錄井解釋方法

錄井解釋方法,岩心錄井就是在鑽井過程中用一種取心工具將地下岩石取上來並對其進行分析、研究而取得各項資料的過程。

錄井解釋方法

一)概 述
岩心錄井就是在鑽井過程中用一種取心工具將地下岩石取上來並對其進行分析、研究而取得各項資料的過程。取上來的岩心是最直觀、最可靠地反映地下地質特徵的第一性資料。錄井地質師通過岩心分析,可研究鑽遇地層的岩性、物性、電性、含油氣性;掌握生油層特徵及其地球化學指標;考察古生物分布和沉積構造,判斷沉積環境;了解構造和斷裂的情況,如地層傾角、地層接觸關係、斷層位置;查明開發過程中所必須的資料和數據,檢查開發效果;為增產措施提供地質依據。
錄井解釋的具體工作,首先是對錄井採集資料進行資料處理,求取儲層評價參數,對錄井單項資料進行定性解釋,然後結合測井資料、岩心分析、試油等資料,進行圖版解釋和綜合分析判斷,確定油氣水層解釋結論,預測油氣層產能。從研究對象上,又可細分為油水層解釋、氣水層解釋和水淹層解釋。

油、氣、水層在測井曲線上顯示不同的特徵

油層

聲波時差值中等,曲線平緩呈平台狀。
自然電位曲線顯示正異常或負異常,隨泥質含量的增加異常幅度變小。
微電極曲線幅度中等,具有明顯的正幅度差,並隨滲透性變差幅度差減小。
長、短電極視電阻率曲線均為高阻特徵。
感應曲線呈明顯的低電導(高電阻)。
井徑常小於鑽頭直徑。

氣層

在自然電位、微電極、井徑、視電阻率曲線及感應電導曲線上氣層特徵與油層相同,所不同的是在聲波時差曲線上明顯數值增大或周波跳躍現象,中子、伽瑪曲線幅度比油層高。
(3)油水同層:在聲波時差、微電極、井徑曲線上,油水同層與油層相同,不同的是自然電位曲線比油層大一點,而視電阻率曲線比油層小一點,感應電導率比油層大一點。
(4)水層:自然電位曲線顯示正異常或負異常,且異常幅度值比油層大;微電極曲線幅度中等,有明顯的正幅度差,但與油層相比幅度相對降低;短電極視電阻率曲線幅度較高而長電極視電阻率曲線幅度較低,感應曲線顯示高電導值,聲波時差數值中等,呈平台狀,井徑常小於鑽頭直徑。

定性判斷油、氣、水層

油氣水層的定性解釋主要是採用比較的方法來區別它們。在定性解釋過程中,主要採用以下幾種比較方法:

縱向電阻比較法

在水性相同的井段內,把各滲透層的電阻率與純水層比較,在岩性、物性相近的條件下,油氣層的電阻率較高。一般油氣層的電阻率是水層的3倍以上。純水層一般應典型可靠,一般典型水層應該厚度較大,物性好,岩性純,具有明顯的水層特徵,而且在錄井中無油氣顯示。

徑向電阻率比較法

地層水礦化度比泥漿礦化度高,泥漿濾液侵入地層時,油層形成減阻侵入剖面,水層形成增阻侵入剖面。在這種條件下比較探測不同的電阻率曲線,分析電阻率徑向變化特徵,可判斷油、氣、水層。一般深探測電阻率大於淺探測電阻率的岩層為油層,反之則為水層,有時油層也會出現深探測電阻率小於淺探測電阻率的現象,但沒有水層差別那樣大。

鄰井曲線對比法

將目的層段的測井曲線作小層對比,從中分析含油性的變化。這種對比要注意儲集層的岩性、物性和地層水礦化度等在橫向上的變化,如下圖所示。

最小出油電阻率法

對某一構造或斷塊的某一層組來說,地層礦化度一般比較穩定,純水層的電阻率高低主要與岩性、物性有關,所以若地層的岩性物性相近,則水層的電阻率相同,當地層含油飽和度增加,地層電阻率也隨之升高。比較測井解釋的真電阻率與試油結果,就要以確定一個電性標準(最小出油電阻率),高於電性標準是油層,低於電性標準的是水層。從而利用地層真電阻率(感應曲線所求的電阻率)和其它資料,可劃分出油(氣)、水層。但是套用這種方法時,必須考慮到不同斷塊、不同層系的電性標準不同,當岩性、物性、水性變化,則最小出油電阻也隨之變化。

判斷氣層的方法

氣層與油層在許多方面相似,利用一般的測井方法劃分不開,只能利用氣層的“三高”特點進行區分。所謂“三高”即高時差值(或出現周波跳躍);高中子伽馬值;高氣測值(甲烷高,重烴低)。
根據油、氣、水層的這些曲線特徵和劃分油、氣、水層的方法,就可以把一般岩性、簡單明顯的油、氣、水層劃分出來。

第一節 油水層解釋方法

油水層解釋流程:
採集資料處理——套用技術及有效參數優選——單項資料解釋——解釋圖版建立——綜合分析判斷——油層產能預測

一、套用技術及有效參數優選

1.主要套用技術
①岩心等實物觀察判斷技術
②氣測資料解釋技術
③地化分析評價技術
④螢光顯微圖像分析評價技術
⑤井噴、井涌、井漏、油氣水侵及鑽井液油氣顯示解釋技術
⑥測井解釋技術
2.有效參數優選
①反映有效厚度的參數:岩心含油產狀及厚度,測井解釋井段及對應的曲線特徵,井壁取心油砂岩井深位置,岩屑含油顯示井段,氣測異常顯示井段。
②反映孔隙性的參數:岩心分析孔隙度及孔隙類型,測井解釋孔隙度、聲波時差、岩性密度、中子密度曲線特徵,地化熱失重分析孔隙度,核磁共振分析孔隙度,岩心、岩屑、井壁取心岩性、粒度、分選性、磨圓度等,螢光圖像分析面孔率。
③反映滲透性的參數:岩心分析滲透率,岩心、岩屑、井壁取心岩性、粒度、分選性、磨圓度、膠結物、充填物、裂縫及層理構造發育程度等,螢光圖像分析孔隙清晰度、連通性,測井自然電位、自然伽瑪、聲波時差、微電極幅度差、井徑等。
④反映含油性的參數:岩心、岩屑、井壁取心一次觀察含油特徵,地化分析岩石含烴量,氣測分析全烴含量及異常顯示曲線形態,井噴、井涌等異常現象及鑽井液槽池面顯示特徵,測井電阻率及其曲線特徵。
⑤反映原油物性(滲流性)的參數:岩心、岩屑、井壁取心二次觀察含油特徵,地化分析岩石烴類組分含量、相對含量及其譜圖形態特徵,螢光圖像孔隙含油顏色及分布特徵,氣測分析組分相對含量,井噴、井涌等異常現象及鑽井液槽池面顯示特徵。
⑥反映含水性的參數:岩心、井壁取心含水特徵,地化分析烴類組分相對含量及其譜圖形態特徵,氣測分析H2、CO2、CH4含量,氣測異常顯示曲線形態及組分相對含量,螢光圖像含水特徵,測井解釋含水飽和度
⑦反映地層壓力的參數:鑽井液密度與井噴、井涌等異常現象,綜合錄井d指數、σ指數及鑽井液體積等參數。
由於地下地質現象的複雜性,真實的地層很難直接得到,測、錄井井筒採集資料中的感官現象、曲線特徵、圖形特徵、圖像特徵、巨觀的井口異常現象等,都可以作為獲得儲層參數的重要信息。

二、單項錄井資料解釋方法

1. 氣測及綜合錄井儀資料解釋技術
氣測是井筒檢測天然氣的主要手段,綜合錄井儀是氣井鑽井的配套技術。
1)氣測顯示的影響因素分析
①儲集層及油氣自身特性的影響
儲層含油氣量、氣油比、原油性質、滲流性、地層壓力等儲集層及油氣自身特性是氣測顯示的主要影響因素。
②鑽井條件的影響
A、鑽頭直徑的影響
當其它條件一定時,鑽頭直徑越大,破碎岩石體積越多,進入鑽井液中的油氣含量越多。
B、鑽井速度的影響
在相同的地質條件下,鑽速越大,單位時間破碎岩石體積越大,進入鑽井液中的油氣含量越多。
C、鑽井液排量的影響
排量越大,鑽井液在井底停留時間越短,通過擴散和滲濾方式進入鑽井液中的氣相對減少。
D、鑽井液密度的影響
一般情況下,為了保證鑽井施工正常進行,總要使鑽井液柱壓力略大於地層壓力。以壓力平衡點為分界點,鑽井液密度對含氣顯示影響差別是較大的,在欠平衡狀態,壓差氣將遠遠超過破碎氣。
E、鑽井液粘度的影響
鑽井液粘度大,降低了氣測錄井的脫氣效率,使氣測錄井異常顯示值較低,氣測基值會有不同程度地增加,油氣的上竄現象不明顯。
F、接單根及後效氣的影響
不利的方面:一是加大了氣測真假顯示的識別難度,二是影響了氣測顯示的真實值。有利的方面:可以作為判斷油氣層以及含油氣程度的輔助手段,同時也是實時檢測漏失氣顯示時的重要參考資料。
G、鑽井液處理劑的影響
在目前的鑽井過程中,鑽井液中要根據不同的鑽井施工需求,加入一定數量的鑽井液處理劑。一般情況下,鑽井液處理劑對氣測錄井均會產生不同程度的影響。
2)氣測資料校正及參數處理方法
氣測資料校正是對錄井時環境影響因素的校正,主要是對不同鑽井條件影響的校正。
①鑽頭直徑的影響因素校正
這種影響主要是破碎岩石體積的差異造成的,校正的方法就是按照鑽碎岩石體積的比例關係進行恢復,一般以φ215mm3A鑽頭為標準,目前還只能做到井眼體積的校正,還不能排除不同鑽頭類型(A-B-PDC)對岩石破碎程度的影響。取心鑽頭的影響是校正的重點,岩石破碎體積的校正係數為:
K=V1/V2=D12/(D2-d2)
沖淡係數為:
K=D12×Q2×t2/[Q1×t1×(D2-d2)]
式中:D1——正常鑽進鑽頭直徑;D——取心鑽頭直徑;d——取心內筒直徑;
t1、t2——正常鑽進和取心時的鑽時; Q1、Q2——正常鑽進和取心時的鑽井液排量。
②鑽井速度的影響因素校正
在目前的以時間記錄的氣測資料中,鑽速差異對氣顯示值的影響是較大的,校正的關鍵是要建立標準鑽速(或鑽時),將實時資料回歸到標準鑽速狀態,提高氣測參數的可比性。另一方面通過積分的方法,也可以減少鑽速對資料的影響。
③鑽井液密度的影響因素校正
統計分析壓差與油氣層產能相關性,建立鑽井液密度變化對氣測顯示影響的關係曲線方程。
鑽井液密度校正公式為:
Qt 0= a×(1-eb ×(p-d))+Qt
式中:Qt——實測全烴值; Qt 0 ——壓力平衡條件下的全烴值;p——地壓係數;
d——鑽井液密度; a ,b——係數。
④鑽井液粘度的影響因素校正
通過模擬試驗方法,建立不同鑽井液體系粘度變化的校正係數。校正公式為: 
Qjz = (1 + a) × Qt
式中:Qjz——氣體校正含量值; a—— 校正係數(按下表取值); Qt—— 實測氣體測量值。
⑤井口逸散氣的影響因素校正
通過現場取樣試驗,進行井口鑽井液全脫分析、泥漿槽鑽井液全脫分析、氣測全烴分析及組分分析,建立隨鑽檢測全烴的井口逸散氣校正方法。
⑥接單根及後效氣的影響因素校正
研製氣測實時採集數據提取軟體,將以時間記錄的參數轉換成以深度記錄的參數,提取鑽進狀態的採集數據,濾掉循環時的數據,對每次開泵時管路延時影響進行處理,得到類似測井曲線的氣測連續數據曲線,也稱為“時——深轉換”。
⑦氣測參數處理方法
A、資料處理流程:
不同儀器採集數據格式轉換——管路延時數據處理——異常數據處理——鑽頭直徑影響校正——取心井段校正——重複數據、空數據刪除——等間距數據提取——面積積分校正——全烴基值回歸處理——顯示層的劃分——產氣層、產油層的鑽井液密度(壓差)校正——井口逸散氣校正——數據處理及輸出。
B、評價參數求取
烴灌滿係數:
WD=HS/He
式中:WD ——烴灌滿係數; Hs ——氣測顯示厚度; He ——儲層有效厚度。
含氣飽和度
SG=100×C/φ
式中:SG ——地層視含氣飽和度;φ ——總孔隙度
3)套用綜合錄井參數評價儲層物性的方法
①套用鑽速法評價儲層物性
鑽時參數反映岩石的可鑽性,鑽遇不同的岩層,其鑽時是不同的。在鑽壓、轉速穩定的情況下,鑽時越低,反映岩石的可鑽性越好,即岩石物性越好,岩石裂縫、孔隙越發育;鑽時越高,反映岩石的可鑽性越差,即岩石物性越差,岩石裂縫、孔隙越不發育。鑽時與轉盤轉數、鑽壓成反比。
由於不同的井工程上實施的轉盤轉數、鑽壓系統各不相同,同一口井在不同井段,其轉盤轉數、鑽壓等參數也有所變化,所以在不同情況下鑽遇相同岩石時所需的鑽時是有所差異的。為準確判斷岩石物性,應儘量消除這些參數給鑽時所帶來的影響,便於遵照統一的基準進行對比分析。為此,需要將綜合錄井原始鑽時數據校正到同一基準面上,同時,為方便對比分析,對校正後的鑽時進行了處理,得到鑽速參數。
②套用dc指數法評價儲層物性
dc指數是反映岩石可鑽性好壞的一個綜合評價參數,它是根據鑽時參數,並對鑽頭直徑、鑽壓、鑽盤轉速、鑽井液密度校正處理後計算得來。
③套用功指數比值法識別裂縫發育段
在鑽井參數相同的條件下,利用鑽時相對大小可以識別裂縫發育段。然而實際鑽井中,鑽井參數隨時在變化,鑽時受地層岩性、岩石強度、鑽頭類型、鑽壓、轉數等諸多因素影響,很多情況下並不能真實反映地層的可鑽性,為探索識別裂縫的有效參數,建立了功指數模型。
④套用岩石可鑽性評價參數評價儲層物性方法
按照最佳化鑽井設計,某一地區某一層位的岩性應有一個最佳化的鑽井條件,在此條件下,將獲得安全且最佳的鑽速,即標準鑽時,在岩性相同的情況下,假設鑽井條件不變,鑽時的大小就可以反映儲層物性,當實際鑽時>標準鑽時,則鑽遇的岩石孔滲性差,實際鑽時<標準鑽時,則鑽遇的岩石孔滲性好。
目前,通過實驗手段獲得不同岩性的標準鑽時還難以實現,因此,通過數理統計擬和回歸的方法是實際可行的。首先對樣品進行篩選,選擇有代表性的樣本數據進行鑽時屬性分析,確定了泥頁岩、砂岩、礫岩、安山岩、角礫岩、流紋岩等八大岩類為研究對象,然後根據鑽時與工程參數、地質因素相關性分析,提取反映岩石不可鑽性的特徵參數—“工程因素”,根據地質因素與工程參數相關性分析,提取反映岩石可鑽性及其物性的特徵參數—“地質因素” 。方法的實現考慮到鑽壓、轉速、扭矩、立壓參數量綱不同的影響,以及工程參數、地質因素對岩性、鑽頭類型的依賴關係,首先對這些工程參數進行標準化處理,消除由於量綱的不同帶來的各參數在統計模型中貢獻權的差異。

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