油田开发中裸眼井测井方法浅议

中国化工贸易　

Ｃｈｉｎａ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｔｒａｄｅ　煦　～　

油田开发中裸眼井测井方法浅议　

韩伟　

中石化胜利测井公司　

摘要：经过持续不断的努力，克服一系列技术难题，使核磁测井技术进入商业实用阶段。裸眼井测井：包括地层电阻率测井、地层孔隙度饱和度测井、　

４核磁共振测井、电磁扩张法和介电常数测井等方法。本文仅对电阻率和核磁共振测井方法做一个简单介绍和分析。　ｌ　

关键词：油田开发裸眼井测井方法　ｌ　｝　早在２０世纪五六十年代，国外就开始研究核磁测井，但由于当时技术　百毫秒。由于横向弛豫时间Ｔ２必定小于或等于纵向弛豫时间　，为了消除　ｊ条件的限制，所得资料的信噪比很低，而且井眼泥浆对测量结果的影响很大，　岩石中的氢核及束缚于岩石表面的氢核对ＦＩＤ信号的影响，可在自由旋进　

｛现场应用存在许多实际困难。经过长时间持续不断的努力，终于克服了一　开始之后，延迟２５　３０ｍｓ再开始测量。　

｝系列技术难关，使核磁测井进入商业实用阶段。裸眼井测井：包括电阻率　氢核的极化强度Ｍ与单位体积中氢核的数目成正比，地层中单位体积　

ｌ测井、核磁测井、电磁扩张法和介电常数测井等方法。　氢核的数目又与单位体积地层中流体（水或烃）的百分比含量有关，这个　

ｌ　Ｉ、电阻率测井　百分比含量称为自由流体指数（ＦＦＩ），因此，ＦＩＤ信号可以反映地层中的　｛　常规电阻率测井由于费用低，测试半径较大，因而应用广泛，但是测　自由流体指数。当时间ｒ．一定时，自由流体指数与地层的孔隙度线性相关，　

Ｉ试解释得到的含油饱和度受地层参数孔隙度、胶结系数、饱和度指数、泥　因此可以根据ＦＩＤ信号来确定地层的孔隙度。　

ｊ质含量、油层压力和油层温度的影响较大，最佳条件下误差为５％～１０％，这　此外，ＦＩＤ信号幅度的大小还与地层中氢核的极化强度Ｍ在，，期间的衰　

种误差对于以三次采油可行性评价为目的的测试来讲，是不可能被接受的。　减快慢有关，即与纵向弛豫时间乃有关。纵向驰豫过程的实质是核自旋与　

１９７３年Ｍｕｒｐｈｙ等人提出一种减小电阻率测井误差的方法。地层测井后注　周围介质进行碰撞及交换能量的过程。所以纵向驰豫时间　直接与孔隙中　

入化学剂驱替原油，化学剂之后跟着注入地层盐水段塞，然后再测地层电　流体的性质以及岩石性质有关，而含有自由流体的地层通道又与地层的渗　

ｉ阻率。用己知的饱和度指数就可以确定残余油饱和度，这种方法叫做测一　透率有关。这样，由测得的自由流体指数可以推得到地层的渗透率　

注一测法，可将电阻率测井的残余油饱和度精度提高到±２％　±５％。　由于岩石孔隙中的油和水的纵向弛豫时间　不同，因此通过纵向弛豫　ｉ　该方法结合测一注一测技术来提高解释精度，具体做法是：　时间　的测量，可以区分油层和水层以及确定含油饱和度。　

（１）首先进行常规电阻率测井；　从上面分析可知，ＦＩＤ信号只与地层中的可动流体相对应，而在储集　；　（２）注入化学药剂，驱走井周围原油；　层和非储集层的界面处自由流体指数为零。所以利用自由流体指数来划分　

（３）注入地层水，驱走化学药剂；　储集层的效果相当好，特别是在复杂的地层剖面上划分储集层，核磁测井　

（４）重新实施电阻率测井。　

如果测试范围内残留化学药剂对电阻率的影响很小，饱和度指数保持　｛不变，测试解释精度可以提高到２％　５％，基本达到三次采油可行性评价的　

要求。　

２、核磁测井　

ｉ　２．１核磁测井的发展状况　１９４６年，泊塞尔（Ｅ．Ｍ．Ｐｕｒｅｅｌ１）和布洛赫（Ｆ．Ｂｌｏｃｈ）在几乎相同的　

时间内，用不同的方法各自独立地发现了在物质的一般状态中的核磁共振　

ｌ（Ｎｕｃｌｅａｒ　Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）现象，这是处在某静磁场中的物质的原　

子核系统受到相应频率的电磁波作用时，在它的磁能级之间发生的共振迁　现象。核磁测井（Ｎｕｃ１ｅａｒ　Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｌｏｇｇｉｎｇ）是利用核磁共振现象来测　

ｉ定地层中自由流体的含量，地层的孔隙度、渗透率、含油饱和度，以及划　

《分储集层、确定出水量等问题的测井方法，它具有功能全、精度高等优点。　：　２．２核磁测井的技术方案　

①预极化法。　

对测井来说，在井眼中建立核磁共振条件、接收共振信号，样品一定　ｉ是在接收线圈之外。由于地磁场太弱（一般约０．５×ｉ０—２Ｔ），能够得到的　｛信噪比很低，为了提高信噪比，需要引入极化磁场。比较有代表性的测量　

｛方案是预极化一地磁场自由转动方法（简称“预极化法”），即：首先把　

｛一个很强的极化磁场加到地层中去，使样品极化，经过一定时间后，撤去　

极化场，磁化矢量将绕地磁场自由进动，在放置好的探测线圈中可以得到　

一个感应电动势，即自由感应衰减（ＦＩＤ）信号。　

ｉ　在地磁场中观察核磁共振通常采用预极化方式，即在垂直于地磁场Ｈｅ　

；的方向上加一个很强的脉冲极化磁场Ｈｐ（一般要在０．５×ｉ０—２Ｔ以上），　｛使地层中被研究的原子核（通常是氢核）极化，其极化强度Ｍ将沿着极化　

ｌ磁场Ｈｐ的方向取向，并按指数规律增长，即：　

Ｍ＝Ｍ　Ｉ１一ｅ　．　）（卜１）　

！　式中　。为热平衡的磁化强度；时间常数　为纵向弛豫时间。　：　由于氢核的自旋，它在地磁中将做旋进运动。若地磁场Ｈｅ不变，改变　

ｉ极化磁场的频率。当它与氢核的旋进频率相等时产生核磁共振现象，其共　

ｌ振频率为∞＝ＹＨｅ。这里Ｙ为磁旋比。经极化时间，Ｐ之后（　Ｐ＞５　），　

｝陕速断开极化磁场，由于极化线圈的暂态特性，极化磁场Ｈｐ需经时间　｛后才降至零。在此期间，极化强度Ｍ将按指数规律衰减。即：　

＝ＭＤ　ｅ　，．　（卜２）　：　此时，在与两个磁场方向都垂直的探测线圈中，将接收到一个随时间　｛变化的自由感应衰减信号（ＦＩＤ），其幅度与上述衰减的磁化强度Ｍ成正比。　

ｌ而时间常数　称为横向驰豫时间。氢核驰豫时间是地层环境的函数，即与　所处的状态有关。　

岩石中的氢核及束缚于岩石表面的氢核，其弛豫时间非常短，一般为　几百微秒；而在岩石孔隙空间中的流体却有较长的弛豫时间，通常可达几　

｛　＾ｎ＾　＾，　ｃｈｅｍｍｅｄ￣ａ　ｃｏｒｎ　ｅｎ巾籀徒工薅髓潮　｛　显示出它的独特优越性。　

②Ｉｎｓｉｄｅ－ｏｕｔ技术。　２Ｏ世纪７０年代末，美国Ｌｏｓ　Ａｌａｍｏｓ国家实验室的Ｊａｃｋｓｏｎ提出了　

“Ｉｎｓｉｄｅ－－ｏｕｔ”，技术。该技术把一组磁体放入井中（Ｉｎｓｉｄｅ），在井眼　

之外（Ｏｕｔｓｉｄｅ）的地层中建立一个比地磁场强得多、且在一定范围内均匀　

的磁场，从而实现对井外地层信号的观测。该技术能够有效地消除井眼泥　浆信号，为商业化核磁测井仪器的研制和发展奠定了坚实的基础。　

另外，还有核磁一密度交会法和核磁一声波交会法求取剩余油饱和度。　核磁一声波交会法确定储层含油饱和度，计算出储层的含油饱和度具有一　

定可信度。加强核磁声波两种测井方法数据采集的质量控制，克服两种方　

法响应匹配误差，在实验基础上建立的油气极化函数声波传导方程是提高　

求解储层剩余油饱和度精度的保证。　

核磁测井方法是注入顺磁离子消除水信号之后，直接测定残余油饱和　度。核磁测井响应于地层孔隙流体，所探测到的信号取决于总的流体体积　

与外加磁场的强度。测量精度很大程度上取决于孔隙度的估算和响应信号　

的信噪比。　

由于该方法可直接测量含油饱和度，因此随机误差可减小并可以估算　

系统误差的大小。另外，稠油对核磁测井没有影响，因此可以利用核碰测　

井估算稠油饱和度；在大多数情况下，可以利用该方法提供准确的剩余油　

饱和度数值。　３、结束语　

根据测井方法的使用环境，可将其分为两类：一类是裸眼井测井方法，　另一类是套管井测井方法。裸眼井测井方法包括电阻率测井、核磁测井、　

电磁波测井、介电常数测井等：套管井测井方法包括脉冲中子俘获测井、　

碳氧比测井、重力测井等。该技术已经成为一种常规测试方法，主要利用　

它得到较为可靠的剩余油饱和度剖面，但是由于测量半径小，因此受射孔　等因素影响偏大。测井是目前现场进行剩余油饱和度测量的最主要方法之　

一，各种测井工艺得到的可靠残余油饱和度分布曲线非常广泛地用于强化　

采油时对油田的评价。　

参考文献　

［１］何雨丹，魏春光．裂缝型油气藏勘探评价面临的挑战及发展方向　

［Ｊ］地球物理学进展，２００７，（０２）．　［２］高霞，谢庆宾．储层裂缝识别与评价方法新进展［Ｊ］地球物理学　

进展，２００７，（０５）．　

［３］李斌凯，马海州，谭红兵．测井技术的应用及其在科学钻探研究　

中的意义［Ｊ］地球物理学进展，２００７，（０５）．　［４］肖亮，肖忠祥．核磁共振测井Ｔ－（２ｃｕｔｏｆｆ）确定方法及适用性分　

析［Ｊ］地球物理学进展，２００８，（０１）．　

Ｃｈｉｎａ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｔｒａｄｅ　ｌ中国化工贸易ｌ　

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