欠平衡條件下深側向測井響應校正方法研究

靳松偉

摘 要:欠平衡條件下的雙側向測井儀器需要通過井口的防噴系統進入到井下測量,導致原有的雙側向加長電極不能夠正常的進行使用,因此就需要對其加長電極進行適當的處理以便于其在后續工作中的應用。由于受到防噴管長度的限制,改造后的電極電阻率值偏低。由此討論了其影響的相關因素。實際上,欠平衡鉆井和欠平衡測井技術在現代油氣層發現和保護中都有著重要的應用,且其在提高單井產量和勘探開發上同樣有著非常重要的應用意義,因此,對于這樣一種新型的良好應用型技術我們應當給予足夠的重視,一方面是對其有個全面準確的認識,在此基礎上還要能夠對其中尚存的不足之處加以改進,最好是能夠創造出一點新的東西來。

關鍵詞:欠平衡條件油氣層保護雙側向測井視電阻率校正有限元素法

中圖分類號:P631 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)06(a)-0080-01

1 欠平衡條件下深側向測井相應校正方法的應用介紹

欠平衡測井在結構上和常規測井就有著較大的差別,這就需要對雙側向測井儀器的加長電極進行改造使其適應井口裝置的長度。電極長度上的減少能夠有效的降低深側向測井值,并不能夠真實的反應出儲集層電性,因此需要應用有限元素法來計算欠平衡條件下深側向電極系系數隨加長電極長度的變化規律。這一具體的變化規律為:加長電極越長,則深側向電極系系數越小。建立起這樣一種欠平衡狀態下的深側向測井相應校正方法,并利用時機測井資料來驗證所校正結果的正確性,這樣一種方法還可以適用于任何一種長度的加長電極,并可以直接的應用到現場測井的預處理中去。

2 欠平衡技術簡介

在進行勘探的過程中,過平衡固井施工和射孔作業等都容易直接對儲集層造成不可恢復的傷害,嚴重時候甚至會造成勘探過程的徹底失敗。為了避免這樣一種現象在實際的工程施工中出現,我們通常采用欠平衡鉆井方法。所謂欠平衡鉆井,就是指在進行鉆進的過程中,利用自然的條件或者是人工的方法就能夠在可控制的條件下使所鉆的底層位置的鉆井液柱當量循環壓力低于所鉆底層的空隙壓力,并在井筒內形成負壓力,此時地層中的流體就能夠在控制條件下流入筒體內。

與欠平衡鉆井技術相配套的還有欠平衡測井技術,這兩種技術的應用是相互關聯的。所謂欠平衡測井技術,就是在在井口尚帶壓的條件下,井內氣體、泡沫鉆井液或者是輕水基鉆井液等的壓力低于地層壓力時的測井壓力。欠平衡鉆井技術和欠平衡測井技術在油氣的勘探和開發中都是有著極為重要的影響的,能夠直接和發現和保護油氣層。

3 欠平衡測井工藝對雙側向測井儀器要求

欠平衡測井時在地層壓力大于鉆井液液柱壓力狀態下的一種測井方法。在應用這樣一種方法進行測井時,考慮到井口存在著一定的壓力,因此測井過程也要在井口密封的狀態下來進行。上文中已經明確的之處,欠平衡測井工藝與常規的測井工藝以及設備都是有著較大的區別的,為保障其切實的安全,就需要在井口設置防噴管。在某些特殊的井口還需要特殊的井口裝置,具體來說,就要求下井儀器串的總長度要能夠適應欠平衡鉆井以及帶壓測井的井口裝置的允許長度。當切實的存在超長的問題時,就需要對雙側向測井儀器加長電極進行相應的改造,使其應用的長度在適當的水平上減少,以保證在改造后能夠適應要求。但這樣一個改造過程中是有負效應產生的,即主電流的聚焦性能發生改變差,深側向電流的回路變小,探測深度也隨著減低,同時之前適用的深側向測井的刻度系數相關參數也就不再適用,這就需要通過對刻度井進行重新刻度或者是通過嚴格的數值模擬來計算刻度對深側向測井響應數值進行校正,以便于對后續測井資料的評價與處理。在這一過程中,淺側向電極系結果是沒有變化的,因此不需要對欠平衡測井對淺側向測量值的影響進行討論。

4 欠平衡深側向測井電阻率校正方法

在上文相關的論述中,我們可以看到,在進行欠平衡測井時其實際測量的深側向測井電阻率往往偏小,這一偏差就可以通過數值模擬的方法來進行校正。在欠平衡測井深側向電阻率的校正過程中正確應用數值模擬方法的具體步驟為:首先根據雙側向測井儀器的電極排列方式來選擇不同的回流電極位置,然后應用有限元法計算在不同條件下的深側向電極系系數,最后在上述結果的基礎上利用試驗井測量結果對數值模擬結果進行有效的標定并得出所求的欠平衡條件下深側向測井電阻率的校正系數。

通過一些實踐和試驗數據的對比,我們可以完整的證明應用有限元素法進行計算的數值模擬結果是確定可靠的,可以直接在施工現場用于現場測井材料的預處理。但需要注意的是,在應用刻度井確定欠平衡條件下深側向測井校正系數的方法在實際的應用中是受到多方面的直接影響的,不能進行正常的測量,這主要是因為這樣一種校正方法不能對間距不同的回流電極狀況進行連續的刻度,在這種情況下,還會進一步的倒置時間上的較大耗費和費用上的浪費。而數值模擬法自身的優勢就完全可以彌補這些不足之處,其校正后的深側向測井電阻率可以直接應用到測井中去進行建模的解釋和油氣的定量評價。

5 欠平衡條件下深側向測井響應校正方法的研究結論

在對想干的問題都進行了一定程度上的描述、探討和分析后,我們最終在欠平衡條件下深側向測井響應校正方法的研究給出以下結論:欠平衡鉆井和測井能夠很好的保護空隙率和滲透率都較低的儲集層的,但是這是從理論高度上得出的結論,應用到實際工程應用中去時,由于井下情況的較大差別和施工條件的巨大限制以及所采用設備上的影響,其相關的測井資料質量就會收到相應的影響。由于欠平衡條件下雙側向測井會加長電極的變化,從而使得深側向測井相應與常規深側向測井相應之間的差距較大,且相應的加長電極越短,差異就越大。

本文正是在這樣一種狀況下建立起欠平衡條件下深側向測井響應的良好校正方法,并通過實際的試驗和實踐證明校正以后的結果與常規雙側向測井儀器測量的結果一樣的好,這就足夠證明這樣一種方法的正確性。這種方法既可以用于測井現場數據的預處理,也可以對校正后的深側向測井電阻率進行測井解釋建模和油氣的定量評價。

6 結語

首先總結概括在本文中得出的結論和本文的行文思路。首先給出四個明確的結論:首先就是要認識到深側向電極系數的相關參數是多方面的,既包括主電極自身的幾何尺寸,也包括加長電極的長度,這在文中是再三進行了強調的;其次就是在欠平衡測井時對電極進行的加長處理對淺側向電流的回路路徑是沒有直接或者間接的影響的,也就對淺側向的測井值沒有影響,這一觀念同樣需要把握;再次就是我們在本文中提出和解答的相關問題并不只是在欠平衡測井中才會出現,而是在水平井測井中也會有所表現,這也就是說,這樣一種現象具有代表性,也具有普遍性;最后本文中所使用的方法是得到了相關的驗證的,結果一致。

參考文獻

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