成像测井应用基础
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成像测井在地质油藏研究中的应用摘要:成像测井是储层测井评价的重要手段,它能够将采集到的数据转换成直观的图像,具有纵向分辨率高,方向性、可视化强,获取丰富地质信息等特点。
在分析沉积环境、地应力、识别裂缝等方面具有广泛应用,其中,应用电成像测井方法识别裂缝的研究较为成熟,成果也相对较多。
成像测井能够有效解决相关地质油藏问题,助力油气田高效勘探开发。
关键词:成像测井;地质油藏;地应力;裂缝识别引言成像测井技术在实际运用中主要有两种方式,即电成像测井技术与声成像测井技术。
地层电阻率成像测井技术、方位电阻率成像测井技术、核磁共振测井技术均是常用的成像测井技术。
随着世界油气资源勘探开发的不断深入,新发现的油气藏在规模上趋于小型化,在储层物性和油藏类型上趋于复杂化。
我国复杂油气藏以储层类型多、岩性复杂、储集空间类型多样、低孔隙度低渗透率等为主要特征,在储层评价方面面临更多的挑战。
针对复杂油气藏储层的测井评价,成像测井凭借其独特优势在地质油藏研究活动中发挥着重要作用。
1成像测井基本概述成像测井主要是结合钻孔中地球物理场的观测,针对井壁、井周边物体进行物理参数成像的方法。
成像测井可以直接反应出井周围地层分布状况和地层特点;成像测井资料和岩心对比结果能够有效证明其说明的地下质特征是正确可靠的,同时该资料具有广泛的应用范围,能够有效明确地层倾角、倾向和构造特点,反映出裂缝几何形态和发育程度,区分溶洞、溶孔等多种不同类型的地质特点,保证其判断的实效性;成像测井资料针对裂缝、溶蚀孔等非均质性地质的描述效果具有显著优势,呈现出半定量、定量评价储层参数的性能。
2成像测井技术在地质应力方面的运用分析一个圆形井眼的受力情况如图1所示,H ,h分别为最大水平主应力和最小水平主应力,p为钻井液对井壁的压力,R为井眼半径,为钻井液压力方向与最大水平主应力之间的夹角。
对于距孔眼中心为r的地层任意点p1,其受力状况为:r =(H+h)(1-)+ p+(H-h)·(1-)cos2(1)= (H +h)(1+ )- p-(H-h)·(1+ )cos2(2)= (H -h)(1+ - )sin2(3)式中:r,,依次为径向主应力、切向主应力及剪切应力。
成像测井技术目录1电成像测井 (2)1.1 地层微电阻率扫描成像测井技术[1] (2)1.2 阵列感应成像测井技术 (3)1.3方位电阻率成像测井技术 (4)2声波成像测井 (4)2.1超声波成像测井 (5)2.2偶极横波成像测井 (6)3核磁共振成像测井 (6)4成像测井技术的应用 (7)4.1岩性识别 (7)4.2沉积构造识别[4] (10)4.3沉积微相研究[5] (12)4.4裂缝系统的分析 (14)4.5地应力分析[11] (29)5成像测井的发展趋势 (32)参考文献 (33)成像测井技术测井起源于1927年的法国,当时只有测量视电阻率、自然电位、井温等仪器,经过近80年的发展,如今发展成为以电法测井仪、声波测井仪与核磁共振测井仪等系列的测井仪器。
回顾测井技术的发展历程,测井技术经历了从模拟测井到数字测井、数控测井、成像测井的发展历程。
成像测井技术是美国率先推出的具有三维特征的测井技术,是当今世界最新的测井技术。
它是在井下采用阵列传感器扫描测量或旋转扫描测量,沿井眼纵向、径向大量采集地层信息,利用遥传将采集到的地层信息从井下传到地面,通过图像处理技术得到井壁二维图像或井眼周围某一探测范围内的三维图像。
因此,成像测井图像比以往的曲线表达方式更精确、更直观、更方便。
传统的测井只能获取井下地层井眼周向和径向上单一的信息,它适用于简单的均质地层。
而实际上地层是非均质的,尤其是裂缝性油气层的非均质性最为明显,在地层的周向和径向上的非均质性也非常突出。
这促使人们开始利用非均质和非线性理论来设计测井仪器。
成像测井技术就是在此理论基础上发展起来的,它能获取井下地层井眼周向方位上和径向上多种丰富的信息,能够在更复杂、更隐蔽的油气藏勘探和开发方面有效的解决一系列问题:薄层、薄互层、裂缝储层、低孔隙低渗透层、复杂岩性储层评价;高含水油田开发中剩余油饱和度及其分布的确定;固井质量、压裂效果、套管井损坏等工程测井问题以及地层压力、地应力等力学参数的求取等等。
一、电成像测井基本原理电成像测井仪的基本结构是在等间距的多个极板上安装推靠井壁的阵列电极极板,每一个极板上装有多个阵列电极。
测量时由推靠器把极板推靠到井壁上,推靠器极板发射交变电流,电流通过井筒内的钻井液柱和地层构成回路回到仪器上部的回路电极,极板中间的阵列电极向井壁发射电流,记录下每个电极的电流强度及对应的测量电位差,它们反映了井壁电阻率的变化。
经过处理和图像增强,把所测得的微电阻率进行刻度,电阻率值越高,色度越浅,反之,电阻率值越低,色度越深。
由地层岩性、物性或裂缝、孔洞、层理等地质现象引起的电阻率变化转换成不同的色度,可以直观地观察到地层的岩性及几何界面的变化,进一步可以进行地层解释、储集层分析以及识别各种地质构造并进行构造的成因分析。
二、电成像解释模型1.电成像在直井中的解释模型直井中地层相对于井轴是对称的,极板图象以正北方向依次展开,而地层和裂缝等的产状计算如下:式中:θ为倾角,h为峰-峰值,d为井眼直径。
图1直井裂缝参数计算原理如图1所示,在成像测井平面展开图中的正弦曲线上找出最小值,再从平面展开图底部方位标度E、S、W、N中读出方向就可以获取地层倾向。
直井中,正弦曲线的峰-峰值h越大,代表了裂缝倾角越高。
2.电成像在水平井中的解释模型水平井(井斜角大于86°)中井轴周围的地层是各向异性的,图像以相应高边展开。
水平井电成像测井解释地层和裂缝产状。
裂缝在水平井的成像展开图上视倾角低时,真倾角高;但视倾角高时,真倾角不一定低。
因此,利用电成像测井进行水平井裂缝和地层产状解释时,真实产状的计算通过相应的坐标转换并进行井斜校正。
对于井斜角介于0~100°之间的井,在软件中进行角度设置,避免将直井段与水平井段一起处理、多次校正。
显示在井斜角过渡段出现校正错误,层界面角度计算也因此出现了错误。
通过对校正软件的角度设置,显示的处理结果就消除了直井-水平井的处理瓶颈。
三、电成像测井资料在水平井中的应用1.裂缝识别与评价电成像测井中通过深度校正、图象生成、平衡处理、标准化等过程,最终生成高分辨率电阻率成像。