水平井声波影响因素学案.doc

2.1大斜度井/水平井密度测井影响因素分析 密度测井仪是一种定向聚焦型测井仪。在水平井中，密度测井仪的测量极板由于引 向器和旋转接头组成的机械定向装置存在从而使得其始终朝下贴在井筒底边上，而且它 还可以定向发射放射性粒子，因此可知知道被测量到的是井眼下部地层。由密度测井仪 器的特性可知，其受周围环境影响相对较小。 2.1.1井眼扩经或井壁不规则 密度测井记录的是地层散射伽马强度，主要用于测量地层的体积密度和计算地层孔 隙度。井内一般填充有泥浆，它的体积密度要比地层的小。当井眼扩大或井壁不规则时， 井内泥浆在测量结果中所占的比重增加，对密度测井数值有明显的影响，往往会使密度 测井曲线陡然下降，得到的密度值明显偏低。 2.1.2井径影响 当井径大小超过10in，其对测井值造成的影响不可忽略。井内为普通泥浆，当泥浆 内重晶石泥浆含量较小时，对测井数值基本没有什么影响；当重晶石含量较高时，由于 其密度大，将使长短源距探测器计数率减小，而短源距计数率减小量更大，导致密度校 正量负值大。 2.1.3地层蚀变影响 当用水基泥浆钻井时，地层中的粘土矿物由于吸水而膨胀，称为蚀变，其蚀变程度 取决于地层中的粘土矿物类型与含量、地层埋藏深度、泥浆性能及浸泡时间等[9]。地层蚀变程度的大小和地层中所含粘土矿物类型有关，不同的粘土矿物，其吸水能力不同， 吸水能力最大是蒙脱石类粘土，其吸水后膨胀程度最大，其次为伊利石类型粘土，吸水 能力最低是高岭石和绿泥石类粘土，故其蚀变也最小。另外，岩石的蚀变程度还跟泥浆 浸泡时间以及地层埋藏深度有关。因此，当泥岩或含泥质多的岩石中含有蒙脱石含量的 粘土、较长时间的泥浆浸泡以及地层埋藏越浅，则泥浆失水量会很大，从而导致泥质和 含泥质多的岩石非常严重的蚀变。 在泥岩和含泥质多的地层遇到地层蚀变现象时，我们在这个地层中所测到的密度测 井值会明显降低。对砂岩和碳酸盐岩等地层泥浆浸泡作用无明显影响，但其影响程度随 着地层泥质含量增加而增大。 2.1.4地层界面的影响 在大斜度井/水平井特殊井眼环境下，井眼以一定的角度钻入地层，使在应用测井数 据时地层界面对测量结果的影响不得不考虑。 目前使用的仪器都是针对垂直井而设计的。我们假设地层是水平层位，且假定地层 在垂直井眼周围是对称均匀分布，这种假定在井眼倾斜较小时是基本正确的。但是当井 斜角较大的时候，地层不再是均匀，测量结果是各个地层特征的综合反应，因此仪器响 应中出现大的异常。 对于垂直井，一般井眼正交（或略倾斜）切割地层。而斜井与地层界面位置则存在 两种情况，一是层界面以一定的角度横切井眼，另一是层界面远离井眼。在垂直井中， 除寻找盐丘或邻近的井眼以外，对不与井眼相交的层面没必要考虑。然而在大斜度井中， 了解不与井眼相交的层面是非常重要的。因为即使不与井眼相交的地层界面也可能对测 井结果产生影响。通常假设地层顶部位在两口垂直井间的直线上，确定井眼相对于附近 水层或泥岩层的位置时，跟踪这些层面的轨迹是非常重要的[10]。 测量过程中，虽然仪器穿过同一个地层界面，但井斜角对于密度测井的测量存在一 定的影响，因此，井斜角不同时仪器对于地层界面的响应是不同的。井斜角度越大对于 地层的分辨能力越高，测井曲线变化的过渡段越小。 2.1.5岩屑层的影响 在水平井或大斜井中，由于重力作用，在测量过程重仪器紧贴井眼底部，但在钻井 过程中可能会遗留一定厚度的岩屑，这些岩屑层会夹在仪器与井壁间，从而影响密度测 井数值。钻井过程中的大量岩屑在钻井过程中被清除，但水平井特殊的井眼环境还是会 使水平井眼的底部存在一层岩屑，这就是岩屑床或岩屑层。 岩屑层的密度一般小于地层密度，且密度测井的探测深度较浅，所以岩屑层会对密 度和核测井响应都有相当程度的影响。实际测井时，井筒底部堆积的岩屑层的厚度是变 化的，因此仪器所测的密度值不仅与地层密度有关，而且与岩屑层的厚度有关，这就需 要对测得的数据进行岩屑层影响校正。 于华伟，孙建孟利用蒙特卡罗模拟研究了岩屑层对密度测井的影响，认为厚度小于 2cm的岩屑层可用“脊肋图”的方式进行补偿，如图2-1所示。脊线是无岩屑影响时长、 短源距计数率关系线，而肋线显示井眼因素对计数率的影响，并对测量密度进行补偿。 密度测井探测器源距的大小反映了它们探测深度的不同，长源距探测器的探测深度较 大，因此它主要反映地层信息，短源距探测器的探测深度较小，因此它主要反映井眼内 岩屑层的信息。如果井眼内没有岩屑，长源距探测器和短源距探测器都能探测到地层信 息，利用两个长、短源距探测器计算得到的地层密度为一个值；如果井眼内堆积有岩屑， 会使近探测器与远探测器记录的计数率有一定程度的偏高，因此出现数据点在“脊肋” 图中向脊线的右上方偏离的现象[11]。于华伟，孙建孟利用蒙特卡罗模拟研究了岩屑层对密