定量解釋含水層時誤差分析與探討

張利平 彭偉斌

（1.內(nèi)蒙古自治區(qū)第五地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)院，內(nèi)蒙古 包頭 014010；2.北京中地英捷物探儀器研究所 北京 昌平區(qū) 102200）

一、界面響應(yīng)寬度和縱向分辨率

任一有物性意義的測井方法，只要技術(shù)參數(shù)確定就有一定的縱向分辨率；且?guī)r性確定后其探測深度也已確定。故確定含水層界面的某一方法的界面響應(yīng)是唯一的，且其界面響應(yīng)寬度也是唯一的。研究界面響應(yīng)寬度對于含水層解釋，尤其是厚度小于界面響應(yīng)寬度的薄含水層有重大意義。有關(guān)資料表明，任一測井方法的界面響應(yīng)寬度均與其縱向分辨率有密切的相關(guān)關(guān)系。表1列出常用方法不考慮井眼影響及測速時的兩組數(shù)據(jù)。

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二、深度誤差

影響和產(chǎn)生深度誤差的因素有三種：

1.解釋誤差

解釋誤差多系人為因素所致，故只要解釋人員認(rèn)真、界面點(diǎn)選擇恰當(dāng)、平差合理，常規(guī)解釋誤差可控制在±5cm以內(nèi)；該誤差還具有隨機(jī)性質(zhì)，且有時會被其它誤差所淹沒。

2.電纜誤差

測井時由于探測儀器探頭連接在電纜的下方，深度誤差將取決于不同拉力時的電纜長度變化。一般電纜的伸長隨拉力變化產(chǎn)生不同彈性伸長，故影響電纜拉力的探頭的重量、形狀、與井壁的接觸方式及性質(zhì)均會影響到電纜長度并產(chǎn)生一定的深度誤差，該誤差還會受到深度傳輸方式的制約。

①傳輸方式

主要誤差是因測井深度計(jì)數(shù)輪（光電碼輪）走纜外徑及電纜伸長引起。

計(jì)數(shù)輪走纜外徑要測試準(zhǔn)確，認(rèn)真操作可減少到允許范圍。

②光電碼傳輸方式

數(shù)字測井采用此方式，誤差起因主要是電纜與碼輪不匹配及電纜拉伸引起的纜徑變化。

光電碼輪直徑僅154.48mm，若保證傳輸誤差≤0.5‰，碼輪直徑精度需高于±0.7mm。除應(yīng)提高加工精度外，測井時還應(yīng)注意碼輪上有無附著物，否則誤差較大且為累加誤差。

鎧裝電纜外層為雙層反繞鋼絲，層間及鋼絲間均有間隙。拉力不同時間隙也隨之變化，纜徑實(shí)際變化程度比用剛體彈性計(jì)算法的結(jié)果大得多。故，纜徑影響是數(shù)字測井中不同方法儀器間深度誤差的主要起因。

減少該誤差除應(yīng)保持碼輪潔凈外，還應(yīng)用實(shí)測方法找出與碼輪最佳配合的方法探頭，并對其它探頭進(jìn)行深度校正。

3.測速誤差

測速誤差△h計(jì)算公式為：△h=vt V為測速，t為時間常數(shù)。

數(shù)字測井采用時間常數(shù)，界面上t值很小，無須測速改正。

上述討論可知，深度誤差可通過商量速改正和拉伸改正等方法，使其符合規(guī)程要求。

三、厚度誤差

分三種情況討論：

1.結(jié)構(gòu)單一的厚含水層

這里的薄厚是相對界面響應(yīng)寬度而言，故本節(jié)討論各種方法均顯示為厚含水層的情況。此種含水層與單一界面響應(yīng)寬度一致，產(chǎn)生厚度誤差的原因是：

①解釋誤差。包括解釋點(diǎn)位移誤差、比例尺丈量誤差及平差誤差等。該誤差與深度誤差一樣具隨機(jī)性質(zhì)，且一般不大于10cm。

②巖性誤差。頂?shù)诪楦羲畬幽鄮r時，界面形成臺坎。其關(guān)鍵是定性和合理選擇界面，但若過渡段層薄，兩界面可能合二為一，從而影響了定厚的可靠性及精度。

③測速影響。測速對厚解釋的影響取決于vt值；vt值增大，曲線幅度下降、曲線變得不對稱、“尾支”增長；解釋厚度加大。但目前實(shí)vt值較小，其影響可不予考慮。

2.薄含水層

①理論曲線。地層厚度小于界面響應(yīng)寬度的單一含水層，曲線響應(yīng)有不同程度畸變。

視電阻率電位曲線因極距小，雖可能產(chǎn)生反異常影響定性，但可不考慮其理論曲線的解釋誤差。

核測井曲線薄層響應(yīng)的畸變主要表現(xiàn)為界面響應(yīng)寬度隨地層變薄而減少，響應(yīng)幅度同時減小。因此，使用同一幅值法解釋薄含水層厚度誤差較大，且隨地層變薄而增加，對于低分辨率核測井方法。薄含水層厚度解釋誤差可能遠(yuǎn)大于可采層的允許誤差。

顯然，不應(yīng)采用低分辨率方法解釋薄含水層，也不應(yīng)采用其成果與高分辨率較差的，而應(yīng)采用高分辨率方法的解釋成果。

②解釋誤差同厚含水層，一般不超過l0cm，且為隨機(jī)誤差。

③測速影響：簿層的測速影響比厚層大。從理論上講，20cm的含水層，vt=1200時的誤差已達(dá)19%如vt=400，誤差可限制在2-3cm。從上述討論中均可看出：含水層越薄時，其誤差越也就越大，反之，則越小。

3.斷裂隙含水層

地下裂隙含水層中，由于充填了泥漿，有時會出現(xiàn)裂隙含水與非含水的情況，這在曲線反映上有時容易出現(xiàn)假象，此時要配合地質(zhì)巖性、流量測井的確定。但各參數(shù)反映曲線在裂隙界面的反映曲線：在裂隙界面的反映良好時，解釋劃分上下界面非常容易，顯然測量誤差除上述誤差外，容易滿足精度要求。

四、井徑及井液影響

1 井徑影響

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由于井徑的擴(kuò)大降低了各種測井方法的分辨率，從而降低了各參數(shù)曲線界面的陡度，甚至影響到含水層定性、定厚的可靠性；但只要井壁完整，且井徑不超過一定范圍，其對定厚解釋的影響不大。

但是井徑的不均勻擴(kuò)大對解釋成果影響很大，尤其是含水層界面附近巖層的井徑擴(kuò)大，可改變曲線界面位置和形態(tài)，造成較大的解釋誤差。此時曲線界面不對應(yīng)含水層界面，而對應(yīng)井徑擴(kuò)大段的"界面"；同時含水層界面響應(yīng)幅度減少甚劇，甚至找不出界面或形成反界面，使該曲線喪失應(yīng)用價值。測井方法中，視電阻率、自然電位等電性方法在含水層段將產(chǎn)生或厚或薄的較大的解釋誤差，且其大小與含水層無關(guān)，僅取決于井徑變化。

此時需要加測井徑曲線，定性解釋中排除井徑擴(kuò)大的干擾，并在井徑干擾小的曲線上選擇正確的界面位置解釋，且不能與受干擾曲線較差。若界面鄰近含水層同時又?jǐn)U徑，可能導(dǎo)致各曲線同時變形則需要綜合分析。應(yīng)該說，井徑不均勻擴(kuò)大是影響測井質(zhì)量的主要原因，常因此出現(xiàn)較差超限或 參數(shù)不夠使含水層成果降級。

2 井液影響

含水層呈高阻響應(yīng)時，低阻泥漿降低含水層電性幅值；尤其在擴(kuò)徑時，將會影響到定性、定 厚。但多數(shù)情況下，井液主要影響定性；只有界面鄰近含水層擴(kuò)徑時才會影響定厚成果，如是采用清水鉆進(jìn)時，井液影響會降至很小。

五、結(jié)論與建議

1、含水層理論曲線響應(yīng)的解釋誤差與層厚不呈正相關(guān)系。薄含水層的解釋誤差隨層厚減小有加大趨勢，且低分辨率的測井方法誤差較大。復(fù)雜結(jié)構(gòu)含水層中的破碎帶或含水層，不能用低分辯方法定性、定厚，而應(yīng)提高方法的縱向分辨率或改用其它高分辨率方法來劃

2、分。曲線的人為解釋誤差與層厚無關(guān)，且通常可限制在±10cm之內(nèi)。

3、測速過高可增大誤差，但目前使用的Vt較小，一般可不考慮其影響。

4、井徑、井液主要影響定性，特定條件下也影響

5、定厚；且誤差僅與擴(kuò)徑段有關(guān)。深度誤差與層厚無關(guān)。其值隨深度大小而半減，但可進(jìn)行校正使之不超誤差范圍。

6、筆者認(rèn)為，目前使用的不同測井參數(shù)曲線間較差要求與層厚正相關(guān)系僅是從地質(zhì)需要角度提出的，與測井實(shí)際達(dá)到的精度有較大出入，要求不盡合理，并導(dǎo)致部分測井人員改變解釋原則去拼湊數(shù)字，造成解釋中的虛假現(xiàn)象。為此，建議可參考用表2列出的較差的要求，當(dāng)達(dá)到要求后則采用高分辨率方法的成果用為最終成果。

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