張歷濤(大慶鉆探工程公司測井公司吉林事業部,吉林 松原 138000)
首先,兩種測井的井筒內部流體不同,裸眼井測井的內部流體一般為鉆井液,而套管內的流體一般是清水;
其次,使用兩種測井的目的不同。裸眼井測井的目的是為了了解地層之中含油氣水的特性,而套管井測井的目的是為了進行套管檢測,射孔檢測和驗串等,同時也可以進行產生液體剖面的檢測;
再次,兩種測井的測量項目不同。裸眼井測井在作業中,要用到電氣、聲波、放射性或者核磁共振等儀器設備,但是在套管井中,自身就帶有套管,所以以上方法無法使用或者受到了限制,只能通過套管的電阻率測井進行;
第四,兩種測井所使用的儀器規格不同。一般來說,套管井測井所使用的儀器規格比較小,方便操作,便于在環空部分作業。而裸眼井測井對儀器的選擇,是根據鉆井井眼的尺寸決定的,可大可小。
我國大部分油氣井所使用的裸眼井測井技術,以電阻率測井和核磁共振測井兩種為主。其中核磁共振測井的方法精確度較高,是首先的測量方案。就現實情況而言,我國在核磁共振測井技術上還存在滯后,但經過近年來的技術攻關,目前已經進入了商業化運作。
電阻率測井的主要有點事測試半徑大,同時配置經濟,所以在油氣田作業中應用的很廣泛。但是在測試過程中,所得到的含油飽和度數據受到的影響因素很多,例如底層參數中的孔隙度、飽和度、巖層性能、泥質含量、油層壓力等,這樣一來所得到的參數誤差也比較大,綜合判斷為5%到10%,這種誤差率已經影響了對以三次采油為目的的可行性評價。
目前有一種方法可以減小電阻率測井誤差,通過在底層測井中注入化學劑,用這種方法占據原油所在地空間,隨后注入地層鹽水段賽,在進行充分融合之后,通過測量地層電阻率的方法來提高精確度(一般可以提升到2%-5%)。
這種方法被稱之為“測—注—測”方式,measuring-inject?ing-measuring mode,原理就是通過人工替換孔隙流體的方式進而確定地層的含油氣體積。按照先后順序,第一次測量是在油層初始狀態下進行,第二次測量是在注入化學劑后進行,即進行兩側測試的中間環節,多了注入的過程。當計算出前后不同的數值之后,后者數據減去前者數據,就是地層蘊含原油的多少。
核磁共振測井是上世紀五六十年代出現的技術,科學研究發現,物質在一般狀態中都可以發生核磁共振現象(NMR:Nu?clear Magnetic Resonance),其原理就是在靜磁場中的物質原子核系統受到相同頻率的電磁波作用,磁能級之間就會發生共振遷現象。利用核磁共振測井,可以避免多種因素的干擾,如孔隙度、滲透率、含油飽和度等,精確度高,功能齊全。
利用核磁共振測井的方法有三個,即預極化法、核磁-密度交會法和核磁-聲波交會法。
首先,預極化法。兩個磁場方向保持垂直的探測圈中,自由感應衰減信號(FID)可隨著時間變化,FID的變化幅度與衰減的磁化強度是成正比的;時間常數與地層環境的函數相關,一般為幾百微妙,為了消除巖石中的氫核及束縛于巖石表面的氫核對FID信號的影響,可在自由旋進開始之后,延遲20到30ms再開始測量。因此,FID信號可以反映地層中的自由流體指數。當時間一定時,自由流體指數與地層的孔隙度線性相關,因此可以從FID信號來確定地層的孔隙度。
此外,FID信號幅度的大小還與地層中氫核的極化強度M在期間的衰減快慢有關,即與縱向弛豫時間有關??v向馳豫過程的實質是核自旋與周圍介質進行碰撞及交換能量的過程。所以縱向馳豫時間直接與孔隙中流體的性質以及巖石性質有關,而含有自由流體的地層通道又與地層的滲透率有關。這樣,由測得的自由流體指數可以推得到地層的滲透率。
其次,核磁-聲波交會法和核磁-密度交會法一種綜合性的測試方法。分別結合了兩種以上的測試方法,可以從不同的方面對數據信息佐證,數據顯示的含油飽和度較為精確。目前對于一些大型油氣田的測量結果,要求的數據準確度越來越高,使用綜合性的測試方法已經成為常態化。
無論是裸眼井測井方法,還是套管井測井方法,都在實際的油氣田測量領域發揮著作用。兩種方法沒有本質上的優劣,更多的是需要對應用的環境進行分辨。裸眼井測井方法已經發展成了常規性技術,它的利用可以得到可靠的剩余油飽和度剖面,不過,相比套管井測井技術而言,它的測量半徑很小,有進一步研究和應用的空間。.
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