测井异常曲线原因分析

4688测井解释

在验收常规测井曲线时,经常会遇到一些异常曲线,给现场资料验收以及解释结论的确定带来了困难。为了更好地识别异常的测井曲线,提高现场处理问题的能力,本文收集整理了近几年现场出现的异常曲线,根据现场作业时仪器设备的实际情况,结合地质、录井、钻井等多方面的资料,进行综合分析研究,找出发生异常的规律,并制定出相应的解决办法,供现场测井、验收人员参考使用。异常曲线产生的原因多,隐蔽性大,不易分辨,需要特别关注,解决时必须遵循以下原则——在现场必须排除异常或者能够对异常曲线做出合理的解释,才能作为合格的资料予以验收。

1 井眼、井斜引起的异常曲线

1.1原因分析

影响测井曲线的井眼状况主要为大井眼及突变井眼。裸眼井以井轴为中心,仪器向外探测到的介质分别为泥浆、泥饼、侵入带、过渡带、原状地层,由于每一种仪器都有一定的探测深度范围,井眼的变化使仪器探测对象发生了变化,所以会产生曲线异常。

在大斜度井测井过程中,由于重力作用,使井径、声波时差等要求居中测量的测井仪器难以保持居中,密度、中子、微电极等要求探头贴井壁的测井仪器难以紧贴井壁,测井曲线可能出现较多异常。

1.2产生的异常现象

综合各种测井方法,大斜度井、大井眼井和井眼不规则井最终影响结果相近,具体可引起如下异常:密度值受泥浆影响读值偏小;中子仪器不贴井壁,中子孔隙度偏大(如图一所示)。微电极不贴井壁,致使曲线出现双轨或砂泥岩不分(如图二所示)。

图一 井眼影响密度、中子曲线异常
图一 井眼影响密度、中子曲线异常

1.3处理方法

对于由于井眼井斜状况引起的曲线异常,要更换弹簧较好的仪器或多次测量,尽量补测到品质好的曲线,才可上交资料,同时资料评价降低一个等级使用。

2 钻井液性能引起的异常曲线

2.1原因分析

有时井桶发生特殊情况如井涌、井漏,钻井队不得不对泥浆做特殊处理,如加重晶石等来改变泥浆性能,使泥浆的密度加大或是变的粘稠,这样便会引起自然电位、微电极及中感应测井曲线的异常。当泥浆过于粘稠,会粘附在微电极的极板上,使其探头无法与井壁接触,测得曲线出现异常。

2.2产生的异常现象

微电极被糊住则出现曲线双轨且值低恒定(一般约等于泥浆电阻率的值),一般低于正常井眼处的测量值。自然电位曲线幅度偏小或者没有幅度。在泥浆中加重晶石,会造成中感应曲线下掉等(如图二所示)。

图二 钻井液影响感应、微电极曲线异常
图二 钻井液影响感应、微电极曲线异常

2.3处理方法

对于微电极极板糊住,应将仪器提出井桶把极板檫干净后重新测量。而泥浆中添加重晶石的井,对于中感应曲线则可以降级使用。

3 仪器自身约束形成的异常曲线

3.1原因分析

每一种仪器都有一定的适应性,如果超出了它的性能指标,很可能出现异常。通常考虑的性能指标有仪器耐温性、耐压性、仪器测量范围、适应井眼范围、探测深度、垂直分辨率等。如目前使用的推靠式四臂可收放井径,其四臂的弹簧较硬,对于井眼较小的地方反映不明现。

3.2产生的异常现象

超出了仪器的性能指标形成的异常往往显示一个不变的数值。异常曲线还要考虑每一种仪器的特殊局限性,例如感应测井对高阻地层测量不准,电阻率测井对低矿化度泥浆不适应性现象,推靠式井径对井眼小和井眼较规则的地方测量不准,经常出现直线或跳尖等(如图三所示)。

图三 仪器组合及仪器自身约束造成的曲线异常
图三 仪器组合及仪器自身约束造成的曲线异常

3.3处理方法

操作、验收人员应掌握每种仪器的性能指标,对于仪器本身约束形成的异常,能够做出及时准确的判断,如果没有特殊要求,且不影响最终解释结果,一般作为合格资料验收。

4 仪器故障引起的异常

4.1原因分析

仪器故障是引起曲线异常的最常见的原因,故障有来自井下仪器的,也有来自地面仪器的,有的是软件的故障,也有硬件的故障,还有来自仪器组合后相互干扰的。在仪器故障引起的异常现象中,需要特别关注刻度错误引起的异常,这类异常比较隐蔽,常常表现为一些似是而非的曲线,必须仔细分析才能发现问题。测井仪器产生的信号与测量的井下参数有关,刻度就是建立仪器信号与其所代表的井下参数之间的关系,必须经过刻度转换才能得到需要的井下参数值,同时刻度过程消除仪器范围内的电子漂移,使测井过程不至于引起大的误差,保证同类仪器计量结果的统一。因此,刻度的过程是否正确及刻度的准确性对最终读取的井下参数有着极其重要的作用。

4.2产生的异常现象

由于异常现象的原因纷杂,所以异常现象也种类繁多,但是一般表现较为明显,与仪器正常响应大不相同。通过及时更换仪器多次测量,大多可消除此类异常。

常见的来自仪器组合后相互干扰的有双感应——八测向与自然电位的组合,自然电位常常受到双感应——八测向的影响在高阻层出现明显的负异常且容易畸变(如图三所示)。

常见的刻度错误引起的异常如中子密度仪器异常,可能引起在砂岩层,中子孔隙度与密度孔隙度大小相差很多(即不能交会)。电阻率仪器刻度错误可能引起非正常的差异。声波-变密度刻度分别取得首波开门时间,门宽,传播时间门坎值及首波幅度值,直接影响声幅测井的相对幅度值和能否测到首波幅度。

4.3处理方法

对于仪器故障引起的异常,应在最短的时间内发现问题,及时更换仪器进行补测,直到排除异常,取得满意的资料为止。

5 地质现象的特征分析

5.1原因分析

有时看似异常的测井曲线,其实并不异常,实际上是一些特殊地质现象引起的特殊反映,详细分析可以得到重要的信息。

判断为特征反映的异常,必须相当谨慎,通常首先要经过验证,排除仪器故障带来的问题,其次注意搜集了解岩屑录井,钻时等多方面的资料,还要了解该地区邻井地质特征,综合做出判断,以确保是特殊地质的特征反映。

5.2处理方法

这类异常是测井解释最重要的东西,必须保留。有的异常经过多次测量,可能没有异常显示,例如石灰岩裂缝对微球电阻率的影响,转个方向可能就没有了,原则上保留带有异常的曲线。

6 特殊岩层及井况引起的异常曲线

6.1原因分析

在一些特殊岩性层段,测井曲线异常要考虑岩性影响。一些不常见的岩层,如煤层、石膏层、杂质泥岩、油页岩层、黄铁矿层等。在测到这些岩层的时候,部分测井曲线偏离邻层数值,常被认为是异常曲线。

6.2 产生的异常现象

特殊岩层所含的岩性不同,在测井曲线引起的异常各不同,如煤层密度值、伽马值很低,声波时差值高,一般大于350us/m (如图一所示);石膏层低伽马,高中子孔隙度,高密度;黄铁矿高密度、高光电吸收截面指数,具导电性,造成电阻率测井值回零(如图四所示);快速地层引起固井好的井段声幅值增高等,这里不一一赘述。

图4 特殊岩层造成的异常曲线
图4 特殊岩层造成的异常曲线

特殊井身段受到的影响因素较多,影响结果也很复杂。以邻井的影响为例,处在同一个油藏中的视开发情况地层压力互相影响,相互连同的层发生水淹,电性、物性发生变化,部分井段处于油水过度带,层内出现局部水淹,造成自然电位基线偏移,正负交替变化。如果两井相邻很近,且本井造斜出现偏差时,邻井套管会引起本井所测电阻率值很低或回零。螺旋井眼造成曲线螺纹异常(如图五所示)等,其他因素引起的异常也不一一赘述。

图五 特殊井身影响出现的异常曲线
图五 特殊井身影响出现的异常曲线

6.3 处理方法

对于特殊岩性及井身引起的异常曲线,应用所学知识,查阅手边资料,综合工程、地质信息,在短时间内分析出原因所在,在最终能够对异常现象做出合理的解释后,才可以作为合格资料验收。

7 结论

地质情况和测井方法的多样性决定了异常曲线的复杂性,现场测井和室内验收人员应注意发现新情况,解决新问题,及时总结经验,不断提高认识水平,确保测井资料的真实可靠。