钻井地质特征下的随钻测井研究

2022-09-11

0 引言

近年来, 水平井及水平分支井的技术被广泛推广。得益于此, 薄油层, 夹层, 以及低压低产低丰度的储层的开发工作, 不断的被发现并投入生产。为提升油田泄油面积, 提高单井产量做出重要推动作用。测井技术, 也被不断的提出更严苛的要求, 以适应新形式的钻井流程。

1 随钻测井的基本原理及应用

在钻井工作完成后, 再将电缆仪器下井收集数据, 这是传统的测井技术。其缺陷就是不能准确命中目标层, 钻井效率低下。为了避免钻头偏离轨迹出现的钻井偏靶以及因深度误差导致的取心错误的发生, 随钻测井技术被广泛研究和运用。

随钻测井, 可以被看作是结合了电缆测井、钻井与录井技术的综合系统。测井工具, 装置在底部钻柱之内, 可与传统测井使用的电缆系统完成相同的测量工作。其最大优势, 在于将钻遇地层和地质的物理参数, 事实准确的反馈给工程师, 为钻井工作提供迅捷而精确的地质导向。换而言之, 随钻测井可以最大限度的让原状信息在第一时间真实的反映出来, 达到实时的对地层信息进行测量的目的。

2 测井、录井的参数提取

在测井的地质导向中, 可以依据自然伽玛资料来实时的确定岩性, 根据电阻率资料来将致密层与渗透层, 以及油、气、水层清晰的划分开。两者数据的结合, 可以有效的帮助工程师进行地质导向。将钻时录井工作, 与工程录井结合起来, 参考钻压、转速以及泥浆的密度和粘度等资料, 都可以为录井工作中实时性和准确性的要求提供有效的解决方案。

3 LWD的资料预处理

数字测井, 包括数字化后的曲线数据, 都有存在误差和起伏等无用的信息, 应最大限度的进行消除, 提高分析的精度, 提升随钻测井的资料质量。首先采用测井曲线作为抛物线的最佳数值拟合, 求出滑动均值, 代替原测井值, 取趋势去剩差, 进行平滑校正。然后以平均插值法进行深度校正, 消除因井壁不规则和测量仪器拉伸带来的影响。最后进行井眼环境的校正, 消除因为井眼垮塌、崩落等产生的对曲线的影响。

4 LWD的资料标准化

在水平井的钻井过程中, 为确保钻遇岩性的实时准确识别, 还需进行测井资料的标准化, 实现水平井和直眼井间的数据标定。

油田的勘探开发工作量巨大, 井数众多。无法保证使用相同的测量仪器, 相同的测量刻度来进行全部的测井工作。最终的测井曲线, 必然因刻度不等存在误差。除了前面提到的环境校正外, 对测井曲线的标准处理也必不可少。

在考虑测井数据的取值时, 我们可以将同一井区内同一层段内认定为地球物理特性基本相同。因此测井曲线中的同一数据在不同井中也具备自身的分布规律。目前普遍采用的标准化处理的方法, 包含统计标准化, 大直方图法, 试验标准化方法, 标准井方法以及邻近对比等。

统计标准化, 是基于在研究区域内, 相同岩石同一百分比的出现这种假设而提出的。大直方图法将全部井的数据组合在同一个大的直方图中, 根据“正态分布”统计, 分析所有单井的数据平均值。标准井方法, 实际上是在大直方图法的基础上做了一种改进。而目前, 结果相对更为准确可靠的方法, 是将测量仪器类型及附加地层尺寸都纳入考虑范围的试验标准化方法。我们的测井人员, 可以在实际的标准化工作进程中, 因地制宜选用恰当的方法。

5 测井相自动分层取值方法

测井相的分析过程, 需要将井剖面划分成不同的侧面, 使每层内岩石物理特性和岩相类型相同或相近。由于各类测井曲线都存在不同程度的受边界影响的问题, 这些数值并不能代表地层物理特性。因而探索更加有效的自动分层的方法十分有必要。

如果我们以数学模型, 来归纳测井相的自动分层的方法, 那么大致有两种。其一是以相邻的参考点差异作为依据, 以测井曲线的变化率或极值点进行分层;其二是用方差分析的手法, 将方差或离差平方和作为指标进行分层, 再加上后来引入的褶积虑波和中值滤波的方法, 各类方法层出不穷。粗看来, 似乎都有其本身优越的一面。但上述的大多数方法在实际应用中, 或是易受人为因素影响, 或运算量巨大难以被接受。总的来说, 这些方法具备理论上参考的意义, 但用在实际测井工作中实用性不大。相对而言, 极值方差聚类分层更加直观和实用, 也适用于对称型与非对称型两种曲线分层。

这种方法首先需要用指标函数进行大致分层, 初步确定层界面的位置。然后再用方差分析法和聚类分析法做相邻层面的细分, 进一步确定层界面的准确位置。这种方法原理并不复杂, 可以看做是在方差分层法的基础上进行的改进, 效果明显, 实用性强, 最重要的是极大的减少了不必要的计算工作量。

通过在研究区域各井的砂泥岩剖面测井曲线的自动分层取值, 证实极值方差聚类分层不仅原理简单, 易于编程, 而且工作进程快, 人工参与少, 取值结果也更合理, 是对以往的方差分析类方法的改进和优化。自动分层取值, 是划分测井相类型的首要工作。通过极值方差聚类法来实现测井相分析的自动分层取值, 不但可以进行测井相分析, 并且也可以对常规的油、气、水层的划分进行分析。

6 建立测井相-岩相的统计模式

在进行测井相分析工作中, 需要从测井的资料中将岩相相关的信息提取出来, 并整合成一个整套的数学分类准则, 随后各个测井响应值去对应有多重意义的测井相内。通过这样的统计方法, 可以将整个单井地层解剖面划分为多个测井相, 随后通过与岩心分析及岩屑录井等结果的资料做对比, 以确定各个测井相的岩相类型。

而本文提出了测井相-岩相的一种统计模式, 这种模式是指出研究区域中的测井相需要与地质相对应, 随后找到其整体对应的规律, 对已知模式进行确定。而测井的大量数据中, 也包含了大量的地质相的信息, 并对应着多个有统计意义的测井数据。通过预处理、分层取值等方法, 测井曲线会形成一个根据深度排列的测井值, 如果将待划分地层看做不同的模式, 那这一组组测井值即可认为是待判模式的特征。做测井相识别的目的, 就是要依据此类特征, 采用特定的识别方法, 把未知的模式归变为已知的模式。

7 结语

随钻测井技术, 是为钻井工作做地质导向服务的关键性技术, 也将在油气田的全面开发中越来越多的发挥作用。对此, 我们相关从业人员更需要抓住机会, 开展相关的研究和交流, 缩小与国外领先技术的差距。一方面加大地质导向相关技术的研究和应用, 并不断的强化随钻资料在实时预测地层压力方面的研究, 同时推进资料测算取值方法的不断优化和更新, 让我国的钻井开发工作更上新的台阶。

摘要：随着能源工业的快速发展, 对测井技术的要求也在不断的提高。从九十年代到如今, 定向井尤其是水平井开发技术发展迅猛, 对提高油井的单产量和采收率起到重要作用。本文将就目前水平井开发技术中的随钻测井技术, 及相关的录井技术和取值统计方法做一些简单的讨论。

关键词：水平井,测井技术,预处理,分层取值,随钻测井