水平井测井技术及资料解释探讨.ppt

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1、水平井测井技术及资料解释探讨,什么叫水平井？,井身呈水平或近似水平状态的井叫水平井。水平井实际上包括井斜大于65度的大斜度井、井斜角近似等于90度的水平井和井斜角大于90度的上翘井。,水平井是钻机垂直钻入地层到达一定深度后，运用特殊的工具使钻头弯向水平方向钻进，利用水平井（大斜度井）技术解决了城镇、良田、河流、水库及建筑物下油气藏的勘探开发问题。,前 言,水平井使井身轨迹横穿油层，大大增加井身和油层的交接面，提高泄油面积，弥补了垂直井的不足，极大地发挥了储层的潜力，提高了原油的采收率，比垂直井获取更高的产能，一口井达到几口井的效果。水平井技术是国家重点科技攻关与推广应用项目。,前 言,水平井在

2、上个世纪二、三十年代最早出现在美国，八十年代中期被油公司高度关注并得到迅速发展。我国的水平井技术始于1965年11月在四川钻探的磨3井，井斜为9092度的水平段长度160m。,前 言,通过技术攻关，我国的水平井技术取得了长足的进步，形成了水平井设计、钻井、测井、射孔、采油、动态监测等一系列配套应用技术。江苏油田，在1996年（高6平1井）打了第一口水平井。,前 言,江苏油田水平井统计,历年水平井统计图,目 录,一 水平井类型二 水平井测井技术三 水平井测井响应特征四 水平井测井资料解释,常规水平井,水平井类型,侧钻水平井,水平井类型,阶梯式水平井,水平井类型,水平井类型,连通水平井,水平井类型

3、,大曲率半径水平井 中曲率半径水平井 小曲率半径水平井,按造斜速度划分水平井类型,水平井从垂直段变为水平段的速度是不一样的，按造斜率可分为三种类型：,水平井类型,按造斜速度划分,可用常规定向钻井工艺完成，水平井段可长达1500米。可最大限度地钻穿油层，增加油层的裸露面积，从而提高油井的采收率。对油田外围井的勘探和开发用途较大，尤其是用来开发低渗透率油藏和裂缝性油藏效果较好。但因水平位移长，钻井时间较长，风险比较大，较少采用。,大曲率半径水平井,从垂直井段至水平井段的斜井段长50-150米，水平井段300-800米。可用来探明和开发各种类型的构造油田，增大泄油面积，提高采收能力。发展较快，主要是

4、这种水平井的位移较短，加上现代的快速钻井和追踪技术的配合，风险较小，效益较高。,中曲率半径水平井,造斜率高达每米4-6，对开发低渗透率油田、低压油层和垂直裂缝发育的油层，可提高油井的产量和采收率。小曲率水平井，因工具特殊，技术复杂，当前只在老油井和大修井时采用。,小曲率半径水平井,水平井类型,开采一组砂岩储层,开采一组倾斜砂岩储层,水平井类型,勘探水平井,目的：提高产量 和采收率,目的：找储层和确定 储层是否含油,水平井类型,分支（双底）水平井,分支（多底）水平井,目 录,一 水平井类型二 水平井测井技术三 水平井测井响应特征四 水平井测井资料解释,在垂直井和井斜角较小的斜井中测井时，用绞车通

5、过电缆把测井仪器下放到井底，然后上提测井。由于仪器与井壁的摩擦力 仪器的自重，因此，仪器靠自身的重力就可以下至井底。测井电缆在常规测井中有两个作用：其一，下放和上提井下仪器；其二，把地面仪器发出的指令传递给井下仪器，为井下仪器供电、把井下仪器采集到的测量信号传输到地面仪，即在井下仪器与地面仪器之间交流信息。,水平井测井技术,随着井斜角的逐渐增大，井下仪器与井壁的摩擦力Ff也不断增大，致使井下仪器向井底方向运动的分力FB逐渐减小。当井斜角增大到约65时，井下仪向井底方向运动的分力FB减小到一个临界值，即该分力约等于井下仪器与井壁的磨擦力，这时，井下仪器无法借助于自身重力向井底运动，测井电缆下放井

6、下仪器的作用消失。因此在井斜角大于65的大斜度井和水平井中，必须借助外力将井下仪器推至井底，以便进行测井。电缆在井下仪器与地面仪器之间交流信息。,水平井测井技术,另外，在井眼状况比较复杂的情况下，如：台阶、缩径、键槽、狗腿、大肚子、扭方位等也会造成仪器遇阻，使得常规测井无法进行。为了解决这些难题，国内外各专业测井服务公司经过不断探索，相继研制出了许多用于起下常规电缆测井系统（包括井下仪器和测井电缆）的辅助工具（水平井工具），这些工具的研制成功为我们进行各种不同类型的测井提供了强有力的保障。,水平井测井技术,目前，我们地质测井处已经拥有湿接头式、泵出法测井两种方式的水平井施工工艺，能够根据不同需

7、要，圆满完成大斜度定向井、水平井、复杂井、疑难井等的测井任务。湿接头式测井获得的测井信息更多而且更加可靠，现已成为大斜度井、水平井测井的主要手段。,水平井测井技术,测井难题,水平井测井技术,目 录,一 水平井类型二 水平井测井技术三 水平井测井响应特征四 水平井测井资料解释,到目前为止，几乎所有的测井仪器都是为垂直穿过水平地层的直井设计的，解释模型是“介质以井眼为对称轴径向对称”为前提建立起来的。,水平井测井响应特征,模拟试验条件为均匀无限介质。,水平井测井响应特征,在仪器使用和资料解释评价过程中，我们始终假设地层以井轴为对称轴径向对称，在垂直井中这一假设通常是比较接近实际的。但在定向井（大位

8、移、大斜度）和水平井中，这个假设就很难成立了。,在水平井中，地层不是以井轴为对称轴径向对称，地层界面与井轴接近平行，表现为径向非对称性，目的层的上下围岩，目的层本身的垂向非均质性以及由于重力影响而引起的流体侵入不对称性等诸多因素都对水平井测井资料产生影响。,水平井测井响应特征,直井,水平井,水平井测井响应特征,探测深度较大的仪器测量结果主要受径向不对称和各向异性的影响，测量结果是地层及其围岩的特性参数的加权平均值。感应或侧向仪器逐渐逼近地层界面时，深、中探测在仪器到达界面前就受到地层界面的影响，使测量值增高或降低，且深探测要比中探测受影响大，这时深、中、浅电阻率曲线间的关系就不能反映地层的侵入

9、特性和渗透性。,在垂直井中，井眼承受的主要是水平地应力，仪器的测量值主要是仪器所在地层贡献；在水平井中，井眼要承受水平地应力和铅直地应力，仪器的测量值常常是仪器所在地层和围岩特性参数的加权平均。在极端情况下贴井壁测量仪器两个极板测量值可能差异很大。仪器响应受径向不对称性和各向异性的影响程度取决于它们各自的探测深度。探测深度越深，影响程度就越严重。,水平井测井响应特征,水平井测井响应特征,在大斜度井段及水平井段，当井眼离围岩界面的距离在仪器的探测范围以内时，测井响应将受围岩的影响。当仪器越过地层界面时，深中感应在界面处均出现“角”状响应，因此利用这种测井特征的变化可较为准确的划分地层界面。(地层

10、从低阻到高阻）,水平井测井响应特征,当井眼离围岩界面的距离在仪器的探测范围以内时，测井响应将受围岩的影响，不同的是在界面处双侧向测井不存在“角”状响应。,水平井测井响应特征,在测井过程中，仪器沿井眼低边移动，井眼低边的地层对测量值贡献较大，特别是密度等探测深度较浅的仪器测量信息主要来自井眼低边地层。,水平井测井响应特征,中子和密度是定向聚焦，测量的是井眼以下地层，GR是径向平均型，测量的是整个地层的贡献。由于仪器的探测深度不同，以及在大斜度井段或水平井段，不同仪器同一深度对测井响应的贡献，来自于井眼不同的方向，造成了不同曲线对地层界面响应的不一致性。,DEN GR CN,DEN CN GR,探

11、出到泥岩位置,探出到砂岩位置,DEN CN GR,DEN 6inGR 8inCN 12in,不同曲线对地层界面响应的不一致性,水平井测井响应特征,由于水平井特殊的钻井工艺，常造成水平井井眼特性与垂直井不同，在水平井和大斜度井中会出现螺纹井眼，测井曲线呈周期性变化并非干扰信号。螺纹井眼主要测井特征是井径呈周期性变化，螺纹井眼对补偿密度、补偿中子、自然伽马等探测深度较浅的测井曲线有影响，使曲线呈周期性微小起伏，而对双感应等深探测曲线影响较小。,水平井测井响应特征,螺纹井眼的主要特征是井径曲线呈周期性变化，它是由于特殊的钻井工艺造成的，其周期取决于钻具的组合，变化周期是钻头与最接近钻头的稳定器间距的

12、两倍。,水平井测井响应特征,在重力作用下，钻井过程中产生的岩屑部分沉积在井眼的低边，在流动的泥浆作用下，沉积的岩屑会形成砂浪样的岩屑浪。井径曲线的极大值对应于浪底，井径曲线的极小值对应于浪顶。岩屑浪常使补偿密度、补偿中子、自然伽马等探测深度较浅的曲线呈波浪式变化。与螺纹井眼产生的影响不同，岩屑浪对曲线的影响是无周期且变化幅度不同。,目 录,一 水平井类型二 水平井测井技术三 水平井测井响应特征四 水平井测井资料解释,水平井测井资料解释,水平井特殊的井眼、地层条件、测井响应特征（受围岩影响），决定了水平井的解释与直井有所不同。毫无疑问，将测井数据、井眼轨迹、地质背景数据有机结合起来，是成功地进行

13、水平井解释的关键。,1997年，我们引进的工作站版FORWARD软件中，拥有水平井咨询系统。它主要是挂接了胜利石油管理局测井公司在1990年研制的水平井咨询系统（HWAS），该系统第一次把测井数据、井眼轨迹数据和预测背景地质数据有机地结合在一起，充分发挥水平井测井数据的作用，为水平井钻井、地质、采油工程提供咨询服务和进行可靠的水平井地层评价奠定了基础。,水平井测井资料解释,由于在工作站上使用比较麻烦,我们在三图一表的基础上又进行了软件开发,目前能方便地进行水平井资料的处理、能提供井眼轨迹投影图，包括东、西、南、北方向及总的水平位移垂直剖面图，水平面的投影图，过井轴垂向剖面储层评价图等，便于地质

14、家们掌握实钻井身的钻进轨迹。,水平井测井资料解释,下图是实钻井身轨迹在各方向中的投影图,目前的处理方法,大斜度井、水平井的解释与直井虽有所不同，但在储层划分、参数计算及油气评价方面仍有许多相似之处，用于直井处理解释的方法和经验仍然适用，目前的剖面处理仍然按此方法处理。,目前水平井中的孔隙度测井多以声波测井为主，因其受水平沉积的高速层影响大，未能反映物性较好的储层。电阻率测井其响应机理较为复杂，电阻率反演比较难，电阻率校正影响因素多，因此很难求得地层的真电阻率，以“声感法”为主的常规测井解释的精度不太高。水平井的油水层的解释主要以油水界面法为主，以常规解释法为辅。,储层划分及油气评价,韦5平1井

15、组合图,韦5平1井成果图,对应垂深曲线图,XX井 测井曲线图,斜度井曲线-垂直井曲线,随斜度的增加曲线压缩越来越大,韦5平1井TVD图,以水平位移作横轴，垂直深度作竖轴，绘制出过井轴垂向剖面储层评价图。,过井轴垂向剖面储层评价图,垂直深度,水平位移,韦5平1井,水平井多数是在地质构造和目的层中的岩性、物性及含油性均已熟悉的开发区钻探(开发水平井)，地层评价工作在附近直井中已经比较清楚了，因此水平井测井解释工作的重点不是地层评价，而是进行水平井咨询工作。,水平井测井资料解释,水平井测井资料解释,井筒是否在目的储集层中？在目的储集层的什么部位？距油水界面多远？靶点是否命中？如果钻出了目的层，是从上

16、界面还是从下界面钻出的,咨询什么？,水平井测井资料解释,确定井眼轨迹，提供井眼实钻分析图。利用目的层信息及实测连斜数据，画出储层位置和井眼轨迹分析图，标出设计靶点的位置，反映出从进入目的层及在目的层中的井眼轨迹。,怎么办？,韦5-10韦5-11韦5-21A对比图,韦5-10,韦5-11,韦5-21,韦5平1韦5-10韦5-11层位垂深对比图,韦5平1井,韦5平1井眼轨迹分析图,？,结论分层较多，泥质含量为什么有时偏高？地层薄？贴近目的层界面钻进？可能穿透其上下的小夹层还是目的层界面？,周32平3井实钻分析图,最大井斜95.87,有利于测井解释，有利于定向射孔，最大限度地发挥水平井的作用。,井眼

17、实钻分析图与剖面图对比,总结,今天介绍了水平井类型、水平井测井技术，重点介绍了水平井测井响应特征和水平井测井资料解释，依据测井资料计算储层的矿物成分、孔隙度、饱和度和渗透率等特性参数，借助于水平井咨询系统，特别是将垂直校正后的测井资料通过横向、纵向对比，结合地质构造、目的层的产状等，确定井筒是否在目的层中及与围岩、油水界面的关系等问题，进行综合分析，判断储层流体性质。,水平井测井资料解释面临的主要任务是水平井咨询和地层评价。水平井地层评价与水平井咨询是相互联系的两个方面，水平井咨询有助于指导地层评价，提高解释成功率，而地层评价反过来又有助于水平井咨询，会使咨询工作更加可靠，两者的有机结合，是水平井测井资料解释发展的必然趋势。,总结,谢 谢,