海相頁(yè)巖氣水平井測(cè)井資料采集系列適應(yīng)性評(píng)價(jià)

羅菊蘭　馬喆　朱春紅　翟靖　張彥琴

摘 要：鄂爾多斯盆地西緣奧陶系烏拉力克組海相頁(yè)巖氣儲(chǔ)層巖性復(fù)雜、孔隙類(lèi)型多樣，具有低孔低滲的特征，需要高精度的測(cè)井采集設(shè)備和較高的測(cè)井系列要求才能滿足生產(chǎn)的需求。水平井是提高頁(yè)巖氣儲(chǔ)層產(chǎn)能的有效手段。本文分析了頁(yè)巖氣水平井測(cè)井系列現(xiàn)狀，進(jìn)行了各測(cè)井儀器的指標(biāo)對(duì)比，從實(shí)際應(yīng)用效果和儀器指標(biāo)特征兩個(gè)方面，開(kāi)展了測(cè)井系列適應(yīng)性研究，確定了研究區(qū)測(cè)井系列，為保證儲(chǔ)層參數(shù)精確采集提供了依據(jù)。

關(guān)鍵詞：水平井;海相頁(yè)巖氣;測(cè)井系列;適應(yīng)性評(píng)價(jià)

鄂爾多斯盆地西緣奧陶系烏拉力克組發(fā)育一套深灰色--灰黑色灰質(zhì)泥巖、泥質(zhì)灰?guī)r，平面上這些泥灰?guī)r分布穩(wěn)定，厚度大，從測(cè)井資料的形態(tài)和數(shù)值并結(jié)合氣測(cè)錄井資料看，該套地層厚度約為20-120m，氣測(cè)錄井有明顯的含烴顯示。水平井是頁(yè)巖氣儲(chǔ)層開(kāi)發(fā)常用的方法，測(cè)井系列的選取對(duì)于測(cè)全測(cè)準(zhǔn)測(cè)井信息和儲(chǔ)層參數(shù)的高精度計(jì)算具有重要意義。

1 鄂爾多斯盆地頁(yè)巖氣水平井測(cè)井系列現(xiàn)狀分析

1.1 鄂爾多斯盆地頁(yè)巖氣直井、定向井的測(cè)井系列選取

對(duì)于鄂爾多斯盆地海相頁(yè)巖氣儲(chǔ)層巖性復(fù)雜，孔隙類(lèi)型多樣，具有低孔低滲的特征，測(cè)井曲線對(duì)流體性質(zhì)的響應(yīng)效果不明顯，因此，需要高精度的測(cè)井采集設(shè)備和較高的測(cè)井系列要求，目前蘇里格地區(qū)天然氣開(kāi)發(fā)井主要采用的測(cè)井設(shè)備為EILOG測(cè)井系列;探井主要采用ECLIPS5700、

LOGIQ、MAXIS500等先進(jìn)的測(cè)井設(shè)備。

1.2 鄂爾多斯盆地頁(yè)巖氣水平井的測(cè)井系列選取

由于考慮到水平井施工安全等因素，蘇里格地區(qū)在成熟區(qū)塊的水平井水平段通常不采集測(cè)井曲線或者測(cè)井系列極為簡(jiǎn)單，通常僅包括：雙側(cè)向、聲波時(shí)差、井徑、連斜、自然電位曲線，因此，對(duì)于下古生界復(fù)雜碳酸鹽巖儲(chǔ)層難以進(jìn)行巖性的準(zhǔn)確劃分，給水平井測(cè)井解釋帶來(lái)很大可能。天然氣探井水平井測(cè)井系列相對(duì)完善，為測(cè)井解釋提供更豐富的信息。

2 水平井測(cè)井系列適應(yīng)性分析

2.1 現(xiàn)有的測(cè)井系列介紹

對(duì)于直井與大斜度段，主要采用電纜測(cè)井的方式，水平井的測(cè)井方式可以采用隨鉆測(cè)井、濕接頭、過(guò)鉆桿測(cè)井工藝，具體的直井段與水平井的測(cè)井工藝和測(cè)井項(xiàng)目見(jiàn)表1。

2.2 常規(guī)測(cè)井儀器的井眼適應(yīng)性評(píng)價(jià)

通過(guò)對(duì)ECLIPS5700、LOGIQ、MAXIS500等先進(jìn)的測(cè)井系統(tǒng)井下儀器工作環(huán)境指標(biāo)進(jìn)行分析，開(kāi)展了常規(guī)測(cè)井的適應(yīng)性研究。對(duì)于陣列感應(yīng)測(cè)井，當(dāng)井眼范圍為4.5-12.25in時(shí)， HDIL、ACRT儀器滿足測(cè)井需求，當(dāng)井眼范圍為5.5-12.5in時(shí)，三個(gè)公司的HRLA、HDIL、ACRT儀器均可以滿足測(cè)井需求，當(dāng)井眼范圍為12.255-20in時(shí)，可以用HDIL儀器。但由于水平井使用鹽水泥漿鉆井，導(dǎo)致泥漿電阻率低，且水平井井眼環(huán)境復(fù)雜，因此陣列感應(yīng)不適用于水平井的測(cè)量，水平井的電阻率測(cè)井系列最好選取雙側(cè)向儀器。

2.3 水平井電成像測(cè)井響應(yīng)特征及適應(yīng)性評(píng)價(jià)

2.3.1 水平井電成像測(cè)井特征

在垂直井中，垂直于井軸并處于同一平面的地層屬于同一地質(zhì)年代，在徑向上一般是均勻、各向同性的，這時(shí)測(cè)井儀器記錄的是以井軸為對(duì)稱軸的軸對(duì)稱梯度場(chǎng)的某一個(gè)或多個(gè)特征量。水平井的井眼與地層基本平行，儀器周?chē)谋粶y(cè)介質(zhì)不再具有軸對(duì)稱性，測(cè)井儀記錄一個(gè)具有各向異性特征的物理場(chǎng)的復(fù)合效應(yīng)。由于測(cè)量環(huán)境及測(cè)井工藝的限制，很多測(cè)井資料質(zhì)量問(wèn)題嚴(yán)重，更增加了水平井中測(cè)井響應(yīng)復(fù)雜性。

2.3.2 電成像測(cè)井適應(yīng)性評(píng)價(jià)

隨著長(zhǎng)慶水平井?dāng)?shù)量增加，水平井電成像測(cè)井得到較好應(yīng)用，2019年，在固*9、固*8井水平段進(jìn)行電成像測(cè)井，在裂縫識(shí)別、層理特征判識(shí)等方面取得很好的應(yīng)用效果，這反映了電成像測(cè)井在水平井中可得到較好應(yīng)用，尤其是碳酸鹽巖儲(chǔ)層溶孔、裂縫發(fā)育，電成像測(cè)井應(yīng)該在天然氣探井水平井中得到推廣和應(yīng)用。

2.3.3 陣列聲波成像測(cè)井響應(yīng)特征及適應(yīng)性評(píng)價(jià)

水平井陣列聲波測(cè)井響應(yīng)特征：偶極聲波具有不同工作方式，單獨(dú)或任意組合均可準(zhǔn)確地采集到所希望的波形，可以測(cè)量縱波、橫波和斯通利波時(shí)差;交叉偶極方式可以獲取快慢橫波時(shí)差，用以研究地層的各向異性和巖石力學(xué)參數(shù)計(jì)算。在各向異性地層，所測(cè)量的快橫波方位角指示裂縫的走向或最大水平主應(yīng)力方向。

2.3.4 核磁共振成像測(cè)井適應(yīng)性評(píng)價(jià)

核磁共振測(cè)井是利用原子核的磁性及其與外加磁場(chǎng)的相互作用而反映地層中孔隙結(jié)構(gòu)與流體性質(zhì)的一種測(cè)井方法，其測(cè)量結(jié)果不受地層礦物成分的影響，只對(duì)距井眼一定距離的地層孔隙流體進(jìn)行測(cè)量，是目前唯一能提供孔隙結(jié)構(gòu)的測(cè)井方法。通過(guò)調(diào)研得出，核磁共振測(cè)井到目前為止，在水平井中測(cè)量的實(shí)例較少，從井下安全及時(shí)效等方面考慮，建議在導(dǎo)眼井中進(jìn)行核磁共振測(cè)井，但是在水平段不建議采集核磁共振測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)。

2.3.5 地層元素測(cè)井水平井適應(yīng)性評(píng)價(jià)

地層元素測(cè)井是一種前沿的核測(cè)井技術(shù)，其主要優(yōu)勢(shì)是可以直接確定地層骨架礦物中主要元素的重量百分含量、進(jìn)而確定儲(chǔ)層的巖性以及礦物百分含量。地層元素測(cè)井儀由中子源、探測(cè)器、能譜采集分析電路三部分組成。中子與井眼周?chē)h(huán)境中核素發(fā)生非彈性散射、彈性散射、輻射俘獲核反應(yīng)。其中非彈性散射和輻射俘獲核反應(yīng)，均發(fā)出具有特定能量的伽馬光子，地層元素測(cè)井儀器主要分析俘獲伽馬能譜確定地層中主要元素的含量。

3 烏拉力克組頁(yè)巖氣水平井的測(cè)井系列確定

鄂爾多斯盆地西緣烏拉力克組儲(chǔ)層礦物成分復(fù)雜，微裂縫發(fā)育，孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜，多發(fā)于納米級(jí)孔隙，常規(guī)的測(cè)井方法對(duì)儲(chǔ)層巖性、孔隙度、含氣性的識(shí)別收到了很大的局限，尤其是水平井測(cè)井解釋方法不完善，為了提高水平井的鉆井效果，建議對(duì)烏拉力克組水平井形成如下測(cè)井系列：以“自然伽馬+井斜+聲波時(shí)差+雙側(cè)向+巖性密度+補(bǔ)償中子+自然伽馬能譜”的常規(guī)測(cè)井系列;以“地層元素+陣列聲波+電成像”的測(cè)井系列;通過(guò)這些測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，開(kāi)展儲(chǔ)層含氣性評(píng)價(jià)，計(jì)算地層地應(yīng)力，評(píng)價(jià)儲(chǔ)層的工程品質(zhì)和可壓性;利用電成像測(cè)井進(jìn)行儲(chǔ)層裂縫、溶孔發(fā)育情況的測(cè)井分析，利用巖性掃描測(cè)井進(jìn)行巖石礦物組分分析精細(xì)評(píng)價(jià)有機(jī)碳含量。

綜上所述，水平井電阻率測(cè)井系列選取雙側(cè)向測(cè)井，陣列感應(yīng)測(cè)井不適應(yīng)于水平井測(cè)井;不同廠家的儀器具有指標(biāo)差異，應(yīng)用時(shí)需要針對(duì)井眼狀況、泥漿性能選取相應(yīng)的測(cè)井儀器;核磁共振測(cè)井建議在水平井的導(dǎo)眼井測(cè)井，水平段不建議測(cè)核磁共振;烏拉力克組及其他海相頁(yè)巖氣儲(chǔ)層水平井建議測(cè)井系列為：“自然伽馬+井斜+聲波時(shí)差+雙側(cè)向+巖性密度+補(bǔ)償中子+自然伽馬能譜+地層元素+陣列聲波+電成像”。

作者簡(jiǎn)介：

羅菊蘭（1967- ），女，漢族，陜西洛南人，高級(jí)工程師，主要從事地球物理測(cè)井資料解釋工作。