斜井和水平井中补偿中子测井探测特性
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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。
第九章中子测井(Neutron log)利用中子与地层相互作用的各种效应,来研究钻井地质剖面的一类测井方法统称中子测井。
它是利用岩石的另一种特性,即岩石中的含氢量来研究岩石性质和孔隙度等地质问题。
这种测井方法在于将装有中子源和探测器的井下仪器下入井中,由中子源→中子→进入岩层,同物质的原子核发生碰撞将产生减速、扩散和被俘获几个过程,到达探测器。
在这些过程中,探测器周围的中子分布状况,以及中子被俘获后所放出的伽马射线强度,与仪器周围的岩石性质,特别是岩石的含氢量有关。
而储集层的含氢量又取决于它的孔隙度,因此,中子测井是目前广泛使用的一种孔隙度测井。
根据中子测井的记录内容:可以将它分为中子-中子测井和中子-伽马测井。
根据仪器的结构特点,中子—中子测井又可分为中子-超热中测井(SNP)—井壁中子测井中子-热中子测井(CNL)—补偿中子测井一、中子测井的核物理基础1 中子和中子源中子是组成原子核的一种不带电荷的中性粒子,其质量与氢核的质量相近。
中子与物质作用时,能穿过原子的电子壳层而与原子核相碰撞,所以它对物质的穿透能力较强。
通常中子与质子以很强的核力结合在一起,形成稳定的原子核。
要使中子从原子核里释放出来,就必须供给一定的能量。
如果使原子核获得的能量大于中子结合能,中子就可能从核中发射出来。
可以用α粒子、氘核d、质子p或γ光子轰击原子核,引起各种核反应,使中子从核内释放出来。
这种产生中子的装置称中子源。
一、中子测井的核物理基础因为不同能量的中子与原子核作用时有着不同的特点,所以通常根据中子的能量大小,可以把它分成几类:高能快中子:能量大于10万电子伏特;中能中子:能量在100电子伏特—10万电子伏特之间;慢中子:能量小于100电子伏特;其中0.1—100电子伏特的中子为超热中子;能量等于0.025电子伏特的中子为热中子。
一、中子测井的核物理基础1 中子和中子源中子测井所用的中子源有两类:即同位素中子源和加速器中子源。
水平井、大斜度测井评价技术在河南油田的应用林 科,高 岩,汪佳荣,张 博,胡恒波,何小兵(河南油田测井公司,河南南阳 473132) 摘 要:河南油田开发进入中后期,开发难度加大,随着水平井、大斜度井技术的日趋成熟,水平井逐渐成为油田稳产的关键技术之一。
本文对水平井测井响应特征影响因素分析,总结出水平井测井解释应采取的对策,形成了一套针对河南油田不同区块的水平井测井评价技术,并在河南油田的多个区块得到了广泛的应用,取得了明显的控水增油效果。
关键词:河南油田;水平井;测井响应特征;水平井测井评价技术;控水增油 中图分类号:T E243 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)15—0122—02 目前我国东部老油气勘探开发面临挖潜难度越来越大,提高油田开发效益,已成为油田开发人员共同追求的目标。
随着国内水平井技术的日渐成熟和应用,水平井已成为当前条件下高效开发油田的重要手段。
但由于水平井特殊的钻井方式,使得水平井测井的施工技术,仪器响应特征,解释模型都非常复杂,这些都对测井评价提出了新的要求,也孕育着新的研究方向和课题。
1 水平井测井评价面临的难题1.1 测井响应特征复杂在垂直井中,一般情况下测井仪器轴垂直或近似垂直于地层面,可以认为地层、井眼、泥浆的侵入形状均是绕仪器轴旋转对称的。
但是水平井测井仪器轴跟地层平行或近似平行,则地层、井眼、泥浆的侵入不是绕仪器轴对称的,此外,在重力作用下,水平井中仪器偏心影响显得严重,使得贴井壁测井值倾向于井眼下方的地层值。
1.1.1 电阻率测井响应特征通过对不同井斜,不同层厚等多种情况下的双侧向测井响应进行理论计算和实际研究,得出结论:井斜对双侧向测井响应的影响,体现在层界面附近。
随着视井斜角增大,围岩影响增大,视电阻率幅度降低。
深侧向的井斜影响大于浅侧向的井斜影响。
同时,钻井周期较长,侵入较深和侵入的不对称性也是造成水平井油层电阻率降低的主要原因之一。
水平井解释自20世纪80年代初具有工业应用价值的水平井在欧洲诞生后,水平井技术就迅速席卷石油钻采行业。
水平井技术在新油田开发和老油田调整挖潜上成效显著,它可降低勘探开发成本、大幅度提高油气单井产能和采收率等,以其投资回收率高、适用范围广泛的优点得到了全世界的青睐。
然而水平井无论在钻井、测井还是开采诸方面都是一个新的技术领域。
就测井而言,井的类型和完井方式直接影响测井仪器的输送方法,而水平井中重力与井轴方向相垂直以及井周围空间的非对称性使井下流动状态与垂直井极不相同,造成常规测井仪器在水平井中性能指标下降、响应机理发生变化、测井解释模型也随井眼位置不同而复杂化,这些都对测井提出了新的要求,同时也孕育着新的研究方向和课题。
1 水平井与直井测井环境的差异水平井不同于垂直井,其井眼也并非完全水平,井眼或地层也不会恰好位于设计所在位置。
在这个较为特殊的环境里,测井环境与垂直井有很大的差别,要充分考虑需要考虑井眼附近地层的几何形状、测量方位、重力引起的仪器偏心、井眼底部聚集的岩屑、异常侵入剖面、以及地层各向异性等的影响。
1.1 泥饼的差异在水平井中,井眼下侧的泥饼比较容易与固相滞留岩屑混层,形成相对较厚的岩屑泥饼层,该岩屑泥饼层对径向平均测井仪器影响不大;但对定向聚焦测井仪器影响较大,该类仪器沿井眼下测读数时,不能准确有效地反映出地层的真实响应。
1.2 侵入的差异在直井中,将侵入剖面简化为以井眼为轴心线的圆柱体;在水平井中,由于地层的各向异性存在,侵入剖面比较复杂,主要呈非对称侵入分布,需区别分析。
以原生孔隙为主的储层中,因原始沉积在平面上和垂向上存在明显的差异性,一般情况下,储层平面上渗透率大于垂直方向上的渗透率。
因此,水平方向最初的侵入比垂直方向的侵入要深,其侵入剖面可简化为以井眼为中心线的椭球体。
以次生孔隙为主的地层中,比如裂缝孔隙性孔隙型储层,井眼周围的地层渗透性存在着各向异性,形成更为复杂的侵入剖面。
放射性测井放射性测井岩性、化学矿物成分孔隙度、岩性流体成分、孔隙度中子测井伽马测井密度测井利用中子与地层物质原子核发生的各种效应,研究地层流体性质、孔隙度、岩性下井仪器中子源向地层发射快中子 快中子在地层中运动与地层物质的原子核发生各种作用由探测器测量超热中子、热中子或次生伽玛射线的强度。
用来研究地层流体性质、孔隙度、岩性8 中子测井测井方法包括:中子—超热中子测井中子—热中子测井中子—伽玛测井中子活化测井非弹性射线伽玛能谱测井中子寿命测井8 中子测井8 中子测井8.1 中子测井物理基础8.2 热中子测井8.3 热中子测井应用8.1 中子测井物理基础一.中子和中子源中子——原子核中不带电的中性微小粒子,与质子以很强的核力结合在一起。
0.025eV 0.2~10eV8.1 中子测井物理基础一.中子和中子源要使中子从原子核里释放出来,需要给中子一定能量。
当中子获得大于结合能的能量时,就可以从原子核中发射出来。
中子源——将中子从原子核中释放出来的装置同位素中子源(连续中子源):加速器中子源(脉冲中子源):8.1 中子测井物理基础二.中子和物质的作用(牢记!)1.快中子非弹性散射2.快中子对原子核的活化3.快中子的弹性散射4.热中子俘获低高能量8.1 中子测井物理基础二.中子和物质的作用(牢记!)1.快中子非弹性散射快中子+靶核Æ复核复核Æ能量较低中子+非弹性散射伽玛射线Æ基态靶核8.1 中子测井物理基础二.中子和物质的作用(牢记!)2. 快中子对原子核活化快中子与稳定的原子核作用会发生(n,α)、(n, P)核反应。
生成新的放射性核素,这种作用叫活化核反应。
活化形成的新核素,有一定的半衰期,其衰变产生的γ射线叫活化伽马射线如Si 28(n,p)Al 28,Al 28衰变放射出γ射线,衰变式为:8.1 中子测井物理基础二.中子和物质的作用(牢记!)3. 快中子的弹性散射¾碰撞后中子和靶核组成的系统的总动能不变¾中子损失的能量转变为靶核(反冲核)的动能¾靶核仍处于基态¾在多次弹性散射中,逐渐降低能量、速度,最后成为热中子8.1 中子测井物理基础二.中子和物质的作用(牢记!)3. 快中子的弹性散射一个中子和一个原子核发生弹性散射的几率叫微观弹性散射截面σS ,其单位是巴(即b=10-24cm 2) 1立方厘米物质的原子核的微观弹性散射截面之和称宏观弹性散射截面Σs不同的核素散射截面不同,而且发生一次散射平均损失的中子能量也不同。