 8m 的石英砂岩, 常规自然伽马测井解释在 2993 ~ 3001m 解释为泥岩 (图2), 与取心不符。 元素俘获在该段测量结果显示, 储层中硅的含量在 85% ~ 90% 之间, 解释 岩, 与取心比较吻合( 图3 ) 。 在钍—钾—去铀伽马 Z 值交会图上, 泥质类型主要表现为混层粘土 (图4), 可见自然伽马高值主要是由于粘土类型的变化引起, 并非是泥质含量增大。 在这种情况下, 利用自然伽马计算储层泥质含量, 必然导致有效厚度减小。元素俘获谱测井结果的一个重要结论就是 : 高伽马地层并非一定是泥质层, 还有可能是好的储层。 因侯雨庭等 : 元素俘获谱测井在长庆天然气勘探中的应用3 200547图2 A 井常规测井解释成果图2 of in 勘探技术 E X P L O R A T I O N T E C H N I Q U E 005 年第 3 期 48图 3 A in 粘土 ; 石英 + 长石 + 云母 ; 碳质 ; 黄铁矿 ; 硬石膏 ; 菱铁矿 ;煤 ; 盐岩 ; 铝元素干重百分比含量 ; 硅元素干重百分比含量 ; 钙元素干重百分比含量 ; 铁元素干重百分比含量 ; —非地层铁元素干重百分比含量 ; 硫元素干重百分比含量 ; 钛元素干重百分比含量 ; 钆元素干重百分比含量 ; F ——误差值图 4 A 井钍—钾—去铀伽马 Z of 此, 应用元素俘获测井标定目前的常规测井, 同时寻求更合理的解释方法, 以弥补常规测井的不足。元素俘获谱测井标定的常规测井结果为 : 当地层中含有放射性物质时仅引起自然伽马的升高, 即自然伽马与其他曲线不匹配, 而三孔隙度曲线 (声波时差、密度、 补偿中子)、 电阻率曲线具有很好的匹配关系。元素俘获谱测井成功识别高伽马储层, 改变了过去对储层低伽马的单一认识。 为此开展了老井复查。 其中 B 井为 1993 年完钻的一口天然气探井。 山 2 段砂岩自然伽马曲线显示为互层高值 (35 ~ 100, 原测井解释为干层, 未测试。 根据该地区山 2 井存在高 伽马储层的现象, 利用补偿中子、 岩性密度、 电阻率等测井进行综合评价, 确认该段砂岩为较纯的石英砂岩, 解释有效厚度 图 5 ) 。 图 5 中第 9 道为复查解释结果, 第 11 道为原来测井解释结果。 该井试气获 10 4 m 3 /d 的工业气流, 为该区储量西扩提供了有力证据。图5 B 井原测井解释与复查解释对比图5 of in 4 结束语石油天然气勘探就是经过实践、 认识、 预测, 再实践、 再认识、 再预测, 不断取得重要发现和连续突破的过程。 新技术的推广应用除了带来勘探突破外, 更重要的是改变了人们对某些复杂地质体的认识, 开阔了思路, 使勘探家在石油天然气勘探过程中把握解决新问题, 新矛盾的主动权, 赢得挑战风险的制胜权, 应用新技术、 新方法、 新理论, 以创新的意识, 推动油气勘探事业向更新、 更高层次上的突破。侯雨庭等 : 元素俘获谱测井在长庆天然气勘探中的应用3 200549 H I N A P E T R O L E U M E X P L O R A T I O 005 Ⅲ 1 10069 10021on of in we is of is in of of D , 24010he of on to is on of is to as a of in be in in , 457001of it is to of By it to of to to be it of to of on in it to i u i of on of in It of in of 00011in of is is of on of in At of on is as log
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