井徑測井在地質(zhì)勘探中的常見應(yīng)用

廖健明

（貴州煤田地球物理勘探有限責任公司 貴陽 550000）

井徑測井是測量井眼直徑及檢查套管內(nèi)徑變化的測井方法。在裸眼井中，井徑測井用于指示井眼的擴大和縮小，以幫助劃分巖性及對某些測井方法進行井眼校正。在套管井中，用以檢查套管內(nèi)徑，確定套管損壞情況。本文旨在介紹本人近年來通過井徑測井做的一些工作，并針對井徑測井分享一點自己的看法。

1 井徑測井的基本原理

鉆孔直徑是用井徑儀測量的。實際進行井徑測量時，將儀器下到預(yù)計的深度上，然后通過一定的方式打開井徑腿。互成90度的四個井徑腿在彈簧力的作用下向外張開，直到四條腿都緊貼孔壁。隨著儀器的向上提升，井徑腿就會隨著鉆孔井徑的變化而進行伸縮，并帶動井徑腿上的連桿做上下運動。連桿和電位器的滑動端相連，則井徑值的變化便轉(zhuǎn)換成電阻的變化。當給滑動電阻通以一定強度的電流時，滑動電阻的某一端與滑動端之間的電位差將隨著電阻值的變化而變化。測量這一電位差，即可反映井徑的大小。

2 井徑測井的常見應(yīng)用

2.1 輔助識別采空區(qū)

在煤田測井中，我們經(jīng)常會遇到煤系地層的采空區(qū)難以識別的情況。由于采空區(qū)漏水，測井視電阻率曲線在采空區(qū)因為沒有水位而失真。這時候若在確定層位為煤層的基礎(chǔ)上，再配合井徑測井曲線，往往能很好的識別采空區(qū)。

在貴州黔東南州某采空區(qū)治理項目，項目人員為了探明勘探區(qū)內(nèi)煤層是否為采空區(qū)，在勘探區(qū)內(nèi)施工了一部分鉆孔，并按要求對施工的鉆孔進行了測井，所測參數(shù)為自然伽馬、長源距伽馬、視電阻率和井徑。由于鉆孔為干孔，孔內(nèi)無水位，無法測量視電阻率曲線，故選擇井徑測井來輔助識別目的煤層的采空情況。

圖1為該勘探區(qū)ZK01井的測井曲線圖。通過對比區(qū)內(nèi)其他鉆孔的測井曲線，結(jié)合該鉆孔自然伽馬曲線和長源距伽馬曲線在157.87米處的特征，初步判斷該處為煤層。為進一步弄清該煤層是否為采空區(qū)，通過測量井徑曲線，計算得到煤層處井徑擴徑率為300%，可以確定該煤層為“采空區(qū)”，且從曲線形態(tài)推斷采空區(qū)中部無充填物。該測井“采空區(qū)”的結(jié)論與后期煤礦給出的結(jié)論一致。

圖1 黔東南州某采空區(qū)治理項目ZK01井測井曲線圖

2.2 判斷套管破裂及變形情況

井徑測井也常被用來判斷套管的破裂情況，井徑的變化情況即反映套管在井下的變形情況。在貴州省龍里縣有一口閑置5年的地熱井，井內(nèi)套管由于受到井液的浸泡和腐蝕，套管發(fā)生了不同程度的變形和破裂。從圖2曲線圖可以看出，井徑在多處起伏明顯，表1的數(shù)據(jù)顯示井徑測量值超過套管的外徑，證明套管存在嚴重的變形或者破裂的情況。

表1 井徑隨深度變化數(shù)據(jù)分析表

圖2 龍里縣某地熱井井徑隨深度變化曲線圖

套管的變形主要表現(xiàn)為：若測量井段的井徑最大值低于套管的外徑，判定為無明顯變形；若測量井段的井徑最大值略高于套管的外徑，判定為變形；若測量井段的井徑最大值高于套管的外徑較多，判定為套管破裂。通過對該鉆孔的井徑分析，為業(yè)主開展后期的洗孔工作及地熱資源的再利用，提供了一定的參考價值。

2.3 測井曲線井徑校正

每種測井曲線都不可避免的受到井眼影響。一般情況下，井眼較好的情況下，井眼對曲線影響小。當井眼嚴重垮塌的時候，測井曲線出現(xiàn)嚴重失真，這時候必須用井眼校正公式對測井曲線進行校正，以達到計算測井參數(shù)的目的。

例如煤層氣測井解釋中，經(jīng)常遇到定量計算，包括煤層工業(yè)分析、煤層孔隙度計算等。如果不做井眼校正，用DEN-AC交會圖計算出的煤層水分偏高或者固定碳含量都會偏高，煤層孔隙度更是高值。井眼校正公式為：密度DEN=DEN測—ΔDEN，聲波時差A(yù)C=AC測—ΔAC，其中ΔDEN和ΔAC分別為密度和聲波時差的井徑校正量。

圖3為貴州省盤州市某煤層氣參數(shù)井測井曲線，從曲線圖可以看到，所測井段655-695米，680-690米處井眼擴徑較嚴重，其中8號煤層擴徑最嚴重，擴徑率達到163%，7、8號煤層微擴徑，4、5號煤層不擴徑。從圖上可以看到，在井眼不擴徑段，井徑校正前后曲線無明顯變化。在井眼擴徑段，井徑校正前后曲線變化較明顯。校正后的聲波時差曲線和密度曲線，形態(tài)和數(shù)值都更接近真實情況。

圖3 貴州省盤州市某煤層氣參數(shù)井測井曲線圖

井徑校正前后，7、8、9號煤測井計算煤層工業(yè)分 析結(jié)果見表2。

表2 7、8、9號煤測井計算煤層工業(yè)分析表

從該表可以看出，井徑校正前后計算的煤層工業(yè)分析和孔隙度值出入較大，與化驗資料對比，井徑校正后計算的結(jié)果更接近化驗結(jié)果，更真實可靠。

3 結(jié)論和建議

通過分析井徑測井原理，結(jié)合井徑測井技術(shù)在煤田井、地熱井和煤層氣參數(shù)井中的應(yīng)用，為地質(zhì)工作者解決了采空區(qū)識別、套管破損識別、定量計算煤層工業(yè)參數(shù)的問題。

井徑測井其他的應(yīng)用，比如輔助劃分砂泥巖性及滲透性，分析判斷地下巖層裂縫的發(fā)育程度和裂縫的方向，計算封孔水泥量、輔助判斷鉆孔固井質(zhì)量都具有很好的效果。

井徑測井確實能解決很多實際問題，希望更多的測井隊伍重視該技術(shù)，并挖掘井徑測井的其他應(yīng)用，為地質(zhì)行業(yè)增添活力。