随钻电阻率测井及地层评价解释.doc.docVIP

随钻电阻率测井与地层电性各向异性评价—研究与应用报告综述高 杰 冯启宁石油大学（北京）地科系 102200摘 要：随钻测井（LWD）是目前的研究热点之一。LWD电阻率测井能够有效反映地层电性各向异性，本文为电性各向异性研究的预研报告，从电性各向异性研究的现状出发，论述了电性各向异性产生的原因、LWD电阻率测井曲线解释基础及校正和解释方法，从而说明了电性各向异性研究的特殊性、必要性和重要性。关键词：随钻电测井 电阻率各向异性引 言地层各向异性通常指其电阻率、介电常数及渗透率等参数在不同的方向存在差异的性质。钻井工程师要知道的首要信息是钻头离最近地层界面的距离，这可以直接从电阻率数据中求得，泥岩电阻率数据可用来估算地层压力，这是随钻测量（MWD）发展的直接原因之一。低频感应测井较高频电磁波传播测井反映地层电阻率各向异性的能力要弱，因此，随钻测井（LWD）中，电磁波传播测井是首选的电阻率测量手段。随钻电阻率测井是评价地层电性各向异性的重要手段，这是LWD研究和发展的源动力之一；同时，由于在高电阻率条件下，随钻电阻率测量通常比感应测井和其他电阻率测量的垂向分辨率差，受围岩影响要大，因此传统处理方法得到的测量与处理结果可能是无用的，因此要发展针对LWD的处理和解释方法。科技的发展使得随钻测量（MWD）信号传输这一所谓“瓶颈”问题得到很大程度的解决，因此在国外LWD研究和应用发展很快，Anadrill公司有RAB、CDR和ARC5等随钻电测井仪器，Baker Hughes INTEQ公司有DPR、Navigator、MPR和Slim MPR随钻电测井仪器，Halliburton公司有CWR和SCWR等仪器，Sperry-Sun公司有EWR和EWR-Phase4等仪器，这些仪器多以2MHz为测量频率，已经开始投入商业应用；但在国内，此频率条件下的研究相对较少，大庆油田有2MHz相位电阻率测井仪，是作为电缆式测井仪器出现的。考虑到随钻测井是测井的重要发展趋势之一，因此有必要现在开展这方面的研究，中国石油天然气集团公司（CNPC）科技发展部已经开始立项进行相关方面的基础研究。本文主要以2MHz电阻率测井为例，论述LWD电测井仪器的响应特点及各向异性对其曲线的影响及解释方法。各向异性形成原因及常规电测井方法对各向异性反映的局限性地层的垂向电阻率与水平电阻率的不同是地层电性各向异性的具体体现之一。众所周知，砂/泥岩薄互层序列表现为宏观各向异性介质，其宏观地层电导率仅由砂和泥的电导率决定。当含烃地层包含不同粒度的薄互层或包含不同的空隙分布时，同样表现为电阻率的宏观各向异性。当地层为较细的层状互层时，呈现更为明显的各向异性，因此说层状泥岩/砂岩的交互存在是产生各向异性的重要原因。若互层序列较厚，则感应测井视电导率数值与在均匀各向异性地层中得到的数值一样，反映的是地层宏观电导率，此电导率可用来评价地层的含烃特性；若互层序列较薄，则应进行围岩或薄层校正以正确评估宏观地层电导率；事实上，泥岩层更多的是各向异性的，若在解释感应测井数据时忽略其各向异性的作用，则地层宏观电阻率会被夸大。若泥岩是各向同性的，则：宏观水平电导率： (1.1)宏观垂向电导率： (1.2)用电阻率表示为： (1.3)通常泥岩是各向异性的，那么：宏观水平电导率： (1.4)宏观垂向电导率： (1.5)用电阻率表示为： (1.6)同时砂泥岩含量满足 (1.7)在均匀各向异性地层中，感应测井和侧向测井得到的是： (1.8)其中，，，是相对地层倾角，称为电阻率各向异性系数，对于层状地层，垂向电阻率总是大于水平电阻率：，因此，各向异性系数通常总是大于1的。对于的特殊情况，即直井情况，由于，则：；而对于的特殊情况，即水平井情况，因为，所以。总之在有倾角的各向异性地层中，感应测井仪器反映的是地层垂向电阻率和水平电阻率的加权平均：由0度时的到90度时的。从物理机制看，感应测井在直井中的涡流是水平方向的，因此仅得到水平电阻率，而在斜井中由于涡流存在于两个方向，所以其读数为垂向和水平向电阻率的平均值。在井眼与地层界面垂直的井中，感应测井和LWD 2MHz 电阻率仪器对垂向电阻率无效，即只能给出较准确的水平电阻率数值；而且一般说来，侧向测井仪器与感应测井类似，在直井中只能测量得到水平电阻率，因此，侧向测井技术在大斜度井和水平井中并非最优仪器选择。而且，传统的感应测井和阵列感应测井在大斜度井和水平井中均不能完成良好的定量评价。应该说，常规测井方法反映地层各向异性的局限性促进了LWD的发展。LWD电阻率测井解释基础【影响因素与测量数据】：电缆测量通常涉及到侵入问题，而LWD测井与侵入问题关系较少，但是在LWD测井中会遇见侵入的存在是客观事实，因此我们认为影响2MHz深浅曲线读数分离的八种因素是：（1）